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JPH0379123A - 定電流源回路 - Google Patents

定電流源回路

Info

Publication number
JPH0379123A
JPH0379123A JP1215781A JP21578189A JPH0379123A JP H0379123 A JPH0379123 A JP H0379123A JP 1215781 A JP1215781 A JP 1215781A JP 21578189 A JP21578189 A JP 21578189A JP H0379123 A JPH0379123 A JP H0379123A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
resistor
transistor
constant current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1215781A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigero Hayashi
茂郎 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP1215781A priority Critical patent/JPH0379123A/ja
Priority to DE69014017T priority patent/DE69014017T2/de
Priority to EP90115091A priority patent/EP0414029B1/en
Priority to US07/567,173 priority patent/US5017858A/en
Publication of JPH0379123A publication Critical patent/JPH0379123A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current 
    • G05F1/46Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/561Voltage to current converters
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is DC
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/22Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only
    • G05F3/222Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage
    • G05F3/227Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a current or voltage as a predetermined function of the supply voltage
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/14Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/603Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors with coupled emitters

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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば、E CL (EcvltterC
oupled Llgic )などの回路に用いられる
定電流源回路に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の定電流源回路を用いたECL回路を第3図に示す
。この回路は一対のバイポーラトランジスタQ、Q7の
エミッタを接続し、これらのトランジスタQ、Q7によ
る電流が定電流源回路30へ流れ込むようにした差動増
幅回路である。
上記の回路において、バイポーラトランジスタQ8は出
力段を構成するエミッタフォロワとなっている。一方、
定電流回路30にはバイアス回路31が含まれ、■ の
電圧を与える電圧源とアーC スとの間に接続されて、これらにより与えられる電圧か
ら所定電圧V を発生する。この電圧v0はバイポーラ
トランジスタQ1のベースに与えられ、トランジスタQ
1のコレクタがトランジスタQ、Q7のエミッタに接続
され、トランジスタQlのエミッタが抵抗Rを介して接
地されている。
上記の回路では、バアス回路31により出力される電圧
V が与えられたトランジスタQ1のコレクタには、次
式で表わされる電流Iが流れる。
■−(hf、/ (1+hr8) ) ((V  −VBE)/R)     −(1)この結
果、トランジスタQ8のエミッタから出力される電圧v
1は、 V、−V、o−RI −VBE      −(2)と
なる。
ここで、外部仕様によりvlに温度特性が必要なときに
は、(1)式のh  、V  、Rを含めてre   
BE 必要な定数の選択をし、適当なV を出力するバイアス
回路31を設計することになる。すなわち、バイアス回
路31の出力電圧V に関して、vo。
変動がないとしたときの値(中心値)をいくらにするか
、温度係数をどの程度にするか、■ 変動C に対する依存性をどの程度で抑えるかが重要問題となる
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、従来のバイアス回路は上記の問題点を考慮し
た設計を行う場合、温度変化に対して安定的なものを提
供し得ても、電源電圧V の変化C に対しては極めて不安定であるという問題点があった。
ここで、従来のバイアス回路の実例を示すと、第4図(
a)、(b)及び第5図に示されるような回路がある。
第4図(a)の回路では、電源電圧■ を抵抗R4□坪
より降下させ、この値V。を、C バイポーラトランジスタQ4■のコレクタに与えるとと
もに、トランジスタQ41のコレクタ・ベース間の抵抗
R42と、ベース・エミッタ間の抵抗R43とで分圧し
て、トランジスタQ4□に適当な電流を流す。これによ
り、出力電圧V の安定化を図ったちのである。
第4図(b)は、電源電圧V が直接にコレツC 夕へ与えられ、かつ抵抗R44を介してベースへ与えら
れたバイポーラトランジスタQ42のエミッタから出力
電圧V を取出す回路を示している。この電圧V を抵
抗R45を介してダイオードDのアノードへ与えて、ア
ノードとバイポーラトランジスタQ  、Q  のベー
スを接続する。トランジス344 りQ  、Q  のコレクタには、抵抗R4Bを介して
43   44 ■ が与えられ、エミッタには抵抗R47を介してアー
スレベルが与えられる。更に、トランジスタQ42のベ
ースにはコレクタが接続され、エミッタが接地されたト
ランジスタQ45は、そのベースへ抵抗R4Bを介して
V。が与えられている。このバイアス回路では、■ の
変動に応じてダイオードDのアノード電位が変動し、ト
ランジスタQ43゜Q44を流れる電流が変化し、これ
に伴ってトランジスタQ45を流れる電流が変化するこ
とにより電圧V の安定化を図っている。
更に、第5図は電源電圧V を抵抗R4gで降下C させて出力電圧V を得る回路を示している。すなわち
、この電圧V をセンスアンプ41により検出し、その
変動に応じた出力v2を、抵抗Rとアースとの間に接続
された電流源42へ送出して電流値を変化させる。具体
的には電圧V が太きくなるとv2が大きくなり、■o
が大となるから■ が低下して元へ戻るという負帰還型
となっている。従って、■ の変動に対しても負帰還作
用C が生じ出力電圧V の変動をも小さくできるが、変動を
ゼロに抑えることができない。そして、■ の変動とV
 の変動との比はセンスアンプCC0 41の利得で決まるから、利得を大きくすると変動比を
小さくできるが高利得となるため、発振を生じる危険性
が生じた。そこで、発振抑制のための容量を回路に設け
ることも考えられるが、容量はICチップ上で面積が増
大するほか、容量の大きさによっては作り得ない場合も
ある。
このように従来の定電流源回路では、そのバイアス回路
の出力電圧V が電源電圧V に対してOCC 変動し、実例で示すとV が1v変動するとパイC アス電圧V が50mV程度変動するという問題があっ
た。また、全く上記変動を抑制した回路を実現しようと
すると、回路規模が大型化する問題点があった。
そこで本発明は、回路規模を大型化することなく、含ま
れるバイアス回路の出力の電源電圧に対する変動を抑制
できる定電流源回路を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の定電流源回路は、第1の電圧源と第2の電圧源
とに接続され、所定の出力電圧を送出するバイアス回路
と、このバイアス回路の出力端子にベース(ゲート)が
接続されるとともに、第1の電圧源に第1の抵抗を介し
て、また、第2の電圧源に第2の抵抗を介してエミッタ
(ソース)が接続され、コレクタ(ドレイン)が出力端
子となっているトランジスタ(FET)とを備えたこと
を特徴とする。
〔作用〕
本発明に係る定電流源回路は、以上の通りに構成される
ので、トランジスタを例えばnpn型バイポーラトラン
ジスタとして構成すると第1図に示されるようになる。
この第1図のバイアス回路10の出力電圧をV とした
とき、このV が OO V  −v  +に赤Δvcc OO (Δv ;v の変動量)・・・(3)ee     
 ee と表わせるとする。一方、第1図のトランシタQ1へ流
れ込む電流Iは、 I−(−V   /r)+(1/R+1/r)C (V   V B E )         ・・・(
4)となる。そこで、v  −v0+ΔV として、c
c     cc        cc(4)式に(3
)式を代入すると、 1− (−V  /r)+ (1/R+1/r)+C ΔV  ((k−1)/r+に/R) C ・・・ (5) となる。従って、■ の変動に対して電流Iの変C 動を抑制するためには1.(5)式のΔV に掛けC られるファクターが小さければ良く、■ の変動をゼロ
とするためには、 R/ r −k / (1−k )        −
(6)が成立するように抵抗R,rの値を選択するとよ
いことがわかる。
〔実施例〕
以下、添付図面の第1図及び第2図を参照して本発明の
一実施例を詳しく説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る定電流源回路を示し、
トランジスタQ1をnpn型とした例である。バイアス
回路10には第1の電圧源から■ が与えられ、第2の
電圧源(アース)からアC −スレベルが与えられ、これらに基づき電圧V。
を作り出力するトランジスタQ1のベースには上記バイ
アス回路10の出力電圧が与えられ、エミッタは第1の
抵抗rを介して第1の電圧源に接続されるとともに、第
2の抵抗Rを介して第2の電圧源に接続されている。ト
ランジスタQlのコレクタは出力端子とされ定電流Iが
流れる。
ここにおいて、バイアス回路10のみの場合の出力電圧
V について、(3)式で表わせるようなkを求める。
すなわち、■ を変動させて変動C 量の比例定数にと固定値V とを求めておく。そして、
バイアス回路10に求められる温度特性から、(5)式
を考慮した設計を行う。つまり、Δv0゜に掛けるファ
クターを所望に選択することによって、必要なV 変動
に対する依存性を得るCに とができ、(6)式が成立するように第1の抵抗r1第
2の抵抗Rの値を選択すると、■ に対C する依存性を無くすることができる。
第2図にはECLによる差動増幅回路に、本発明の一実
施例に係る定電流源回路を適用した例である。
この実施例では、バイアス回路10として、コレクタに
直接にV が与えられ、ベースに抵抗C R1を介してvo。が与えられたトランジスタQ2が用
いられ、このエミッタからV を取出す。そして、トラ
ンジスタQ2のエミッタに抵抗R2゜Rを介して接続さ
れたトランジスタQ、Q48 からなるカレントミラーで出力電圧V の変動を捕えて
、トランジスタQ4に流れる電流でトランジスタQ5に
流れる電流を制御して出力電圧V。
の安定化を図っている。
定電流源回路を構成する他の要素は第1図のものに等し
く、一対のトランジスタQ、Q7の工ミッタからトラン
ジスタQ1へ定電流を流し、トランジスタQ7のコレク
タから差動出力を得る。
この回路では、■ の変動にかかわらず、バイアC ス回路10の出力電圧が安定し、差動増幅するトランジ
スタQ、Q7からトランジスタQ へ安1 定的定電流が流れる。
本発明は上記実施例に限らず、様々に変形可能である。
例えば、トランジスタQ1はpnp型でもよく、この場
合、エミッタは第2の抵抗Rを介して正側の(第2の)
電圧源と、第1の抵抗rを介して負側の(第1の)電源
とに接続される。また、バイポーラトランジスタに変え
て、FET (電界効果トランジスタ)を用いてもよく
、この場合には、ベースとゲート、エミッタとソース、
コレクタとドレインが対応する。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように本発明によれば、電源電圧
の変動に対するバイアス回路の出力変動をトランジスタ
と抵抗との接続関係で吸収でき、回路規模が大型化せず
、安定な定電流動作を保証し得ることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る定電流源回路の構成図
、第2図は本発明のより具体的な一実施例に係る定電流
回路を用いた差動増幅回路の構成図、第3図は従来例に
係る定電流源回路を用いた差動増幅回路の構成図、第4
図及び第5図は従来の定電流源回路の構成図である。 10・・・バイアス回路、Q1〜Qγ・・・トランジス
タ、R,r、R1−R3−・・抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1の電圧源と第2の電圧源とに接続され、所定の
    出力電圧を送出するバイアス回路と、このバイアス回路
    の出力端子にベースが接続されるとともに、前記第1の
    電圧源に第1の抵抗を介して、また、前記第2の電圧源
    に第2の抵抗を介してエミッタが接続され、コレクタが
    出力端子となっているトランジスタとを備えたことを特
    徴とする定電流源回路。 2、第1の電圧源と第2の電圧源とに接続され、所定の
    出力電圧を送出するバイアス回路と、このバイアス回路
    の出力端子にゲートが接続されるとともに、前記第1の
    電圧源に第1の抵抗を介して、また、前記第2の電圧源
    に第2の抵抗を介してソースが接続され、ドレインが出
    力端子となっているFETとを備えたことを特徴とする
    定電流源回路。
JP1215781A 1989-08-22 1989-08-22 定電流源回路 Pending JPH0379123A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1215781A JPH0379123A (ja) 1989-08-22 1989-08-22 定電流源回路
DE69014017T DE69014017T2 (de) 1989-08-22 1990-08-06 Regulierte Konstantstromenergieversorgung.
EP90115091A EP0414029B1 (en) 1989-08-22 1990-08-06 Constant-current regulated power circuit
US07/567,173 US5017858A (en) 1989-08-22 1990-08-14 Constant-current regulated power circuit

Applications Claiming Priority (1)

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JP1215781A JPH0379123A (ja) 1989-08-22 1989-08-22 定電流源回路

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EP (1) EP0414029B1 (ja)
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