JP2809927B2 - 定電流源回路 - Google Patents
定電流源回路Info
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Description
用される定電流源回路に関し、特にその温度補償の改善
を図ったものに関するものである。
路図である。図において、1は基準電圧V1 を発生する
基準電圧源、2はこの基準電圧源1の基準電圧V1 がそ
の非反転入力に印加される演算増幅器、3はこの演算増
幅器2の出力がベースに印加され、エミッタが演算増幅
器2の反転入力に接続されたNPN型のトランジスタ、
4はトランジスタ3のエミッタとグランド間に接続され
た抵抗である。
とトランジスタ3によって負帰還回路が構成されてお
り、抵抗4には基準電圧源1と同等の電圧が印加されて
いる。基準電圧源1の電圧をV1 、抵抗4の抵抗値をR
1 とすれば、抵抗4に流れる電流は、I1 =V1 /R1
となる。トランジスタ3の電流増幅率が充分高ければ、
コレクタよりほぼI1 と同等の電流を吸い込むことがで
きる。すなわち、V1 が一定、R1 が一定であればトラ
ンジスタ3のコレクタより、一定電流が得られるので、
この回路を定電流源回路として用いることができる。
以上のように構成されていたため、抵抗に温度特性があ
ると、定電流出力も温度特性を持ってしまうため、温度
特性のない抵抗を使用する必要があった。しかしなが
ら、特に定電流源回路をIC化する場合、IC内部の抵
抗(拡散抵抗、ポリシリコン抵抗等)は、温度特性が大
きいことが通常であり、この従来回路の構成で温度特性
のない定電流源を実現するのは困難であった。
C外部の抵抗として温度補償を行なうことが考えられる
が、それには、ICに余分な端子が必要となり、また外
付け抵抗であるため、IC内部の抵抗との相対比がとれ
ない等の欠点があった。
ためになされたもので、温度特性の補償された定電流源
回路を、IC化に最適な形で提供せんとするものであ
る。
回路は、抵抗の温度特性を補償するために、基準電圧源
に温度補償特性を持たせることによって、定電流源を実
現したものであり、この基準電圧源の温度補償特性はダ
イオードもしくはダイオード接続されたトランジスタの
順方向電圧温度特性を用いて実現したものである。
とにより、温度特性の大きいIC内部の抵抗を用いて
も、基準電圧源によって温度補償されるため、温度特性
のない外部抵抗等を用いる必要がなく、温度特性を持た
ない定電流源回路が実現できる。
する。図1は本発明の一実施例による定電流源回路を示
すものであり、図において、図11と同一符号は同一の
ものを示す。10は本実施例における基準電圧源であ
り、相互に直列接続された、電流源I2 ,ダイオードD
1 ,電圧源V1 から構成されている。
I2 ,ダイオードD1 ,電圧源V1から構成され、抵抗
4の温度特性を補償すべくダイオードD1 により温度補
償特性が付与されている点を除けば、従来例と同様の構
成を持つ。
1 =V2 /R1 で、これは従来例と同様である。ここで
V2 は、基準電圧源10の基準電圧である。
ダイオードD1 の順方向電圧VF の温度係数をαとす
る。また抵抗4の温度係数をρとすると、電流I1 は、
がって、
きる。
例を用いて説明する。室温(25°C)にて抵抗4の値
をR1 =10kΩ,ダイオードD1 の順方向電圧をVF
=0.7V,電圧源V1 の電圧をV1 =0.3Vとする
と、定電流出力をI1 =100μAと設定できる。
m/°Cとする。ダイオードD1 はシリコンであれば、
順方向電圧VF の温度特性は絶対値で−2mV/°Cで
あることが理論上知られているため、この温度特性を温
度係数に換算すると、順方向電圧VF の温度係数αはα
=−2860ppm/°Cとなる。
ると、抵抗4の値R1 は、R1 =10kΩ・(1+ρ×
100°C)=8kΩとなる。また基準電圧V2 は、V
2 =V1 +VF ・(1+α×100°C)=0.3V+
0.7V・(1−0.286)=0.8Vとなる。この
時の電流I1 を求めると、I1 =V2 /R1 =0.8V
/8kΩ=100μAとなり、室温と比べ変化せず、温
度補償されていることがわかる。
施例は、図1の基準電圧源10に抵抗R2 ,R3 が追加
されている。これは、ダイオードの順方向電圧の温度係
数を抵抗比に応じて任意の温度係数とするためである。
用いて説明する。抵抗の温度係数ρがρ=−1000p
pm/°Cと、図1の実施例の1/2になった場合を考
える。この場合、補償する基準電圧源1の温度係数も1
/2とすれば良い。このため抵抗R2 =R3 =10kΩ
とする。
抵抗値をR1 =10kΩ,ダイオードの順方向電圧をV
F =0.7Vとし、定電流値I1 がI1 =100μAと
なるように基準電圧源10の電圧値をV2 =1Vとす
る。このとき、基準電圧源1の電圧値V2 は、
1 =0.65Vとなる。
を考えると、抵抗4の抵抗値R1 はR1 =10kΩ・
(1+ρ×100°C)=9kΩとなる。この時、基準
電圧源10の電圧値V2 は、
+α×100°C))/(10kΩ+10kΩ)〕+
0.65V=〔0.7V・(1−0.286)/2〕+
0.65V=0.9Vとなる。
/9kΩ=100μAとなり、定電流値は室温と比べ変
化せず、温度補償されたことがわかる。
度係数に応じて抵抗R2 とR3 の分圧比を変えてやれば
任意の温度係数について補償可能である。
述べたが、図1,図2の接続を、図3,図4のごとく変
えてやれば、抵抗の温度係数が正の場合にも同様に実現
できる。
は、図5のごとくダイオードを接続し、補償温度係数も
大きくする様に改良してやれば良い。
値I1 の設定を容易に決定するため、電圧源V1 を用い
たが、特定の条件(定電流値)では、図6のごとく電圧
源V1 を用いず接地としてもよく、上記実施例と同様の
効果が得られる。
電流源I2 を使用したが、条件によっては抵抗に置き換
えてもよく、同様に実現できる。この実施例を図7に示
す。
ンジスタ3を、トランジスタQ1 と抵抗R4 からなる簡
易なボルテージフォロワ5に置きかえてやれば、少ない
構成素子で同様に実現できる。
ダイオード接続されたトランジスタに置き換えてもよ
く、同様に実現できる。
VBEの温度係数を、基準電圧源10に追加した抵抗
R2 ,R3 を用いてその抵抗比と同数倍した温度変化を
作り出すことにより、抵抗R1 の温度特性を任意に補償
できる。
用いて説明する。室温(25°C)にてR1 =10k
Ω,I1 =100μAに設定すると、V2 =1Vであ
る。R1の温度係数ρをρ=−3000ppm/°Cと
すると、トランジスタQ2 (VBE)の温度係数は−2m
V/°Cであることが理論上解っているため、トランジ
スタQ2 (VBE)の温度係数−2mV/°Cが抵抗R1
の温度係数−3000ppm/°Cに等しくなるように
その値を拡大するためには、抵抗比(R2 +R3 )/R
3 を(R2 +R3 )/R3 =(−3000ppm/°
C)/(−2mV/°C)=1.5に選べば良いから、
R2 =5kΩ,R3 =10kΩとする。したがってV1
=−0.05Vとしてやれば、V2 =1Vとなり、I1
=100μAとなる(但し、VBE=0.7Vとする)。
室温から100°C温度上昇し、125°Cとなった場
合を考えて見ると、R1 =7kΩとなる。このときV2
=1.5VBE−0.05=0.7Vとなり、I1 =10
0μAと変化しないことが解る。なお、VBEは−2mV
/°Cの温度特性を持つため、125°CではVBE=
0.5Vとなる。
pm/°Cである場合を考える。この場合は、(R2 +
R3 )/R3 =(−4500ppm/°C)/(−2m
V/°C)=2.25とすれば良く、これはR2 =1
2.5KΩ,R3 =10KΩとすることにより実現でき
る。また電圧源V1 の電圧をV1 =−0.575Vとす
る。室温(25°c)では同様にR1 =10kΩ,VBE
=0.7Vであるから、V2 =1Vとなり、I1 =10
0μAと設定できる。
ると、R1 =5.5KΩ,V2 =2.25VBE(0.5
V)+V1 (−0.575V)=0.55Vとなり、I
1 =100μAとなり、やはり変化しない。
て、トランジスタのVBEの温度係数を抵抗比と同数倍し
てやることによっても、抵抗の温度特性を任意に補償で
き、IC化に最適な温度補償された定電流源を得ること
ができる。
に設定するためのものであるが、特定の条件(定電流
値)ではV1 を用いず接地しても同様の効果が得られ
る。
ついて述べたが、図10の様に抵抗の温度係数が正の場
合も同様に実現できる。
たが、PNPトランジスタにても同様に実現可能であ
る。
流源回路によれば、ダイオードもしくはダイオード接続
されたトランジスタの順方向電圧温度特性を用いて抵抗
の温度特性を補償するような温度補償特性を持たせるよ
うにしたので、抵抗の温度特性の影響を受けず、温度変
化のない定電流源回路が得られ、IC化が容易になるも
のが得られる効果がある。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 基準電圧源の電圧を抵抗により変換して
定電流を得る定電流源回路において、 上記基準電圧源内に、その順方向電圧温度変化により上
記抵抗の温度変化を補償する、ダイオードもしくはダイ
オード接続されたトランジスタと、該ダイオードもしく
はダイオード接続されたトランジスタと直列接続され
た,任意の上記定電流値を得るための電圧源とを設けて
なることを特徴とする定電流源回路。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH05235661A JPH05235661A (ja) | 1993-09-10 |
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Family
ID=13572528
Family Applications (1)
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JP4075309A Expired - Fee Related JP2809927B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 定電流源回路 |
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JP5860644B2 (ja) * | 2011-09-15 | 2016-02-16 | セイコーNpc株式会社 | Lvds出力回路 |
JP2014099926A (ja) * | 2014-02-20 | 2014-05-29 | Seiko Epson Corp | 定電流生成回路、抵抗回路、集積回路装置及び電子機器 |
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-
1992
- 1992-02-24 JP JP4075309A patent/JP2809927B2/ja not_active Expired - Fee Related
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