JPH09232880A - 電流ミラー回路 - Google Patents

電流ミラー回路

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JPH09232880A
JPH09232880A JP8033881A JP3388196A JPH09232880A JP H09232880 A JPH09232880 A JP H09232880A JP 8033881 A JP8033881 A JP 8033881A JP 3388196 A JP3388196 A JP 3388196A JP H09232880 A JPH09232880 A JP H09232880A
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JP
Japan
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current
transistor
base
mirror circuit
collector
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JP8033881A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Koga
広志 古賀
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】βの周囲環境依存性並びに製造ばらつきによる
電流ミラー出力のエラーを低減する。 【解決手段】電流補償回路3が、電流補償用の電流ミラ
ー回路を構成する共通接続されたベースとコレクタとが
トランジスタQN3のコレクタにエミッタが電源Vcc
にそれぞれ接続された入力用のPNPトランジスタQP
1と、コレクタがトランジスタQN1,QN2の共通接
続ベースにベースがトランジスタQP1のベースにエミ
ッタが電源Vccにそれぞれ接続された出力用のPNP
トランジスタQP2とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電流ミラー回路に関
し、特にバイポーラトランジスタ集積回路に用いられる
電流ミラー回路に関する。
【0002】
【従来の技術】電流ミラー回路は、基本的にコレクタと
ベースとが接続された入力側の第1のトランジスタとこ
の第1のトランジスタのベースにベースが共通接続され
た出力側の第2のトランジスタとから成り、第1のトラ
ンジスタの電流値により第2のトランジスタの電流値を
決定する。例えば上記第1,第2のトランジスタのエミ
ッタ面積が等しければこれら第1,第2のトランジスタ
の電流I1,I2は等しくなる。このような特徴から電
流ミラー回路はアナログ回路等の定電流源や電流信号源
として広く用いられている。
【0003】このような、基本的な電流ミラー回路は、
上記第1,第2のトランジスタのベース電流の影響によ
り特にこれら第1,第2のトランジスタの電流増幅率
(β)が小さいときは、両トランジスタの電流I1とI
2とが異なってしまうという欠点がある。
【0004】上記誤差を低減するため、第1のトランジ
スタのコレクタとベース間にさらに第3のトランジスタ
をエミッタホロワ接続で挿入することにより実質的にベ
ース電流を低減する3トランジスタ型電流ミラー回路な
どが工夫されてきた。しかし、電流ミラー回路を構成す
るトランジスタのβが有限である以上、上記誤差は低減
はしても存在し、かつこの誤差がβにより変化するとい
う欠点は解消されない。
【0005】この欠点を改善した特開平2−16283
7号公報(文献1)記載の従来の電流ミラー回路は、3
トランジスタ型の主電流ミラー回路の第1,第2のトラ
ンジスタのベース共通接続点にエミッタホロワ接続され
る上記第3のトランジスタのベース電流を検出し入力電
流値にその分を付加することによりこの入力電流の殆ど
全部を主電流ミラー回路の第1のトランジスタのコレク
タ電流とするよう制御する電流補償回路を備えることに
より、上記第1,第2のトランジスタの電流値間の誤差
を抑圧する。
【0006】文献1記載の従来の電流ミラー回路を回路
図で示す図2を参照すると、この従来の電流ミラー回路
は、NPN型トランジスタQN1〜QN4から成り電流
i1対応の出力電流iOを出力端子TOに出力する主電
流ミラー回路1と、NPN型トランジスタQN5とPN
P型トランジスタQP1〜QP4から成りトランジスタ
QN3のベース電流ibN3を検出しこのベース電流i
bN3と等しい電流iCをトランジスタQN3のベース
に供給する電流補償回路2と、入力電流i1を供給する
電流源I1とを備える。
【0007】主電流ミラー回路1は、コレクタが電流源
I1にエミッタが接地Vssにそれぞれ接続された入力
用のトランジスタQN1と、コレクタが出力端子TOに
ベースがトランジスタQN1のベースにエミッタが接地
Vssにそれぞれ接続された出力用のトランジスタQN
2と、コレクタが電源VccにベースがトランジスタQ
N1のコレクタにエミッタがトランジスタQN1,QN
2のベースにそれぞれ接続されたエミッタホロワのトラ
ンジスタQN3と、ベースがトランジスタQN1のベー
スにエミッタが接地Vssにそれぞれ接続された電流補
償用のトランジスタQN4とを備える。
【0008】電流補償回路2は、コレクタが電源Vcc
にエミッタが主電流ミラー回路1のトランジスタQN4
のコレクタにそれぞれ接続された電流補償駆動用のトラ
ンジスタQN5と、コレクタがトランジスタQN5のベ
ースにエミッタが電源Vccにそれぞれ接続された入力
用のトランジスタQP3と、コレクタが主電流ミラー回
路1のトランジスタQN1のコレクタにベースがトラン
ジスタQP3のベースにエミッタが電源Vccにそれぞ
れ接続された出力用のトランジスタQP4と、コレクタ
が接地VssにベースがトランジスタQN5のベースに
エミッタがトランジスタQP3のベースにそれぞれ接続
されたエミッタホロワのトランジスタQP5とを備え
る。
【0009】次に、図2を参照して、従来の電流ミラー
回路の動作について説明すると、まず電流補償回路2
は、主電流ミラー回路1のトランジスタQN3のベース
電流ibN3と比例した大きさの補償電流iCをトラン
ジスタQN5のベース電流ibN5から抽出し、その補
償電流iCの値をベース電流ibN3と等しくなるよう
に調整して、トランジスタQN3のベースに供給するこ
とにより、電流源I1の供給する電流i1の殆ど全部を
トランジスタQN1のコレクタ電流とする。
【0010】今、NPN形バイポーラトランジスタのβ
をβNPNとし、トランジスタQN1,QN4の各々の
飽和電流IsN1,IsN4の値を正規化してそれぞれ
1とし、トランジスタQN2の飽和電流IsN2の値を
nとすると、トランジスタQN3のエミッタ電流の値i
eN3は次式で表される。
【0011】 ieN3=i1*(1+1+n)/βNPN……………………………(1) したがってトランジスタQN3のベース電流ibN3の
値は次のようになる。
【0012】 ibN3=ieN3/βNPN ={i1*(1+1+n)}/βNPN2 …………………(2) トランジスタQN4のコレクタ電流は、そのIsがトラ
ンジスタQN1と同一とした仮定より、ほぼ電流i1と
等しい電流値となる。
【0013】これを受けて、QN5のベース電流ibN
5は次式で表される。
【0014】 ibN5=i1/βNPN ………………………………………………(3) となる。
【0015】電流補償回路2のトランジスタQP3,Q
P4,QP5は3トランジスタ型の電流ミラー回路を構
成しており、トランジスタQN5のベース電流ibN5
を基準としてトランジスタQP3の飽和電流IsP3に
対するトランジスタQP4の飽和電流IsP4に比例し
た大きさのコレクタ電流icP4を出力する。
【0016】ここで、トランジスタQN3のベース電流
ibN3とトランジスタQP4のコレクタ電流icP4
とが等しくなるようにトランジスタQP3,QP4の各
々のの飽和電流IsP3,IsP4の比を次式で示すよ
うに選べば、トランジスタQN3のベース電流ibN3
はトランジスタQP4のコレクタ電流icP4により相
殺されて、入力電流i1に対しては、何等の影響を与え
ることがない。
【0017】 IsP4/IsP3=(1+1+n)/βNPN………………………(4) このことは、βNPNの環境変動並びに、製造上の変動
についても、この従来の回路が安定した電流ミラー回路
出力を与えることを示している。
【0018】なお、この従来の電流ミラー回路は、電流
補償回路2のトランジスタQP3,QP4の飽和電流I
sP3,IsP4の比のみでなく、主電流ミラー回路2
のトランジスタQN1,QN4の各々の飽和電流IsN
1,IsN4の比についても、調整することにより総合
して全体の回路動作を実現できるので、回路定数の選択
範囲を拡大できる。
【0019】しかし、この従来の電流ミラー回路は、
(4)式のnが小さい場合、またはβNPNが大きい場
合には、IsP4,IsP3の比またはIsN1,Is
N4の比を大きくとる必要があり、必ずしも有効な回路
定数を設定できるとは限らない。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電流ミ
ラー回路は、回路定数を適切に設定する必要があるが、
主電流ミラー回路の入力トランジスタと出力トランジス
タの各々の飽和電流比nが小さい場合や各トランジスタ
の電流増幅率βが大きい場合には、電流補償回路の電流
ミラー回路の入力トランジスタと出力トランジスタの各
々の飽和電流比または主電流ミラー回路の入力トランジ
スタと電流補償トランジスタの各々の飽和電流比を大き
くする必要があり、有効な回路定数の設定が困難となる
という欠点また、回路構成が複雑でありトランジスタの
所要数が多いので回路面積の増大要因となるという欠点
があった。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の電流ミラー回路
は、入力電流を供給する電流源と、コレクタが前記電流
源にエミッタが第1の電源にそれぞれ接続された入力用
の第1の導電極性型の第1のトランジスタとコレクタが
出力端子にベースが前記第1のトランジスタのベースに
エミッタが前記第1の電源にそれぞれ接続された出力用
の第1の導電極性型の第2のトランジスタとベースが前
記第1のトランジスタのコレクタにエミッタが前記第
1,第2のトランジスタの共通接続ベースにそれぞれ接
続された第1の導電極性型の第3のトランジスタとを有
し前記入力電流に比例した出力電流を出力する第1の電
流ミラー回路部と、前記第2のトランジスタのコレクタ
電流に比例した補償電流を発生し前記補償電流を前記共
通接続ベースに供給する電流補償回路とを備える電流ミ
ラー回路において、前記電流補償回路が、共通接続され
たベースとコレクタとが前記第3のトランジスタのコレ
クタにエミッタが第2の電源にそれぞれ接続された入力
用の第2の導電極性型の第4のトランジスタと、コレク
タが前記第1,第2のトランジスタの前記共通接続ベー
スにベースが前記第4のトランジスタのベースにエミッ
タが前記第2の電源にそれぞれ接続された出力用の第2
の導電極性型の第5のトランジスタとを有する第2の電
流ミラー回路部を備えて構成されている。
【0022】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図2
と共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同
様に回路図で示す図1を参照すると、この図に示す本実
施の形態の電流ミラー回路は、従来と共通の入力電流i
1を供給する定電流源I1と、従来の主電流回路1から
トランジスタQN4を除いたトランジスタQN1〜QN
3から成り入力電流i1対応の出力電流iOを出力端子
TOに出力する主電流ミラー回路1Aと、電流補償回路
2の代りにPNP型トランジスタQP1,QP2から成
るミラー回路を構成して主電流ミラー回路1Aのトラン
ジスタQN3のコレクタ電流を入力としトランジスタQ
N1,QN2の共通接続ベースに電流補償信号を出力し
てこのトランジスタQN3のベース電流によるエラーを
補償する電流補償回路3を備える。
【0023】電流補償回路3は、共通接続されたベース
とコレクタが主電流ミラー回路1のトランジスタQN3
のコレクタにエミッタが電源にそれぞれ接続された入力
用のトランジスタQP1と、コレクタがトランジスタQ
N1のベースにベースがトランジスタQP1のベースに
エミッタが電源にそれぞれ接続された出力用のトランジ
スタQP2とを備える。
【0024】次に、図1を参照して本実施の形態の動作
について説明すると、上述したように、電流補償回路3
のトランジスタQP1,QP2は入力であるトランジス
タQP1のコレクタ電流に比例した電流をトランジスタ
QP2のコレクタ電流として出力する電流ミラー回路を
構成しており、これらトランジスタQP1,QP2のコ
レクタ電流比をmとする。
【0025】また、主電流ミラー回路1Aのトランジス
タQN1,QN2の各々の飽和電流IsN1,IsN2
の比を従来と同様にnとする。
【0026】従来と同様にNPNバイポーラトランジス
タのβをβNPNとし、トランジスタQN3のエミッタ
電流をieN3とし、トランジスタQP2のコレクタ電
流をicP2とすると、それらの電流の合計によりトラ
ンジスタQN1,QN2の各々のベース電流ibN1,
ibN2が供給されている故、次式が成立する。
【0027】 ieN3+icP2=ibN1+ibN2 ……………………………(5) ここで、電流ieN3はトランジスタQP1のコレクタ
電流icP1と等しく、またトランジスタQP2のコレ
クタ電流icP2は仮定により電流icP1のm倍であ
る。一方、トランジスタQN1,QN2の各々のコレク
タ電流icN1,icN2の比はnであるから、各々の
トランジスタのベース電流の比もnである。
【0028】 ieN3=(n+1)i1/(m+1)βNPN ……………………(6) したがって、トランジスタQN3のベース電流ibN3
は次式で表される。
【0029】 ibN3=(n+1)i1/(m+1)βNPN2 ……………………(7) トランジスタQN3のベース電流ibN3によるβエラ
ーを含む出力電流すなわちトランジスタQN2のコレク
タ電流icN2は次式で表される。 icN2=i1 *[1/[1+{(1+n)/(βNPN2 +βNPN)}(1+m)]] したがってトランジスタQP1,QP2のコレクタ電流
比mの値を適当に選択することにより、βエラーを低減
することが出来る。このため、βの環境変動並びに製造
バラツキに起因するβエラーを抑圧することが可能であ
る。
【0030】以上説明した本発明の実施の形態では、主
電流ミラー回路のトランジスタをNPN型、電流補償回
路のトランジスタをPNP型としたが、これらを反対導
電極性、すなわち前者をPNP型、後者をNPN型とし
ても同一の効果が得られることは勿論である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電流ミラ
ー回路は、主電流ミラー回路のトランジスタと反対の導
電極性型のトランジスタから成る第2の電流ミラー回路
部を有する電流補償回路を備え、主電流ミラー回路のエ
ミッタホロワトランジスタのβエラーを補償することに
より、従来に比べて簡単な構成で有効なβエラーの低減
効果を得ることができ、また回路定数の選択も従来に比
べて容易であるという効果がある。
【0032】さらに、回路構成が簡単なため、回路面積
を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電流ミラー回路の一実施の形態を示す
回路図である。
【図2】従来の電流ミラー回路の一例を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
1,1A 主電流ミラー回路 2,3 電流補償回路 QN1〜QN4,QP1〜QP5 トランジスタ I1 電流源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電流を供給する電流源と、コレクタ
    が前記電流源にエミッタが第1の電源にそれぞれ接続さ
    れた入力用の第1の導電極性型の第1のトランジスタと
    コレクタが出力端子にベースが前記第1のトランジスタ
    のベースにエミッタが前記第1の電源にそれぞれ接続さ
    れた出力用の第1の導電極性型の第2のトランジスタと
    ベースが前記第1のトランジスタのコレクタにエミッタ
    が前記第1,第2のトランジスタの共通接続ベースにそ
    れぞれ接続された第1の導電極性型の第3のトランジス
    タとを有し前記入力電流に比例した出力電流を出力する
    第1の電流ミラー回路部と、前記第2のトランジスタの
    コレクタ電流に比例した補償電流を発生し前記補償電流
    を前記共通接続ベースに供給する電流補償回路とを備え
    る電流ミラー回路において、 前記電流補償回路が、共通接続されたベースとコレクタ
    とが前記第3のトランジスタのコレクタにエミッタが第
    2の電源にそれぞれ接続された入力用の第2の導電極性
    型の第4のトランジスタと、コレクタが前記第1,第2
    のトランジスタの前記共通接続ベースにベースが前記第
    4のトランジスタのベースにエミッタが前記第2の電源
    にそれぞれ接続された出力用の第2の導電極性型の第5
    のトランジスタとを有する第2の電流ミラー回路部を備
    えることを特徴とする電流ミラー回路。
  2. 【請求項2】 前記第1〜第3のトランジスタがNPN
    型バイポーラトランジスタであり、前記第4,第5のト
    ランジスタがPNP型バイポーラトランジスタであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の電流ミラー回路。
  3. 【請求項3】 前記第1〜第3のトランジスタがPNP
    型バイポーラトランジスタであり、前記第4,第5のト
    ランジスタがNPN型バイポーラトランジスタであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の電流ミラー回路。
JP8033881A 1996-02-21 1996-02-21 電流ミラー回路 Pending JPH09232880A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100738216B1 (ko) * 2006-01-09 2007-07-12 엘지전자 주식회사 전류 미러
KR100902474B1 (ko) * 2002-07-19 2009-06-11 매그나칩 반도체 유한회사 전류손실보상기능을 구비한 전류소오스회로

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JPS62107507A (ja) * 1985-11-06 1987-05-18 Toshiba Corp カレントミラ−回路

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Effective date: 19980714