JPH0677320U - カレントミラー回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低電圧動作でもミラー係数および出力インピ
ーダンスを変化することなく駆動可能なカレントミラー
回路を提供することを目的とする。 【構成】 基準電圧源をコレクタにに接続した第１のト
ランジスタと該第１のトランジスタと同タイプの第２の
トランジスタのベースが互いに接続されたカレントミラ
ー回路において、該第１、第２のトランジスタと同タイ
プの第３のトランジスタのベースを該第１のトランジス
タのコレクタに接続し、該第３のトランジスタがＮＰＮ
タイプのときはエミッタを接地し、ＰＮＰタイプのとき
は電源に接続し、該第１、第２トランジスタと異なるタ
イプの第４、第５トランジスタをカレントミラー接続し
て、該第３のトランジスタのコレクタに該第４のトラン
ジスタのベースとコレクタを接続し、該第５のトランジ
スタのコレクタを該第１、第２のトランジスタのベース
に接続する構成とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、カレントミラー回路に関し、特に低電圧においても安定な動作が可 能なベース電流補償型のカレントミラー回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のベース電流補償型のカレントミラー回路の一例を図２に示す。図２（ａ ）はＮＰＮタイプ、図２（ｂ）はＰＮＰタイプのカレントミラー回路であり、１ は基準電圧源、２は出力端子、３は電源、４は接地、Ｑはトランジスタである。 図２（ａ）において基準電圧源１をコレクタに接続したＮＰＮトランジスタＱ１ と、同タイプのＮＰＮトランジスタＱ２のベースが互いに接続され、トランジス タＱ１、Ｑ２のベース電流を補償する同タイプのＮＰＮトランジスタＱ３のエミ ッタを接続し、トランジスタＱ３のコレクタを電源３に接続し、ベースをトラン ジスタＱ１のコレクタに接続したものである。

【０００３】 カレントミラー回路の電源電圧３に電圧が与えられると、基準電圧源１の基準 電圧がトランジスタＱ３のベースに供給され、トランジスタＱ３のエミッタから エミッタ電流が流れ、トランジスタＱ１、Ｑ２のベース電流となる。トランジス タＱ１のベースにベース電流が供給されるとトランジスタＱ１のコレクタ電流が 流れて、基準電圧と等しくなった時点で平衡状態となる。このとき、トランジス タＱ１とトランジスタＱ２のベースは共通であるから、トランジスタＱ１、Ｑ２ のベース・エミッタ間電圧ＶBEも等しくなり、トランジスタＱ２のコレクタから は基準電流に等しい出力電流が得られる。

【０００４】 このカレントミラー回路の精度を表わすミラー係数は以下のようにして求める ことができる。ＩｒはＡ点における基準電圧、Ｉｏは出力電流、ｈｆｅはトラン ジスタの電流増幅率である。

【０００５】

【数１】

【０００６】 以上のようにして、カレントミラー回路の基準電圧Ｉｒと出力電流Ｉｏの比を とることによりミラー係数を求めることができる。また、出力インピーダンスは トランジスタＱ２をπ型等価回路で表わした出力インピーダンスに等しく、出力 インピーダンスｒｏはｒｏ＝ＶＡ／Ｉｏ（ＶＡ：トランジスタのアーリー電圧） として求めることができる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従来の上記のようなベース電流補償型のカレントミラー回路では、ベース電流 補償用のＮＰＮタイプのトランジスタＱ３のコレクタが電源電圧に接続され、エ ミッタがカレントミラー回路を構成するＮＰＮタイプのトランジスタＱ１、Ｑ２ のベースに接続されているので、この回路の最低動作電圧はトランジスタＱ３の ベース・エミッタ間電圧ＶBEおよびトランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧 ＶBEの和であり、２ＶBEの電源電圧が必要となる。

【０００８】 バイポーラトランジスタの静特性により、ＶBE＝０．６Ｖであるので、この回 路は、１．２Ｖ以上の電源電圧が必要であり、これより低い電圧で動作させるこ とはできない。例えば、乾電池１個で駆動するには、減電圧特性も考えると、０ ．９Ｖで動作しなければならないが、従来回路では不可能である。

【０００９】 本考案は上記の問題点を解決するためになされたもので、ミラー係数や出力イ ンピーダンスを変えることなく、低電圧で駆動可能なカレントミラー回路を提供 することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案のカレントミラー回路は、上記の問題点を解決するため、基準電圧源を コレクタに接続した第１のトランジスタと、該第１のトランジスタと同一接合型 の第２のトランジスタのベースが互いに接続され、該第２のトランジスタのコレ クタが出力端子に接続され、該第１、第２のトランジスタと同タイプのトランジ スタのベースを該第１のトランジスタのコレクタに接続し、該第３のトランジス タがＮＰＮタイプの時はエミッタを接地し、ＰＮＰタイプの時は電源に接続し、 該第１、第２トランジスタと異なるタイプの第４、第５のトランジスタをカレン トミラー接続して、該第３のトランジスタのコレクタに該第４のトランジスタの ベースとコレクタを接続し、該第５のトランジスタのコレクタを、該第１、第２ トランジスタのベースに接続した構成としたものである。

【００１１】

【作用】

上記のような構成にすることにより、最低動作電圧は第２のトランジスタのベ ース・エミッタ間電圧ＶBEおよび、第５のトランジスタのコレクタ・エミッタ間 電圧ＶCEの和であり、ＶBE＋ＶCEの電源電圧となる。バイポーラトランジスタの 静特性により、ＶBE＝０．６Ｖ、ＶCE＝０．３Ｖであるので、本考案の回路では ０．６Ｖ＋０．３Ｖ＝０．９Ｖの電源電圧で動作させることができる。

【００１２】

【実施例】

図１は、本考案のベース電流補償型のカレントミラー回路の一例を示す。図１ （ａ）はＮＰＮ接合型トランジスタ、図１（ｂ）はＰＮＰ接合型トランジスタの カレントミラー回路であり、図１（ａ）において、基準電圧源１をコレクタに接 続したＮＰＮタイプのトランジスタＱ１と、同タイプのＮＰＮトランジスタＱ２ のベースが互いに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ３のベースをトランジスタＱ １のコレクタに接続し、エミッタを接地に接続し、コレクタを異なるタイプのＰ ＮＰトランジスタＱ４のベースとコレクタに接続し、トランジスタＱ４と同タイ プのＰＮＰトランジスタＱ５をカレントミラー接続して、トランジスタＱ５のコ レクタをトランジスタＱ１、Ｑ２のベースに接続したものである。

【００１３】 本考案のカレントミラー回路の電源３に電圧が与えられると、トランジスタＱ ３のベースに基準電流が供給され、コレクタ電流がトランジスタＱ４のコレクタ に供給され、トランジスタＱ４、Ｑ５はカレントミラー接続されているので、ト ランジスタＱ５のコレクタよりコレクタ電流がトランジスタＱ１、Ｑ２のベース に供給され、ベース電流となる。トランジスタＱ１のベースにベース電流が供給 されるとコレクタ電流が流れて、基準電流と等しくなった時点で平行状態となる 。平行状態移行の動作は従来例と同様である。

【００１４】 本考案におけるカレントミラー回路のミラー係数は以下のようにして求めるこ とができる。

【００１５】

【数２】

【００１６】 上記の（１７）式より本考案のミラー係数を求めることができる。 従来例で求めたミラー係数の（１０）式と本考案で求めたミラー係数である（ １７）式を実際に数値を代入して求めてみる。電流増幅率ｈｆｅ＝１００として 計算してみると、従来回路ではＩｏ／Ｉｒ＝９９．９８０２％であり、本考案の 回路ではＩｏ／Ｉｒ＝９９．９７９６％と同等の精度が得られていることがわか る。また出力インピーダンスは従来回路と同様にトランジスタＱ２で決定される ので、出力インピーダンスの変化はない。

【００１７】 図１（ｂ）は本考案の他の実施例であり、トランジスタＱ１、Ｑ２がＰＮＰタ イプのカレントミラー回路における構成を示したものである。トランジスタＱ３ がＰＮＰタイプのトランジスタであり、エミッタが電源に接続されている。また カレントミラー接続のトランジスタＱ４、Ｑ５はＮＰＮタイプのトランジスタで 構成されている。 動作は図１（ａ）に示したものと同じであるので省略する。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように、ミラー係数および出力インピーダンスを変えることなく 、低電圧で動作させることができ、減電圧特性を考慮しているので乾電池１個で も安定に駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のカレントミラー回路の一例である。

【図２】従来のカレントミラー回路の一例である。

【符合の説明】

１ 基準電圧源 ２ 出力端子 ３ 電源 ４ 接地 Ｑ トランジスタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準電圧源をコレクタに接続した第１の
   トランジスタと、該第１のトランジスタと同一接合型の
   第２のトランジスタのベースが互いに接続され、該第２
   のトランジスタのコレクタが出力端子に接続されたカレ
   ントミラー回路において、 該第１、第２のトランジスタと同タイプの第３のトラン
   ジスタのベースを該第１のトランジスタのコレクタに接
   続し、該第３のトランジスタがＮＰＮタイプのときはエ
   ミッタを接地し、ＰＮＰタイプの時は電源に接続し、該
   第１、第２トランジスタと異なるタイプの第４、第５ト
   ランジスタをカレントミラー接続して、該第３のトラン
   ジスタのコレクタに該第４のトランジスタのベースとコ
   レクタを接続し、該第５のトランジスタのコレクタを該
   第１、第２のトランジスタのベースに接続し、第５のト
   ランジスタのコレクタ電流によって、第１、第２トラン
   ジスタのベース電流を制御することを特徴とするカレン
   トミラー回路。