JPH0562374B2 - - Google Patents

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JPH0562374B2
JPH0562374B2 JP26816284A JP26816284A JPH0562374B2 JP H0562374 B2 JPH0562374 B2 JP H0562374B2 JP 26816284 A JP26816284 A JP 26816284A JP 26816284 A JP26816284 A JP 26816284A JP H0562374 B2 JPH0562374 B2 JP H0562374B2
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JP
Japan
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current
circuit
constant current
transistor
temperature
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JP26816284A
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Kenzo Tsun
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is DC
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/30Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Nonlinear Science (AREA)
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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、温度変化の影響を除いた定電流を
発生する定電流源回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、半導体集積回路上において、定電流を得
る定電流源には、第3図に示す定電流源回路が用
いられる。
この定電流源回路は定電流を発生する定電流回
路2に対して起動回路4を付加して構成されてい
る。定電流回路2は、トランジスタ6,8および
ダイオード10からなる第1の電流ミラー回路1
2と、トランジスタ14、ダイオード16および
抵抗18からなる第2の電流ミラー回路20とで
構成され、起動回路4は、トランジスタ22、ダ
イオード24および抵抗26からなる電流ミラー
回路に抵抗28を付加したものである。
このような定電流源回路において、電源端子3
0と接地点との間に駆動電源から電圧Vccが加え
られると、抵抗28を介してダイオード24に電
流が流れるため、ダイオード24の順方向電圧降
下によつて、トランジスタ22のベースにバイア
ス電圧が設定され、トランジスタ22のベースに
電流が流れる。このバイアス入力に応じてトラン
ジスタ22のコレクタにトランジスタ6,8およ
びダイオード10から電流が引き込まれ、定電流
回路2が起動する。
ダイオード10に流れる定電流I0は、電流ミラ
ー効果によつてトランジスタ6,8に流れ、トラ
ンジスタ6からダイオード16に定電流I0が流れ
ると、電流ミラー効果によつてトランジスタ14
のコレクタ側にも同様の定電流I0が流れ、第1お
よび第2の電流ミラー回路12,20の電流的な
平衡が取られる。
この結果、トランジスタ8のコレクタに形成さ
れた出力端子32から定電流I0で与えられる出力
電流IOUTが取り出され、たとえば、図示していな
い負荷に供給することができる。
このような定電流源回路では、各ダイオード1
0,16,24は、トランジスタ6,8,14,
22と同様のトランジスタをダイオード接続して
構成されている。
したがつて、ダイオード16を構成するトラン
ジスタのエミツタ面積に対するトランジスタ14
のエミツタの比率をN倍に取ることにより、出力
電流IOUTを加減することが可能である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この定電流源回路において、出力電流IOUTは、 IOUT=VT/R0ln N ……(1) となり、ここで、R0は抵抗18の抵抗値、VT
KT/qであり、Kはボルツマン定数、Tは絶対
温度、qは電子の電荷量である。
したがつて、この定電流源回路は、出力電流
IOUTが温度に依存して変化する欠点がある。
そこで、この発明は、このような温度特性を除
いて温度変化に対して一定の出力電流を得られる
定電流源回路を提供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、この発明の定電流源回路は、第1図
に例示するように、第1の電流ミラー回路の出力
電流を入力電流とする第2の電流ミラー回路を設
置し、この第2の電流ミラー回路の出力電流を前
記第1の電流ミラー回路の入力側から引き込むこ
とにより、前記第1の電流ミラー回路から温度特
性を持つ定電流を発生する定電流回路と、前記第
2の電流ミラー回路で発生した温度特性を持つ電
圧を増幅器で受けて電流に変換し、この電流をト
ランジスタによる容量比率によつて逓倍した後、
前記定電流回路の前記定電流に加算することよ
り、前記定電流の前記温度に依存する電流分を相
殺する温度特性相殺回路とを備えたことを特徴と
する。
〔作用〕
したがつて、定電流回路は、第1および第2の
電流ミラー回路を備えて、第1の電流ミラー回路
の出力電流を入力電流とし、第2の電流ミラー回
路の出力電流を第1の電流ミラー回路の入力側か
ら引き込むことにより、第1の電流ミラー回路か
ら温度特性を持つ定電流を発生する。そして、温
度特性相殺回路は、定電流回路の第2の電流ミラ
ー回路側から取り出した温度特性を持つ電圧を増
幅器で受けるとともに、この増幅器に得られた感
応電流をトランジスタによる容量比率で逓倍した
後、その温度特性を持つ変動電流分を定電流回路
の第1の電流ミラー回路から取り出される定電流
から相殺している。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
第1図はこの発明の定電流源回路の実施例を示
し、第3図に示す定電流源回路と共通部分には同
一符号を付してある。
第1図において、この定電流源回路は、第3図
に示す定電流源回路に対して温度特性相殺回路3
4を付加したものである。すなわち、定電流回路
2およびその起動回路4は第3図に示す定電流源
回路と全く同一に構成され、温度特性相殺回路3
4は、演算増幅器36、トランジスタ38,40
および抵抗42から構成されている。
定電流回路2には、トランジスタ6,8および
ダイオード10からなる第1の電流ミラー回路1
2、トランジスタ14、ダイオード16および抵
抗18からなる第2の電流ミラー回路20が設置
されており、第2の電流ミラー回路の出力電流、
即ち、トランジスタ14にトランジスタ6,8お
よびダイオード10から引き込み、トランジスタ
8から温度特性を持つ定電流が得られる。
温度特性相殺回路34において、演算増幅器3
6、トランジスタ38および抵抗42は、全帰還
増幅器を構成しており、トランジスタ40はその
出力回路を構成するとともに、トランジスタ38
に流れる感温電流を逓倍する電流逓倍回路を構成
している。すなわち、トランジスタ38,40の
ベース電流は共通に設定されているとともに、ト
ランジスタ40のエミツタ面積はトランジスタ3
8のエミツタ面積に対してM倍に設定されてい
る。
そして、トランジスタ8,40のコレクタには
両トランジスタ8,40に流れる電流で得られた
出力電流IOUTを取り出す出力端子32が設けられ
ている。
以上の構成に基づき、その動作を説明する。
電源の供給によつて、抵抗28を介してダイオ
ード24に電流が流れると、ダイオード24の順
方向電圧降によつてトランジスタ22にバイアス
電圧が与えられ、ベース電流が流れ込む。この結
果、定電流回路2のトランジスタ6,8およびダ
イオード10から電流が流れ、定電流回路2が起
動する。
この起動の結果、ダイオード10,16には、
定電流I0が流れ、この定電流I0はトランジスタ8
から出力端子32側に流れる。
また、この定電流I0によつてダイオード16に
生じた順方向降下電圧VFは、演算増幅器36の
反転入力端子(−)に加えられ、演算増幅器36
の非反転入力端子(+)には、演算増幅器36の
出力でベース電流が与えられるトランジスタ38
から流れる電流によつて抵抗42に生じた電圧降
下が帰還されている。
この場合、ダイオード16に発生する順方向降
下電圧VFは、温度特性を有し、演算増幅器36
の出力は、ダイオード16の温度特性に応じたも
のとなるので、その出力でベース電流が与えられ
るトランジスタ38には、ダイオード16の温度
特性に依存した感温電流が流れる。したがつて、
抵抗42には、その抵抗値とトランジスタ38か
ら流れる感温電流との積で与えられる電圧が発生
するが、このような全帰還増幅器では、ダイオー
ド16に発生した順方向降下電圧VFが抵抗42
にそのまま現れる。
そして、トランジスタ38のエミツタ面積に対
してトランジスタ40のエミツタ面積は、M倍に
設定されていることから、トランジスタ40には
トランジスタ38に流れる感温電流のM倍に逓倍
された電流が流れ、この電流は定電流I0に加算さ
れて出力電流IOUTを形成する。
ここで、トランジスタ38に流れる感温電流を
I1とすると、トランジスタ40にはそのM倍の電
流MI1が流れ、出力電流IOUTは、 IOUT=I0+MI1 ……(2) となる。ここで、定電流I0は、式(1)で与えられる
から、この定電流I0を温度Tで偏微分すると ∂I0/∂T=(VT/R0) ・{(1/T)−γ}loN ……(3) となる。この式(3)において、γは、 γ=(1/R0)∂R0/∂T =(1/R1)∂R1/∂T ……(4) である。
また、抵抗42の抵抗値をR1、抵抗42に発
生する電圧をVFとすると、感温電流I1は、 I1=VF/R1 ……(5) となり、この感温電圧I1を温度Tで偏微分する
と、 ∂I1/∂T=(1/R1) ・{(∂VF/∂T)−γVF ……(6) となる。したがつて、式(2)の出力電流IOUTを温度
Tで偏微分すると、 ∂IOUT/∂T=∂I0/∂T+M∂I1/∂T =(VT/R0)・{(1/T)−γ}loN +M・(M/R1)・{∂VF/∂T)−μVF
……(7) となり、式(7)において、 ∂I0/∂T+M∂I1/∂T=0 を満足させるように、抵抗18の抵抗値R0、抵
抗42の抵抗値R1、トランジスタ40とトラン
ジスタ38とのエミツタ面積比Mを設定すれば、
出力電流IOUTの温度変化による変動電流分が温度
特性相殺回路34の出力電流MI1で相殺され、温
度特性を持たない出力電流IOUTが得られる。すな
わち、温度変化に無関係に一定となる定電流が得
られる。
なお、この実施例では感温電流I1を逓倍する電
流逓倍回路をトランジスタ40で構成してるが、
このような増幅素子に代えて電流増幅器を用いて
その増幅利得によつて電流の逓倍をしてもよい。
第2図は演算増幅器36の具体的な回路構成例
を示している。
この演算増幅器36は、エミツタを共通にした
一対のトランジスタ44,46と抵抗48からな
る差動増幅器50と、ダイオード52およびトラ
ンジスタ54からなる負荷としての電流ミラー回
路56とから構成されている。トランジスタ44
のベースには反転入力端子58、トランジスタ4
6のベースには非反転入力端子60が形成され、
トランジスタ44,54のコレクタには、出力端
子62が形成されている。
このような演算増幅器36を用いれば、最低動
作電源電圧が低いため、1(V)以下の低電圧での動
作が実現できるので、第1図に示す定電流源回路
に用いることにより、その出力電流を金属皮膜抵
抗に流し、たとえば、バンドギヤツプ電圧1.2(V)
以下の温度特性を持たない定電圧源を構成でき
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、第1
および第2の電流ミラー回路を以て得た定電流を
定電流回路から出力するとともに、温度特性相殺
回路では第2の電流ミラー回路から温度特性を持
つ電圧を取り出して増幅器で受け、この増幅器で
得られた温度特性を持つ電流をトランジスタの容
量比率で以て逓倍し、その変動電流分を定電流か
ら相殺させることにより、温度変化に無関係に一
定となる温度特性を持たない定電流を容易に発生
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の定電流源回路の実施例を示
す回路図、第2図はその演算増幅器の具体的な回
路構成例を示す回路図、第3図は従来の定電流源
回路を示す回路図である。 2……定電流回路、34……温度特性相殺回
路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1の電流ミラー回路の出力電流を入力電流
    とする第2の電流ミラー回路を設置し、この第2
    の電流ミラー回路の出力電流を前記第1の電流ミ
    ラー回路の入力側から引き込むことにより、前記
    第1の電流ミラー回路から温度特性を持つ定電流
    を発生する定電流回路と、 前記第2の電流ミラー回路で発生した温度特性
    を持つ電圧を増幅器で受けて電流に変換し、この
    電流をトランジスタによる容量比率によつて逓倍
    した後、前記定電流回路の前記定電流に加算する
    ことにより、前記定電流の前記温度に依存する電
    流分を相殺する温度特性相殺回路と、 を備えたことを特徴とする定電流源回路。
JP26816284A 1984-12-19 1984-12-19 定電流源回路 Granted JPS61145616A (ja)

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JP26816284A JPS61145616A (ja) 1984-12-19 1984-12-19 定電流源回路

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JPS61145616A JPS61145616A (ja) 1986-07-03
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JP2527226B2 (ja) * 1989-01-17 1996-08-21 三菱電機株式会社 バイアス回路
JPH082738Y2 (ja) * 1990-08-05 1996-01-29 新日本無線株式会社 定電流回路
JP4779397B2 (ja) * 2005-03-28 2011-09-28 パナソニック電工株式会社 プリプラ式射出成形装置

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