JPS63100520A - 定電流源回路 - Google Patents

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〕 本発明は、ＭＯ８ＩＣ化に好適な定電流源回路に関する
。

〔従来の技術〕

従来、ＭＯ８ＩＣプロセスはディジタルＩＣ専用のもめ
であったが、回路技術の進歩とともＫ、アナログの分野
にも使用されつつある。定電流源回路においても、Ｍ：
）ＳＩＣプロセスが用いられるようになってきているが
、その−例を第３図に示す。なお同図は、従来から周知
の固定バイス法による定電流源回路を示すものであって
、ＭｌはＰチャネルＭＯ８ＦＥＴ　（以下、単にトラン
ジスタという）、Ｒ１゜Ｒ，、Ｒ，は抵抗、■、は電圧
源、ＩｉまトランジスタＭ、のドレイン電流、ＶＧ、は
トランジスタＭ１のゲート・ソース間電圧である。また
、第４図は第３図に示ストランジスタＭ、のゲート・ソ
ース間電圧ＶＧ８対ドレイン電流ＩＤの静特性を示す。

第４図から明らかなように、トランジスタＭ１のゲート
・ソース間電圧ｖＧａが一定であれば、負荷抵抗島の抵
抗値には関係なく、ドレイン電流ＩＤも−７”ｉとなる
。ここで、トランジスタＭ１のゲート電圧は抵抗Ｒ，、
Ｒ，の抵抗比と電源ｖ１の電圧で決定される。したがっ
て、電源ｖ１の電圧が一定であれば、トランジスタＭ、
のゲート・ソース間電圧Ｖｏ８は一定に保たれ、トラン
ジスタＭ１は定電流源として動作する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このようなアナログ回路をＡｌ０８ＩＣ化す
る場合、コスト低減をはかるために、ディジタルＩＣ化
と同じプロセスを用いて、製造するのが一般的である。

しかし、このような半導体製造工程では、トランジスタ
のゲート・ソース間電圧対ドレイン電流特性に大きなば
らつきが生じ、また、トランジスタは抵抗やコンデンサ
などに比べて温度依存性が大きくｍ度特性が悪い。上記
従来技術においては、トランジスタの特性ばらつきや＠
度変動に対する配慮されておらず、定電流源の電流値が
大きく変動する（通常、Ｍ：）Ｓ　ＩＣプロセスでは倍
半分）という問題があった。

本発明の目的は、トランジスタの特性ばらつきや温度依
存性による影響を抑圧することができるようにした定電
流源回路を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明は、負荷に電流を供
給する第１のトランジスタとカレントミラーを形成する
ように第２のトランジスタを設け、該第２のトランジス
タの出力電流を電圧変換し、該電圧と基準電圧との比較
結果にもとづいて該第１のトランジスタの該負荷への出
力ｔｌＬ流を制御する。

〔作用〕

前記第２のトランジスタの出力電流は前記第１の出力電
流九等しい。前記第２のトランジスタの出力電流による
電圧が前記基準電圧に等しくなるように１前記第２のト
ランジスタの出力電流は制御されるが、このことＫより
、前記第２のトランジスタの出力電流、したがって、前
記第１のトランジスタの出力′ｇＬ流が、前記基準電圧
によって決まる一定の電流値に保持されることになる。

前記基準電圧は一定であり、したがって、前記第１゜第
２のトランジスタに大きな特性のバラツキや温度依存性
があっても、これらの出力電流は前記基準電圧忙よって
決まり、特性のバラツキや温度依存性に影響されること
はない。

−〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面忙よって説明する。

第１図は本発明による定電流源回路の一実施例を示す回
路図であって、１は電流検出回路、２は基準電圧発生回
路、３は比較回路、Ｍ＋９ＭｚはＰチャンネルＭＯ８Ｆ
ＥＴ（以下、単にトランジスタというｙ。

Ｖ、　、　Ｖ、は電圧源、現、也は抵抗、ＣＩはコンデ
ンサ；Ａ１は比較器である。

同図において、トランジスタＭ１は、抵抗Ｒ，を負荷と
する定電流源用トランジスタとして動作する♂電流検出
回路１はトランジスタＮ１！、抵抗＆からなり、トラン
ジスタＭ、は、トランジスタＭ、と同極性のもので、こ
のトランジスタＭ、とカレントミラーな構成する。した
がって、トランジスタＭ１のドレイン電流ＩＤは、トラ
ンジスタ八４のドレイン電流ＩＩＤに等しい。トランジ
スタ鴎のドレイン電流ｒＤは抵抗層に供給される。ここ
で、トランジスタ鴎のドレイン電流ｆｏ１ｋＩＤ、　、
抵抗層、の抵抗値をｒ、とすれば、抵抗への両端の電圧
ＶＲＩは、 ＶＲＩ　＝ＩＤ１　・ｒｌ　　・＋　＋＋　（１１とな
り、トランジスタＭ、のドレイン電流Ｉ隻家、抵抗層の
両端の電圧ＶＲ１として検出できる。

基準電圧発生回路２は電圧源Ｖ！からなり、抵抗への抵
抗値ｒ１とトランジスタＭ、に流そうとする電流の積で
表わされる一定値の電圧（以下、基準電圧という）を発
生する。

比較回路３は比較器Ａ１からなり、基準電圧発生回路２
より発生させられた基準電圧と、電流検出回路１の抵抗
層の両端電圧■ＲＩとを比較し、その差電圧として出力
する。ここで、比較器Ａ、は、２つの入力電圧レベルが
等しいとき、出力インピーダンスはハイインピーダンス
状態となる。

コンデンサＣ１は比較回路３より出力された差電圧を蓄
積する。

次に、この実施例について説明する。

ｔｆｉ検出回路１において、トランジスタ鴎のトレイン
電流Ｉ′Ｄ　は抵抗層によって電圧Ｋｆ換され、比較器
Ａ１でこの抵抗層の両端電圧と基準電圧発生回路２から
の基準電圧とが比較される。ここで、基準電圧よりも抵
抗層の両端電圧が小さい場合には、比較器Ａ１の出力は
接地電圧に近い電圧になる。

比較器Ａ１の出力電圧はコンデンサＣ１に蓄積された電
荷を放電させる。これにより、コンデンサＣ１の両端の
電圧は低くなり、トランジスタＭ、、Ｍ、のゲート・ソ
ース間電圧を大きくする方向に作用し、トランジスタＭ
ｌ　＊　Ｍ＠のそれぞれのドレイン電流を坩加させる。

以上の動作は、抵抗鳥の両端電圧と基準電圧とが等しく
なるまで続く。

次に、抵抗民の両端電圧と基準電圧とが等しい場合には
、比較器Ａ、の出力はノ・イインピーダンス状態となり
、コンデンサＣ１の両端電圧はホールドされた状態にな
る。これにより、トランジスタＭＩ。

Ｍ、のゲート・ソース間電圧は一定に保たれ、トランジ
スタＭ、　、　Ｍｌそれぞれのドレイン電流は一定値と
なる。すなわち、トランジスタＭ１は定電流源として動
作する。

一方、基準電圧より抵抗鳥の両端電圧が大きい場合には
、比較器Ａ１は電源電圧に近い電圧を出力する。これＫ
より、コンデンサＣＩの両端電圧ｔＪ”−高くなり、ト
ランジスタ縞、縞のゲート・ソース間電圧を小さくする
方向に作用し、トランジスタＭｌ　＋Ｍ、のそれぞれの
ドレイン電流を減少させる。以上の動作は、抵抗＆の両
端電圧と基進電王とが等しくなるまで続く。

以上のように、この実施例は、トランジスタの特性バラ
ツキおよび温度変動に影響されない定電流源回路を構成
している。

冑、抵抗ＲＬは、電流源用トランジスタＭ１の負荷とし
て用いているので、抵抗ＲＬの代わりにトランジスタ等
のアクティブ素子を用いても良いことは明らかである。

第２図は本発明による定電流回路の他の実施例を示す回
路図であって、ＡＩ、、Ｍ、はＮチャンネル間Ｏ８ＦＥ
Ｔ　、　Ｖ、は電圧源、ｖ４は基準電圧源であり、第１
図と同一機能を有するものは同一符号を付している。

この実施例の動作は第１図に示した実施例の動作説明よ
り容易に理解できるのでその説明を省略する。この実施
例も、ＭＯ８Ｆ’ＥＴの特性バラツキおよび温度変動に
影響されない定電流源回路を構成している。

尚、抵抗丸は電流源用ＭＯ８ＦＢＴＭ、の負荷として用
いるので、抵抗ＲＬの代わりＫ　ＭＯＳＦＥＴ等のアク
ティブ素子を用いても良いことは明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ＩＣの製造にと
もな５　ＭＯＳＦＥＴの特性バラツキおよび温度変動に
対する特性変化に対して電流源のｔ流バラツキや変動が
ない定電流源回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による定電流源回路の一実施例を示す回
路図、第２図は本発明忙よる定電流源回路の他の実施例
を示す回路図、第３図は定電流源回路の一従来例を示す
回路図、第４図はＭＯＳＦＥＴの特性例を示す図である
。 Ｍｌ、鴎０１．ＰチャンネルＭＯ８Ｆ　ＥＴ　、　Ｍｓ
　０Ｍ４・・・Ｎチャンネル間Ｏ８ＦＥＴ　、　Ｒ，、
Ｒ１・・・抵抗、Ｃ１・・・コンテ代理人弁理士　小　
川　勝　男゛ 第　１　図 第　２７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、負荷に電流を供給する定電流用の第１のトランジス
   タと、該第１のトランジスタとカレントミラーを形成す
   る第２のトランジスタと、該第２のトランジスタの出力
   電流が供給される抵抗と、該抵抗の両端電圧と基準電圧
   とを比較する比較回路とからなり、該比較回路の出力電
   圧で該第１、第２のトランジスタの出力電流を制御し、
   該第１のトランジスタの出力電流を一定に保持すること
   ができるように構成したことを特徴とする定電流源回路
   。