JPH0693582B2 - 電流源回路 - Google Patents
電流源回路Info
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- JPH0693582B2 JPH0693582B2 JP63106664A JP10666488A JPH0693582B2 JP H0693582 B2 JPH0693582 B2 JP H0693582B2 JP 63106664 A JP63106664 A JP 63106664A JP 10666488 A JP10666488 A JP 10666488A JP H0693582 B2 JPH0693582 B2 JP H0693582B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電源電圧変動に対する出力電流の変化が小さ
な電流源回路に関する。
な電流源回路に関する。
［従来の技術］ 電源電圧の変動に依存しない安定な電流を負荷に供給す
る従来の電流源回路としては、第４図に示す回路が知ら
れている。
る従来の電流源回路としては、第４図に示す回路が知ら
れている。
この従来例は、正電圧源１と、外部の負荷に接続する電
流出力端子２と、ダイオード３、４と、抵抗５、６と、
ベース接地で使用するPNP形トランジスタ７とを有す
る。
流出力端子２と、ダイオード３、４と、抵抗５、６と、
ベース接地で使用するPNP形トランジスタ７とを有す
る。
上記従来例において、出力電流Ioutは、次の式で与え
られる。
られる。
なお、 α：トランジスタのベース接地における電流増幅率（≒
１）、 VD：ダイオード３、４のアノード・カソード間の接合電
圧、 VBE：トランジスタ７のベース・エミッタ間の接合電圧
（≒VD）、 R6:抵抗６の抵抗値 である。
１）、 VD：ダイオード３、４のアノード・カソード間の接合電
圧、 VBE：トランジスタ７のベース・エミッタ間の接合電圧
（≒VD）、 R6:抵抗６の抵抗値 である。
式に示すように、出力電流Ioutの中には、正電圧源１
の電圧に関する変数が含まれていないので、電源電圧が
変動した場合でも出力電流Ioutは一定値を維持すること
ができる。
の電圧に関する変数が含まれていないので、電源電圧が
変動した場合でも出力電流Ioutは一定値を維持すること
ができる。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来例においては、出力電流Ioutが温度
（回路要素自身の温度）に対して強く依存するという問
題がある。
（回路要素自身の温度）に対して強く依存するという問
題がある。
つまり、式において、接合電圧VD、VBEは負の温度係
数を持ち、その値は通常−2mV/℃程度である。また、抵
抗値R6は一般に正の温度係数を持ち、その代表的な値
は、半導体集積化した場合には＋0.1％／℃〜＋0.3％／
℃であり、個別部品の抵抗器の場合には＋0.01％／℃〜
＋0.1％／℃である。したがって、接合電圧VD、VBEが常
温で800mVであるとすると、出力電圧Ioutの温度係数
は、約−0.3％／℃〜−0.5％／℃にも達する。たとえば
温度が30℃上昇すると、出力電流Ioutは10％〜15％も減
少するという問題がある。
数を持ち、その値は通常−2mV/℃程度である。また、抵
抗値R6は一般に正の温度係数を持ち、その代表的な値
は、半導体集積化した場合には＋0.1％／℃〜＋0.3％／
℃であり、個別部品の抵抗器の場合には＋0.01％／℃〜
＋0.1％／℃である。したがって、接合電圧VD、VBEが常
温で800mVであるとすると、出力電圧Ioutの温度係数
は、約−0.3％／℃〜−0.5％／℃にも達する。たとえば
温度が30℃上昇すると、出力電流Ioutは10％〜15％も減
少するという問題がある。
第５図は、接合温度に対する出力電流の変化を、計算機
シミュレーショによって確認した結果を示す図である。
シミュレーショによって確認した結果を示す図である。
この図において、破線は、上記従来例の特性を示すもの
である。なお、各回路要素の値は、半導体集積化した場
合を想定したものである。特に、抵抗の温度係数は＋0.
2％／℃と仮定している。また、第５図に示す特性にお
いて、40℃における出力電流は約1mAであり、第５図の
縦軸は、40℃の場合の出力電流値で正規化してある。こ
の特性から理解できるように、温度が30℃上昇する毎
に、その出力電流が10％程度減少する。
である。なお、各回路要素の値は、半導体集積化した場
合を想定したものである。特に、抵抗の温度係数は＋0.
2％／℃と仮定している。また、第５図に示す特性にお
いて、40℃における出力電流は約1mAであり、第５図の
縦軸は、40℃の場合の出力電流値で正規化してある。こ
の特性から理解できるように、温度が30℃上昇する毎
に、その出力電流が10％程度減少する。
本発明は、温度変動による出力電流の変化が極めて小さ
い電流源回路を提供することを目的とするものである。
い電流源回路を提供することを目的とするものである。
［課題を解決する手段］ 請求項１に記載の発明は、互いに直列に接続された第１
のダイオードと第２のダイオードとで構成されている直
列ダイオード回路であって、一端が第１の定電位点に接
続され、他端が第１の抵抗を介して、第２の定電位点に
接続されている直列ダイオード回路を設け、この直列ダ
イオード回路の他端と第１の抵抗との接続点にベースが
接続され、第２の抵抗を介して第１の定電位点にエミッ
タが接続されている第１のトランジスタを設け、第１の
ダイオードと上記第２のダイオードとの接続点にベース
が接続され、第３の抵抗を介して第１の定電位点にエミ
ッタが接続されている第２のトランジスタを設け、第１
のトランジスタのコレクタと第２のトランジスタのコレ
クタとの共通接続点であり、外部負荷に接続する電流出
力端を設けたものである。
のダイオードと第２のダイオードとで構成されている直
列ダイオード回路であって、一端が第１の定電位点に接
続され、他端が第１の抵抗を介して、第２の定電位点に
接続されている直列ダイオード回路を設け、この直列ダ
イオード回路の他端と第１の抵抗との接続点にベースが
接続され、第２の抵抗を介して第１の定電位点にエミッ
タが接続されている第１のトランジスタを設け、第１の
ダイオードと上記第２のダイオードとの接続点にベース
が接続され、第３の抵抗を介して第１の定電位点にエミ
ッタが接続されている第２のトランジスタを設け、第１
のトランジスタのコレクタと第２のトランジスタのコレ
クタとの共通接続点であり、外部負荷に接続する電流出
力端を設けたものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明
における第２のトランジスタを設ける代わりに、直列ダ
イオード回路の他端と上記第１の抵抗との接続点にベー
スが接続され、上記第１のダイオードと上記第２のダイ
オードとの接続点に第３の抵抗を介してエミッタが接続
されている第２のトランジスタを設けたものである。
における第２のトランジスタを設ける代わりに、直列ダ
イオード回路の他端と上記第１の抵抗との接続点にベー
スが接続され、上記第１のダイオードと上記第２のダイ
オードとの接続点に第３の抵抗を介してエミッタが接続
されている第２のトランジスタを設けたものである。
［作用］ 本発明は、互いに直列に接続された第１のダイオードと
第２のダイオードとで構成されている直列ダイオード回
路であって、一端が第１の定電位点に接続され、他端が
第１の抵抗を介して、第２の定電位点に接続されている
直列ダイオード回路を設け、この直列ダイオード回路の
他端と第１の抵抗との接続点にベースが接続され、第２
の抵抗を介して第１の定電位点にエミッタが接続されて
いる第１のトランジスタを設け、第１のダイオードと上
記第２のダイオードとの接続点にベースが接続され、第
３の抵抗を介して第１の定電位点にエミッタが接続され
ている第２のトランジスタを設け、第１のトランジスタ
のコレクタと第２のトランジスタのコレクタとの共通接
続点であり、外部負荷に接続する電流出力端を設けたの
で、温度変動による電流変化分がキャンセルされ、した
がって電流源回路の温度が変動しても、その出力電流の
変化が極めて小さい。
第２のダイオードとで構成されている直列ダイオード回
路であって、一端が第１の定電位点に接続され、他端が
第１の抵抗を介して、第２の定電位点に接続されている
直列ダイオード回路を設け、この直列ダイオード回路の
他端と第１の抵抗との接続点にベースが接続され、第２
の抵抗を介して第１の定電位点にエミッタが接続されて
いる第１のトランジスタを設け、第１のダイオードと上
記第２のダイオードとの接続点にベースが接続され、第
３の抵抗を介して第１の定電位点にエミッタが接続され
ている第２のトランジスタを設け、第１のトランジスタ
のコレクタと第２のトランジスタのコレクタとの共通接
続点であり、外部負荷に接続する電流出力端を設けたの
で、温度変動による電流変化分がキャンセルされ、した
がって電流源回路の温度が変動しても、その出力電流の
変化が極めて小さい。
［実施例］ 第１図は、本発明の第１実施例を示す回路図である。
この実施例は、第４図に示す従来例に、ベース接地で使
用するPNP形トランジスタ12と、トランジスタ12のエミ
ッタに抵抗11を付加したものである。また、出力端子２
の代りに出力端子22を設けてある。
用するPNP形トランジスタ12と、トランジスタ12のエミ
ッタに抵抗11を付加したものである。また、出力端子２
の代りに出力端子22を設けてある。
なお、トランジスタ７とダイオード３、４と抵抗５、６
とによって、出力電流の温度係数が負である第１電流発
生手段を構成し、トランジスタ12とダイオード３、４と
抵抗５、11とによって、出力電流の温度係数が正である
第２電流発生手段を構成している。また、電流出力端子
22は、上記第１電流発生手段による出力電流と上記第２
電流発生手段による出力電流とを同時に供給する端子で
ある。
とによって、出力電流の温度係数が負である第１電流発
生手段を構成し、トランジスタ12とダイオード３、４と
抵抗５、11とによって、出力電流の温度係数が正である
第２電流発生手段を構成している。また、電流出力端子
22は、上記第１電流発生手段による出力電流と上記第２
電流発生手段による出力電流とを同時に供給する端子で
ある。
次に、上記実施例の動作について説明する。
まず、トランジスタ12のコレクタ電流I1は、次に式で
与えられる。
与えられる。
VT＝（Ｋ・Ｔ）/q なお、 VT：サーマル電圧 K:ボルツマン定数 T:絶対温度 q:単位電荷 IS0：ダイオード３の逆方向飽和電流 IS1：トランジスタ12のベース・エミッタ接合逆方向飽
和電流 I0：ダイオード３、４の導通電流 R11:抵抗11の抵抗値 である。
和電流 I0：ダイオード３、４の導通電流 R11:抵抗11の抵抗値 である。
ここで、I1をI0に近い値に設定し、（IS1／IS0）＝ｍと
おく。すなわち、トランジスタ12のベース・エミッタ接
合が、ダイオード３のアノード・カソード接合と同一の
材料でできているとし、トランジスタ12のベース・エミ
ッタ接合とダイオード３のアノード・カソード接合との
面積比をｍにすると、 ただし、ａ＝1n（ｍ） となり、上記出力電流I1の温度係数は、 であり、 また、上記出力電流I1を温度Ｔで微分すると、 になる。そして、常温ではＴが約300°Ｋであり、 抵抗11の温度係数 は、経験的に0.3％／℃以下であり、これらの数値を
式に代入すると、次式を得る。
おく。すなわち、トランジスタ12のベース・エミッタ接
合が、ダイオード３のアノード・カソード接合と同一の
材料でできているとし、トランジスタ12のベース・エミ
ッタ接合とダイオード３のアノード・カソード接合との
面積比をｍにすると、 ただし、ａ＝1n（ｍ） となり、上記出力電流I1の温度係数は、 であり、 また、上記出力電流I1を温度Ｔで微分すると、 になる。そして、常温ではＴが約300°Ｋであり、 抵抗11の温度係数 は、経験的に0.3％／℃以下であり、これらの数値を
式に代入すると、次式を得る。
この式の左辺は、出力電流I1の温度係数であり、これが
０よりも大きいので、したがって、出力電流I1の温度係
数は正である。
０よりも大きいので、したがって、出力電流I1の温度係
数は正である。
一方、トランジスタ７のコレクタ電流I2は、従来例の
式で説明したと同様に次の式になる。
式で説明したと同様に次の式になる。
ただし、 VD：ダイオード３、４の導通電圧 R6:抵抗６の抵抗値 である。
したがって、電流I2の温度係数は、次の式になる。
ここで、抵抗６と11とを同一材質であるとすると、それ
らの温度係数が等しくなるので、上記抵抗６、11の温度
係数を、 と書く。
らの温度係数が等しくなるので、上記抵抗６、11の温度
係数を、 と書く。
したがって、上記第１実施例における合計出力電流Iout
とその温度依存性とは、次式で示される。
とその温度依存性とは、次式で示される。
つまり、 Iout、ａ、VT、VD、 を与えれば、上記出力電流Ioutの式とその温度依存性を
示す式とは、 との連立１次方程式になる。そして、これを解けば、所
望の電流の大きさと温度係数とを有する出力電流Ioutを
発生させるための抵抗値R6とR11とを得られる。
示す式とは、 との連立１次方程式になる。そして、これを解けば、所
望の電流の大きさと温度係数とを有する出力電流Ioutを
発生させるための抵抗値R6とR11とを得られる。
特に、ΔIout/ΔＴ＝０と置けば、温度依存性が無い出
力電流を発生することができる。つまり、上記第１電流
発生手段が温度変動したことによる電流変化分と、上記
第２電流発生手段が温度変動したことによる電流変化分
とがキャンセルされるので、温度依存性が無くなる。
力電流を発生することができる。つまり、上記第１電流
発生手段が温度変動したことによる電流変化分と、上記
第２電流発生手段が温度変動したことによる電流変化分
とがキャンセルされるので、温度依存性が無くなる。
また、上記第１実施例は、従来例と同じように、出力電
流Ioutを示す次の中には正電源１の電圧に関する変数が
含まれていないので、電源電圧が変動した場合でも出力
電流Ioutを一定値に維持することができる。
流Ioutを示す次の中には正電源１の電圧に関する変数が
含まれていないので、電源電圧が変動した場合でも出力
電流Ioutを一定値に維持することができる。
たとえば、ｍを30、VTを26mV、VDを800mV、 とし、電流値が1mAで温度依存性の無い出力電流を発生
させるには、R6を3.5KΩ、R11を115Ωに設定すればよ
い。
させるには、R6を3.5KΩ、R11を115Ωに設定すればよ
い。
上記第１実施例の動作を計算機シュミレーショで確認し
た結果を、第５図に実線で示してある。
た結果を、第５図に実線で示してある。
なお、第５図の実線は、ｍを30、 を ＋0.2％／℃、R6を3.5KΩ、R11を115Ωとして計算した
ものである。また、第５図の縦軸は、温度が40℃の場合
の出力電流値で正規化してある（温度が40℃の時の出力
電流を約1mAにしてある）。第５図に示す実線の場合、
温度が30℃上昇したときに、出力電流の減少は１％より
も小さい。したがって、上記第１実施例における出力電
流の温度依存性が極めて小さいことになる。
ものである。また、第５図の縦軸は、温度が40℃の場合
の出力電流値で正規化してある（温度が40℃の時の出力
電流を約1mAにしてある）。第５図に示す実線の場合、
温度が30℃上昇したときに、出力電流の減少は１％より
も小さい。したがって、上記第１実施例における出力電
流の温度依存性が極めて小さいことになる。
第２図は、本発明の第２実施例を示す回路図である。
この第２実施例は、第１実施例のトランジスタ12の代り
にトランジスタ14を使用し、抵抗11の代りに抵抗13を使
用したものである。トランジスタ13のベースは、ダイオ
ード４と抵抗５との接続点に接続されている。トランジ
スタ14のエミッタは、抵抗13を介して、ダイオード３と
４との接続点に接続されている。他の回路部分は第１実
施例と同じである。
にトランジスタ14を使用し、抵抗11の代りに抵抗13を使
用したものである。トランジスタ13のベースは、ダイオ
ード４と抵抗５との接続点に接続されている。トランジ
スタ14のエミッタは、抵抗13を介して、ダイオード３と
４との接続点に接続されている。他の回路部分は第１実
施例と同じである。
第２図において、トランジスタ14のコレクタ電流I1は、
次の式で与えられる。
次の式で与えられる。
VT＝（Ｋ・Ｔ）/q なお、 VT：サーマル電圧 K:ボルツマン定数 T:絶対温度 q:単位電荷 IS0：ダイオード４の逆方向飽和電流 IS1：トランジスタ14のベース・エミッタ接合逆方向飽
和電流 I0：ダイオード４の導通電流 R13:抵抗13の抵抗値 である。
和電流 I0：ダイオード４の導通電流 R13:抵抗13の抵抗値 である。
ここで、I1をI0に近い値に設定し、 （IS1／IS0）＝ｍとおく。すなわち、トランジスタ14の
ベース・エミッタ接合と、ダイオード４のアノード・カ
ソード接合とが同一の材料でできているとし、これらの
接合の面積比をｍにすると、 ただし、ａ＝1n（ｍ） となる。一方、トランジスタ７のコレクタ電流I2は、次
式で与えられる。
ベース・エミッタ接合と、ダイオード４のアノード・カ
ソード接合とが同一の材料でできているとし、これらの
接合の面積比をｍにすると、 ただし、ａ＝1n（ｍ） となる。一方、トランジスタ７のコレクタ電流I2は、次
式で与えられる。
ただし、 VD：ダイオード３、４の導通電圧 R6:抵抗６の抵抗値 である。
これらI1とI2とに関する式は、第１実施例の説明文中の
ものと同じである。したがって、第２実施例でも、温度
依存性が小さい出力電流を得ることができる。
ものと同じである。したがって、第２実施例でも、温度
依存性が小さい出力電流を得ることができる。
なお、第２実施例において、トランジスタ７とダイオー
ド３、４と抵抗５、６とによって、出力電流の温度係数
が負である第１電流発生手段を構成し、トランジスタ14
とダイオード３、４と抵抗５、13とによって、出力電流
の温度係数が正である第２電流発生手段を構成してい
る。また、電流出力端子23は、上記第１電流発生手段に
よる出力電流と上記第２電流発生手段による出力電流と
を同時に供給する端子である。
ド３、４と抵抗５、６とによって、出力電流の温度係数
が負である第１電流発生手段を構成し、トランジスタ14
とダイオード３、４と抵抗５、13とによって、出力電流
の温度係数が正である第２電流発生手段を構成してい
る。また、電流出力端子23は、上記第１電流発生手段に
よる出力電流と上記第２電流発生手段による出力電流と
を同時に供給する端子である。
第３図は、本発明の第３実施例を示す回路図である。
この第３実施例は、第２図に示す第２実施例のトランジ
スタ７、14を、マルチ・エミッタ形トランジスタ16に置
き換え、電流出力端23を電流出力端25に置き換えたもの
であり、他の回路要素は、第２図と同じである。
スタ７、14を、マルチ・エミッタ形トランジスタ16に置
き換え、電流出力端23を電流出力端25に置き換えたもの
であり、他の回路要素は、第２図と同じである。
したがって、第３実施例でも、温度依存性が小さい出力
電流を得ることができる。
電流を得ることができる。
なお、第５図に実線で示す特性は、第１実施例における
計算機シミュレーションの結果を示すものであるが、第
２実施例と第３実施例における計算機シミュレーション
の結果でもある。
計算機シミュレーションの結果を示すものであるが、第
２実施例と第３実施例における計算機シミュレーション
の結果でもある。
［発明の効果］ 本発明によれば、電流源回路の温度が変動しても、その
出力電流の変化が極めて小さいので、たとえば各種端末
機器に適用される電子回路のように、厳しい環境条件の
下で使用される回路の電流源に適用すると、その有効性
を充分に発揮することができるという効果を有する。
出力電流の変化が極めて小さいので、たとえば各種端末
機器に適用される電子回路のように、厳しい環境条件の
下で使用される回路の電流源に適用すると、その有効性
を充分に発揮することができるという効果を有する。
第１図は、本発明の第１実施例を示す回路図である。 第２図は、本発明の第２実施例を示す回路図である。 第３図は、本発明の第３実施例を示す回路図である。 第４図は、従来の電流源回路の例を示す回路図である。 第５図は、上記従来例および第１実施例における計算機
シミュレーションの結果を示す図である。 １…電圧源、 ２、22、 ３、４…ダイオード ５、６、11、13…抵抗、 ７、12、14、16…トランジスタ、 22、23、25…電流出力端子。
シミュレーションの結果を示す図である。 １…電圧源、 ２、22、 ３、４…ダイオード ５、６、11、13…抵抗、 ７、12、14、16…トランジスタ、 22、23、25…電流出力端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−115709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−97708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−105353（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−43808（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−79820（ＪＰ，Ａ) 特表 昭61−501744（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】互いに直列に接続された第１のダイオード
と第２のダイオードとで構成されている直列ダイオード
回路であって、一端が第１の定電位点に接続され、他端
が第１の抵抗を介して、第２の定電位点に接続されてい
る直列ダイオード回路と； この直列ダイオード回路の他端と上記第１の抵抗との接
続点にベースが接続され、第２の抵抗を介して上記第１
の定電位点にエミッタが接続されている第１のトランジ
スタと； 上記第１のダイオードと上記第２のダイオードとの接続
点にベースが接続され、第３の抵抗を介して上記第１の
定電位点にエミッタが接続されている第２のトランジス
タと； 上記第１のトランジスタのコレクタと上記第２のトラン
ジスタのコレクタとの共通接続点であり、外部負荷に接
続する電流出力端と； を有することを特徴とする電流源回路。 - 【請求項２】互いに直列に接続された第１のダイオード
と第２のダイオードとで構成されている直列ダイオード
回路であって、一端が第１の定電位点に接続され、他端
が第１の抵抗を介して、第２の定電位点に接続されてい
る直列ダイオード回路と； この直列ダイオード回路の他端と上記第１の抵抗との接
続点にベースが接続され、第２の抵抗を介して上記第１
の定電位点にエミッタが接続されている第１のトランジ
スタと； 上記直列ダイオード回路の他端と上記第１の抵抗との接
続点にベースが接続され、上記第１のダイオードと上記
第２のダイオードとの接続点に第３の抵抗を介してエミ
ッタが接続されている第２のトランジスタと； 上記第１のトランジスタのコレクタと上記第２のトラン
ジスタのコレクタとの共通接続点であり、外部負荷に接
続する電流出力端と； を有することを特徴とする電流源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106664A JPH0693582B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 電流源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106664A JPH0693582B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 電流源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01277010A JPH01277010A (ja) | 1989-11-07 |
| JPH0693582B2 true JPH0693582B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=14439348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63106664A Expired - Fee Related JPH0693582B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 電流源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693582B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55115709A (en) * | 1979-02-27 | 1980-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | Current miller circuit |
| JPS6097708A (ja) * | 1983-11-02 | 1985-05-31 | Fujitsu Ltd | 定電流回路 |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63106664A patent/JPH0693582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01277010A (ja) | 1989-11-07 |
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