JPH08263158A

JPH08263158A - 定電流源

Info

Publication number: JPH08263158A
Application number: JP8051914A
Authority: JP
Inventors: David Charles Mcclure; シー．マククルーアデイビッド
Original assignee: SGS Thomson Microelectronics Inc
Current assignee: STMicroelectronics lnc USA
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1996-10-11
Also published as: EP0731403A2; EP0731403A3

Abstract

(57)【要約】【課題】動作パラメータ及び製造処理条件における変
動に対して実質的に一定な電流を供給する電流源を提供
する。【解決手段】本発明の電流源（２）は、補償用バイア
ス電圧を発生するバイアス回路（２０）とカレントミラ
ー（１５）とを有している。バイアス回路は、電源電圧
に基づいて分圧した電圧を発生する分圧器（１０）を使
用している。分圧された電圧は第一カレントミラー（１
５）における飽和状態にバイアスされている変調用トラ
ンジスタ（２８）のゲートへ印加され、第一カレントミ
ラーがリニアな負荷装置（３４）へ印加される電流を制
御する。負荷装置を横断しての電圧がバイアス電圧を決
定し、それは第二カレントミラー（４０）の基準枝にお
けるトランジスタ（５２）のゲートへ印加される。バイ
アス電圧は第二カレントミラーの基準枝における電流を
制御し、出力枝（５６）が基準枝における電流をミラー
動作して安定な出力電流を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路の技術分
野に関するものであって、更に詳細には、集積回路にお
いて有用な電流源回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近のデジタル集積回路、特に公知の相
補的金属−酸化物−半導体（ＣＭＯＳ）技術に従って製
造される集積回路においては、集積回路内部の多くの機
能回路は安定な電流を導通させる電流源に依存してい
る。このような機能回路の例としては、電圧調整器、差
動増幅器、センスアンプ、カレントミラー、オペアン
プ、レベルシフト回路、基準電圧回路等がある。このよ
うな電流源は、通常、電界効果トランジスタによって実
現され、基準電圧が電界効果トランジスタのゲートへ印
加される。

【０００３】当該技術において公知の如く、このような
電流源を使用する集積回路は、電流源によって供給され
る電流が動作条件及び処理条件における変動に対して安
定である場合には、最適に動作をする。然しながら、当
該技術分野において公知の如く、ＭＯＳトランジスタの
駆動特性は、このような動作変動及び処理変動に関して
著しく変化する場合がある。従来のＭＯＳトランジスタ
電流源は、通常、低い動作温度（例えば、０℃）、高い
Ｖ_cc電源電圧（例えば、公称５Ｖ電源に対して５．３
Ｖ）、及び駆動を最大とさせる処理条件（例えば、公称
チャンネル長より短い寸法）においてより多くの電流を
供給し、逆に、これらの電流源は、高い動作温度（例え
ば、１００℃）、低いＶ_cc電源電圧（例えば、公称５Ｖ
電源に対し４．７Ｖ）、及び駆動電流を最小とさせる処
理条件（例えば、公称チャンネル長より長い寸法）にお
いてより少ない電流を供給する。このような従来の電流
源に対しての最大電流駆動と最小電流駆動との間の比は
２．５乃至６．０の程度であることが観察されている。
これらの電流源に依存する回路の動作は、これらの動作
条件及び処理条件に対して著しく変化する傾向となり、
回路設計者がより大きな動作余裕を持って設計すること
を必要とし、従って集積回路の最大性能を低下させる。

【０００４】電流源によって供給される電流における変
動は、特に、供給すべき電流が比較的大きなものである
場合には問題がある。例えば、従来の集積回路に対する
出力ドライバ回路は、最大で２０ｍＡの電流を電流源に
よって供給することを必要とする場合がある。このよう
な適用場面においては、２倍を超えるこの電流の変動を
許容することは不可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、動作パラメータ及び製造処理条件における
変動に対して実質的に一定な電流を供給する電流源を提
供することである。本発明の別の目的とするところは、
実質的に大きな電流が必要とされる出力ドライバ回路に
おいて使用することの可能な電流源を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電流源として
集積回路において実現することの可能なものであって、
それは、処理パラメータ及び電源電圧における変動を追
従するバイアス回路からのバイアス電圧によって制御さ
れるカレントミラー出力段を有している。そのバイアス
回路は、バイアス回路内のカレントミラーの入力枝内の
電流を設定する抵抗分圧器に基づいており、この入力枝
において、飽和状態に維持される変調用トランジスタが
バイアス回路カレントミラーの出力枝におけるリニア負
荷装置を介しての電流を支配し、カレントミラー出力段
へ印加されるバイアス電圧を発生する。カレントミラー
出力段は、Ｐチャンネルトランジスタを有する基準枝を
具備しており、該トランジスタのゲートはバイアス回路
からのバイアス電圧を受取り、そのゲートをドレインへ
接続したＮチャンネルトランジスタと直列している。こ
の基準枝におけるＰチャンネルトランジスタとＮチャン
ネルトランジスタとの相対的な寸法は、Ｐチャンネルト
ランジスタを飽和状態に維持するように選択されてい
る。カレントミラー出力段の出力枝は、そのゲートを基
準枝におけるＮチャンネルトランジスタのゲート及びド
レインへ接続したＮチャンネルトランジスタである。従
って、カレントミラーの出力枝内に供給される電流は、
電源電圧、温度、製造処理条件における変動に対して極
めて安定している。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の好適実
施例に基づいて構成された電流源２の構成について説明
する。本発明のこの実施例に基づく電流源２は、ライン
ＢＩＡＳ上にバイアス電圧を発生するためのバイアス回
路２０を有している。図１に示した如く、バイアス回路
２０は抵抗分圧器１０を有しており、それはＶ_cc電源の
電圧の所望の一部である電圧を発生する。この分圧され
た電圧はカレントミラー１５へ印加される。後に更に詳
細に説明するように、カレントミラー１５は負荷へ印加
される電流を発生し、従ってカレントミラー１５の出力
はラインＢＩＡＳ上のバイアス電圧である。ラインＢＩ
ＡＳ上の電圧はカレントミラー４０へ印加され、カレン
トミラー４０は端子ＯＵＴにおいて固定した出力電流ｉ
_OUT を吸込み、電流源として動作する。

【０００８】次に、図２を参照して、本発明の好適実施
例に基づく電流源２におけるバイアス回路２０及びカレ
ントミラー４０の構成及び動作について詳細に説明す
る。一般的に、バイアス回路２０はカレントミラーバイ
アス回路であって、その場合に、カレントミラー１５の
基準枝は分圧器１０によって制御される。以下の説明か
ら明らかなように、バイアス回路２０は、電源電圧Ｖ_cc
の値における変動及びある製造処理パラメータにおける
変動に関して一貫した対応で変化するバイアス電圧をラ
インＢＩＡＳ上に供給する。

【０００９】この実施例においては、バイアス回路２０
はラインＢＩＡＳ上の電圧をカレントミラー４０におけ
るＰチャンネルトランジスタ５２のゲートへ供給する。
この実施例においては、Ｐチャンネルトランジスタ５２
のゲート対ソース電圧がＶ_cc電源の電圧における変動に
対して実質的に一定状態を維持し、従ってそれを介して
の電流が一定状態を維持することが所望されている。換
言すると、ラインＢＩＡＳ上の電圧がＶ_ccにおける変動
に追従することが所望されている。このように、カレン
トミラー４０によって端子ＯＵＴにおいて発生された電
流ｉ_OUT はこのような変動に対して実質的に一定状態を
維持する。

【００１０】本発明のこの実施例においては、バイアス
回路２０はＶ_cc電源と接地との間に直列接続されている
抵抗２１，２３を具備する抵抗分圧器１０を有してい
る。抵抗２１と２３との間のノードにおける抵抗分圧器
１０の出力は、カレントミラー１５におけるＮチャンネ
ルトランジスタ２８のゲートへ供給される。抵抗２１及
び２３は、好適には、通常の態様でポリシリコン抵抗と
して実現される。図２に示した如く、付加的な抵抗２
５，２７を分圧器の各枝内に設けることが可能であり、
ヒューズ２４，２６をそれと並列接続して設けることが
可能である。このように、バイアス回路２０を実現する
集積回路はヒューズプログラマブルであって、所望によ
り、トランジスタ２８のゲートへ印加される電圧を調節
することを可能としている。勿論、分圧器の電圧出力の
調節範囲を広いものとさせるために、複数個の付加的な
抵抗２５，２７及びそれに付随するヒューズを分圧器内
に設けることが可能であることは勿論である。

【００１１】上述した如く、トランジスタ２８のゲート
は抵抗２１，２３から構成される分圧器の出力を受取
る。トランジスタ２８のソースは接地へバイアスされて
おり、且つトランジスタ２８のドレインはＰチャンネル
トランジスタ３０のドレイン及びゲートへ接続されてお
り、Ｐチャンネルトランジスタ３０のソースはＶ_ccへ接
続されている。トランジスタ２８と３０との結合は、カ
レントミラーの基準枝を構成しており、それを介して導
通される電流は、抵抗２１，２３から構成される抵抗分
圧器１０の電圧出力によって実質的に制御される。従っ
て、トランジスタ２８のゲートへ印加される電圧、従っ
てカレントミラーの基準枝におけるトランジスタ２８，
３０によって導通される電流は、Ｖ_cc電源の電圧におけ
る変動に関して変化し、Ｖ_cc電源の電圧のほぼ同一の割
合を維持する。

【００１２】バイアス回路２０におけるカレントミラー
１５の出力枝は、Ｐチャンネルミラートランジスタ３２
及びリニアな負荷装置３４を有している。Ｐチャンネル
トランジスタ３２のソースはＶ_ccへ接続しており且つそ
のゲートはカレントミラー態様でトランジスタ３０のゲ
ート及びドレインへ接続している。トランジスタ３２の
ドレインはラインＢＩＡＳにおいてリニアな負荷装置３
４へ接続している。負荷装置３４は、そのソースが接地
されており且つそのゲートがＶ_ccであるＮチャンネルト
ランジスタ３４として実現することが可能であり、その
場合には、トランジスタ３２，３４の共通ドレインノー
ドがラインＢＩＡＳ上のバイアス電圧出力を駆動する。
一方、リニアな負荷装置３４は精密抵抗又は２端子ダイ
オードとして実現することが可能である。

【００１３】いずれの場合においても、リニアな負荷装
置３４は例えばチャンネル長等の処理パラメータにおけ
る変動を補償する上で重要である。トランジスタ３０，
３２のチャンネル長における変動は、トランジスタ３２
によって導通される電流における変動を発生し、従っ
て、負荷装置３４のリニア特性のために、ラインＢＩＡ
Ｓ上に電圧における対応する変動を発生する。従って、
バイアス回路２０は、集積回路内のトランジスタによっ
て電流の導通に影響を与える処理パラメータにおける変
動を追従する出力電圧をラインＢＩＡＳ上に供給する。

【００１４】上述したように、トランジスタ３２によっ
て導通される電流は、トランジスタ３０を介して導通さ
れる電流と一致するか又はその特定した倍数であるよう
に制御される。トランジスタ２８，３０を介して導通さ
れる電流はＶ_cc電源の分圧した電圧にしたがって制御さ
れるので、トランジスタ３２によって導通される電流
（従って、ラインＢＩＡＳ上の電圧）はＶ_cc電源によっ
て制御される。ラインＢＩＡＳ上の電圧は、リニアな負
荷３４を横断しての電圧降下における変調によって、後
に更に詳細に説明するように、Ｖ_cc電源電圧における変
調に追従する。

【００１５】バイアス回路２０におけるトランジスタ間
のある寸法関係が、適切な補償を確保する上で非常に重
要なものであると考えられる。最初に、トランジスタ２
８は、好適には、使用された製造プロセスに対する最小
チャンネル長及びチャンネル幅ではなくそれに近いもの
である。処理上の最小値に近いチャンネル長を有するト
ランジスタ２８によって、トランジスタ２８により導通
される電流は集積回路における最高性能のトランジスタ
に対するチャンネル長における変動と共に変動し、より
長いチャンネル長を使用することによって、このような
変動に対するトランジスタ２８の感度が減少される。然
しながら、トランジスタ２８のチャンネル長はホットエ
レクトロン効果及び短チャンネル効果を回避するために
最小値よりも僅かに大きいものとすべきである。トラン
ジスタ２８も、好適には、特に、バイアス回路２０はト
ランジスタ２８，３０（及びミラー枝トランジスタ３２
及びリニアな負荷３４）を介して常にＤＣ電流を導通さ
せるということを考慮すると、それを介して導通される
電流を最小とするために、最小値ではないが比較的小さ
なチャンネル幅を有するものである。最近の製造プロセ
スに基づくトランジスタ２８の寸法の一例は、チャンネ
ル長が０．８μｍであって且つチャンネル幅が４．０μ
ｍであり、一方、処理上の最小値は夫々０．６μｍ及び
１．０μｍである。

【００１６】バイアストランジスタ２８及びリニアな負
荷装置３４（トランジスタとして構成される場合）を夫
々適切にバイアスさせるために、Ｐチャンネルトランジ
スタ３０，３２も適切に寸法構成されねばならない。ラ
インＢＩＡＳ上のバイアス電圧を適切に補償するため
に、トランジスタ２８は、好適には、飽和領域（二乗法
則）へバイアスし、一方トランジスタ３４はリニア（又
はトライオード）領域にバイアスされる。このことは、
トランジスタ３４が実効的にリニアな抵抗負荷装置とし
て作用し、一方トランジスタ２８が飽和状態に溜まるこ
とを可能とする。図２におけるバイアス回路２０の構成
から明らかなように、このようなバイアス動作はトラン
ジスタ２８及び３０の相対的な寸法及びトランジスタ３
２及び３４の相対的な寸法に依存する。

【００１７】トランジスタ２８を飽和状態に維持しなが
らトランジスタ２８のゲートにおける電圧が可及的にＶ
_ccに近いものであるように、トランジスタ３０が実際上
可及的に大きなものであることが望ましい。何故なら
ば、Ｖ_ccにおける変動は抵抗２１，２３の分圧器によっ
て定義される比でトランジスタ２８のゲートへ印加さ
れ、従って、この比が可及的に１に近いものであって、
尚且つトランジスタ２８を飽和状態に維持するものであ
ることが望ましい。トランジスタ３０に対する大きなＷ
／Ｌ比は、そのドレイン対ソース電圧が比較的小さなも
のとなることを可能とし従ってトランジスタ２８のドレ
イン電圧をより高いものへプルし、そのことはトランジ
スタ２８のゲートにおける電圧を一層高いものとし、尚
且つトランジスタ２８を飽和状態に維持することを可能
とする。従って、バイアス回路２０の追従能力はトラン
ジスタ３０が極めて大きなものであることによって改善
される。

【００１８】上述した実施例においては、Ｖ_cc電源電圧
は公称的５．０Ｖであり、以下の表は各々のチャンネル
長が０．８μｍである場合に対する、図２の構成におけ
るトランジスタ２８，３０，３２，３４の好適なチャン
ネル幅（μｍ）を示している。

【００１９】トランジスタチャンネル幅（μｍ）２８４．０３０３２．０３２７６．０３４４．０このバイアス回路２０の実施例は比較的広い範囲のＶ_cc
電源電圧にわたってラインＢＩＡＳ上の電圧の良好な追
従動作を維持する上で効果的であることが判明した（シ
ミュレーションを介して）。図３は０．８μｍ製造プロ
セスにおける最大及び最小トランジスタチャンネル長に
対してシミュレートしたＶ_ccの関数としてのラインＢＡ
ＩＳ上の電圧のプロットであって、本発明に基づくバイ
アス回路２０の動作を示している。図３における曲線４
４，４６は、夫々、０℃及び１００℃接合温度において
の低電流処理コーナー（即ち最大チャンネル長）に対応
しており、図３における曲線４７，４９は、夫々、０℃
及び１００℃接合温度においての高電流処理コーナー
（即ち最小チャンネル長）に対応している。図３から明
らかな如く、ラインＢＩＡＳ上の電圧によって増加する
Ｖ_ccのトラッキング即ち追従は、温度及び処理パラメー
タにおける広い範囲にわたっても極めて正確である。後
に更に詳細に説明するように、この追従効果はカレント
ミラー４０の出力からの出力電流ｉ_OUT を実質的に一定
のものとさせる。

【００２０】図２を再度参照して、カレントミラー出力
回路４０の構成について詳細に説明する。この実施例に
おけるカレントミラー４０はＰチャンネルトランジスタ
５２によって構成されており、そのソースはＶ_ccへバイ
アスしており且つそのゲートは上述したバイアス回路２
０の出力からのバイアス電圧ＢＩＡＳによってバイアス
される。Ｎチャンネルトランジスタ５４がダイオード形
態で接続されており、そのゲート及びドレインはトラン
ジスタ６４のドレインへ接続している。トランジスタ５
２及び５４の寸法は、バイアス電圧ＢＩＡＳの所望のレ
ベルに対してＰチャンネルトランジスタ５２が飽和状態
に維持されることを確保すべく選択されている。例え
ば、約２Ｖのバイアス電圧ＢＩＡＳの場合、Ｗ／Ｌ比が
約１５であるトランジスタ５２及び５４は、トランジス
タ５２を飽和状態に維持し、尚Ｖ_ccは公称的には５Ｖで
ある。

【００２１】トランジスタ５２，５４のドレインにおけ
る共通ノードは、基準電圧ＩＳＶＲを提供し、それはカ
レントミラー４０の出力枝を構成するＮチャンネルトラ
ンジスタ５６のゲートへ印加される。Ｎチャンネルトラ
ンジスタ５６のソースは接地へバイアスされており且つ
そのドレインは端子ＯＵＴへ接続している。従って、ト
ランジスタ５６によって導通される電流、即ち出力電流
ｉ_OUT は、カレントミラー４０の基準枝におけるトラン
ジスタ５４によって導通される電流に対してミラー動作
される電流である。

【００２２】トランジスタ５４，５６の相対的な寸法
は、トランジスタ５６によって供給される電流がトラン
ジスタ５２，５４によって導通される電流の所望の倍数
であるように選択されている。例えば、その比が１：１
である場合には、トランジスタ５４，５６の幅／長さ比
は互いに等しく、一方、トランジスタ５６によって供給
されるべき電流がトランジスタ５２，５４によって導通
されるべき電流の倍数である場合には、トランジスタ５
６のＷ／Ｌ比はトランジスタ５４のＷ／Ｌ比の所望の倍
数である。

【００２３】動作について説明すると、本発明の実施例
に基づく電流源２は、ラインＢＩＡＳ上のバイス電圧の
発生においてバイアス回路２０により電源電圧及び処理
パラメータにおける変動の追従の結果として比較的一定
の出力電流ｉ_OUT を供給する。何故ならば、ラインＢＩ
ＡＳ上の電圧においてシフトを発生させる条件は、カレ
ントミラー４０におけるトランジスタの駆動特性に同様
の影響を与えるからである。特に、ラインＢＩＡＳ上の
電圧をシフトさせる処理条件における変動（例えば、図
３における直線４６及び４９の間のシフト）及び電源電
圧Ｖ_ccにおける変動の両方がカレントミラー４０におけ
るトランジスタ５２の駆動特性に影響を与え、その正味
の効果は、トランジスタ５２によって導通される電流が
これらの変動に対して実質的に一定なものとなることで
ある。例えば、図３の直線４７，４９となる処理条件
は、与えられた１組のバイアス条件に対して、トランジ
スタ５２をしてより多くの電流を導通させる。然しなが
ら、これらの条件下でラインＢＩＡＳ上にバイアス回路
２０によって発生される増加された電圧は、トランジス
タ５２へ印加されるゲート対ソース電圧を減少させるこ
とによって、Ｐチャンネルトランジスタ５２の付加的な
電流駆動を補償する。同様に、電源電圧Ｖ_ccが増加する
と、ラインＢＩＡＳ上の電圧も増加し、従ってＰチャン
ネルトランジスタ５２におけるゲート対ソース電圧は電
源電圧における変動に対して実質的に一定状態を維持す
る。トランジスタ５２を介しての電流が一定状態に維持
されるので、ミラー動作される出力電流ｉ_OUT はこれら
の変動に対して実質的に一定状態を維持する傾向とな
る。

【００２４】ある回路適用場面では電界効果電流源によ
って比較的大きな電流を制御することが必要とされる場
合がある。特に、これらの適用場面においては、且つ温
度に関して処理パラメータ及び電源電圧における大きな
変動の可能性が考えられる場合には、出力電流ｉ_OUT が
可及的に安定なものであることが望ましい。本発明のこ
の実施例に基づく図１及び２の電流源の構成はこのよう
な安定性を与えるものである。上述した実施例において
は、シミュレーション結果が、バイアス回路２０がそれ
に対して印加されるラインＢＩＡＳ上の電圧を設定する
場合にカレントミラー４０におけるトランジスタ５６に
よって導通される最大電流と最小電流との比が約１．１
７であることを表わしており、それは、０℃乃至１００
℃の温度範囲にわたる変動、約５０％の駆動電流変動と
なる処理パラメータ（即ち、トランジスタチャンネル
長、ゲート酸化膜厚さ、及びその他の公知の駆動状態を
変化させるパラメータ）における変動、及び４．７Ｖ乃
至５．３Ｖの範囲のＶ_cc電源電圧における変動に対して
とられたものである。この特定の実施例においては、カ
レントミラー４０におけるトランジスタ５６によって駆
動されることを必要とする最小電流は２０ｍＡであり、
トランジスタ５６によって供給される最大電流は約２
３．４ｍＡである。

【００２５】本発明のこの実施例の電流源はその他の回
路設計においても有用なものであると考えられる。例え
ば、電圧調整器、差動増幅器、センスアンプ、カレント
ミラー、オペアンプ、レベルシフト回路及び基準電圧回
路等の全ての回路が電流源トランジスタ（即ち、トラン
ジスタ５６）を使用して構成することが可能である。上
述した態様で電流源トランジスタを制御することによ
り、トランジスタ５６によって供給される電流を比較的
安定したものとすることを確保することが可能であり、
そのことはこれらの適用場面においても有益的なもので
あると考えられる。

【００２６】尚、本発明の技術的範囲を逸脱することな
しにバイアス回路２０を変更乃至は修正することが可能
であることは勿論である。そのような１つの変更例をバ
イアス回路２０′として図４に示してある。回路２０′
における構成要素で回路２０における構成要素と類似し
たものには同様の参照番号を付してある。

【００２７】バイアス回路２０′は上述したバイアス回
路２０と同様に構成されている。然しながら、この変形
実施例においては、リニアな付加トランジスタ３４のゲ
ートにおける電圧は分圧器３８によって設定され、その
ゲート電圧はＶ_cc電源電圧の特定した割合であるように
設定される。トランジスタ３４は実質的にリニアな負荷
として動作するが、実際には、電圧制御型抵抗であっ
て、そのオン抵抗はゲート対ソース電圧の関数である。
図４に示した如く、Ｖ_ccの一部のみをトランジスタ３４
のゲートへ印加させることによって、Ｖ_ccが正への遷移
を行なう場合に、トランジスタ３４の抵抗値の不所望な
減少を減少させることが可能である。

【００２８】又、バイアス電圧ＢＩＡＳの発生を選択的
にイネーブルすると共にディスエーブルさせるための回
路を設けることが可能であり、このような選択性を与え
ることによって特定の適用場面においての有用性を高め
ることが可能である。

【００２９】従って、本発明は、広い範囲の温度、電源
電圧及び製造プロセスパラメータに対して安定した出力
電圧を供給することの可能な電流源の重要なる利点を提
供している。本発明の上述した実施例によれば、この安
定な出力電流は、出力カレントミラーのトランジスタに
おける変動を補償するような態様で処理条件及び電源電
圧における変動を追従するバイアス電圧を発生すること
によって得られる。本発明の電流源は、特に、電流源の
最大電流が過剰となる危険性なしに、例えば出力ドライ
バ回路等の比較的大きな電流が必要とされる適用場面に
おいて有益的なものである。

【００３０】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適実施例に基づいて構成された電
流源を示したブロック図。

【図２】本発明の好適実施例に基づいて構成した電流
源を示した概略回路図。

【図３】図２に示したバイアス回路によって発生され
る種々の処理条件及び温度に対するＶ_cc電源電圧に対し
てのバイアス電圧ＢＩＡＳを示したグラフ図。

【図４】本発明の別の実施例に基づいて構成した電流
源を示した概略回路図。

【符号の説明】

２電流源１０抵抗分圧器１５，４０カレントミラー２０バイアス回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電流源において、電源電圧と基準電圧との間に結合されており分圧された
電圧を発生する抵抗分圧器、基準枝と出力枝とを具備する第一カレントミラーであっ
て、前記基準枝によって導通される第一基準電流が前記
分圧された電圧によって制御され且つ前記出力枝が前記
第一基準電流に対応する第一ミラー電流を導通させるミ
ラートランジスタと、前記第一ミラー電流を導通させ且
つ前記第一ミラー電流に応答してバイアス電圧を発生す
る負荷とを具備する第一カレントミラー、前記バイアス電圧によって制御される第二ミラー電流を
導通させる基準枝を具備すると共に前記第二基準電流を
ミラー動作する出力電流を発生する出力枝を具備する第
二カレントミラー、を有することを特徴とする電流源。
【請求項２】請求項１において、前記第一カレントミ
ラーの基準枝が、ミラーノードへ接続されているドレインを具備し、前記
電源電圧へ接続しているソースを具備し、且つそのドレ
インへ接続したゲートを具備する第一基準トランジス
タ、前記ミラーノードと基準電圧との間に接続されている導
通経路を具備しており且つ前記分圧した電圧を受取る制
御端子を具備している変調用トランジスタ、を有するこ
とを特徴とする電流源。
【請求項３】請求項２において、前記ミラートランジ
スタが前記電源電圧と前記バイアス出力ノードとの間に
接続されているソース／ドレイン経路を具備すると共
に、前記ミラーノードへ接続している制御端子を具備す
ることを特徴とする電流源。
【請求項４】請求項３において、前記負荷が、前記バ
イアス出力と基準電圧との間に接続している導通経路を
具備すると共にリニア領域にバイアスさせる電圧を受取
るための制御端子を具備する負荷トランジスタを有する
ことを特徴とする電流源。
【請求項５】請求項４において、前記第二カレントミ
ラーの基準枝が、ソース／ドレイン経路を具備すると共に前記バイアス電
圧を受取るためのゲートを具備する第二基準トランジス
タ、前記電源電圧と基準電圧との間において前記第二基準ト
ランジスタのソース／ドレイン経路と直列接続している
ソース／ドレイン経路を具備すると共にそのドレインが
接続されているゲートを具備する第三基準トランジス
タ、を有しており、前記第二カレントミラーの出力枝
が、ソース／ドレイン経路を具備しており、前記第三基
準トランジスタのゲートへ接続しているゲートを具備し
ており、且つ前記第三基準トランジスタのソースと同一
の電圧へバイアスされているソースを具備している出力
トランジスタを有することを特徴とする電流源。
【請求項６】請求項４において、前記第一基準トラン
ジスタ及び前記ミラートランジスタがＰチャンネル電界
効果トランジスタであり、且つ前記変調用トランジスタ
及び負荷トランジスタがＮチャンネル電界効果トランジ
スタであることを特徴とする電流源。
【請求項７】請求項６において、前記第一基準トラン
ジスタの寸法が、前記変調用トランジスタが飽和領域に
バイアスされるように選択されていることを特徴とする
電流源。
【請求項８】請求項７において、前記ミラートランジ
スタの寸法が、前記負荷トランジスタがリニア領域にバ
イアスされるように選択されていることを特徴と電流
源。
【請求項９】請求項４において、前記負荷トランジス
タの制御端子において受取られる電圧が前記電源電圧の
一部であることを特徴とする電流源。
【請求項１０】請求項１において、前記負荷が抵抗で
あることを特徴とする電流源。
【請求項１１】請求項１において、前記負荷がダイオ
ードであることを特徴とする電流源。
【請求項１２】請求項１において、前記第二カレント
ミラーの基準枝が、ソース／ドレイン経路を具備すると
共に前記バイアス電圧を受取るゲートを具備する第二基
準トランジスタ、前記電源電圧と基準電圧との間において前記第二基準ト
ランジスタのソース／ドレイン経路と直列接続している
ソース／ドレイン経路を具備すると共にそのドレインを
接続したゲートを具備する第三基準トランジスタ、を有
しており、前記第二カレントミラーの出力枝が、ソース
／ドレイン経路を具備しており、前記第三基準トランジ
スタのゲートへ接続したゲートを具備しており、且つ前
記第三基準トランジスタのソースと同一の電圧へバイア
スされたソースを具備している出力トランジスタを有す
ることを特徴とする、電流源。
【請求項１３】安定な電流を発生する方法において、電源電圧を分圧器へ印加して分圧した電圧を発生し、前記分圧した電圧を飽和領域にバイアスされている変調
用トランジスタの制御端子へ印加して第一カレントミラ
ーの基準枝における第一基準電流を制御し、前記第一基準電流をミラー動作させて前記第一カレント
ミラーの出力枝内に第一ミラー電流を発生させ、前記カレントミラーの出力枝内の負荷へ前記ミラー電流
を印加してバイアス電圧を発生し、前記バイアス電圧を第二カレントミラーの基準枝におけ
るトランジスタの制御端子へ印加して第二基準電流を制
御し、前記第二基準電流をミラー動作させて第二ミラー電流を
発生させる、上記各ステップを有することを特徴とする
方法。
【請求項１４】請求項１３において、前記変調用トラ
ンジスタが、前記第一カレントミラーの基準枝における
導通経路を具備すると共に前記分圧器へ結合されている
制御端子を具備する電界効果トランジスタであって、前
記変調用トランジスタを飽和領域へバイアスさせること
を特徴とする方法。
【請求項１５】請求項１４において、前記第一カレン
トミラーの出力枝がミラートランジスタを有しており、
且つ前記負荷が負荷トランジスタを有しており、前記ミ
ラートランジスタ及び負荷トランジスタの各々が互いに
直列接続した導通経路を具備しており、前記ミラートラ
ンジスタが前記第一カレントミラーの基準枝へ結合して
いる制御端子を具備しており、従って前記ミラートラン
ジスタによって導通される電流が前記変調用トランジス
タによって導通される電流をミラー動作し、前記負荷ト
ランジスタをリニア領域にバイアスさせることを特徴と
する方法。
【請求項１６】請求項１３において、前記第二カレン
トミラーの基準枝が直列接続されたソース／ドレイン経
路を具備する第一及び第二基準トランジスタを有してお
り、前記第二基準トランジスタのドレイン及びゲートが
共通接続されており、前記第一基準トランジスタを飽和
領域にバイアスさせることを特徴とする方法。