JPS6097707A - 定電流ドライブ回路 - Google Patents

定電流ドライブ回路

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JPS6097707A
JPS6097707A JP58206541A JP20654183A JPS6097707A JP S6097707 A JPS6097707 A JP S6097707A JP 58206541 A JP58206541 A JP 58206541A JP 20654183 A JP20654183 A JP 20654183A JP S6097707 A JPS6097707 A JP S6097707A
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JP
Japan
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current
transistor
resistor
collector
base
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JP58206541A
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Koji Shinomiya
巧治 篠宮
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、定電流で負荷を駆動する定電流ドライブ回
路に関するものである。
〔従来技術〕
従来この種の回路として第1図に示すものがあった。第
1図において、IOは定電流源を、QlからQ5はNP
N型トランジスタを、R1は抵抗を示す。電源端子Vc
cと接地端子GND間には電源が接続され、出力端子o
 u ′r p u ’rと電源端子vcc間には負荷
が接続されている。
次に従来のものの動作について説明する。電源が投入さ
れ、定電流源ioから10なる電流がトランジスタQ2
のベースに供給され、さらに抵抗R1とトランジスタQ
lのヘ−スに流れ込み、さらにトランジスタQ5のベー
スからエミッタを通り、トランジスタQ3とQ4のそれ
ぞれのベースを介して接地端子GNDに到達し、回路が
動作を開始する。すると、トランジスタQ2とQlにょ
7て負帰還がかかり、結果としてトランジスタQ2のコ
レクタ電流は次式で安定状態となる。
ここでIc(Q2)はトランジスタQ2のコレクタ電流
を、VBE(Ql)はトランジスタQ1のベース・エミ
ッタ間電圧を、R1は抵抗R1の抵抗値を示す。従って
トランジスタQ3のコレクタ電ml c (Q3)は次
式で表わセる。
I c (Q3) −1o 4− I c (Q2) 
−(21ここでIOは定電流源の電流値を示す。つまり
、トランジスタQ3とQ4はそれぞれのベースとエミッ
タを相互に接続してカレントミラー回路を構成している
ので、出力電流1c(Q4)は次式で表わすことができ
る。
I c (Q4) = I c (Q3) ・・・(3
)即ちftl (2+ +31式より となる。
従来の定電流ドライブ回路は以上のように構成されてい
るので、IOを温度に無関係に一定としても、VBE(
Ql)が約−2m V / ’Cの温度係数を持ち、さ
らにR1も集積回路化した場合、約+2000ppm 
/’cの温度係数を持つため、出力電流1c(Q4)を
温度に無関係に一定値に設定することができないという
欠点があった。
〔発明の概要〕
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、定電流源を、相対する2つの1−
ランジスタのヘ−ス・エミッタ間の電位差が抵抗の両y
+:+に141加されるようにして作り出した絶9.’
l !II!度に比例した電流を源とし−(構成された
絶対温度に比例したth流を発生ずる定電流源とし、さ
らにトランジスタのヘ−ス・エミッタ間電圧に依存した
電流を作り、上記2つの電流をカレントミラー回路のト
ランジスタ及びそのエミッタに接続した抵抗に流し、上
記相対する2つのトランジスタのヘ−ス・エミッタ間の
電位差の正の温度係数と上記トランジスタのヘ−ス・エ
ミッタ間電圧の負の温度係数を相互に打ち消すようにし
、かつ同時に上記定電流を作り出すときの抵抗の温度係
数及び上記ベース・エミッタ間電圧に依存する電流を作
るときの抵抗の温度係数を同時に打ち消すようにするこ
とにより、温度に無関係に出力電流を得ることのできる
、あるいはさらに所望の温度係数を持った電流を得るこ
とのできる定電流ドライブ回路を提供することを目的と
している。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第2
図において、ITは相対する2つのトランジスタのベー
ス・エミッタ間の電位差が抵抗の両端に印加されるよう
にして作り出した絶対温度に比例した電流を源として構
成された絶対温度に比例した電流を発生ずる定電流源、
Qlから05はNPN型トランジスタ、R1とR2は上
記絶対温度に比例した電流を作り出す時に用いた抵抗と
その構造を同しにする第1.第2抵抗である。そして第
1トランジスタQ1のコレクタと第2トランジスタQ2
のヘ−スと前記定電流源ITの一方の端子は互に接続し
て成り、第1トランジスタQlのベースと第2トランジ
スタQ2のエミッタと第5トランジスタQ5のベースと
第1抵抗R1の一方の端子は互に接続して成り、第1抵
抗R1の他端は第1トランジスタQlのエミッタと第3
トランジスタQ3のコレクタと互に接続して成り、第5
トランジスタQ5のエミッタは第3トランジスタQ3の
ベースと第4トランジスタQ4のへ一スと互に接続して
成り、第3トランジスタQ3のエミッタは第2抵抗R2
の一方の端子に接続して成り、第2抵抗R2の他端は第
4トランジスタQ4のエミッタと接地端子GNDに互に
接続して成り、第4トランジスクQ4のコレクタは出力
端子o u ’r p u ’rとされ、前記定電流源
l′Fの他端は第2トランジスタQ2のコレクタと第5
トランジスタQ5のコレクタと互に接続して電源端子V
ccとされている。また電源端子Vccと接地端子GN
D間には電源が接続され、出力端子OU T P U 
Tと電源端子Vce間には負荷が接続される。
次に本発明の動作について第2図を用いて説明する。電
源が投入され、定電流源ITからITなる電流がトラン
ジスタQ2のベースに供給され、さらにトランジスタQ
5のベースからエミッタを通り、トランジスタQ3とQ
4のそれぞれのベースを介して接地端子GNDに到達し
、回路が動作を開始する。すると、トランジスタQ2と
Qlによって負帰還がかかり、結果としてトランジスタ
Q2のコレクタ電流は次式で安定状態となる。
ここでIc(Q2)はトランジスタQ2のコレクタ電流
を、VBE(Ql)はトランジスタQ1のベース・エミ
ッタ間電圧を、R1は抵抗R1の抵抗値を示す。従って
トランジスタQ3のコレクタ電流1c(Q3)は、次式
で表わせる。
I c (Q3) = I T+ I c (Q2) 
−(61ここでITは定電流源の電流値を示し、この定
電流源は相対する2つのトランジスタのベース・エミッ
タ間の電位差を抵抗の両端に印加させるようにして作り
出した絶対温度に比例した電流を源として構成された絶
対温度に比例した電流を発生する定電流源であるから、
次式でその電流値を表わすことができる。
ここでΔVBBは相対する2つのトランジスタのベース
・エミッタ間の電位差を、Rは抵抗R1及びR2と同一
構造の抵抗の抵抗値を示す。
従って(6)式は(5)式と(7)式より次式で表わす
ことができる。
次にこの電流1c(Q3)は、抵抗R2で電圧に変換さ
れ、その値は次式で表わすことができる。
ここでVR2は抵抗R2での電圧降下を、R2は抵抗R
2の抵抗値を示す。
次に(9)式を変形して ・V[lH(Q l ) −(Iω ・・・(11) ここでVgoは絶対温度T=Q″Kにおける半導体材料
によって決まるエネルギー・バンド・ギャップの外挿電
圧を示し、qは電子の電荷を、kはポルツマン定数を、
Tは絶対温度を、Jl、!:J2は前記の相対する2つ
のトランジスタの電流密度を示している。
そこで(11)式の温度係数をめるため、絶対温度Tで
微分すると 右辺=0とすると、次の条件が導出できる。
すると、 Vg=VT+VBE (Ql) −(14)となり、半
導体材料にシリコンを選べばV g =1゜24(V)
なので、(14)式からトランジスタQ3のコレクタ電
流1c(Q3)を、VTとVBE(Ql)の比にすれば
良いから次式が成立する。
・・・ (15) (Kは定数) 即ち となる。
ここで1c(Q2)はトランジスタQ2のコレ、クク電
流を、fc(Ql)はトランジスタQlのコレクタ電流
を示す。つまり次式のようにIc(Q2)とIc(Ql
)を設定すれば、出力電流Ic(Q4)は、温度に無関
係な一定の電流として取り出すことができる。
Vg−VBU (Ql) I c (Ql)・・・(1
7) 要するに、第2図のITは抵抗の温度係数を含んだ絶対
温度に比例する電流とし、この電流は、トランジスタQ
2.Qlの直流電流増幅率hFEが十分大きいと仮定す
ると、トランジスタQ1のコレクタ電流として流れ、さ
らにトランジスタQ3のコレクタ電流として流れて、R
2で電圧降下する。一方、トランジスタQ1のベース・
エミッタ間電圧を抵抗R1で割った値として決定される
電流1c(Q2)は、トランジスタQl、Q5のhPH
が十分大きいと仮定すると、VBE(Ql)の温度係数
(負の温度係数)を持ち、かつ抵抗R1の温度係数を含
んだ形でトランジスタQ3のコレクタ電流として流れて
、R2で電圧降下する。つまり、R2でIc(Ql)と
1c(Q2)の両型流が合成されて流れるようになって
おり、この2つの電流比を、前記(17)式の比で設定
されるよう、各定数を決めることにより、R2での電圧
降下は温度に無関係な一定電圧となるので、トランジス
タQ3とQ4によって構成されたカレントミラー回路を
介して1c(Q4)が得られ、この値は温度に依存しな
い一定値とすることができるわけである。また、(17
)式の関係を意識的にずらして、故意に正または負の温
度係数を持たせることも可能である。
このように本実施例では、出力電流の温度への依存性を
コントロールできるばかりでなく、従来の定電流ドライ
ブ回路より、最低動作電源電圧をIVBE分だり下げる
ことができる。
なぜならば、従来の定電流ドライブ回路は第1図からも
わかるように、トランジスタQ2.Ql。
Q5.Q4のそれぞれのベース・エミッタ間電圧VBE
が直列に接続された回路構成となっているため、4倍の
VBE以上の電源電圧が基本的に必要であったのに対し
、この実施例による定電流ドライブ回路では、第2図か
らもわかるように、トランジスタQ2.Q5.Q4のそ
れぞれのベース・エミッタ間電圧VBEが直列に接続さ
れた回路構成となっているため、3倍のVBE以上の電
源電圧で動作させることができ、1倍のVBE分だけ少
ない電源電圧での動作が可能となるからでる。
なお、前記実施例に本定電流ドライブ回路を“ON”、
”OFF”するための制御入力を付加した本発明の他の
実施例を第3図に示した。ここでC0NTは制御入力端
子、R3はカレントミラー回路の安定化動作のために挿
入したインピーダンス低下用の抵抗である。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、定電流源を、相対す
る2つのトランジスタのベース・エミッタ間の電位差が
抵抗の両端に印加されるようにして作り出した絶対温度
に比例した電流を源として構成された絶対温度に比例し
た電流を発生する定電流源とし、さらにトランジスタの
ベース・エミッタ間電圧に依存した電流を作り、上記2
つの電流をカレントミラー回路のトランジスタ及びその
エミッタに接続した抵抗に流し、上記相対する2つのト
ランジスタのベース・エミッタ間の電位差の正の温度係
数と上記トランジスタのベース・エミッタ間電圧の負の
温度係数を相互に打ち消すようにし、かつ同時に上記定
電流を作り出すときの抵抗の温度係数及び上記ベース・
エミッタ間電圧に依存する電流を作るときの抵抗の温度
係数を同時に打ち消すようにすることにより、出力電流
の温度への依存性をコントロールできるばかりでなく、
従来の定電流ドライブ回路より、最低動作電源電圧を1
vutt分だけ下げることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の定電流ドライブ回路を示す回路図、第2
図はこの発明の一実施例による定電流ドライブ回路を示
す回路図、第3図はこの発明の他の実施例による定電流
ドライブ回路を示す回路図である。 IT・・・定電流源、01〜Q5・・・第1ないし第5
のトランジスタ、R1,R2・・・第1.第2の抵抗、
Vcc・・・電源端子、GND・・・接地端子、0UT
PU1゛・・・出力端子。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 人岩増雄 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. +11 相対する2つのトランジスタのベース・エミッ
    タ間の電位差が抵抗の両端に印加されるようにして作り
    出した絶対温度に比例した電流を源として構成された絶
    対温度に比例した電流を発生する定電流源と、第1ない
    し第5の導電型を同一にするトランジスタと、前記抵抗
    と同一構造を有する第1と第2の抵抗とによって構成さ
    れ、第1トランジスタのコレクタと第2トランジスタの
    ベースと前記定電流源の一方の端子は互に接続して成り
    、第1トランジスタのベースと第2トランジスタのエミ
    ッタと第5トランジスタのベースと第1抵抗の一方の端
    子は互に接続して成り、第1抵抗の他端は第1トランジ
    スタのエミッタと第3トランジスタのコレクタと互に接
    続して成り、第5トランジスタのエミッタは第3トラン
    ジスタのベースと第4トランジスタのベースと互に接続
    し′ζ成り、第3トランジスタのエミッタは第2抵抗の
    一方の端子に接続して成り、第2抵抗の他端は第4トラ
    ンジスタのエミッタと接地端子に互に接続して成り、第
    4トランジスタのコレクタは出力端子とされ、前記定電
    流源の他端は第2トランジスタのコレクタと第5トラン
    ジスタのコレクタと互に接続して電源端子とされている
    。前記電源端子と前記接地端子の間に電源を接続し、前
    記出力端子と前記電源端子との間に負荷を接続するか、
    前記出力端子と別電源との間に負荷を接続して、負荷に
    流れる電流を所望の温度特性を持つ電流値に設定したこ
    とを特徴とする定電流ドライブ回路。
JP58206541A 1983-11-01 1983-11-01 定電流ドライブ回路 Granted JPS6097707A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58206541A JPS6097707A (ja) 1983-11-01 1983-11-01 定電流ドライブ回路

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JPS6097707A true JPS6097707A (ja) 1985-05-31
JPH0153930B2 JPH0153930B2 (ja) 1989-11-16

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ID=16525081

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JP58206541A Granted JPS6097707A (ja) 1983-11-01 1983-11-01 定電流ドライブ回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63236403A (ja) * 1987-03-12 1988-10-03 テクトロニックス・インコーポレイテッド 電流源回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63236403A (ja) * 1987-03-12 1988-10-03 テクトロニックス・インコーポレイテッド 電流源回路

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JPH0153930B2 (ja) 1989-11-16

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