JPH0728184B2 - カレントミラー回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアナログ集積回路において多用されるカレント
ミラー回路に関し、特に、電源利用効率の高いカレント
ミラー回路を提供するものである。

従来の技術 第２図は最もポピュラーなカレントミラー回路として広
く知れ渡っているカレントミラー回路を示したものであ
り、この回路構成はいまさら説明するまでもなく、アナ
ログ集積回路には必ずといってよいほど使用される。

第２図のカレントミラー回路は負荷抵抗１が出力トラン
ジスタ２のコレクタとプラス側給電線路３の間に接続さ
れているが、第３図に示すように、負荷抵抗の一端をマ
イナス側給電線路４に接続する場合も度々発生する。特
に、出力トランジスタ２のエミッタ電流が大きい場合、
例えば、この種のカレントミラー回路をプッシュプル型
のパワーアンプの上側の出力段に使用する場合には、バ
イポーラ集積回路の制約から出力トランジスタとしてPN
Pトランジスタを使用することは難しく、必然的に第３
図の回路構成を採らざるを得なくなる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、第３図に示したカレントミラー回路は、電源
電圧の利用効率が良くないという問題点を有している。
すなわち、負荷抵抗１に供給される最大電圧は電源電圧
からトランジスタ２のベース・エミッタ間の順方向電圧
とトランジスタ５のベース・エミッタ間の順方向電圧、
さらには電流源６での降下電圧を差し引いた値となり、
これらの順方向電圧の和に降下電圧を加えた値は1.8Vに
もなる。

電源電圧の利用効率を高くするにはトランジスタ５を取
り除くことが考えられるが、トランジスタ２とトランジ
スタ７のエミッタ面積比が大きく異なる場合には実用的
ではない。

問題点を解決するための手段 前記した問題点を解決するために、本発明のカレントミ
ラー回路は、コレクタが一方の給電線路に接続され、エ
ミッタ側から負荷に給電する第１のトランジスタと、ベ
ースとエミッタがそれぞれ前記第１のトランジスタのベ
ースおよびエミッタに接続され、コレクタ側に接続され
た電流源から受電する第２のトランジスタと、コレクタ
が抵抗を介して前記一方の給電線路に接続され、エミッ
タが前記第１のトランジスタのエミッタに接続され、前
記電流源からの電流の一部がベースに供給される第３の
トランジスタと、エミッタが前記一方の給電線路に接続
され、前記第３のトランジスタのコレクタ電流がベース
に供給され、コレクタ電流を前記第１および第２のトラ
ンジスタのベースに供給する第４のトランジスタを備え
たことを特徴とするものである。

作用 本発明では前記した構成によって、電源電圧の利用効率
の高いカレントミラー回路を得ることができる。

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説明
する。

第１図は本発明の一実施例におけるカレントミラー回路
の回路結線図を示したものであり、コレクタがプラス側
給電線路３に接続され、エミッタ側から負荷抵抗１に給
電するトランジスタ２と、ベースとエミッタがそれぞれ
前記トランジスタ２のベースおよびエミッタに接続さ
れ、コレクタ側に接続された電流源６から受電するトラ
ンジスタ７と、エミッタが前記トランジスタ２のエミッ
タに接続され、前記電流源６からの電流の一部がベース
に供給されるトランジスタ８と、エミッタがプラス側給
電線路３に接続されて、前記トランジスタ８のコレクタ
電流がベースに供給され、コレクタ電流を前記トランジ
スタ２および７のベースに供給するトランジスタ９と前
記トランジスタ９のベース・エミッタ間に接続された抵
抗10によってカレントミラー回路が構成されている。

以上のように構成されたカレントミラー回路について、
第１図によりその動作を説明する。

まず、電流源６から供給される電流の一部がトランジス
タ８のベース電流となるので、トランジスタ８のコレク
タ電流が流れ、このコレクタ電流の殆どがトランジスタ
９のベース電流となり、トランジスタ２とトランジスタ
７のベースにはトランジスタ３のコレクタから十分なベ
ース電流が供給される。

一方、トランジスタ２とトランジスタ７はミラ接続され
ているから両者のエミッタ電流密度は等しく、例えば、
トランジスタ２のエミッタ面積がトランジスタ７のエミ
ッタ面積の５倍に設定されていたとすると、トランジス
タ２のエミッタ電流の５分の１がトランジスタ７のエミ
ッタ電流となる。したがって、トランジスタ２のエミッ
タ電流が電流源６からの供給電流の５倍を越えると、電
流源６からの供給電流のすべてがトランジスタ７によっ
て吸収されてしまうことになり、トランジスタ９を介し
てのトランジスタ2,7へのベース電流の供給が絶たれ
る。

結局、電流源６からの供給電流とトランジスタ７による
吸収電流とのつりあいがとれた状態に落ち着き、各トラ
ンジスタの直流電流増幅率が十分に大きいものとする
と、負荷抵抗１には、第３図の回路と同じように、電流
源６からの供給電流の６倍の電流が供給される。

さて、第１図に示したカレントミラー回路での損失電圧
は、トランジスタ２のベース・エミッタ間の順方向電圧
とトランジスタ９のコレクタ・エミッタ間の飽和電圧の
和、もしくは、トランジスタ８のベース・エミッタ間の
順方向電圧と電流源６での降下電圧の和となり、一般に
は前者の方が大きくなって、これらの順方向電圧に降下
電圧を加えた値は1.1V程度になる。したがって、従来回
路に比べて損失電圧は３分の２以下となる。

なお、第１図の実施例においては、トランジスタ２のエ
ミッタにトランジスタ７のエミッタとトランジスタ８の
エミッタを直接接続し、前記トランジスタ８のコレクタ
にトランジスタ９のベースを直接接続し、前記トランジ
スタ９のコレクタを前記トランジスタ２のベースに直接
接続しているが、適当に抵抗などを挿入しても本発明の
目的を逸脱するものではない。

発明の効果 本発明のカレントイミラー回路は以上の説明からも明ら
かなように、コレクタが一方の給電線路に接続され、エ
ミッタ側から負荷に給電する第１のトランジスタ（実施
例においてはトランジスタ２）と、ベースとエミッタが
それぞれ前記第１のトランジスタのベースおよびエミッ
タに接続され、コレクタ側に接続された電流源から受電
する第２のトランジスタ（実施例においてはトランジス
タ７）と、コレクタが抵抗を介して前記一方の給電線路
に接続され、エミッタが前記第１のトランジスタのエミ
ッタに接続され、前記電流源からの電流の一部がベース
に供給される第３のトランジスタ（実施例においてはト
ランジスタ８）と、エミッタが前記一方の給電線路に接
続され、前記第３のトランジスタのコレクタ電流がベー
スに供給され、コレクタ電流を前記第１および第２のト
ランジスタのベースに供給する第４のトランジスタ（実
施例においてはトランジスタ９）を備えたことを特徴と
するもので、電源電圧の利用効率の高いカレントミラー
回路を得ることができ、大なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるカレントミラー回路
の回路結線図、第２図および第３図は従来例を示す回路
結線図である。 2,7,8,9……トランジスタ、６……電流源。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コレクタが一方の給電線路に接続され、エ
   ミッタ側から負荷に給電する第１のトランジスタと、ベ
   ースとエミッタがそれぞれ前記第１のトランジスタのベ
   ースおよびエミッタに接続され、コレクタ側に接続され
   た電流源から受電する第２のトランジスタと、コレクタ
   が抵抗を介して前記一方の給電線路に接続され、エミッ
   タが前記第１のトランジスタのエミッタに接続され、前
   記電流源からの電流の一部がベースに供給される第３の
   トランジスタと、エミッタが前記一方の給電線路に接続
   され、前記第３のトランジスタのコレクタ電流がベース
   に供給され、コレクタ電流を前記第１および第２のトラ
   ンジスタのベースに供給する第４のトランジスタを具備
   してなるカレントミラー回路。
2. 【請求項２】第１のトランジスタのエミッタに第２のト
   ランジスタのエミッタと第３のトランジスタのエミッタ
   を接続し、前記第３のトランジスタのコレクタに第４の
   トランジスタのベースを接続し、前記第４のトランジス
   タのコレクタを前記第１のトランジスタのベースに接続
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカレ
   ントミラー回路。