JPS6233365Y2 - - Google Patents
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- JPS6233365Y2 JPS6233365Y2 JP18271080U JP18271080U JPS6233365Y2 JP S6233365 Y2 JPS6233365 Y2 JP S6233365Y2 JP 18271080 U JP18271080 U JP 18271080U JP 18271080 U JP18271080 U JP 18271080U JP S6233365 Y2 JPS6233365 Y2 JP S6233365Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案はコンパレータ、オペアンプと呼ばれる
演算増幅器等の集積化されたICに用いられる定
電流源で、特に入力電流を小さくする場合の微小
電流回路に関する。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a constant current source used in integrated ICs such as comparators and operational amplifiers called operational amplifiers, and particularly relates to microcurrent circuits for reducing input current.
従来ICにおいて、該IC内に設けた微小電流回
路は第１図に示す如く、出力トランジスタ１のコ
レクタに負荷２を接続し、そのベース側に抵抗
３，４及びダイオード５，６を接続し、そのエミ
ツタ側に抵抗４を接続してあるので、該ダイオー
ド５，６の各々の両端電圧ＶBE1及びＶBE2との間
に次式が成立する。 In a conventional IC, a microcurrent circuit provided in the IC connects a load 2 to the collector of an output transistor 1, and connects resistors 3 and 4 and diodes 5 and 6 to the base side of the output transistor 1, as shown in FIG. Since a resistor 4 is connected to the emitter side, the following equation holds true between the voltages V BE1 and V BE2 across each of the diodes 5 and 6.
ＶBE2＝ＶBE1−I′1R …(1)
又出力トランジスタ(1)のベース・エミツタ間立
上り電圧をＶBE、ベース電位をＶBとすると次式
が成立する。 V BE2 =V BE1 -I' 1 R (1) Further, if the rising voltage between the base and emitter of the output transistor (1) is V BE and the base potential is V B , the following equation holds true.
ＶB＝ＶBE2＝ＶBE＋I3R3 …(2)
ここでトランジスタ(1)のベース電流I′2はダイ
オード(6)に流れる電流に比較して充分小さいの
で、I′2＝０、I′1＝I2と考えても差支えない。 V B = V BE2 = V BE + I 3 R 3 ...(2) Here, the base current I' 2 of the transistor (1) is sufficiently small compared to the current flowing through the diode (6), so I' 2 = 0, It is safe to think that I′ 1 = I 2 .
又前記ダイオード５，６のアノード・カソード
間電圧ＶBE1，ＶBE2及びトランジスタ(1)のベー
ス・エミツタ間電圧ＶBEの間には式(1)及び(2)より
次式の関係が成立する。 Further, the following relationship holds between the anode-cathode voltages V BE1 and V BE2 of the diodes 5 and 6 and the base-emitter voltage V BE of the transistor (1) from equations (1) and (2). .
ＶBE2＝ＶBE1−I2・Ｒ …(3) ＶBE＝ＶBE2−I3・R3 ＝ＶBE1−I2・Ｒ−I3・R3 …(4) 従つて(3)，(4)より ＶBE1＞ＶBE2＞ＶBE …(5) が成立する。 V BE2 = V BE1 −I 2・R …(3) V BE = V BE2 −I 3・R 3 = V BE1 −I 2・R−I 3・R 3 …(4) Therefore, (3), ( From 4), V BE1 > V BE2 > V BE (5) holds true.
ところで前記ダイオード５，６及びトランジス
タ(1)が集積回路上に同一の形状で作られている場
合、各々の立上り電圧と電流の関係は同じ特性に
なり、
が成立する。 By the way, if the diodes 5, 6 and the transistor (1) are made in the same shape on an integrated circuit, the relationship between the rising voltage and current of each will have the same characteristics, holds true.
上式(6)においてIsは飽和電流、ｑは電子の電
荷、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度を表わ
し、式(5)及び(6)の関係から
I1＞I2＞I3 …(7)
が成立し、負荷(2)に流れる電流を微小な値に設
定していた。 In the above equation (6), Is is the saturation current, q is the electron charge, k is Boltzmann's constant, and T is the absolute temperature. From the relationship of equations (5) and (6), I 1 > I 2 > I 3 ...( 7) was established, and the current flowing through load (2) was set to a small value.
ところがこの様な微小な電流を得るためには、
第１図の回路をIC化する場合、第２図に示すよ
うにチツプ構成上、前記出力トランジスタ１、抵
抗４，４′及びダイオード５，６の部分がチツプ
上形成されるため、大きなチツプ面積を占めるこ
とになる。 However, in order to obtain such a small current,
When converting the circuit shown in Fig. 1 into an IC, the output transistor 1, resistors 4, 4', and diodes 5, 6 are formed on the chip due to the chip structure as shown in Fig. 2, so the chip area is large. will occupy .
そこで本考案は、前記欠点を除去した新規な微
小電流回路を提供するもので、以下図面に従つて
説明する。 Therefore, the present invention provides a novel microcurrent circuit that eliminates the above-mentioned drawbacks, and will be described below with reference to the drawings.
第３図は本考案の微小電流回路の一実施例、第
４図は同回路のチツプ断面図、第５図は第３図の
等価回路図を示す。 FIG. 3 shows an embodiment of the microcurrent circuit of the present invention, FIG. 4 shows a cross-sectional view of a chip of the same circuit, and FIG. 5 shows an equivalent circuit diagram of FIG. 3.
次に第３図について説明すると、７はバイアス
抵抗、８はバイアス用トランジスタ、９，１０は
エミツタ抵抗を示し、第５図においては、次の関
係が成立する。 Next, referring to FIG. 3, 7 is a bias resistor, 8 is a bias transistor, 9 and 10 are emitter resistors, and in FIG. 5, the following relationship holds true.
ＶBE2＝ＶBE1−（I12＋I13）R12 …(8) ＶBE＝ＶBE2−I13R13 ＝ＶBE1−（I12＋I13）R12−I13R13 …(9) 従つて ＶBE1＞ＶBE2＞ＶBE …(10) が成立する。 V BE2 = V BE1 − (I 12 + I 13 ) R 12 … (8) V BE = V BE2 − I 13 R 13 = V BE1 − (I 12 + I 13 ) R 12 − I 13 R 13 … (9) Therefore, V BE1 > V BE2 > V BE (10) holds true.
ここでトランジスタ１及び８が同一のIC上で
同じエミツタ面積で構成すれば、各々のトランジ
スタの立上り電圧とエミツタ電流の関係は同じ特
性になり、次式が成立する。 If transistors 1 and 8 are configured on the same IC and have the same emitter area, the relationship between the rising voltage and emitter current of each transistor will have the same characteristics, and the following equation will hold true.
上式(10)，(11)より
I11＞I12＞I13 …(12)
となり、又トランジスタ１のエミツタ電流とコ
レクタ電流は、ほぼ等しいので、I13＝I0となり、
従つて式(12)より
I11＞I12＞I0 …(12)
が成立する。 From the above equations (10) and (11), I 11 > I 12 > I 13 ...(12), and since the emitter current and collector current of transistor 1 are almost equal, I 13 = I 0 ,
Therefore, from equation (12), I 11 > I 12 > I 0 (12) holds true.
前記第３図の回路をIC化すると第４図に示す
チツプ断面図から明らかな様に、バイアストラン
ジスタ８がマルチエミツタトランジスタにて構成
してあり、これに伴い該バイアストランジスタ
８、抵抗９，１０及び出力トランジスタ１の部分
より成り、ICのチツプ上素子数が減少するだけ
でなく、占有面積も減少させることができる。 When the circuit shown in FIG. 3 is integrated into an IC, as is clear from the cross-sectional view of the chip shown in FIG. 10 and output transistor 1, which not only reduces the number of elements on the IC chip but also reduces the area occupied.
前述の第３図の実施例を設計する際、出力トラ
ンジスタ１のベース・エミツタ立上り電圧ＶBEと
コレクタ電流I0の間には次の関係が成立する。 When designing the embodiment of FIG. 3 described above, the following relationship holds between the base-emitter rising voltage V BE of the output transistor 1 and the collector current I 0 .
ＶBE＝ｋＴ／ｑln（I0／Is） …（13）
ここで、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度
（〓）、ｑは電子の電荷、Isは飽和電流を示す。い
ま前記バイアストランジスタ８及び出力トランジ
スタ１が同一ペレツト上にあり、実効ベース・エ
ミツタ面積が同一であるとすると、
ＶBE2＝ＶBE＋I13R13 …（14）
が成立する。 V BE =kT/qln(I 0 /Is) (13) where k is Boltzmann's constant, T is absolute temperature (〓), q is electron charge, and Is is saturation current. Assuming that the bias transistor 8 and the output transistor 1 are on the same pellet and have the same effective base-emitter area, the following holds true: V BE2 = V BE +I 13 R 13 (14).
前記(8)，（13），（14）式より次式が成立する。 From equations (8), (13), and (14) above, the following equation holds true.
R12＝１／Ｉ１２＋Ｉ１３・ｋＴ／ｑln（I11／I12）
…（15）
R13＝１／Ｉ１３・ｋＴ／ｑln（I12／I13） …（16）
従つて前記抵抗９，１０の値R12及びR13は式
（15）及び（16）より各々、電流I11及びI12及びI13
を定めることによつて求められる。 R 12 = 1/I 12 + I 13・kT/qln (I 11 /I 12 )
…(15) R 13 = 1/I 13・kT/qln (I 12 /I 13 ) …(16) Therefore, the values R 12 and R 13 of the resistors 9 and 10 are calculated from equations (15) and (16). Currents I 11 and I 12 and I 13 respectively
It is determined by determining
以上の様に本考案によれば、従来の微小電流回
路の機能を保持し、集積化の際従来に比し素子数
の減少及びチツプ面積の縮少が図れ、コンパレー
タ及び演算増幅器等ICに必要な定電流源用の微
小電流回路として本考案は極めて有用である。 As described above, according to the present invention, it is possible to maintain the functions of conventional microcurrent circuits, reduce the number of elements and reduce the chip area during integration compared to conventional circuits, and is necessary for ICs such as comparators and operational amplifiers. The present invention is extremely useful as a microcurrent circuit for a constant current source.
尚、一実施例として出力電流I0（I13にほぼ等し
い）を数μＡとすると、I11を数100μＡ、I12を数
10μＡに設定したとき、R12及びR13は10KΩオー
ダーの値となる。 As an example, if the output current I 0 (approximately equal to I 13 ) is several μA, I 11 is several hundred μA, and I 12 is several μA.
When set to 10 μA, R 12 and R 13 have values on the order of 10 KΩ.
第１図及び第２図は各々従来の微小電流回路及
びチツプ断面図、第３及び第４図は各々本考案の
同回路及びチツプ断面図、第５図は第３図の等価
回路を示す。
主な図番の説明、１……出力トランジスタ、２
……負荷、７……バイアス抵抗、８……バイアス
用トランジスタ、９，１０……エミツタ抵抗。
1 and 2 are sectional views of a conventional microcurrent circuit and a chip, respectively, FIGS. 3 and 4 are sectional views of the same circuit and a chip of the present invention, and FIG. 5 is an equivalent circuit of FIG. 3. Explanation of main figure numbers, 1... Output transistor, 2
...Load, 7...Bias resistance, 8...Bias transistor, 9,10...Emitter resistance.
Claims (1)
と、該出力トランジスタのエミツタとアースとの
間に直列接続された第１及び第２抵抗と、ベース
及びコレクタが前記出力トランジスタのベースに
共通接続されるとともに抵抗を介して電源に接続
され、第１エミツタがアースに、第２エミツタが
前記第１及び第２抵抗の接続中点にそれぞれ接続
されたマルチエミツタトランジスタとを備え、前
記負荷に微小電流を供給することを特徴とした微
小電流回路。 an output transistor whose collector is connected to a load; first and second resistors connected in series between the emitter of the output transistor and ground; and a resistor whose base and collector are commonly connected to the base of the output transistor. a multi-emitter transistor connected to a power supply via a multi-emitter transistor, a first emitter connected to ground, and a second emitter connected to a midpoint between the first and second resistors, supplying a minute current to the load. A microcurrent circuit that is characterized by
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18271080U JPS6233365Y2 (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18271080U JPS6233365Y2 (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57104618U JPS57104618U (en) | 1982-06-28 |
| JPS6233365Y2 true JPS6233365Y2 (en) | 1987-08-26 |
Family
ID=29981321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18271080U Expired JPS6233365Y2 (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6233365Y2 (en) |
-
1980
- 1980-12-18 JP JP18271080U patent/JPS6233365Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57104618U (en) | 1982-06-28 |
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