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JP4213459B2 - Constant current generating circuit and constant current setting method of the constant current generating circuit - Google Patents

Constant current generating circuit and constant current setting method of the constant current generating circuit Download PDF

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JP4213459B2
JP4213459B2 JP2002362154A JP2002362154A JP4213459B2 JP 4213459 B2 JP4213459 B2 JP 4213459B2 JP 2002362154 A JP2002362154 A JP 2002362154A JP 2002362154 A JP2002362154 A JP 2002362154A JP 4213459 B2 JP4213459 B2 JP 4213459B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度依存性の小さい定電流発生回路に関し、特にトリミングによって目標電流値に対する精度を向上させることができる定電流発生回路及びその定電流発生回路の定電流設定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
定電流発生回路に求められる性能は、目標電流値に対する精度が高く、温度や電源電圧の変動に影響されないことであり、更にすべての回路を1チップに集積しやすいことも重要である。所望の定電流は、定電流ダイオードやFETのしきい値電圧を応用して作り出すことも可能であるが、ある程度の性能を得ようとする場合は、定電圧回路の出力電圧を電圧−電流変換回路によって電流に変換するのが一般的である。
例えば、2つのトランジスタのしきい値電圧の差を抵抗で電圧−電流変換した後、該変換して得られた電流を同種の抵抗で電流−電圧変換することで、温度依存性の小さいしきい値電圧差を増幅して基準電圧を得る回路があった(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
一方、近年、定電圧回路として、温度依存性が小さく、しかも集積回路に適したバンドギャップレギュレータが多く用いられている。例えば、抵抗とpn接合の順方向電圧を利用したバンドギャップ型の基準電圧で、順方向電圧のモニタを行うことで、サーマルボルテージにかかる倍率を抵抗のトリミングで調整し、基準電圧の温度特性を補正する基準電圧回路があった(例えば、特許文献2参照。)。
【0004】
図2は、このような定電圧回路及び電圧−電流変換回路を使用した従来の定電流発生回路の例を示した回路図である。
図2における定電流発生回路100は、バンドギャップレギュレータ101の出力電圧Vo、例えば約1.25Vを電圧−電流変換回路102によって定電流に変換して出力する。なお、バンドギャップレギュレータ101は公知であり、ここではその動作説明を省略する。
【0005】
電圧−電流変換回路102において、演算増幅器121とNMOSトランジスタ122によって、抵抗123の両端の電圧は定電圧回路101の出力電圧Voと同じ値になるように制御される。このため、抵抗123には定電圧回路101の出力電圧Voを抵抗123の抵抗値R123で除した電流(Vo/R123)が流れる。該電流は、NMOSトランジスタ122のドレイン電流となり、カレントミラー回路を構成しているPMOSトランジスタ124及び125を介してPMOSトランジスタ125のドレインから出力される。
【0006】
前記のように、電圧−電流変換回路102からの出力電流Ioは、定電圧回路101の出力電圧Voと抵抗123の抵抗値で決定されることから、定電流Ioを目標値にするためには、定電圧回路101の出力電圧Voを調整するか、又は抵抗123の抵抗値を調整すればよいことが分かる。しかし、定電圧回路101の出力電圧Voは物理的に決まった値であることから、通常は抵抗123の抵抗値をトリミングして設定する。
【0007】
抵抗123のトリミング方法としては、出力電流Ioを測定し、目標値とのずれ量からトリミングの量を決定する方法と、出力電流Ioを測定しながら抵抗123のトリミングを行い、出力電流Ioが目標値に達した時点でトリミングを終了する、いわゆるファンクショントリミングとがあった。
【0008】
【特許文献1】
特開平7−44255号公報
【特許文献2】
特開2002−91589号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した前者のトリミング方法は、短時間に行うことができるが、出力電流Ioと目標値とのずれ量が大きい場合は、トリミング精度が悪くなる。このため、該ずれ量が大きい場合、精度を上げるためにトリミング量をやや少な目にして、2回又は3回同様のトリミングを繰り返すことで、出力電流Ioを所望の目標値にすることができるが、トリミングに要する時間が長くなるという問題があった。
【0010】
また、上述した後者のトリミング方法は、出力電流Ioの調整精度は高いがトリミングに時間がかかり、ファンクショントリミング用に、専用のトリミング装置が必要になる等の問題があった。更に、抵抗123をトリミングして抵抗値を最適値に調整しても、抵抗123の抵抗値が温度によって変化することから、出力電流Ioが変化するという問題があった。また、定電圧回路101と電圧−電流変換回路102をICに集積した場合、集積回路内に形成された抵抗123は通常、温度依存性を有するため、定電圧回路101に温度依存性の小さいバンドギャップレギュレータを使用しても、出力電流Ioは温度依存性を持ってしまい、正確な定電流出力を得ることができないという問題があった。
【0011】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、集積回路内に作り込まれた抵抗の温度依存性による定電流出力の変化を打ち消すことによって、温度依存性の小さい定電流発生回路及びその定電流発生回路の定電流設定方法を得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る定電流発生回路は、直流電源の電源電圧から所定の定電圧を生成して出力する、バンドギャップリファレンスで形成された定電圧回路部と、該定電圧回路部から出力された定電圧を電流に変換して所定の定電流を出力する電圧−電流変換回路部とを備えた定電流発生回路において、
前記定電圧回路部は、
前記所定の定電圧を出力する第1演算増幅器と、
複数の抵抗で合成抵抗を生成し、一端に該第1演算増幅器の出力電圧が入力される第1抵抗回路と、
該第1抵抗回路の他端と前記直流電源の負側電源電圧との間に接続された、第1抵抗と第1ダイオードが直列に接続されてなり、該第1抵抗と第1ダイオードとの接続部が前記第1演算増幅器の一方の入力端に接続された第1直列回路と、前記第1抵抗回路の他端と前記直流電源の負側電源電圧との間に接続された、第2抵抗、第3抵抗及び第2ダイオードが直列に接続されてなり、該第2抵抗と第3抵抗との接続部が前記第1演算増幅器の他方の入力端に接続された第2直列回路と、
を備え、
前記電圧−電流変換回路部は、
前記定電圧回路部から出力された定電圧を出力すると共に、該定電圧に応じた電流を出力する電流供給回路と、
複数の抵抗で合成抵抗を生成し、該電流供給回路によって、前記定電圧回路部から出力された定電圧が印加されると共に該定電圧に応じた電流が供給される第2抵抗回路と、
該第2抵抗回路に流れた電流に応じた電流を出力する出力回路と、
を備え、
前記第2抵抗回路は、前記複数の抵抗と複数のヒューズで構成され、前記出力回路からの出力電流が所望の値になるように、前記定電圧回路部からの定電圧に応じた電流が前記第2抵抗回路の合成抵抗に流れるように該各ヒューズが選択的に切断されるものである。
【0013】
具体的には、前記第1抵抗回路は、前記複数の抵抗と複数のヒューズで構成され、前記電圧−電流変換回路部が有する温度特性を相殺する温度特性を有するように該各ヒューズが選択的に切断されるようにした。
【0014】
また、前記第2抵抗回路は、外部から入力された制御信号に応じてスイッチングを行い、第2抵抗回路の合成抵抗を変えるスイッチ回路を備えるようにしてもよい。
【0015】
一方、前記電流供給回路は、
前記定電圧回路部からの定電圧が一方の入力端に入力された第2演算増幅器と、
該第2演算増幅器の出力端に制御信号入力端が接続され、直流電源からの電流を前記第2抵抗回路に供給するトランジスタと、
を備え、
前記第2演算増幅器の他方の入力端は、前記トランジスタからの電流が入力される前記第2抵抗回路の入力端に接続されるようにした。
【0016】
また、本発明に係る定電流設定方法は、複数の抵抗及び複数のヒューズで構成され該ヒューズを選択的に切断することによって設定される第1抵抗回路の合成抵抗に応じて出力電圧が変わる、直流電源の電源電圧から所定の定電圧を生成して出力するバンドギャップリファレンスで形成された定電圧回路部と、複数の抵抗及び複数のヒューズを有し該ヒューズを選択的に切断することによって設定され前記定電圧回路部からの出力電圧が印加される第2抵抗回路の合成抵抗に流れる電流に応じた定電流を出力する、前記定電圧回路部から出力された定電圧を電流に変換して所定の定電流を出力する電圧−電流変換回路部とを備え、該電圧−電流変換回路部が、外部から入力された制御信号に応じてスイッチングを行い前記第2抵抗回路の合成抵抗を変えるスイッチ回路を有した定電流発生回路の定電流設定方法において、
前記スイッチ回路をスイッチングさせ、
該スイッチングに応じた前記第2抵抗回路の各合成抵抗に対する前記電圧−電流変換回路部の出力電流をそれぞれ測定し、
前記第2抵抗回路の該各合成抵抗値に対してそれぞれ測定した前記電圧−電流変換回路部の出力電流値から、近似演算を行って前記合成抵抗と出力電流との関係を示した特性を求め、
該得られた特性から、所望の出力電流値に対する前記第2抵抗回路の合成抵抗値を得るようにした。
【0017】
また、前記所望の出力電流値に対する前記第2抵抗回路の合成抵抗における温度特性を求め、
該得られた温度特性を相殺させる前記第1抵抗回路の合成抵抗を求め、
該得られた合成抵抗になるように前記第1抵抗回路のヒューズを選択的に切断し、
前記スイッチ回路をスイッチングさせ、
該スイッチングに応じた前記第2抵抗回路の各合成抵抗に対する前記電圧−電流変換回路部の出力電流をそれぞれ測定し、
前記第2抵抗回路の該各合成抵抗値に対してそれぞれ測定した前記電圧−電流変換回路部の出力電流値から、近似演算を行って前記合成抵抗と出力電流との関係を示した特性を求め、
該得られた特性から、所望の出力電流値に対する前記第2抵抗回路の合成抵抗値を求め、
前記第2抵抗回路の合成抵抗が該得られた合成抵抗値になるように前記第2抵抗回路のヒューズを選択的に切断するようにした。
【0018】
具体的には、前記スイッチ回路のスイッチングに応じた前記第2抵抗回路の3種類の合成抵抗に対する前記電圧−電流変換回路部の出力電流をそれぞれ測定し、第2抵抗回路の該3種類の合成抵抗値に対してそれぞれ測定した前記電圧−電流変換回路部の出力電流値から、近似演算を行って前記合成抵抗と出力電流との関係を示した2次曲線をなす特性を求めるようにしてもよい。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態における定電流発生回路の例を示した回路図である。
図1において、定電流発生回路1は、バンドギャップリファレンスを構成する定電圧回路2と、該定電圧回路2から出力された定電圧Vo1を電流に変換して出力する電圧−電流変換回路3とで構成されている。なお、定電圧回路2は定電圧回路部を、電圧−電流変換回路3は電圧−電流変換回路部をそれぞれなす。定電圧回路2及び電圧−電流変換回路3は、直流電源5から供給される電源によって作動し、電圧−電流変換回路3から出力された電流が定電流発生回路1の出力電流Io1となる。
【0020】
定電圧回路2は、演算増幅器11、pnpトランジスタ12,13、抵抗A1〜Am(mは、m>1の整数),14〜16及びヒューズFA1〜FAmで構成されている。なお、演算増幅器11は第1演算増幅器を、抵抗A1〜Am及びヒューズFA1〜FAmは第1抵抗回路を、pnpトランジスタ12及び抵抗14は第1直列回路を、pnpトランジスタ13及び抵抗15,16は第2直列回路をそれぞれなす。また、pnpトランジスタ12は第1ダイオードを、pnpトランジスタ13は第2ダイオードをそれぞれなす。
【0021】
演算増幅器11の出力端と直流電源5の負側電源電圧GNDとの間には抵抗A1〜Amが直列に接続された直列回路と、抵抗14及びpnpトランジスタ12が直列に接続された直列回路が直列に接続されている。抵抗A1〜Amにはそれぞれ対応するヒューズFA1〜FAmが並列に接続され、抵抗14及びpnpトランジスタ12の直列回路には、抵抗15,16及びpnpトランジスタ13の直列回路が並列に接続されている。
【0022】
抵抗14とpnpトランジスタ12との接続部bは、演算増幅器11の非反転入力端に接続され、抵抗15と16との接続部cは、演算増幅器11の反転入力端に接続されている。抵抗Am、ヒューズFAm、抵抗14及び15の接続部を、接続部aとする。また、pnpトランジスタ12において、ベースはコレクタに接続され、pnpトランジスタ13においても、ベースはコレクタに接続され、pnpトランジスタ12,13はそれぞれダイオードをなしている。演算増幅器11の出力端から出力される電圧が、定電圧回路2の出力電圧Vo1をなす。
【0023】
次に、電圧−電流変換回路3は、演算増幅器21、NMOSトランジスタ22〜24、PMOSトランジスタ25,26、抵抗B1〜Bn(nは、n>1の整数),27〜29及びヒューズFB1〜FBnで構成されている。なお、演算増幅器21及びNMOSトランジスタ24は電流供給回路を、PMOSトランジスタ25及び26は出力回路を、NMOSトランジスタ22,23、抵抗B1〜Bn及びヒューズFB1〜FBnは第2抵抗回路をそれぞれなし、NMOSトランジスタ22及び23はスイッチ回路をなす。
演算増幅器21の非反転入力端には定電圧回路2の出力電圧Vo1が入力され、演算増幅器21の出力端はNMOSトランジスタ24のゲートに接続されている。
【0024】
PMOSトランジスタ25及び26は、カレントミラー回路を形成しており、各ゲートは接続されてPMOSトランジスタ25のドレインに接続され、PMOSトランジスタ25及び26の各ソースは、それぞれ直流電源5の正側電源電圧Vbatが印加されている。PMOSトランジスタ25のドレインと、直流電源5の負側電源電圧GNDとの間には、NMOSトランジスタ24、抵抗B1〜Bn及び27〜29が直列に接続されており、抵抗B1〜Bnには、対応するヒューズFB1〜FBnがそれぞれ並列に接続されている。
【0025】
抵抗28と抵抗29との直列回路に並列にNMOSトランジスタ22が接続され、抵抗29に並列にNMOSトランジスタ23が接続されている。NMOSトランジスタ22のゲートには外部からの制御信号S1が入力され、NMOSトランジスタ23のゲートには外部からの制御信号S2が入力されている。PMOSトランジスタ26のドレインから出力される電流が、出力電流Io1をなす。
【0026】
このような構成において、電圧−電流変換回路3について説明する。
抵抗B1〜抵抗Bnはトリミング用の抵抗であり、各々の抵抗にはトリミングのためのヒューズFB1〜FBnが並列接続されている。
スイッチ回路をなすNMOSトランジスタ22は、ゲートにハイレベルの信号が入力されるとオンし、抵抗27と抵抗28の接続部を負側電源電圧GNDに接続して、NMOSトランジスタ24のソースと負側電源電圧GNDとの間の合成抵抗値αを小さくすることができる。同様に、スイッチ回路をなすNMOSトランジスタ23は、抵抗28と抵抗29との接続部と負側電源電圧GNDとの間に接続され、ゲートにハイレベルの信号が入力されるとオンし、抵抗28と抵抗29の交点を負側電源電圧GNDに接続して、合成抵抗値αを小さくすることができる。
【0027】
演算増幅器21とNMOSトランジスタ24によって、NMOSトランジスタ24のソース電圧は定電圧回路2の出力電圧Vo1と同じになるように制御される。このことから、電圧−電流変換回路3の抵抗B1〜Bn,27〜29の抵抗群には定電圧回路2の出力電圧Vo1を合成抵抗値αで除した電流(Vo1/α)が流れる。該電流は、NMOSトランジスタ24のドレイン電流となり、PMOSトランジスタ25,26を介してPMOSトランジスタ26のドレインから出力される。
【0028】
ここで、抵抗B1〜Bnの各抵抗値をRB1〜RBnとし、抵抗27〜29の各抵抗値をR27〜R29とすると、トリミングを行う前の合成抵抗値αは、(R27+R28+R29)である。今、NMOSトランジスタ22及び23が共にオフの場合の出力電流Io1は、下記(1)式のようになる。
Io1=Vo1/(R27+R28+R29)………………(1)
【0029】
次に、NMOSトランジスタ22がオフで、NMOSトランジスタ23がオンしている場合の出力電流Io1は下記(2)式のようになる。
Io1=Vo1/(R27+R28)………………(2)
また、NMOSトランジスタ22がオンしたときの出力電流Io1は下記(3)式のようになる。
Io1=Vo1/(R27)………………(3)
【0030】
前記(1)〜(3)式の各出力電流Io1とそのときの合成抵抗値αから目標とする出力電流Io1が得られる合成抵抗値αを近似演算し、NMOSトランジスタ22,23をオン/オフする組み合わせと、トリミングによって切断するヒューズFB1〜FBnを決定する。
このように、2つのNMOSトランジスタ22,23を使用して、3種類の合成抵抗値αに対するそれぞれの出力電流Io1を測定し、合成抵抗値αと出力電流Io1の関係を示した2次曲線を得ることができる。このため、NMOSトランジスタ24の非直線部分を補うことができ、該2次曲線から所望の出力電流Io1を得るための合成抵抗値αを得ることができる。
【0031】
例えば、出力電流Io1をDC−DCコンバータのスイッチング周波数発生回路等に使用した場合は、NMOSトランジスタ22及び23のオン/オフの組み合わせごとにスイッチング周波数を測定し、該スイッチング周波数と合成抵抗値αを近似演算することによって、出力電流Io1からスイッチング周波数が生成される部分で生ずる非直線性を補償することができる。言うまでもなく、直線近似で十分な精度が得られる場合は、NMOSトランジスタ22又は23のいずれか1つを削除して合成抵抗値αと出力電流Io1の測定ポイントを2種類にし、近似演算を簡潔にしてもよい。
【0032】
一方、電圧−電流変換回路3をICに集積する場合、抵抗B1〜Bn及び27〜29を構成している各抵抗素子は温度依存性を有しており、前記の方法で出力電流Io1が目標電流値になるようにヒューズFB1〜FBnをトリミングしても、温度変化によって目標電流値から外れてしまうことがある。抵抗RB1〜RBn及び27〜29にP型ポリシリコン抵抗を使用した場合、温度係数は約600ppm/℃である。すなわち、該P型ポリシリコン抵抗を使用した場合、温度が1℃変化するごとに0.6%出力電流Io1が変動してしまう。例えば、携帯機器に使用する場合は、氷点下から40℃を超える温度範囲に対応しなければならないことから、温度変化は60℃以上にもなる。仮に温度変化を60℃とすると、出力電流Io1の変動は3.6%となり、用途によっては、目標電流値から逸脱してしまうことになる。
【0033】
このため、電圧−電流変換回路3に入力される定電圧回路2の出力電圧Vo1に温度依存性を持たせ、電圧−電流変換回路3の抵抗B1〜Bn及び27〜29の温度係数を打ち消すようにすればよい。
ここで、演算増幅器11の出力電圧Vo1を導出する。
pnpトランジスタ12のベース−エミッタ間電圧をVBE1に、pnpトランジスタ13のベース−エミッタ間電圧をVBE2にそれぞれし、抵抗14と抵抗15の抵抗値を同じにする。
【0034】
図1の接続部bと接続部cは、演算増幅器11の2つの入力端に対応して接続されているので同電圧である。また、抵抗14と抵抗15は接続部aで共通接続されているため、抵抗14と抵抗15の両端の電圧は等しい。すなわち、pnpトランジスタ12及び13の各コレクタ電流Icはそれぞれ等しくなり、該コレクタ電流Icは下記(4)式で表される。
Ic=Is×exp{q/(k×T)}×VBE1
=N×Is×exp{q/(k×T)}×VBE2………………(4)
なお、前記(4)式において、Nはpnpトランジスタ12とpnpトランジスタ13のエミッタ面積比であり、Isはpnpトランジスタ12とpnpトランジスタ13の飽和電流であり、kはボルツマン定数、qは電子の電荷量、Tは絶対温度である。
【0035】
前記(4)式から、ベース−エミッタ間電圧VBE1及びVBE2は下記(5)式及び(6)式のように示すことができる。
VBE1=(k×T)/q×ln(Ic/Is)………………(5)
VBE2=(k×T)/q×ln{Ic/(N×Is)}………………(6)
【0036】
また、抵抗14〜16の各抵抗値をR14〜R16とすると、VBE1=Ic×R16+VBE2であるから、
(k×T)/q×ln(Ic/Is)=Ic×R16+(k×T)/q×ln(Ic/N×Is)………………(7)
前記(7)式からIcを求めると、下記(8)式のようになる。
Ic=(k×T)/q×ln(N)/R16………………(8)
【0037】
以上の結果から、演算増幅器11の出力端と接続部aとの間の合成抵抗値をβとすると、演算増幅器11の出力電圧Vo1は下記(9)式のようになる。
Vo1=VBE1+Ic×R14+2×Ic×β
=VBE1+Ic×(R14+2×β)
=VBE1+(R14+2×β)×(k×T)/q×ln(N)/R16………………(9)
【0038】
抵抗A1〜Am及び14〜16は、高抵抗ポリシリコンで形成されており、温度係数が約−2300ppm/℃の特性を有するものであり、(9)式がVBG/(1−KT×T)を満たすように抵抗A1〜Am及び14〜16を設定することによって、電圧−電流変換回路3の温度依存性を打ち消すことができる。なお、VBGはエネルギーバンドギャップに相当する電圧、KTは合成抵抗値αの温度係数である。
【0039】
次に、定電圧回路2の各ヒューズFA1〜FAm及び電圧−電流変換回路3の各ヒューズFB1〜FBnに対するトリミングの手順について説明する。
まず最初に、各ヒューズFB1〜FBnのトリミングを行う前に、電圧−電流変換回路3のNMOSトランジスタ22及び23を交互にオン/オフして、近似演算を行って合成抵抗値αと出力電流Io1との関係を示す2次曲線を求め、得られた2次曲線から所望の出力電流Io1に対する合成抵抗値αを得る。得られた合成抵抗値αからヒューズFB1〜FBnの内、切断するヒューズを選択する。該選択したヒューズが接続された抵抗と抵抗27〜29の合成抵抗値αの温度係数を打ち消すように、ヒューズFA1〜FAmの内、切断するヒューズを選択しトリミングを行って切断する。
【0040】
ヒューズFA1〜FAmの選択したヒューズの切断を行うと、定電圧回路2の出力電圧Vo1が若干変化するため、再度、電圧−電流変換回路3のNMOSトランジスタ22及び23を交互にオン/オフし、近似演算を行って合成抵抗値αと出力電流Io1との関係を示す2次曲線を求め、得られた2次曲線から所望の出力電流Io1に対する合成抵抗値αを得る。得られた合成抵抗値αからヒューズFB1〜FBnの内、切断するヒューズを選択しトリミングを行って切断する。本第1の実施の形態における定電流発生回路は、このような手順でヒューズFA1〜FAm及びFB1〜FBnをトリミングすることにより、高精度でかつ温度依存性の小さい定電流発生回路を得ることができる。
【0041】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の定電流発生回路によれば、電圧−電流変換回路部の温度特性を、定電圧回路部の第1抵抗回路に温度特性を持たせることで相殺できるようにしたため、IC化して、電圧−電流変換回路部に温度係数の小さい抵抗が使えない場合でも、精度の高い安定した定電流を生成して出力することができる。
【0042】
また、本発明の定電流設定方法によれば、スイッチ回路をスイッチングさせて得られた前記第2抵抗回路の各合成抵抗値に対する前記電圧−電流変換回路部の出力電流値から、近似演算を行って第2抵抗回路の合成抵抗と出力電流との関係を示した特性を求め、得られた特性から所望の出力電流値に対する前記第2抵抗回路の合成抵抗値を得るようにした。このことから、所望のヒューズをトリミングして切断する前に、第2抵抗回路の合成抵抗値を得ることができ、切断するヒューズを選択することができ、短時間で高精度な定電流設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態における定電流発生回路の例を示した回路図である。
【図2】 従来の定電流発生回路の例を示した回路図である。
【符号の説明】
1 定電流発生回路
2 定電圧回路
3 電圧−電流変換回路
5 直流電源
11,21 演算増幅器
12,13 pnpトランジスタ
22〜24 NMOSトランジスタ
25,26 PMOSトランジスタ
A1〜Am,B1〜Bn,14〜16,27〜29 抵抗
FA1〜FAm,FB1〜FBn ヒューズ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a constant current generation circuit with low temperature dependency, and more particularly to a constant current generation circuit capable of improving accuracy with respect to a target current value by trimming and a constant current setting method for the constant current generation circuit.
[0002]
[Prior art]
The performance required for the constant current generating circuit is high in accuracy with respect to the target current value, is not affected by fluctuations in temperature and power supply voltage, and it is also important that all the circuits are easily integrated on one chip. The desired constant current can be created by applying the threshold voltage of a constant current diode or FET. However, when obtaining a certain level of performance, the output voltage of the constant voltage circuit is converted into a voltage-current converter. Generally, it is converted into current by a circuit.
For example, by converting a threshold voltage difference between two transistors with a resistor, and then converting the obtained current into a current-voltage with the same type of resistor, a threshold having a small temperature dependency is obtained. There is a circuit that obtains a reference voltage by amplifying a value voltage difference (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, in recent years, as a constant voltage circuit, a band gap regulator having a small temperature dependency and suitable for an integrated circuit is often used. For example, by monitoring the forward voltage with a band gap type reference voltage that uses the forward voltage of the resistor and the pn junction, the magnification applied to the thermal voltage is adjusted by trimming the resistor, and the temperature characteristics of the reference voltage are adjusted. There was a reference voltage circuit to be corrected (see, for example, Patent Document 2).
[0004]
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a conventional constant current generation circuit using such a constant voltage circuit and a voltage-current conversion circuit.
The constant current generation circuit 100 in FIG. 2 converts the output voltage Vo of the band gap regulator 101, for example, about 1.25 V into a constant current by the voltage-current conversion circuit 102, and outputs the constant current. The band gap regulator 101 is well known, and the description of its operation is omitted here.
[0005]
In the voltage-current conversion circuit 102, the voltage across the resistor 123 is controlled to be the same value as the output voltage Vo of the constant voltage circuit 101 by the operational amplifier 121 and the NMOS transistor 122. Therefore, a current (Vo / R123) obtained by dividing the output voltage Vo of the constant voltage circuit 101 by the resistance value R123 of the resistor 123 flows through the resistor 123. The current becomes the drain current of the NMOS transistor 122 and is output from the drain of the PMOS transistor 125 via the PMOS transistors 124 and 125 constituting the current mirror circuit.
[0006]
As described above, since the output current Io from the voltage-current conversion circuit 102 is determined by the output voltage Vo of the constant voltage circuit 101 and the resistance value of the resistor 123, in order to set the constant current Io to a target value. It can be seen that the output voltage Vo of the constant voltage circuit 101 may be adjusted or the resistance value of the resistor 123 may be adjusted. However, since the output voltage Vo of the constant voltage circuit 101 is a physically determined value, the resistance value of the resistor 123 is usually set by trimming.
[0007]
As the trimming method for the resistor 123, the output current Io is measured and the trimming amount is determined from the deviation from the target value, and the resistor 123 is trimmed while the output current Io is measured. There was a so-called function trimming that ended trimming when the value was reached.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 7-44255 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-91589
[Problems to be solved by the invention]
However, the former trimming method described above can be performed in a short time, but if the amount of deviation between the output current Io and the target value is large, the trimming accuracy deteriorates. Therefore, when the deviation amount is large, the output current Io can be set to a desired target value by repeating the same trimming twice or three times with a little trimming amount in order to improve accuracy. There is a problem that the time required for trimming becomes long.
[0010]
The latter trimming method described above has a problem that the adjustment accuracy of the output current Io is high, but it takes time for trimming, and a dedicated trimming device is required for function trimming. Furthermore, even if the resistor 123 is trimmed and the resistance value is adjusted to the optimum value, the resistance value of the resistor 123 changes depending on the temperature, so that there is a problem that the output current Io changes. In addition, when the constant voltage circuit 101 and the voltage-current conversion circuit 102 are integrated in an IC, the resistor 123 formed in the integrated circuit usually has temperature dependence, and therefore the constant voltage circuit 101 has a small temperature dependence band. Even if the gap regulator is used, the output current Io has temperature dependency, and there is a problem that an accurate constant current output cannot be obtained.
[0011]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. By canceling the change in the constant current output due to the temperature dependence of the resistance built in the integrated circuit, the present invention has a constant temperature dependence. An object is to obtain a current generation circuit and a constant current setting method for the constant current generation circuit.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A constant current generation circuit according to the present invention generates a constant voltage from a power supply voltage of a DC power source and outputs the constant voltage circuit section formed by a band gap reference, and a constant voltage output from the constant voltage circuit section. In a constant current generation circuit including a voltage-current conversion circuit unit that converts a voltage into a current and outputs a predetermined constant current,
The constant voltage circuit unit is:
A first operational amplifier for outputting the predetermined constant voltage;
A first resistor circuit that generates a combined resistor with a plurality of resistors and that receives the output voltage of the first operational amplifier at one end;
A first resistor and a first diode connected between the other end of the first resistor circuit and the negative power supply voltage of the DC power supply are connected in series, and the first resistor and the first diode A second series circuit connected between the first series circuit connected to one input terminal of the first operational amplifier and the other end of the first resistor circuit and the negative power supply voltage of the DC power supply; A second series circuit in which a resistor, a third resistor, and a second diode are connected in series, and a connection portion of the second resistor and the third resistor is connected to the other input terminal of the first operational amplifier;
With
The voltage-current conversion circuit unit is
A current supply circuit that outputs a constant voltage output from the constant voltage circuit unit and outputs a current corresponding to the constant voltage;
A second resistor circuit configured to generate a combined resistor by a plurality of resistors, to which a constant voltage output from the constant voltage circuit unit is applied and a current corresponding to the constant voltage is supplied by the current supply circuit;
An output circuit for outputting a current corresponding to the current flowing through the second resistance circuit;
With
The second resistance circuit includes the plurality of resistors and a plurality of fuses, and a current corresponding to a constant voltage from the constant voltage circuit unit is set so that an output current from the output circuit has a desired value. Each fuse is selectively cut so as to flow through the combined resistance of the second resistance circuit.
[0013]
Specifically, the first resistance circuit includes the plurality of resistors and the plurality of fuses, and each fuse is selectively configured to have a temperature characteristic that cancels the temperature characteristic of the voltage-current conversion circuit unit. I was cut off.
[0014]
The second resistor circuit may include a switch circuit that performs switching according to a control signal input from the outside and changes a combined resistance of the second resistor circuit.
[0015]
On the other hand, the current supply circuit is
A second operational amplifier in which a constant voltage from the constant voltage circuit unit is input to one input terminal;
A control signal input terminal connected to the output terminal of the second operational amplifier, and a transistor for supplying a current from a DC power source to the second resistor circuit;
With
The other input terminal of the second operational amplifier is connected to the input terminal of the second resistance circuit to which the current from the transistor is input.
[0016]
Further, the constant current setting method according to the present invention includes a plurality of resistors and a plurality of fuses, and the output voltage changes according to the combined resistance of the first resistor circuit set by selectively cutting the fuses. A constant voltage circuit section formed by a band gap reference that generates and outputs a predetermined constant voltage from a power supply voltage of a DC power supply, and has a plurality of resistors and a plurality of fuses, and is set by selectively cutting the fuses The constant voltage output from the constant voltage circuit unit is converted into a current by outputting a constant current corresponding to the current flowing through the combined resistor of the second resistance circuit to which the output voltage from the constant voltage circuit unit is applied. A voltage-current conversion circuit unit that outputs a predetermined constant current, and the voltage-current conversion circuit unit performs switching in accordance with an externally input control signal to synthesize the second resistance circuit. In the constant current method of setting the constant current generating circuit having a switching circuit for changing anti a,
Switching the switch circuit;
Measure the output current of the voltage-current conversion circuit unit for each combined resistance of the second resistance circuit according to the switching,
From the output current value of the voltage-current conversion circuit unit measured for each combined resistance value of the second resistance circuit, an approximate calculation is performed to obtain a characteristic indicating the relationship between the combined resistance and the output current. ,
From the obtained characteristics, a combined resistance value of the second resistance circuit with respect to a desired output current value is obtained.
[0017]
Further, the temperature characteristic of the combined resistance of the second resistance circuit with respect to the desired output current value is obtained,
Determining a combined resistance of the first resistance circuit that cancels the obtained temperature characteristic;
Selectively disconnecting the fuse of the first resistance circuit so as to obtain the resultant combined resistance;
Switching the switch circuit;
Measure the output current of the voltage-current conversion circuit unit for each combined resistance of the second resistance circuit according to the switching,
From the output current value of the voltage-current conversion circuit unit measured for each combined resistance value of the second resistance circuit, an approximate calculation is performed to obtain a characteristic indicating the relationship between the combined resistance and the output current. ,
From the obtained characteristics, a combined resistance value of the second resistance circuit with respect to a desired output current value is obtained,
The fuse of the second resistor circuit is selectively cut so that the combined resistance of the second resistor circuit becomes the obtained combined resistance value.
[0018]
Specifically, the output current of the voltage-current conversion circuit unit is measured for each of the three types of combined resistors of the second resistor circuit according to the switching of the switch circuit, and the three types of combined of the second resistor circuit are measured. From the output current value of the voltage-current conversion circuit unit measured for each resistance value, an approximate calculation may be performed to obtain a characteristic that forms a quadratic curve indicating the relationship between the combined resistance and the output current. Good.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
First embodiment.
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a constant current generating circuit according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a constant current generating circuit 1 includes a constant voltage circuit 2 constituting a band gap reference, a voltage-current conversion circuit 3 that converts a constant voltage Vo1 output from the constant voltage circuit 2 into a current, and outputs the current. It consists of The constant voltage circuit 2 forms a constant voltage circuit unit, and the voltage-current conversion circuit 3 forms a voltage-current conversion circuit unit. The constant voltage circuit 2 and the voltage-current conversion circuit 3 are operated by the power source supplied from the DC power source 5, and the current output from the voltage-current conversion circuit 3 becomes the output current Io 1 of the constant current generation circuit 1.
[0020]
The constant voltage circuit 2 includes an operational amplifier 11, pnp transistors 12 and 13, resistors A1 to Am (m is an integer of m> 1), 14 to 16, and fuses FA1 to FAm. The operational amplifier 11 is the first operational amplifier, the resistors A1 to Am and the fuses FA1 to FAm are the first resistor circuit, the pnp transistor 12 and the resistor 14 are the first series circuit, and the pnp transistor 13 and the resistors 15 and 16 are the resistors. Each of the second series circuits is formed. The pnp transistor 12 forms a first diode, and the pnp transistor 13 forms a second diode.
[0021]
Between the output terminal of the operational amplifier 11 and the negative power supply voltage GND of the DC power supply 5, there are a series circuit in which resistors A1 to Am are connected in series, and a series circuit in which the resistor 14 and the pnp transistor 12 are connected in series. Connected in series. Corresponding fuses FA1 to FAm are connected in parallel to the resistors A1 to Am, respectively, and a series circuit of the resistors 15 and 16 and the pnp transistor 13 is connected in parallel to the series circuit of the resistor 14 and the pnp transistor 12.
[0022]
The connection b between the resistor 14 and the pnp transistor 12 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 11, and the connection c between the resistors 15 and 16 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 11. A connection portion of the resistor Am, the fuse FAm, and the resistors 14 and 15 is defined as a connection portion a. In the pnp transistor 12, the base is connected to the collector, and in the pnp transistor 13, the base is connected to the collector, and the pnp transistors 12 and 13 each form a diode. The voltage output from the output terminal of the operational amplifier 11 forms the output voltage Vo1 of the constant voltage circuit 2.
[0023]
Next, the voltage-current conversion circuit 3 includes an operational amplifier 21, NMOS transistors 22 to 24, PMOS transistors 25 and 26, resistors B1 to Bn (n is an integer of n> 1), 27 to 29, and fuses FB1 to FBn. It consists of The operational amplifier 21 and the NMOS transistor 24 constitute a current supply circuit, the PMOS transistors 25 and 26 constitute an output circuit, the NMOS transistors 22 and 23, the resistors B1 to Bn and the fuses FB1 to FBn constitute a second resistor circuit, respectively. Transistors 22 and 23 form a switch circuit.
The output voltage Vo 1 of the constant voltage circuit 2 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21, and the output terminal of the operational amplifier 21 is connected to the gate of the NMOS transistor 24.
[0024]
The PMOS transistors 25 and 26 form a current mirror circuit, each gate is connected and connected to the drain of the PMOS transistor 25, and each source of the PMOS transistors 25 and 26 is respectively a positive power supply voltage of the DC power supply 5. Vbat is applied. An NMOS transistor 24 and resistors B1 to Bn and 27 to 29 are connected in series between the drain of the PMOS transistor 25 and the negative power supply voltage GND of the DC power supply 5, and corresponding to the resistors B1 to Bn. The fuses FB1 to FBn are connected in parallel.
[0025]
An NMOS transistor 22 is connected in parallel to the series circuit of the resistor 28 and the resistor 29, and an NMOS transistor 23 is connected in parallel to the resistor 29. An external control signal S 1 is input to the gate of the NMOS transistor 22, and an external control signal S 2 is input to the gate of the NMOS transistor 23. The current output from the drain of the PMOS transistor 26 forms the output current Io1.
[0026]
In such a configuration, the voltage-current conversion circuit 3 will be described.
The resistors B1 to Bn are trimming resistors, and trimming fuses FB1 to FBn are connected in parallel to each resistor.
The NMOS transistor 22 constituting the switch circuit is turned on when a high level signal is inputted to the gate, the connection part of the resistor 27 and the resistor 28 is connected to the negative power supply voltage GND, and the source and the negative side of the NMOS transistor 24 are connected. The combined resistance value α with the power supply voltage GND can be reduced. Similarly, the NMOS transistor 23 forming the switch circuit is connected between a connection portion between the resistor 28 and the resistor 29 and the negative power supply voltage GND, and is turned on when a high level signal is input to the gate. And the resistance 29 can be connected to the negative power supply voltage GND to reduce the combined resistance value α.
[0027]
By the operational amplifier 21 and the NMOS transistor 24, the source voltage of the NMOS transistor 24 is controlled to be the same as the output voltage Vo1 of the constant voltage circuit 2. Therefore, a current (Vo1 / α) obtained by dividing the output voltage Vo1 of the constant voltage circuit 2 by the combined resistance value α flows through the resistance group of the resistors B1 to Bn and 27 to 29 of the voltage-current conversion circuit 3. The current becomes a drain current of the NMOS transistor 24 and is output from the drain of the PMOS transistor 26 via the PMOS transistors 25 and 26.
[0028]
Here, when the resistance values of the resistors B1 to Bn are RB1 to RBn and the resistance values of the resistors 27 to 29 are R27 to R29, the combined resistance value α before trimming is (R27 + R28 + R29). Now, the output current Io1 when the NMOS transistors 22 and 23 are both off is expressed by the following equation (1).
Io1 = Vo1 / (R27 + R28 + R29) (1)
[0029]
Next, the output current Io1 when the NMOS transistor 22 is off and the NMOS transistor 23 is on is expressed by the following equation (2).
Io1 = Vo1 / (R27 + R28) ............ (2)
The output current Io1 when the NMOS transistor 22 is turned on is expressed by the following equation (3).
Io1 = Vo1 / (R27) ………… (3)
[0030]
Approximate the combined resistance value α for obtaining the target output current Io1 from each output current Io1 of the above formulas (1) to (3) and the combined resistance value α at that time, and turn on / off the NMOS transistors 22 and 23. And the fuses FB1 to FBn to be cut by trimming are determined.
Thus, using the two NMOS transistors 22 and 23, the respective output currents Io1 for the three types of combined resistance value α are measured, and a quadratic curve showing the relationship between the combined resistance value α and the output current Io1 is obtained. Obtainable. Therefore, the non-linear portion of the NMOS transistor 24 can be compensated, and the combined resistance value α for obtaining the desired output current Io1 can be obtained from the quadratic curve.
[0031]
For example, when the output current Io1 is used in a switching frequency generation circuit of a DC-DC converter, the switching frequency is measured for each combination of on / off of the NMOS transistors 22 and 23, and the switching frequency and the combined resistance value α are calculated. By performing the approximate calculation, it is possible to compensate for the non-linearity generated in the portion where the switching frequency is generated from the output current Io1. Needless to say, when sufficient accuracy can be obtained by linear approximation, one of the NMOS transistors 22 and 23 is deleted to make two types of measurement points of the combined resistance value α and the output current Io1, and the approximation calculation is simplified. May be.
[0032]
On the other hand, when the voltage-current conversion circuit 3 is integrated in an IC, each of the resistance elements constituting the resistors B1 to Bn and 27 to 29 has temperature dependence, and the output current Io1 is targeted by the above method. Even if the fuses FB1 to FBn are trimmed so as to have a current value, they may deviate from the target current value due to a temperature change. When P-type polysilicon resistors are used for the resistors RB1 to RBn and 27 to 29, the temperature coefficient is about 600 ppm / ° C. That is, when the P-type polysilicon resistor is used, the output current Io1 varies by 0.6% every time the temperature changes by 1 ° C. For example, when used in a portable device, the temperature change must be 60 ° C. or more because it must correspond to a temperature range exceeding 40 ° C. from below freezing point. If the temperature change is 60 ° C., the fluctuation of the output current Io1 is 3.6%, which deviates from the target current value depending on the application.
[0033]
Therefore, the output voltage Vo1 of the constant voltage circuit 2 input to the voltage-current conversion circuit 3 is made temperature dependent so as to cancel the temperature coefficients of the resistors B1 to Bn and 27 to 29 of the voltage-current conversion circuit 3. You can do it.
Here, the output voltage Vo1 of the operational amplifier 11 is derived.
The base-emitter voltage of the pnp transistor 12 is set to VBE1, the base-emitter voltage of the pnp transistor 13 is set to VBE2, and the resistance values of the resistors 14 and 15 are made the same.
[0034]
The connection part b and the connection part c in FIG. 1 are connected to the two input terminals of the operational amplifier 11 and thus have the same voltage. Further, since the resistor 14 and the resistor 15 are commonly connected at the connection part a, the voltages at both ends of the resistor 14 and the resistor 15 are equal. That is, the collector currents Ic of the pnp transistors 12 and 13 are equal to each other, and the collector currents Ic are expressed by the following equation (4).
Ic = Is * exp {q / (k * T)} * VBE1
= N * Is * exp {q / (k * T)} * VBE2 (4)
In the equation (4), N is the emitter area ratio between the pnp transistor 12 and the pnp transistor 13, Is is the saturation current of the pnp transistor 12 and the pnp transistor 13, k is the Boltzmann constant, and q is the charge of the electrons. The quantity, T, is absolute temperature.
[0035]
From the equation (4), the base-emitter voltages VBE1 and VBE2 can be expressed by the following equations (5) and (6).
VBE1 = (k × T) / q × ln (Ic / Is) (5)
VBE2 = (k × T) / q × ln {Ic / (N × Is)} (6)
[0036]
Also, assuming that the resistance values of the resistors 14 to 16 are R14 to R16, VBE1 = Ic × R16 + VBE2.
(k × T) / q × ln (Ic / Is) = Ic × R16 + (k × T) / q × ln (Ic / N × Is) (7)
When Ic is obtained from the equation (7), the following equation (8) is obtained.
Ic = (k × T) / q × ln (N) / R16 (8)
[0037]
From the above results, assuming that the combined resistance value between the output terminal of the operational amplifier 11 and the connection part a is β, the output voltage Vo1 of the operational amplifier 11 is expressed by the following equation (9).
Vo1 = VBE1 + Ic × R14 + 2 × Ic × β
= VBE1 + Ic × (R14 + 2 × β)
= VBE1 + (R14 + 2 × β) × (k × T) / q × ln (N) / R16 (9)
[0038]
The resistors A1 to Am and 14 to 16 are made of high resistance polysilicon and have a temperature coefficient of about −2300 ppm / ° C., and the equation (9) is VBG / (1−KT × T). By setting the resistors A1 to Am and 14 to 16 so as to satisfy the above, the temperature dependence of the voltage-current conversion circuit 3 can be canceled. VBG is a voltage corresponding to the energy band gap, and KT is a temperature coefficient of the combined resistance value α.
[0039]
Next, a trimming procedure for the fuses FA1 to FAm of the constant voltage circuit 2 and the fuses FB1 to FBn of the voltage-current conversion circuit 3 will be described.
First, before trimming the fuses FB1 to FBn, the NMOS transistors 22 and 23 of the voltage-current conversion circuit 3 are alternately turned on / off, and an approximate calculation is performed to perform the combined resistance value α and the output current Io1. And a combined resistance value α for the desired output current Io1 is obtained from the obtained quadratic curve. From the obtained combined resistance value α, a fuse to be cut is selected from the fuses FB1 to FBn. Of the fuses FA1 to FAm, the fuse to be cut is selected and trimmed so as to cancel the temperature coefficient of the combined resistance value α of the resistor to which the selected fuse is connected and the resistors 27 to 29.
[0040]
When the selected fuse of the fuses FA1 to FAm is cut, the output voltage Vo1 of the constant voltage circuit 2 slightly changes, so that the NMOS transistors 22 and 23 of the voltage-current conversion circuit 3 are alternately turned on / off again, An approximate calculation is performed to obtain a quadratic curve indicating the relationship between the combined resistance value α and the output current Io1, and the combined resistance value α for the desired output current Io1 is obtained from the obtained quadratic curve. From the obtained combined resistance value α, a fuse to be cut is selected from the fuses FB1 to FBn and trimmed to cut. The constant current generating circuit according to the first embodiment can obtain a highly accurate constant current generating circuit with low temperature dependence by trimming the fuses FA1 to FAm and FB1 to FBn in such a procedure. it can.
[0041]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the constant current generation circuit of the present invention, the temperature characteristic of the voltage-current conversion circuit unit can be offset by providing the first resistance circuit of the constant voltage circuit unit with the temperature characteristic. Therefore, even when the IC is used and a resistor having a small temperature coefficient cannot be used in the voltage-current conversion circuit unit, a highly accurate and stable constant current can be generated and output.
[0042]
According to the constant current setting method of the present invention, the approximate calculation is performed from the output current value of the voltage-current conversion circuit unit for each combined resistance value of the second resistance circuit obtained by switching the switch circuit. Thus, the characteristic indicating the relationship between the combined resistance of the second resistance circuit and the output current is obtained, and the combined resistance value of the second resistance circuit with respect to the desired output current value is obtained from the obtained characteristics. Therefore, before trimming and cutting the desired fuse, the combined resistance value of the second resistor circuit can be obtained, the fuse to be cut can be selected, and high-precision constant current setting can be performed in a short time. It can be carried out.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a constant current generating circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a conventional constant current generating circuit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Constant current generation circuit 2 Constant voltage circuit 3 Voltage-current conversion circuit 5 DC power supply 11, 21 Operational amplifier 12, 13 pnp transistors 22-24 NMOS transistors 25, 26 PMOS transistors A1-Am, B1-Bn, 14-16, 27 to 29 Resistors FA1 to FAm, FB1 to FBn Fuse

Claims (7)

直流電源の電源電圧から所定の定電圧を生成して出力する、バンドギャップリファレンスで形成された定電圧回路部と、該定電圧回路部から出力された定電圧を電流に変換して所定の定電流を出力する電圧−電流変換回路部とを備えた定電流発生回路において、
前記定電圧回路部は、
前記所定の定電圧を出力する第1演算増幅器と、
複数の抵抗で合成抵抗を生成し、一端に該第1演算増幅器の出力電圧が入力される第1抵抗回路と、
該第1抵抗回路の他端と前記直流電源の負側電源電圧との間に接続された、第1抵抗と第1ダイオードが直列に接続されてなり、該第1抵抗と第1ダイオードとの接続部が前記第1演算増幅器の一方の入力端に接続された第1直列回路と、
前記第1抵抗回路の他端と前記直流電源の負側電源電圧との間に接続された、第2抵抗、第3抵抗及び第2ダイオードが直列に接続されてなり、該第2抵抗と第3抵抗との接続部が前記第1演算増幅器の他方の入力端に接続された第2直列回路と、
を備え、
前記電圧−電流変換回路部は、
前記定電圧回路部から出力された定電圧を出力すると共に、該定電圧に応じた電流を出力する電流供給回路と、
複数の抵抗で合成抵抗を生成し、該電流供給回路によって、前記定電圧回路部から出力された定電圧が印加されると共に該定電圧に応じた電流が供給される第2抵抗回路と、
該第2抵抗回路に流れた電流に応じた電流を出力する出力回路と、
を備え、
前記第2抵抗回路は、前記複数の抵抗と複数のヒューズで構成され、前記出力回路からの出力電流が所望の値になるように、前記定電圧回路部からの定電圧に応じた電流が前記第2抵抗回路の合成抵抗に流れるように該各ヒューズが選択的に切断されることを特徴とする定電流発生回路。
A constant voltage circuit unit formed by a band gap reference that generates and outputs a predetermined constant voltage from a power supply voltage of a DC power supply, and the constant voltage output from the constant voltage circuit unit is converted into a current and converted into a predetermined constant voltage. In a constant current generation circuit including a voltage-current conversion circuit unit that outputs current,
The constant voltage circuit unit is:
A first operational amplifier for outputting the predetermined constant voltage;
A first resistor circuit that generates a combined resistor with a plurality of resistors and that receives the output voltage of the first operational amplifier at one end;
A first resistor and a first diode connected between the other end of the first resistor circuit and the negative power supply voltage of the DC power supply are connected in series, and the first resistor and the first diode A first series circuit having a connection portion connected to one input terminal of the first operational amplifier;
A second resistor, a third resistor and a second diode connected between the other end of the first resistor circuit and the negative power supply voltage of the DC power supply are connected in series, and the second resistor and the second resistor A second series circuit in which a connection with three resistors is connected to the other input terminal of the first operational amplifier;
With
The voltage-current conversion circuit unit is
A current supply circuit that outputs a constant voltage output from the constant voltage circuit unit and outputs a current corresponding to the constant voltage;
A second resistor circuit configured to generate a combined resistor by a plurality of resistors, to which a constant voltage output from the constant voltage circuit unit is applied and a current corresponding to the constant voltage is supplied by the current supply circuit;
An output circuit for outputting a current corresponding to the current flowing through the second resistance circuit;
With
The second resistance circuit includes the plurality of resistors and a plurality of fuses, and a current corresponding to a constant voltage from the constant voltage circuit unit is set so that an output current from the output circuit has a desired value. A constant current generating circuit, wherein each fuse is selectively cut so as to flow through a combined resistor of a second resistor circuit.
前記第1抵抗回路は、前記複数の抵抗と複数のヒューズで構成され、前記電圧−電流変換回路部が有する温度特性を相殺する温度特性を有するように該各ヒューズが選択的に切断されることを特徴とする請求項1記載の定電流発生回路。The first resistance circuit includes a plurality of resistors and a plurality of fuses, and each fuse is selectively cut so as to have a temperature characteristic that cancels a temperature characteristic of the voltage-current conversion circuit unit. The constant current generating circuit according to claim 1. 前記第2抵抗回路は、外部から入力された制御信号に応じてスイッチングを行い、第2抵抗回路の合成抵抗を変えるスイッチ回路を備えることを特徴とする請求項2記載の定電流発生回路。3. The constant current generation circuit according to claim 2, wherein the second resistance circuit includes a switch circuit that performs switching according to a control signal input from the outside and changes a combined resistance of the second resistance circuit. 前記電流供給回路は、
前記定電圧回路部からの定電圧が一方の入力端に入力された第2演算増幅器と、
該第2演算増幅器の出力端に制御信号入力端が接続され、直流電源からの電流を前記第2抵抗回路に供給するトランジスタと、
を備え、
前記第2演算増幅器の他方の入力端は、前記トランジスタからの電流が入力される前記第2抵抗回路の入力端に接続されることを特徴とする請求項2又は3記載の定電流発生回路。
The current supply circuit includes:
A second operational amplifier in which a constant voltage from the constant voltage circuit unit is input to one input terminal;
A control signal input terminal connected to the output terminal of the second operational amplifier, and a transistor for supplying a current from a DC power source to the second resistor circuit;
With
4. The constant current generation circuit according to claim 2, wherein the other input terminal of the second operational amplifier is connected to an input terminal of the second resistance circuit to which a current from the transistor is input.
複数の抵抗及び複数のヒューズで構成され該ヒューズを選択的に切断することによって設定される第1抵抗回路の合成抵抗に応じて出力電圧が変わる、直流電源の電源電圧から所定の定電圧を生成して出力するバンドギャップリファレンスで形成された定電圧回路部と、複数の抵抗及び複数のヒューズを有し該ヒューズを選択的に切断することによって設定され前記定電圧回路部からの出力電圧が印加される第2抵抗回路の合成抵抗に流れる電流に応じた定電流を出力する、前記定電圧回路部から出力された定電圧を電流に変換して所定の定電流を出力する電圧−電流変換回路部とを備え、該電圧−電流変換回路部が、外部から入力された制御信号に応じてスイッチングを行い前記第2抵抗回路の合成抵抗を変えるスイッチ回路を有した定電流発生回路の定電流設定方法において、
前記スイッチ回路をスイッチングさせ、
該スイッチングに応じた前記第2抵抗回路の各合成抵抗に対する前記電圧−電流変換回路部の出力電流をそれぞれ測定し、
前記第2抵抗回路の該各合成抵抗値に対してそれぞれ測定した前記電圧−電流変換回路部の出力電流値から、近似演算を行って前記合成抵抗と出力電流との関係を示した特性を求め、
該得られた特性から、所望の出力電流値に対する前記第2抵抗回路の合成抵抗値を得ることを特徴とする定電流設定方法。
A predetermined constant voltage is generated from the power supply voltage of the DC power supply, which is composed of a plurality of resistors and a plurality of fuses, and the output voltage changes according to the combined resistance of the first resistor circuit set by selectively cutting the fuses A constant voltage circuit unit formed by a bandgap reference to be output and a plurality of resistors and a plurality of fuses, and the output voltage from the constant voltage circuit unit is set by selectively cutting the fuses A voltage-current conversion circuit that outputs a constant current according to the current flowing through the combined resistance of the second resistance circuit, converts the constant voltage output from the constant voltage circuit section into a current, and outputs a predetermined constant current And the voltage-current conversion circuit unit has a switching circuit that switches according to a control signal input from the outside and changes a combined resistance of the second resistance circuit. In the constant current setting method of generating circuit,
Switching the switch circuit;
Measure the output current of the voltage-current conversion circuit unit for each combined resistance of the second resistance circuit according to the switching,
From the output current value of the voltage-current conversion circuit unit measured for each combined resistance value of the second resistance circuit, an approximate calculation is performed to obtain a characteristic indicating the relationship between the combined resistance and the output current. ,
A constant current setting method characterized in that a combined resistance value of the second resistance circuit with respect to a desired output current value is obtained from the obtained characteristics.
前記所望の出力電流値に対する前記第2抵抗回路の合成抵抗における温度特性を求め、
該得られた温度特性を相殺させる前記第1抵抗回路の合成抵抗を求め、
該得られた合成抵抗になるように前記第1抵抗回路のヒューズを選択的に切断し、
前記スイッチ回路をスイッチングさせ、
該スイッチングに応じた前記第2抵抗回路の各合成抵抗に対する前記電圧−電流変換回路部の出力電流をそれぞれ測定し、
前記第2抵抗回路の該各合成抵抗値に対してそれぞれ測定した前記電圧−電流変換回路部の出力電流値から、近似演算を行って前記合成抵抗と出力電流との関係を示した特性を求め、
該得られた特性から、所望の出力電流値に対する前記第2抵抗回路の合成抵抗値を求め、
前記第2抵抗回路の合成抵抗が該得られた合成抵抗値になるように前記第2抵抗回路のヒューズを選択的に切断することを特徴とする請求項5記載の定電流設定方法。
Obtaining a temperature characteristic of the combined resistance of the second resistance circuit with respect to the desired output current value;
Determining a combined resistance of the first resistance circuit that cancels the obtained temperature characteristic;
Selectively disconnecting the fuse of the first resistance circuit so as to obtain the resultant combined resistance;
Switching the switch circuit;
Measure the output current of the voltage-current conversion circuit unit for each combined resistance of the second resistance circuit according to the switching,
From the output current value of the voltage-current conversion circuit unit measured for each combined resistance value of the second resistance circuit, an approximate calculation is performed to obtain a characteristic indicating the relationship between the combined resistance and the output current. ,
From the obtained characteristics, a combined resistance value of the second resistance circuit with respect to a desired output current value is obtained,
6. The constant current setting method according to claim 5, wherein the fuse of the second resistance circuit is selectively cut so that the combined resistance of the second resistance circuit becomes the obtained combined resistance value.
前記スイッチ回路のスイッチングに応じた前記第2抵抗回路の3種類の合成抵抗に対する前記電圧−電流変換回路部の出力電流をそれぞれ測定し、第2抵抗回路の該3種類の合成抵抗値に対してそれぞれ測定した前記電圧−電流変換回路部の出力電流値から、近似演算を行って前記合成抵抗と出力電流との関係を示した2次曲線をなす特性を求めることを特徴とする請求項5又は6記載の定電流設定方法。The output current of the voltage-current conversion circuit unit for each of the three types of combined resistors of the second resistor circuit corresponding to the switching of the switch circuit is measured, and the three types of combined resistance values of the second resistor circuit are measured. 6. The characteristic of forming a quadratic curve indicating the relationship between the combined resistance and the output current is obtained by performing an approximate calculation from the output current value of the voltage-current conversion circuit unit measured respectively. 6. The constant current setting method according to 6.
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