JPH07121255A - 定電流源回路 - Google Patents

定電流源回路

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JPH07121255A
JPH07121255A JP29263393A JP29263393A JPH07121255A JP H07121255 A JPH07121255 A JP H07121255A JP 29263393 A JP29263393 A JP 29263393A JP 29263393 A JP29263393 A JP 29263393A JP H07121255 A JPH07121255 A JP H07121255A
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JP
Japan
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current
circuit
node
transistor
current source
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JP29263393A
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English (en)
Inventor
Hidenao Satou
英直 佐藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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
    • G05F3/26Current mirrors
    • G05F3/262Current mirrors using field-effect transistors only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自励式で起動可能な定電流源回路において、
起動回路自体に消費電流が流れず、安定した自動起動を
可能とする。 【構成】 2つのカレントミラー回路M1,M2と、こ
れ等カレントミラー回路の電流利得を定める抵抗R1と
からなるシリコンバンドギャップ型定電流源回路におい
て、その出力ノードN1と低電源電位VSSとの間にダイ
オード接続のトランジスタT5〜T9を複数個直列接続
する。この直列接続回路全体の閾値を、定常時のノード
N1の電圧よりも高くしておくことで、定常時にはこの
直列接続回路はオフとなり電流消費はなく、電源低下後
の起動時にのみオンとなって再起動可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は定電流源回路に関し、特
にCMOS集積回路における定電流源回路を自励式に起
動するめたの回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の定電流源回路の1例としてCMO
S構造を用い、シリコンのバンドギャップを利用して定
電流を発生させる回路があり、図2にその回路例を示し
ている。
【0003】図2の回路は基本的には、2つのカレント
ミラー回路M1,M2と、これ等カレントミラー回路の
電流利得を定める抵抗R1とからなる。
【0004】カレントミラー回路M1は、ゲートとドレ
インとが接続されたダイオード構成のNMOS(Nチャ
ンネルMOS)トランジスタT2と、このトランジスタ
T2のゲートとゲートが共通接続されたNMOSトラン
ジスT1とからなる。そして、ノードN2に供給される
トランジスタT2のドレイン電流I2に応じた電流I3
がトランジスタT1のドレイン電流となり、ノードN1
へ供給される。
【0005】電流I2とI3との関係はこのカレントミ
ラー回路M1の電流利得により定まり、抵抗R1により
決定される。
【0006】カレントミラー回路M2は、ゲートとドレ
インとが接続されたダイオード構成のPMOS(Pチャ
ンネルMOS)トランジスタT3と、このトランジスタ
T3のゲートにゲートが共通接続されたPMOSトラン
ジスタT4とからなる。そして、ノードN1に供給され
るトランジスタT3のドレイン電流I1に応じた電流I
2がトランジスタT4のドレイン電流となり、ノードN
2へ供給される。
【0007】更に、このノードN1にゲートが接続され
たPMOSトランジスタT11が設けられており、この
トランジスタT11とトランジスタT3とにより出力導
出用のカレントミラー回路が構成されている。このトラ
ンジスタT11のドレイン電流I0が出力電流として用
いられるが、本例では、負荷用NMOSトランジスタT
10を用いてこの出力電流I0を導出している。
【0008】そして、ノードN1と基準低電位VSSとの
間に、起動用のNMOSトランジスタT12が設けられ
ており、このトランジスタT12のゲートへ起動用のリ
セット信号が印加されるようになっている。
【0009】尚、トランジスタは全てエンハンスメント
型であるとする。
【0010】かかる回路を起動する場合、基準高電位V
DDが供給されると共に、トランジスタT12のゲートに
起動信号が供給される。すると、NMOSトランジスタ
T1,T2及びPMOSトランジスタT3,T4がオン
となり、カレントミラー回路M2の電流利得と、抵抗R
1により定まるカレントミラー回路M1の電流利得との
積が1になる動作点で安定することになる。
【0011】この安定状態において、両カレントミラー
回路M1,M2及び抵抗R1からなる閉ループ回路に流
れる電流が、トランジスタT11を用いたカレントミラ
ー回路により定電流I0として取出されるのである。
【0012】この回路では、起動時に電源投入検出を行
って起動信号をトランジスタT12のゲート入力とする
必要があり、また電源変動時、特に電源電圧の急激な低
下により、トランジスタT1〜T4の全てがカットオフ
となって安定してしまい、定電流I0を発生できなくな
る。
【0013】そこで、自励式の起動回路を付加した定電
流源回路が特開平4−111008号公報に開示されて
おり、その構成を図3に示す。図3において図2と同等
部分は同一符号により示している。
【0014】図3においては、図2の回路にオフリーク
電流供給用のNMOSトランジスタT13とPMOSト
ランジスタT14とを、各ノードN2,N1と電源VS
S,VDDとの間に夫々設けており、起動時や起動後の電
源低下後の自起動時に、トランジスタT13,T14の
オフリーク電流を各ノードN2,N1へ夫々供給するこ
とにより、自励起動を行うようになっている。尚、その
動作の詳細は上記公開公報に示されている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】図3に示す自励式の定
電流源回路では、カレントミラー回路M1,M2の各入
出力ノードN1,N2に、常時オフ状態のトランジスタ
T13,T14を介してオフリーク電流を供給する方式
であるので、回路の定常時にも回路中に当該オフリーク
電流が常に流れていることになり、消費電力増大という
問題の他に、このオフリーク電流を見込んだ回路設計が
必要となり、設計の困難さを伴うという欠点がある。
【0016】本発明の目的は、起動時にのみ自励用電流
を流し定常時は何等自励回路に電流が流れない定電流源
回路を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第1及
び第2のノードと、前記第1のノードに第1の電流を、
前記第2のノードに電流利得に応じた第2の電流を夫々
供給する第1のカレントミラー回路と、前記第2のノー
ドに前記第2の電流を、前記第1のノードに電流利得に
応じた第3の電流を夫々供給する第2のカレントミラー
回路と、前記第2のカレントミラー回路の電流利得を定
める抵抗素子とを含む定電流源回路であって、前記第1
のノードと基準電位点との間に、この第1のノードの通
常動作時の電圧よりも大なる閾値を有するスイッチング
回路を有することを特徴とする定電流源回路が得られ
る。
【0018】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0019】図1は本発明の実施例の回路図であり、図
2と同等部分は同一符号にて示している。図2と異なる
部分について述べると、本例では、ノードN1と基準低
電源電位VSSとの間に、ダイオード接続構成のNMOS
トランジスタT5〜T9を複数個直列接続して設けた構
成であり、他の構成は図2のそれと同一であってその説
明は省略する。
【0020】ここで、高電源電位VDDを5V,低電源電
位VSSを0Vとする。この回路において、2つのカレン
トミラー回路M1,M2で生じる電流利得の積が1とな
って安定状態となることは従来例と同様である。
【0021】ノードN1における電流I1の値は、トラ
ンジスタT1,T2とトランジスタT3,T4の各ゲー
ト幅Wと、ゲート長Lと、抵抗R1の値とにより決定さ
れ、ノードN1の電流I1によりノードN1の電圧VN1
は5V〜0Vの間の電圧となる。
【0022】電源投入時や電源電圧の急激な低下等によ
り、ノードN2の電圧VN2がトランジスタT2の閾値V
T2より低くなり、またノードN1の電圧VN1がトランジ
スタT3の閾値VT3より低くなると、これ等トランジス
タはカットオフ状態となり、I1及びI2の各電流は流
れなくなる。
【0023】しかしながら、カットオフ状態によってノ
ードN1の電圧VN1が電源電圧VDDに近づこうとし、ダ
イオード接続されたスイッチング回路としてのトランジ
スタT5〜T9の各閾値の総和VT0を越えると、このス
イッチング回路(トランジスタT5〜T9の直列回路)
はオン状態となり、ノードN1の電圧VN1は電圧降下を
起こすことになる。
【0024】カレントミラー回路M1,M2及び抵抗R
1からなる閉ループ回路においては、このノードN1の
電圧降下によりノードN1の電流にI1が流れ始め、帰
還回路である2つのカレントミラー回路M1,M2の電
流利得の積が1となった状態で安定状態に戻るのであ
る。
【0025】ダイオード接続されたトランジスタT5〜
T9の直列接続段数は、これ等各トランジスタの閾値の
総和VT0が安定状態時のノードN1の電圧VN1より高電
位になる様に定められるものとする。これは、定電流源
回路が安定動作時に、ダイオード接続されたトランジス
タT5〜T9をカットオフとしておくためである。
【0026】
【発明の効果】叙上の如く、本発明によれば、定常時に
は完全にオフ状態で起動時にのみオンとなるスイッチン
グ回路を付加して自励式としたので、安定した定電流を
得ることができると共に、自励回路には定常電流が流れ
ないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】従来の定電流源回路の一例を示す回路図であ
る。
【図3】従来の定電流源回路の他の例を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
M1,M2 カレントミラー回路 T1〜T4 カレントミラートランジスタ T5〜T9 ダイオード構成のトランジスタ T10 負荷トランジスタ T11 定電流導出用トランジスタ N1,N2 ノード R1 抵抗素子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1及び第2のノードと、前記第1のノ
    ードに第1の電流を、前記第2のノードに電流利得に応
    じた第2の電流を夫々供給する第1のカレントミラー回
    路と、前記第2のノードに前記第2の電流を、前記第1
    のノードに電流利得に応じた第3の電流を夫々供給する
    第2のカレントミラー回路と、前記第2のカレントミラ
    ー回路の電流利得を定める抵抗素子とを含む定電流源回
    路であって、前記第1のノードと基準電位点との間に、
    この第1のノードの通常動作時の電圧よりも大なる閾値
    を有するスイッチング回路を有することを特徴とする定
    電流源回路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチング回路は、ダイオード接
    続構成のトランジスタ素子が複数個直列接続されている
    ことを特徴とする請求項1記載の定電流源回路。
JP29263393A 1993-10-27 1993-10-27 定電流源回路 Pending JPH07121255A (ja)

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JP29263393A JPH07121255A (ja) 1993-10-27 1993-10-27 定電流源回路
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