JPH05297966A - 定電流源回路 - Google Patents
定電流源回路Info
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- JPH05297966A JPH05297966A JP10268092A JP10268092A JPH05297966A JP H05297966 A JPH05297966 A JP H05297966A JP 10268092 A JP10268092 A JP 10268092A JP 10268092 A JP10268092 A JP 10268092A JP H05297966 A JPH05297966 A JP H05297966A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基準電流を決定する抵抗を温度係数の異なる
2つの抵抗で構成し、温度変化に対して安定な定電流源
回路を得る。 【構成】 第1の電流ミラー回路(トランジスタQ2 ,
Q3 ,Q4 )と第2の電流ミラー回路(トランジスタQ
5 ,Q6 )との直列回路に並列にスタート回路(トラン
ジスタQ1 ,抵抗R1 )を具備する定電流源回路におい
て、前記第2の電流ミラー回路を構成する一方のトラン
ジスタQ6 の負荷側に接続される定電流値を決定する抵
抗を温度係数の異なる2つの抵抗R2 ,R3 で構成す
る。
2つの抵抗で構成し、温度変化に対して安定な定電流源
回路を得る。 【構成】 第1の電流ミラー回路(トランジスタQ2 ,
Q3 ,Q4 )と第2の電流ミラー回路(トランジスタQ
5 ,Q6 )との直列回路に並列にスタート回路(トラン
ジスタQ1 ,抵抗R1 )を具備する定電流源回路におい
て、前記第2の電流ミラー回路を構成する一方のトラン
ジスタQ6 の負荷側に接続される定電流値を決定する抵
抗を温度係数の異なる2つの抵抗R2 ,R3 で構成す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路におけ
る定電流源回路に関するものである。
る定電流源回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路において、電源電
圧の変動に対する依存性を持たない定電流を得るため
に、図3に示すような定電流回路が用いられている。図
3に示す定電流回路は、PNPトランジスタQ2 ,
Q3 ,Q4 からなる電流ミラー回路、NPNトランジス
タQ5 ,Q6 からなる電流ミラー回路、電源投入時にこ
の回路を動作させるためのNPNトランジスタQ1 と抵
抗R1 の直列回路からなるスタート回路、定電流値を決
定する抵抗R0 で構成されている。
圧の変動に対する依存性を持たない定電流を得るため
に、図3に示すような定電流回路が用いられている。図
3に示す定電流回路は、PNPトランジスタQ2 ,
Q3 ,Q4 からなる電流ミラー回路、NPNトランジス
タQ5 ,Q6 からなる電流ミラー回路、電源投入時にこ
の回路を動作させるためのNPNトランジスタQ1 と抵
抗R1 の直列回路からなるスタート回路、定電流値を決
定する抵抗R0 で構成されている。
【0003】このように構成されている定電流回路にお
いて、各PNPトランジスタ及びNPNトランジスタの
ベース電流を無視して考えると、PNPトランジスタQ
2 ,Q3 ,Q4 の各コレクタ電流Ic2 ,Ic3 ,Ic
4 (I)は等しくなり、 Ic2 =Ic3 =Ic4 =I ・・・(1) また、NPNトランジスタQ5 のコレクタ電流Ic5 は
Ic2 と等しく、NPNトランジスタQ6 のコレクタ電
流Ic6 はIc3 と等しいので、 Ic5 =Ic6 =I ・・・(2) 更に、NPNトランジスタQ5 のベース・エミッタ間電
圧をVbe5 、NPNトランジスタQ6 のベース・エミ
ッタ間電圧をVbe6 とすると、NPNトランジスタQ
5 のベースとNPNトランジスタQ6 のベースが共通で
あるので、次式が成立する。
いて、各PNPトランジスタ及びNPNトランジスタの
ベース電流を無視して考えると、PNPトランジスタQ
2 ,Q3 ,Q4 の各コレクタ電流Ic2 ,Ic3 ,Ic
4 (I)は等しくなり、 Ic2 =Ic3 =Ic4 =I ・・・(1) また、NPNトランジスタQ5 のコレクタ電流Ic5 は
Ic2 と等しく、NPNトランジスタQ6 のコレクタ電
流Ic6 はIc3 と等しいので、 Ic5 =Ic6 =I ・・・(2) 更に、NPNトランジスタQ5 のベース・エミッタ間電
圧をVbe5 、NPNトランジスタQ6 のベース・エミ
ッタ間電圧をVbe6 とすると、NPNトランジスタQ
5 のベースとNPNトランジスタQ6 のベースが共通で
あるので、次式が成立する。
【0004】 Vbe5 =Vbe6 +R0 ・I ・・・(3) コレクタ電流Iで動作しているトランジスタQ5 、Q6
のベース・エミッタ間電圧の差は次式で与えられる。 Vbe5 −Vbe6 =(KT/q)ln(nIc5 /Ic6 ) =(KT/q)1n(n)・・・(4) (3),(4)式より I=〔(KT/q)・ln(n)〕/R0 ・・・(5) となる式で定電流値は決定される。
のベース・エミッタ間電圧の差は次式で与えられる。 Vbe5 −Vbe6 =(KT/q)ln(nIc5 /Ic6 ) =(KT/q)1n(n)・・・(4) (3),(4)式より I=〔(KT/q)・ln(n)〕/R0 ・・・(5) となる式で定電流値は決定される。
【0005】ここで、抵抗R0 の常温(t=t0 )の抵
抗値をR0 として、抵抗R0 の1次温度係数をα(2次
温度係数は無視)、また、T=273+tと置いて式
(5)を書き直すと、 I={〔K(273+t)/q〕ln(n)}/{R0 〔1+α(t−t 0 )〕} ・・・(6) α:抵抗R0 の1次温度係数 R0 :抵抗R0 のt=t0 の抵抗値 n:エミッタ面積比(Q6 のエミッタ面積/Q5 のエミ
ッタ面積) K:ボルツマン定数 1.38×10-23 J/K t:温度(℃) q:電子の電荷 1.602×10-19 C となり、従来回路においては、式(6)によって決定さ
れる定電流値Iを発生する。
抗値をR0 として、抵抗R0 の1次温度係数をα(2次
温度係数は無視)、また、T=273+tと置いて式
(5)を書き直すと、 I={〔K(273+t)/q〕ln(n)}/{R0 〔1+α(t−t 0 )〕} ・・・(6) α:抵抗R0 の1次温度係数 R0 :抵抗R0 のt=t0 の抵抗値 n:エミッタ面積比(Q6 のエミッタ面積/Q5 のエミ
ッタ面積) K:ボルツマン定数 1.38×10-23 J/K t:温度(℃) q:電子の電荷 1.602×10-19 C となり、従来回路においては、式(6)によって決定さ
れる定電流値Iを発生する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の定電流源回路においては、抵抗の温度変化及び
NPNトランジスタのVbeの温度変化のため、発生さ
せる定電流Iも温度に対して変化し、温度変化に対して
安定な定電流を供給することができない。式(6)を温
度tで微分すると、
た従来の定電流源回路においては、抵抗の温度変化及び
NPNトランジスタのVbeの温度変化のため、発生さ
せる定電流Iも温度に対して変化し、温度変化に対して
安定な定電流を供給することができない。式(6)を温
度tで微分すると、
【0007】
【数1】
【0008】ここで、t=t0 における定電流値IをI
=I0 とおくと、温度t0 時の定電流Iの温度係数は、
=I0 とおくと、温度t0 時の定電流Iの温度係数は、
【0009】
【数2】
【0010】となる。先の従来回路にて、R0 =5k
Ω、抵抗の温度係数α0 =1200ppmとして、t=
−30℃〜70℃までの定電流Iを計算すると、定電流
Iは図4のような温度特性になる。本発明は、以上述べ
た定電流値が温度に対して安定ではないという問題点を
除去するため、基準電流を決定する抵抗を温度係数の異
なる2つの抵抗で構成し、温度変化に対して安定な定電
流源回路を提供することを目的とする。
Ω、抵抗の温度係数α0 =1200ppmとして、t=
−30℃〜70℃までの定電流Iを計算すると、定電流
Iは図4のような温度特性になる。本発明は、以上述べ
た定電流値が温度に対して安定ではないという問題点を
除去するため、基準電流を決定する抵抗を温度係数の異
なる2つの抵抗で構成し、温度変化に対して安定な定電
流源回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、第1の電流ミラー回路と第2の電流ミラ
ー回路との直列回路に並列にスタート回路を有する半導
体集積回路における定電流源回路において、前記第2の
電流ミラー回路を構成する一方のトランジスタの負荷側
に接続される定電流値を決定する抵抗を温度係数の異な
る2つの抵抗で構成するようにしたものである。
成するために、第1の電流ミラー回路と第2の電流ミラ
ー回路との直列回路に並列にスタート回路を有する半導
体集積回路における定電流源回路において、前記第2の
電流ミラー回路を構成する一方のトランジスタの負荷側
に接続される定電流値を決定する抵抗を温度係数の異な
る2つの抵抗で構成するようにしたものである。
【0012】
【作用】本発明によれば、上記したように、定電流を決
定する抵抗を、温度係数の異なる2つの抵抗を用いて構
成することにより、定電流値の温度変化に対する依存性
を小さくすることができる。
定する抵抗を、温度係数の異なる2つの抵抗を用いて構
成することにより、定電流値の温度変化に対する依存性
を小さくすることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す定
電流源回路図である。この図に示すように、トランジス
タのベースを共通としたPNPトランジスタQ2 ,
Q3 ,Q4 からなる電流ミラー回路、NPNトランジス
タQ5 ,Q6 からなる電流ミラー回路、電源投入時にこ
の回路を動作させるためのNPNトランジスタQ1 と抵
抗R1 からなるスタート回路、NPNトランジスタQ6
のエミッタとGND間に接続された定電流値を決定する
ための抵抗として、温度係数が異なる2つの抵抗R2 ,
R3 より構成されている。
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す定
電流源回路図である。この図に示すように、トランジス
タのベースを共通としたPNPトランジスタQ2 ,
Q3 ,Q4 からなる電流ミラー回路、NPNトランジス
タQ5 ,Q6 からなる電流ミラー回路、電源投入時にこ
の回路を動作させるためのNPNトランジスタQ1 と抵
抗R1 からなるスタート回路、NPNトランジスタQ6
のエミッタとGND間に接続された定電流値を決定する
ための抵抗として、温度係数が異なる2つの抵抗R2 ,
R3 より構成されている。
【0014】このように構成された定電流源回路におい
て、PNPトランジスタQ2 ,Q3,Q4 の各コレクタ
電流Ic2 ,Ic3 ,Ic4 及びNPNトランジスタQ
5 ,Q6 の各コレクタ電流Ic5 ,Ic6 は従来例の場
合と同様に、各トランジスタのベース電流を無視する
と、 Ic2 =Ic3 =Ic4 =Ic5 =Ic6 =I ・・・(9) となる。NPNトランジスタQ5 のベース・エミッタ間
電圧をVbe5 、NPNトランジスタQ6 のベース・エ
ミッタ間電圧をVbe6 とすると、NPNトランジスタ
Q5 のベースとNPNトランジスタQ6 のベースが共通
であるので、次式が成立する。
て、PNPトランジスタQ2 ,Q3,Q4 の各コレクタ
電流Ic2 ,Ic3 ,Ic4 及びNPNトランジスタQ
5 ,Q6 の各コレクタ電流Ic5 ,Ic6 は従来例の場
合と同様に、各トランジスタのベース電流を無視する
と、 Ic2 =Ic3 =Ic4 =Ic5 =Ic6 =I ・・・(9) となる。NPNトランジスタQ5 のベース・エミッタ間
電圧をVbe5 、NPNトランジスタQ6 のベース・エ
ミッタ間電圧をVbe6 とすると、NPNトランジスタ
Q5 のベースとNPNトランジスタQ6 のベースが共通
であるので、次式が成立する。
【0015】 Vbe5 =Vbe6 +(R2 +R3 )・I ・・・(10) コレクタ電流Iで動作しているトランジスタQ5 ,Q6
のベース・コレクタ間電圧の差は次式で与えられる。 Vbe5 −Vbe6 =(KT/q)ln(nIc5 /Ic6 ) =(KT/q)ln(n)・・・(11) (10),(11)式より I=〔(KT/q)ln(n)〕/(R2 +R3 )・・・(12) なる式で定電流値Iは決定される。
のベース・コレクタ間電圧の差は次式で与えられる。 Vbe5 −Vbe6 =(KT/q)ln(nIc5 /Ic6 ) =(KT/q)ln(n)・・・(11) (10),(11)式より I=〔(KT/q)ln(n)〕/(R2 +R3 )・・・(12) なる式で定電流値Iは決定される。
【0016】ここで、抵抗R2 の常温(t=t0 )の抵
抗値をR2 として、抵抗R2 の1次の温度係数をα
2 (2次温度係数は無視)、抵抗R3 の常温(t=
t0 )の抵抗値をR3 として、抵抗R3 の1次温度係数
をα3 (2次温度係数は無視)、またT=273+tと
おいて、式(12)を書き直すと、 I=〔K(273+t)/q〕ln(n)/{R2 〔1+α2 (t−t0 )〕 +R3 〔1+α3 (t−t0 )〕}・・・(13) α2 :抵抗R2 の1次温度係数 α3 :抵抗R3 の1次温度係数 R2 :抵抗R2 のt=t0 の抵抗値 R3 :抵抗R3 のt=t0 の抵抗値 n:エミッタ面積比 K:ボルツマン定数 1.38×10-23 J/K t:温度(℃) q:電子の電荷 1.602×10-19 C となり、本発明の定電流源回路の定電流値Iは式(1
3)で与えられる。
抗値をR2 として、抵抗R2 の1次の温度係数をα
2 (2次温度係数は無視)、抵抗R3 の常温(t=
t0 )の抵抗値をR3 として、抵抗R3 の1次温度係数
をα3 (2次温度係数は無視)、またT=273+tと
おいて、式(12)を書き直すと、 I=〔K(273+t)/q〕ln(n)/{R2 〔1+α2 (t−t0 )〕 +R3 〔1+α3 (t−t0 )〕}・・・(13) α2 :抵抗R2 の1次温度係数 α3 :抵抗R3 の1次温度係数 R2 :抵抗R2 のt=t0 の抵抗値 R3 :抵抗R3 のt=t0 の抵抗値 n:エミッタ面積比 K:ボルツマン定数 1.38×10-23 J/K t:温度(℃) q:電子の電荷 1.602×10-19 C となり、本発明の定電流源回路の定電流値Iは式(1
3)で与えられる。
【0017】ここでこの回路のIの温度変化は式(1
3)をtで微分して、
3)をtで微分して、
【0018】
【数3】
【0019】ここで、t=t0 における定電流値IをI
=I0 とおくと、t=t0 時における定電流Iの温度係
数は、
=I0 とおくと、t=t0 時における定電流Iの温度係
数は、
【0020】
【数4】
【0021】 ここで、1/(273+t0 )=〔R2 α2 /(R2 +R3 )〕 +R3 α3 /(R2 +R3 ) ・・・(16) となるように、R2 とR3 の比を決定すると、
【0022】
【数5】
【0023】とすることができる。本発明の定電流源回
路において、NPNトランジスタQ6 のコレクタとGN
D間に電流値を定める抵抗として、接続されているそれ
ぞれ温度係数の異なる抵抗R2 及びR3 の比を式(1
6)に従って定めると、定電流Iは極めて温度変化に対
して安定となる。
路において、NPNトランジスタQ6 のコレクタとGN
D間に電流値を定める抵抗として、接続されているそれ
ぞれ温度係数の異なる抵抗R2 及びR3 の比を式(1
6)に従って定めると、定電流Iは極めて温度変化に対
して安定となる。
【0024】従来回路と比較するために、R2 +R3 =
5kΩ、α2 =1200ppm、α3 =5700ppm
の時、t0 =25℃で式(16)に従って、R2 とR3
の値をR2 =2.6k、R3 =2.4kとした時、本発
明の定電流源回路で発生できる定電流Iのt=−30℃
〜70℃までの変化を図2に示す。本発明の定電流源回
路では、従来回路に比べて、極めて温度変化に対して良
好な定電流Iを与えられることが分かる。
5kΩ、α2 =1200ppm、α3 =5700ppm
の時、t0 =25℃で式(16)に従って、R2 とR3
の値をR2 =2.6k、R3 =2.4kとした時、本発
明の定電流源回路で発生できる定電流Iのt=−30℃
〜70℃までの変化を図2に示す。本発明の定電流源回
路では、従来回路に比べて、極めて温度変化に対して良
好な定電流Iを与えられることが分かる。
【0025】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0026】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、半導体集積回路における定電流源回路において
電流値を定める抵抗を、異なる温度係数を持つ2つの抵
抗で構成するようにしたので、極めて簡単な構成で、温
度変化に対する電流の安定化を図ることができ、極めて
特性の良好な定電流源回路が得られる。
よれば、半導体集積回路における定電流源回路において
電流値を定める抵抗を、異なる温度係数を持つ2つの抵
抗で構成するようにしたので、極めて簡単な構成で、温
度変化に対する電流の安定化を図ることができ、極めて
特性の良好な定電流源回路が得られる。
【図1】本発明の実施例を示す定電流源回路図である。
【図2】本発明の定電流源回路の定電流温度特性図であ
る。
る。
【図3】従来の定電流源回路図である。
【図4】従来の定電流源回路の定電流温度特性図であ
る。
る。
Q2 ,Q3 ,Q4 PNPトランジスタ Q1 ,Q5 ,Q6 NPNトランジスタ R1 抵抗 R2 ,R3 温度係数が異なる2つの抵抗
Claims (1)
- 【請求項1】 第1の電流ミラー回路と第2の電流ミラ
ー回路との直列回路に並列にスタート回路を有する半導
体集積回路における定電流源回路において、 前記第2の電流ミラー回路を構成する一方のトランジス
タの負荷側に接続される定電流値を決定する抵抗を温度
係数の異なる2つの抵抗で構成することを特徴とする定
電流源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10268092A JPH05297966A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 定電流源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10268092A JPH05297966A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 定電流源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05297966A true JPH05297966A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14333954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10268092A Withdrawn JPH05297966A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 定電流源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05297966A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100323721B1 (ko) * | 2000-02-29 | 2002-02-19 | 박종섭 | 커런트 트리밍 장치 |
| JP2009225282A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Seiko Npc Corp | 定電流回路 |
-
1992
- 1992-04-22 JP JP10268092A patent/JPH05297966A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100323721B1 (ko) * | 2000-02-29 | 2002-02-19 | 박종섭 | 커런트 트리밍 장치 |
| JP2009225282A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Seiko Npc Corp | 定電流回路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |