JPH07202591A - 基準電流源 - Google Patents
基準電流源Info
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- JPH07202591A JPH07202591A JP6296683A JP29668394A JPH07202591A JP H07202591 A JPH07202591 A JP H07202591A JP 6296683 A JP6296683 A JP 6296683A JP 29668394 A JP29668394 A JP 29668394A JP H07202591 A JPH07202591 A JP H07202591A
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- bipolar
- base
- collector
- emitter
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-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
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/30—Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
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- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バイポーラトランジスタの飽和電流の広がり
に感応するおそれの少ない基準電流源を提供する。 【構成】 バイポーラ第１トランジスタ２のベースがバ
イポーラ第２トランジスタ４のベースに結合されている
これら第１及び第２トランジスタと；第１トランジスタ
のエミッタと第２トランジスタのエミッタとの間に接続
された第１抵抗６と；第２トランジスタのエミッタと電
源端子10との間に接続された第２抵抗８と；第１及び第
２トランジスタのコレクタに結合された入力端12, 14
と、第１トランジスタのコレクタ電流と第２トランジス
タのコレクタ電流との差に応答して測定信号を生じる測
定出力端18とを有する測定手段16と；前記測定出力端18
に結合されたベース、第１及び第２トランジスタ２，４
のベースに結合されたエミッタ及び基準電流Ｉrfを生じ
るコレクタを有するバイポーラ第３トランジスタ28と；
第３トランジスタのベースに結合されたベース及びベー
スピンチ抵抗36を経て第３トランジスタのエミッタに接
続されたエミッタを有するバイポーラ第４トランジスタ
34とを具えた基準電流発生用基準電流源。
に感応するおそれの少ない基準電流源を提供する。 【構成】 バイポーラ第１トランジスタ２のベースがバ
イポーラ第２トランジスタ４のベースに結合されている
これら第１及び第２トランジスタと；第１トランジスタ
のエミッタと第２トランジスタのエミッタとの間に接続
された第１抵抗６と；第２トランジスタのエミッタと電
源端子10との間に接続された第２抵抗８と；第１及び第
２トランジスタのコレクタに結合された入力端12, 14
と、第１トランジスタのコレクタ電流と第２トランジス
タのコレクタ電流との差に応答して測定信号を生じる測
定出力端18とを有する測定手段16と；前記測定出力端18
に結合されたベース、第１及び第２トランジスタ２，４
のベースに結合されたエミッタ及び基準電流Ｉrfを生じ
るコレクタを有するバイポーラ第３トランジスタ28と；
第３トランジスタのベースに結合されたベース及びベー
スピンチ抵抗36を経て第３トランジスタのエミッタに接
続されたエミッタを有するバイポーラ第４トランジスタ
34とを具えた基準電流発生用基準電流源。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、それぞれベース、エミ
ッタ及びコレクタを有するバイポーラ第１トランジスタ
及びバイポーラ第２トランジスタであって、バイポーラ
第１トランジスタのベースがバイポーラ第２トランジス
タのベースに結合されているこれらバイポーラ第１及び
第２トランジスタと、バイポーラ第１トランジスタのエ
ミッタとバイポーラ第２トランジスタのエミッタとの間
に接続された第１抵抗と、電源端子と、バイポーラ第２
トランジスタのエミッタと前記電源端子との間に接続さ
れた第２抵抗と、バイポーラ第１トランジスタのコレク
タ及びバイポーラ第２トランジスタのコレクタに結合さ
れた入力端と、バイポーラ第１トランジスタのコレクタ
電流とバイポーラ第２トランジスタのコレクタ電流との
差に応答して測定信号を生じる測定出力端とを有する測
定手段と、前記測定出力端に結合されたベース、バイポ
ーラ第１及び第２トランジスタのベースに結合されたエ
ミッタ及び基準電流を生じるコレクタを有するバイポー
ラ第３トランジスタとを具える基準電流発生用基準電流
源に関するものである。
ッタ及びコレクタを有するバイポーラ第１トランジスタ
及びバイポーラ第２トランジスタであって、バイポーラ
第１トランジスタのベースがバイポーラ第２トランジス
タのベースに結合されているこれらバイポーラ第１及び
第２トランジスタと、バイポーラ第１トランジスタのエ
ミッタとバイポーラ第２トランジスタのエミッタとの間
に接続された第１抵抗と、電源端子と、バイポーラ第２
トランジスタのエミッタと前記電源端子との間に接続さ
れた第２抵抗と、バイポーラ第１トランジスタのコレク
タ及びバイポーラ第２トランジスタのコレクタに結合さ
れた入力端と、バイポーラ第１トランジスタのコレクタ
電流とバイポーラ第２トランジスタのコレクタ電流との
差に応答して測定信号を生じる測定出力端とを有する測
定手段と、前記測定出力端に結合されたベース、バイポ
ーラ第１及び第２トランジスタのベースに結合されたエ
ミッタ及び基準電流を生じるコレクタを有するバイポー
ラ第３トランジスタとを具える基準電流発生用基準電流
源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このような基準電流源は文献“ＩＥＥＥ
Journal of Solid State Circuits”，Vol.SC−９，N
o.６（１９７４年１２月号）の第３８８〜３９３頁の論
文“ASimple Three-Terminal IC Bandgap Refernce ”
（A.P.Brokaw氏著）、特にその第２及び３図に開示され
ており、既知である。この既知の基準電流源では、第１
及び第２トランジスタが互いに異なる電流密度で動作
し、この動作が測定手段により維持されている。第１ト
ランジスタのベース−エミッタ電圧と第２トランジスタ
のベース−エミッタ電圧との間の差は絶対温度に正比例
する電圧として第１抵抗の両端間に現れる。その結果、
第１及び第２トランジスタのコレクタ電流も絶対温度に
正比例する。これらコレクタ電流の合計が第２抵抗を流
れ、この第２抵抗の両端間に同じく絶対温度に正比例す
る電圧を発生させる。第２トランジスタのベースにおけ
る電圧は、負の温度係数を有する第２トランジスタのベ
ース−エミッタ電圧と、正の温度係数を有する第２抵抗
の両端間の電圧との和である。これにより、広い温度範
囲に亘って殆ど温度に依存しない値の、バンドギャップ
電圧と称する和電圧が得られる。
Journal of Solid State Circuits”，Vol.SC−９，N
o.６（１９７４年１２月号）の第３８８〜３９３頁の論
文“ASimple Three-Terminal IC Bandgap Refernce ”
（A.P.Brokaw氏著）、特にその第２及び３図に開示され
ており、既知である。この既知の基準電流源では、第１
及び第２トランジスタが互いに異なる電流密度で動作
し、この動作が測定手段により維持されている。第１ト
ランジスタのベース−エミッタ電圧と第２トランジスタ
のベース−エミッタ電圧との間の差は絶対温度に正比例
する電圧として第１抵抗の両端間に現れる。その結果、
第１及び第２トランジスタのコレクタ電流も絶対温度に
正比例する。これらコレクタ電流の合計が第２抵抗を流
れ、この第２抵抗の両端間に同じく絶対温度に正比例す
る電圧を発生させる。第２トランジスタのベースにおけ
る電圧は、負の温度係数を有する第２トランジスタのベ
ース−エミッタ電圧と、正の温度係数を有する第２抵抗
の両端間の電圧との和である。これにより、広い温度範
囲に亘って殆ど温度に依存しない値の、バンドギャップ
電圧と称する和電圧が得られる。
【０００３】第２トランジスタのベース−エミッタ電圧
は第２トランジスタの飽和電流が増大すると減少する。
この関係はバイポーラトランジスタのベース−エミッタ
電圧とコレクタ電流との間の周知の関係から得られる。
バイポーラトランジスタの飽和電流は広がりを受ける種
々の処理パラメータにより決定される。従って、発生さ
れるバンドギャップ電圧は特定の温度範囲に亘って所望
の温度依存性を有さず、更に、バンドギャップ電圧の公
称値、従ってこれから取出される基準電流の公称値は広
がりを呈する。
は第２トランジスタの飽和電流が増大すると減少する。
この関係はバイポーラトランジスタのベース−エミッタ
電圧とコレクタ電流との間の周知の関係から得られる。
バイポーラトランジスタの飽和電流は広がりを受ける種
々の処理パラメータにより決定される。従って、発生さ
れるバンドギャップ電圧は特定の温度範囲に亘って所望
の温度依存性を有さず、更に、バンドギャップ電圧の公
称値、従ってこれから取出される基準電流の公称値は広
がりを呈する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、使用
するバイポーラトランジスタの飽和電流の広がりに感応
するおそれの少ない基準電流源を提供せんとするにあ
る。
するバイポーラトランジスタの飽和電流の広がりに感応
するおそれの少ない基準電流源を提供せんとするにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、それぞれベー
ス、エミッタ及びコレクタを有するバイポーラ第１トラ
ンジスタ及びバイポーラ第２トランジスタであって、バ
イポーラ第１トランジスタのベースがバイポーラ第２ト
ランジスタのベースに結合されているこれらバイポーラ
第１及び第２トランジスタと、バイポーラ第１トランジ
スタのエミッタとバイポーラ第２トランジスタのエミッ
タとの間に接続された第１抵抗と、電源端子と、バイポ
ーラ第２トランジスタのエミッタと前記電源端子との間
に接続された第２抵抗と、バイポーラ第１トランジスタ
のコレクタ及びバイポーラ第２トランジスタのコレクタ
に結合された入力端と、バイポーラ第１トランジスタの
コレクタ電流とバイポーラ第２トランジスタのコレクタ
電流との差に応答して測定信号を生じる測定出力端とを
有する測定手段と、前記測定出力端に結合されたベー
ス、バイポーラ第１及び第２トランジスタのベースに結
合されたエミッタ及び基準電流を生じるコレクタを有す
るバイポーラ第３トランジスタとを具える基準電流発生
用基準電流源において、この基準電流源が更に、ベース
ピンチ抵抗と、バイポーラ第３トランジスタのベースに
結合されたベース及び前記ベースピンチ抵抗を経てバイ
ポーラ第３トランジスタのエミッタに接続されたエミッ
タを有するバイポーラ第４トランジスタとを具えたこと
を特徴とする。
ス、エミッタ及びコレクタを有するバイポーラ第１トラ
ンジスタ及びバイポーラ第２トランジスタであって、バ
イポーラ第１トランジスタのベースがバイポーラ第２ト
ランジスタのベースに結合されているこれらバイポーラ
第１及び第２トランジスタと、バイポーラ第１トランジ
スタのエミッタとバイポーラ第２トランジスタのエミッ
タとの間に接続された第１抵抗と、電源端子と、バイポ
ーラ第２トランジスタのエミッタと前記電源端子との間
に接続された第２抵抗と、バイポーラ第１トランジスタ
のコレクタ及びバイポーラ第２トランジスタのコレクタ
に結合された入力端と、バイポーラ第１トランジスタの
コレクタ電流とバイポーラ第２トランジスタのコレクタ
電流との差に応答して測定信号を生じる測定出力端とを
有する測定手段と、前記測定出力端に結合されたベー
ス、バイポーラ第１及び第２トランジスタのベースに結
合されたエミッタ及び基準電流を生じるコレクタを有す
るバイポーラ第３トランジスタとを具える基準電流発生
用基準電流源において、この基準電流源が更に、ベース
ピンチ抵抗と、バイポーラ第３トランジスタのベースに
結合されたベース及び前記ベースピンチ抵抗を経てバイ
ポーラ第３トランジスタのエミッタに接続されたエミッ
タを有するバイポーラ第４トランジスタとを具えたこと
を特徴とする。
【０００６】本発明では、飽和電流の広がりはベースピ
ンチ抵抗（ピンチベース抵抗とも称する）の値の広がり
と相関関係があり、このベースピンチ抵抗の値は飽和電
流に比例し、このベースピンチ抵抗は絶対温度に対し正
の依存性を有するという原理を用いた。従って、絶対温
度に比例する電源電圧の点に接続されたベースピンチ抵
抗を流れる電流は飽和電流が増大すると減少する。バイ
ポーラ第３トランジスタのベース−エミッタ電圧とバイ
ポーラ第４トランジスタのベース−エミッタ電圧との間
の差は所望の温度特性を有する電圧源を構成する為、飽
和電流が増大すると減少し飽和電流が減少すると増大す
る補正電流がベースピンチ抵抗を流れる。この補正電流
は第３トランジスタのコレクタに得られる基準電流を減
少させる。従って、基準電流は飽和電流の広がりに対し
補償される。ベースピンチ抵抗の温度依存性、従って補
正電流の温度依存性は完全には直線的でない。本発明に
よれば、この点を、第３トランジスタのエミッタを第３
抵抗を介して電源端子に結合し、この第３抵抗の少なく
とも一部分の値を温度依存性にすることにより補正しう
る。
ンチ抵抗（ピンチベース抵抗とも称する）の値の広がり
と相関関係があり、このベースピンチ抵抗の値は飽和電
流に比例し、このベースピンチ抵抗は絶対温度に対し正
の依存性を有するという原理を用いた。従って、絶対温
度に比例する電源電圧の点に接続されたベースピンチ抵
抗を流れる電流は飽和電流が増大すると減少する。バイ
ポーラ第３トランジスタのベース−エミッタ電圧とバイ
ポーラ第４トランジスタのベース−エミッタ電圧との間
の差は所望の温度特性を有する電圧源を構成する為、飽
和電流が増大すると減少し飽和電流が減少すると増大す
る補正電流がベースピンチ抵抗を流れる。この補正電流
は第３トランジスタのコレクタに得られる基準電流を減
少させる。従って、基準電流は飽和電流の広がりに対し
補償される。ベースピンチ抵抗の温度依存性、従って補
正電流の温度依存性は完全には直線的でない。本発明に
よれば、この点を、第３トランジスタのエミッタを第３
抵抗を介して電源端子に結合し、この第３抵抗の少なく
とも一部分の値を温度依存性にすることにより補正しう
る。
【０００７】以下図面につき説明するに、各図間で同様
な部分には同一符号を付した。図１は通常のバンドギャ
ップ基準電流源の回路を示す。この回路はバイポーラ第
１トランジスタ２とバイポーラ第２トランジスタ４とを
有し、これらトランジスタのエミッタ面積は互いに異な
るように選択されている。相対的なエミッタ面積を括弧
付数字で示してある。一例として、第１トランジスタ２
のエミッタ面積を第２トランジスタ４のエミッタ面積の
６倍に選択している。第１トランジスタ２のエミッタに
は第１抵抗６が直列に配置されている。第２トランジス
タ４のベース−エミッタ接合は第１トランジスタ２のベ
ース−エミッタ接合と第１抵抗６との直列回路に対し並
列に接続されている。この目的のために、第１トランジ
スタ２及び第２トランジスタ４のベースが相互接続さ
れ、第１抵抗６が第１トランジスタ２のエミッタと第２
トランジスタ４のエミッタとの間に介在されている。第
２トランジスタ４のエミッタは第２抵抗８を介して第１
電源端子１０にも接続され、この第１電源端子は信号ア
ースに接続されている。第１トランジスタ２のコレクタ
及び第２トランジスタ４のコレクタは測定手段１６の入
力端１２及び１４にそれぞれ接続されている。測定手段
１６は、第１トランジスタ２のコレクタ電流Ｉ c １と第
２トランジスタ４のコレクタ電流Ｉc ２との差の関数で
ある測定信号を生じる測定出力端１８を有している。こ
の例では測定手段１６は一例として、第１トランジスタ
２のコレクタに結合された入力分岐２２と、第２トラン
ジスタ４のコレクタ及び測定出力端１８に結合された出
力分岐２４とを有する１：１電流ミラー２０を具えてい
る。電流ミラー２０は更に適切な動作電圧を受けるため
に第２電源端子２６に接続されている。基準電流源のこ
の回路は更に、バイポーラ第３トランジスタ２８を有
し、そのベースは測定出力端１８に接続され、そのエミ
ッタは第１トランジスタ２及び第２トランジスタ４のベ
ースに結合され、そのコレクタは基準電流Ｉrfを生じる
出力端子３０に結合されている。第３トランジスタ２８
のエミッタは第３抵抗３２を経て第１電源端子１０に接
続されている。この回路及び後に説明する回路において
は、第１トランジスタ２及び第２トランジスタ４のベー
スを第３抵抗３２のタップに接続しても良いことに注意
すべきである。
な部分には同一符号を付した。図１は通常のバンドギャ
ップ基準電流源の回路を示す。この回路はバイポーラ第
１トランジスタ２とバイポーラ第２トランジスタ４とを
有し、これらトランジスタのエミッタ面積は互いに異な
るように選択されている。相対的なエミッタ面積を括弧
付数字で示してある。一例として、第１トランジスタ２
のエミッタ面積を第２トランジスタ４のエミッタ面積の
６倍に選択している。第１トランジスタ２のエミッタに
は第１抵抗６が直列に配置されている。第２トランジス
タ４のベース−エミッタ接合は第１トランジスタ２のベ
ース−エミッタ接合と第１抵抗６との直列回路に対し並
列に接続されている。この目的のために、第１トランジ
スタ２及び第２トランジスタ４のベースが相互接続さ
れ、第１抵抗６が第１トランジスタ２のエミッタと第２
トランジスタ４のエミッタとの間に介在されている。第
２トランジスタ４のエミッタは第２抵抗８を介して第１
電源端子１０にも接続され、この第１電源端子は信号ア
ースに接続されている。第１トランジスタ２のコレクタ
及び第２トランジスタ４のコレクタは測定手段１６の入
力端１２及び１４にそれぞれ接続されている。測定手段
１６は、第１トランジスタ２のコレクタ電流Ｉ c １と第
２トランジスタ４のコレクタ電流Ｉc ２との差の関数で
ある測定信号を生じる測定出力端１８を有している。こ
の例では測定手段１６は一例として、第１トランジスタ
２のコレクタに結合された入力分岐２２と、第２トラン
ジスタ４のコレクタ及び測定出力端１８に結合された出
力分岐２４とを有する１：１電流ミラー２０を具えてい
る。電流ミラー２０は更に適切な動作電圧を受けるため
に第２電源端子２６に接続されている。基準電流源のこ
の回路は更に、バイポーラ第３トランジスタ２８を有
し、そのベースは測定出力端１８に接続され、そのエミ
ッタは第１トランジスタ２及び第２トランジスタ４のベ
ースに結合され、そのコレクタは基準電流Ｉrfを生じる
出力端子３０に結合されている。第３トランジスタ２８
のエミッタは第３抵抗３２を経て第１電源端子１０に接
続されている。この回路及び後に説明する回路において
は、第１トランジスタ２及び第２トランジスタ４のベー
スを第３抵抗３２のタップに接続しても良いことに注意
すべきである。
【０００８】電流ミラー２０はコレクタ電流Ｉc １及び
Ｉc ２を互いに等しく保ち、第１トランジスタ２のエミ
ッタにおける電流密度Ｊ１を第２トランジスタ４のエミ
ッタにおける電流密度Ｊ２よりも小さくする。その結
果、第１トランジスタ２のベース・エミッタ電圧Ｖbe１
と第２トランジスタ４のベース・エミッタ電圧Ｖbe２と
の間の電圧差Ｖ１が次式（１）を満足する。
Ｉc ２を互いに等しく保ち、第１トランジスタ２のエミ
ッタにおける電流密度Ｊ１を第２トランジスタ４のエミ
ッタにおける電流密度Ｊ２よりも小さくする。その結
果、第１トランジスタ２のベース・エミッタ電圧Ｖbe１
と第２トランジスタ４のベース・エミッタ電圧Ｖbe２と
の間の電圧差Ｖ１が次式（１）を満足する。
【数１】 この式において、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、
ｑは電気素量、ＶT は熱ポテンシャルである。電圧差Ｖ
１は第１抵抗６の両端間に現れる。第１トランジスタ２
及び第２トランジスタ４のコレクタ電流は互いに等しい
為、第２抵抗８を流れる電流は第１抵抗６を流れる電流
の２倍となる。従って、第２抵抗８の両端間の電圧Ｖ２
は次式（２）となる。
ｑは電気素量、ＶT は熱ポテンシャルである。電圧差Ｖ
１は第１抵抗６の両端間に現れる。第１トランジスタ２
及び第２トランジスタ４のコレクタ電流は互いに等しい
為、第２抵抗８を流れる電流は第１抵抗６を流れる電流
の２倍となる。従って、第２抵抗８の両端間の電圧Ｖ２
は次式（２）となる。
【数２】 ここに、Ｒ１は第１抵抗６の抵抗値であり、Ｒ２は第２
抵抗８の抵抗値である。電圧Ｖ２は温度Ｔに比例して変
化し、第２トランジスタ４のベース・エミッタ電圧Ｖbe
２の負の温度係数を補償する。その結果、第２トランジ
スタ４のベースにおける和電圧Ｖg は広い温度範囲に亘
って殆ど温度に依存しなくなる。これにより出力端子３
０に熱的に安定な基準電流Ｉrfが得られ、この基準電流
の大きさは電圧Ｖg と第３抵抗３２の値Ｒ３とによって
決定される。ベース・エミッタ電圧Ｖbe２は第２トラン
ジスタ４の飽和電流Ｉs に依存し、次式（３）で表わす
ことができる。
抵抗８の抵抗値である。電圧Ｖ２は温度Ｔに比例して変
化し、第２トランジスタ４のベース・エミッタ電圧Ｖbe
２の負の温度係数を補償する。その結果、第２トランジ
スタ４のベースにおける和電圧Ｖg は広い温度範囲に亘
って殆ど温度に依存しなくなる。これにより出力端子３
０に熱的に安定な基準電流Ｉrfが得られ、この基準電流
の大きさは電圧Ｖg と第３抵抗３２の値Ｒ３とによって
決定される。ベース・エミッタ電圧Ｖbe２は第２トラン
ジスタ４の飽和電流Ｉs に依存し、次式（３）で表わす
ことができる。
【数３】 従って、第２トランジスタ４のベース・エミッタ電圧Ｖ
be２は飽和電流Ｉs に依存し、この飽和電流の値はトラ
ンジスタ製造処理のパラメータの広がりの結果として変
化する。その結果、電圧Ｖg 、従って基準電流Ｉrfは予
期した以外の公称値を呈するばかりではなく、他の温度
特性を呈する。これらの不所望な影響を減少させるため
に、トランジスタの飽和電流Ｉs の広がりが同じ処理で
製造したベースピンチ抵抗の値の広がりと相関関係にあ
る原理を用いる。ベースピンチ抵抗の値Ｒp は次式
（４）に応じて飽和電流Ｉs に比例するとともに絶対温
度Ｔに反比例する。
be２は飽和電流Ｉs に依存し、この飽和電流の値はトラ
ンジスタ製造処理のパラメータの広がりの結果として変
化する。その結果、電圧Ｖg 、従って基準電流Ｉrfは予
期した以外の公称値を呈するばかりではなく、他の温度
特性を呈する。これらの不所望な影響を減少させるため
に、トランジスタの飽和電流Ｉs の広がりが同じ処理で
製造したベースピンチ抵抗の値の広がりと相関関係にあ
る原理を用いる。ベースピンチ抵抗の値Ｒp は次式
（４）に応じて飽和電流Ｉs に比例するとともに絶対温
度Ｔに反比例する。
【数４】 ここに、Ｌe 及びＷe はエミッタの長さ及び幅であり、
Ｗb はベースの厚さであり、Ｔは絶対温度である。他の
記号は物理的な材料データを表わす。ベースピンチ抵抗
の値は飽和電流Ｉs に比例すること明らかである。前記
の式（３）は、飽和電流Ｉs が減少するとベース・エミ
ッタ電圧Ｖbe２が増大することを表わしている。従っ
て、飽和電流が減少すると、電圧Ｖg 、従って基準電流
Ｉrfも増大する。Ｉrfのこの増大は、飽和電流Ｉs が減
少すると増大する補正電流Ｉcrを第３抵抗３２内に注入
することにより補正しうる。この補正電流はベースピン
チ抵抗により供給し、このベースピンチ抵抗は絶対温度
に比例する電源電圧の点に接続する。この最後の工程は
ベースピンチ抵抗の抵抗値Ｒp への温度Ｔの影響を無く
すために必要なものである。
Ｗb はベースの厚さであり、Ｔは絶対温度である。他の
記号は物理的な材料データを表わす。ベースピンチ抵抗
の値は飽和電流Ｉs に比例すること明らかである。前記
の式（３）は、飽和電流Ｉs が減少するとベース・エミ
ッタ電圧Ｖbe２が増大することを表わしている。従っ
て、飽和電流が減少すると、電圧Ｖg 、従って基準電流
Ｉrfも増大する。Ｉrfのこの増大は、飽和電流Ｉs が減
少すると増大する補正電流Ｉcrを第３抵抗３２内に注入
することにより補正しうる。この補正電流はベースピン
チ抵抗により供給し、このベースピンチ抵抗は絶対温度
に比例する電源電圧の点に接続する。この最後の工程は
ベースピンチ抵抗の抵抗値Ｒp への温度Ｔの影響を無く
すために必要なものである。
【０００９】
【実施例】図２は、補正電流Ｉcrをいかに発生させるか
を示す。バイポーラ第４トランジスタ３４と、この第４
トランジスタのエミッタ及び第３トランジスタ２８のエ
ミッタ間に接続したベースピンチ抵抗３６とで図１に示
す回路を拡張した。第４トランジスタ３４のベースは第
３トランジスタ２８のベースに接続され、第４トランジ
スタ３４のコレクタは例えば第２電源端子２６からの適
切な電源電圧点に接続されている。第３トランジスタ２
８のベース・エミッタ電圧と第４トランジスタ３４のベ
ース・エミッタ電圧との間の差は所望の温度特性を有す
る電圧源を構成する為、飽和電流が増大すると減少し飽
和電流が減少すると増大する補正電流Ｉcrがベースピン
チ抵抗３６を経て流れる。この補正電流は第３トランジ
スタ２８のコレクタに得られる基準電流Ｉrfを減少させ
る。その理由は、第３トランジスタ２８のエミッタにお
ける電圧は固定である為である。このようにして、使用
するトランジスタの飽和電流Ｉs の広がりに対し基準電
流Ｉrfが補償される。
を示す。バイポーラ第４トランジスタ３４と、この第４
トランジスタのエミッタ及び第３トランジスタ２８のエ
ミッタ間に接続したベースピンチ抵抗３６とで図１に示
す回路を拡張した。第４トランジスタ３４のベースは第
３トランジスタ２８のベースに接続され、第４トランジ
スタ３４のコレクタは例えば第２電源端子２６からの適
切な電源電圧点に接続されている。第３トランジスタ２
８のベース・エミッタ電圧と第４トランジスタ３４のベ
ース・エミッタ電圧との間の差は所望の温度特性を有す
る電圧源を構成する為、飽和電流が増大すると減少し飽
和電流が減少すると増大する補正電流Ｉcrがベースピン
チ抵抗３６を経て流れる。この補正電流は第３トランジ
スタ２８のコレクタに得られる基準電流Ｉrfを減少させ
る。その理由は、第３トランジスタ２８のエミッタにお
ける電圧は固定である為である。このようにして、使用
するトランジスタの飽和電流Ｉs の広がりに対し基準電
流Ｉrfが補償される。
【００１０】ベースピンチ抵抗３６の値Ｒp の温度依存
性、従って補正電流Ｉc の温度依存性は完全には直線的
でない。所望に応じこれに対する補正を第３抵抗３２と
直列に温度依存抵抗３８を配置することにより達成する
ことができる。
性、従って補正電流Ｉc の温度依存性は完全には直線的
でない。所望に応じこれに対する補正を第３抵抗３２と
直列に温度依存抵抗３８を配置することにより達成する
ことができる。
【００１１】図３は本発明回路の他の実施例を示し、本
例の場合、測定手段１６が第１トランジスタ２のコレク
タリード中の第１コレクタ抵抗４０と、第２トランジス
タ４のコレクタリード中の第２コレクタ抵抗４２と、差
動増幅器４４とを有し、この差動増幅器の入力端は抵抗
４０及び４２に接続され、この差動増幅器の出力端は測
定出力端１８に接続されている。抵抗４０及び４２の抵
抗値は互いに等しくする為、この場合も第１トランジス
タ２及び第２トランジスタ４のコレクタ電流が互いに等
しくなる。
例の場合、測定手段１６が第１トランジスタ２のコレク
タリード中の第１コレクタ抵抗４０と、第２トランジス
タ４のコレクタリード中の第２コレクタ抵抗４２と、差
動増幅器４４とを有し、この差動増幅器の入力端は抵抗
４０及び４２に接続され、この差動増幅器の出力端は測
定出力端１８に接続されている。抵抗４０及び４２の抵
抗値は互いに等しくする為、この場合も第１トランジス
タ２及び第２トランジスタ４のコレクタ電流が互いに等
しくなる。
【００１２】図１に示すバンドギャップ基準電流源回路
の構成及び動作はＩＥＥＥ Journalof Solid State Cir
cuitsの前記の論文に明瞭に説明されている。バンドギ
ャップ基準電流源回路の一般的な原理やベースピンチ抵
抗の構成はハンドブックから既知である。バンドギャッ
プ原理に対しては、John Wiley & Sons 社発行のP.R.Gr
ay及びR.G.Meyer 氏著のハンドブック“Analysis and D
esign of Analog Integrated Circuits ”第２版第４章
補追Ａ４．３．２を参照しうる。又、ベースピンチ抵抗
に対しては、これと同じハンドブックの第２章第２．
５．１節を参照しうる。
の構成及び動作はＩＥＥＥ Journalof Solid State Cir
cuitsの前記の論文に明瞭に説明されている。バンドギ
ャップ基準電流源回路の一般的な原理やベースピンチ抵
抗の構成はハンドブックから既知である。バンドギャッ
プ原理に対しては、John Wiley & Sons 社発行のP.R.Gr
ay及びR.G.Meyer 氏著のハンドブック“Analysis and D
esign of Analog Integrated Circuits ”第２版第４章
補追Ａ４．３．２を参照しうる。又、ベースピンチ抵抗
に対しては、これと同じハンドブックの第２章第２．
５．１節を参照しうる。
【図１】従来のバンドギャップ基準電流源を示す回路図
である。
である。
【図２】本発明によるバンドギャップ基準電流源の第１
実施例を示す回路図である。
実施例を示す回路図である。
【図３】本発明によるバンドギャップ基準電流源の第２
実施例を示す回路図である。
実施例を示す回路図である。
２ 第１トランジスタ ４ 第２トランジスタ ６ 第１抵抗 ８ 第２抵抗 １０ 第１電源端子 １２，１４ 入力端 １６ 測定手段 １８ 測定出力端 ２０ １：１電流ミラー ２２ 入力分岐 ２４ 出力分岐 ２６ 第２電源端子 ２８ 第３トランジスタ ３０ 出力端子 ３２ 第３抵抗 ３４ 第４トランジスタ ３６ ベースピンチ抵抗 ３８ 温度依存抵抗 ４０ 第１コレクタ抵抗 ４２ 第２コレクタ抵抗 ４４ 差動増幅器
Claims (4)
- 【請求項１】 それぞれベース、エミッタ及びコレクタ
を有するバイポーラ第１トランジスタ（２）及びバイポ
ーラ第２トランジスタ（４）であって、バイポーラ第１
トランジスタ（２）のベースがバイポーラ第２トランジ
スタ（４）のベースに結合されているこれらバイポーラ
第１及び第２トランジスタと、 バイポーラ第１トランジスタ（２）のエミッタとバイポ
ーラ第２トランジスタ（４）のエミッタとの間に接続さ
れた第１抵抗（６）と、 電源端子（１０）と、 バイポーラ第２トランジスタ（４）のエミッタと前記電
源端子（１０）との間に接続された第２抵抗（８）と、 バイポーラ第１トランジスタ（２）のコレクタ及びバイ
ポーラ第２トランジスタ（４）のコレクタに結合された
入力端（１２，１４）と、バイポーラ第１トランジスタ
（２）のコレクタ電流とバイポーラ第２トランジスタ
（４）のコレクタ電流との差に応答して測定信号を生じ
る測定出力端（１８）とを有する測定手段（１６）と、 前記測定出力端（１８）に結合されたベース、バイポー
ラ第１及び第２トランジスタ（２，４）のベースに結合
されたエミッタ及び基準電流を生じるコレクタを有する
バイポーラ第３トランジスタ（２８）とを具える基準電
流発生用基準電流源において、 この基準電流源が更に、 ベースピンチ抵抗（３６）と、 バイポーラ第３トランジスタ（２８）のベースに結合さ
れたベース及び前記ベースピンチ抵抗（３６）を経てバ
イポーラ第３トランジスタ（２８）のエミッタに接続さ
れたエミッタを有するバイポーラ第４トランジスタ（３
４）とを具えたことを特徴とする基準電流源。 - 【請求項２】 請求項１に記載の基準電流源において、
バイポーラ第３トランジスタ（２８）のエミッタが第３
抵抗（３２）を経て前記電源端子（１０）に結合され、
この第３抵抗の少なくとも一部分（３８）が温度依存性
の値を有していることを特徴とする基準電流源。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の基準電流源にお
いて、前記測定手段（１６）が、バイポーラ第１トラン
ジスタ（２）のコレクタに結合された入力分岐（２２）
と、バイポーラ第２トランジスタ（４）のコレクタに且
つバイポーラ第３トランジスタ（２８）及びバイポーラ
第４トランジスタ（３４）に結合された出力分岐（２
４）とを有する電流ミラー（２０）を具えていることを
特徴とする基準電流源。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載の基準電流源にお
いて、前記測定手段（１６）が、前記測定出力端（１
８）に接続された出力端及びバイポーラ第１及び第２ト
ランジスタ（２，４）のコレクタに接続された入力端を
有する差動増幅器（４４）と、バイポーラ第１トランジ
スタ（２）のコレクタ及び他の電源端子（２６）間に接
続された第１コレクタ抵抗（４０）と、バイポーラ第２
トランジスタ（４）のコレクタ及び前記他の電源端子
（２６）間に接続された第２コレクタ抵抗（４２）とを
具えていることを特徴とする基準電流源。
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| BE9301335A BE1007853A3 (nl) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | Bandgapreferentiestroombron met compensatie voor spreiding in saturatiestroom van bipolaire transistors. |
| BE09301335 | 1993-12-03 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3487657B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE19624676C1 (de) * | 1996-06-20 | 1997-10-02 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzpotentials |
| FR2750515A1 (fr) * | 1996-06-26 | 1998-01-02 | Philips Electronics Nv | Generateur de tension de reference regulee en fonction de la temperature |
| US5798723A (en) * | 1996-07-19 | 1998-08-25 | National Semiconductor Corporation | Accurate and precise current matching for low voltage CMOS digital to analog converters |
| US6166586A (en) * | 1996-12-23 | 2000-12-26 | Motorola Inc. | Integrated circuit and method therefor |
| US5864230A (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-26 | Lsi Logic Corporation | Variation-compensated bias current generator |
| KR100272508B1 (ko) * | 1997-12-12 | 2000-11-15 | 김영환 | 내부전압(vdd) 발생회로 |
| DE19818464A1 (de) * | 1998-04-24 | 1999-10-28 | Siemens Ag | Referenzspannung-Erzeugungsschaltung |
| EP0981203B1 (fr) * | 1998-08-18 | 2004-01-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Source de courant contrôlée à commutation accélérée |
| US6087820A (en) * | 1999-03-09 | 2000-07-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Current source |
| US6172495B1 (en) * | 2000-02-03 | 2001-01-09 | Lsi Logic Corporation | Circuit and method for accurately mirroring currents in application specific integrated circuits |
| US6529066B1 (en) * | 2000-02-28 | 2003-03-04 | National Semiconductor Corporation | Low voltage band gap circuit and method |
| JP3519361B2 (ja) * | 2000-11-07 | 2004-04-12 | Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 | バンドギャップレファレンス回路 |
| DE60110758D1 (de) | 2001-06-01 | 2005-06-16 | Sgs Thomson Microelectronics | Stromquelle |
| DE102004033980A1 (de) * | 2004-07-14 | 2006-02-16 | Infineon Technologies Ag | Verfahren sowie Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Last mit einem elektrischen Strom |
| JP4822431B2 (ja) * | 2005-09-07 | 2011-11-24 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 基準電圧発生回路および半導体集積回路並びに半導体集積回路装置 |
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| KR100981732B1 (ko) * | 2008-09-01 | 2010-09-13 | 한국전자통신연구원 | 밴드갭 기준전압 발생기 |
| US9030186B2 (en) * | 2012-07-12 | 2015-05-12 | Freescale Semiconductor, Inc. | Bandgap reference circuit and regulator circuit with common amplifier |
| CN103760944B (zh) * | 2014-02-10 | 2016-04-06 | 绍兴光大芯业微电子有限公司 | 实现基极电流补偿的无运放内部电源结构 |
| CN106406412B (zh) * | 2016-11-23 | 2017-12-01 | 电子科技大学 | 一种高阶温度补偿的带隙基准电路 |
| CN110262606A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-20 | 芯创智（北京）微电子有限公司 | 带隙基准电压源电路 |
| US11735902B2 (en) | 2020-03-24 | 2023-08-22 | Analog Devices International Unlimited Company | Bipolar junction transistor heater circuit |
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|---|---|---|---|---|
| USRE30586E (en) * | 1979-02-02 | 1981-04-21 | Analog Devices, Incorporated | Solid-state regulated voltage supply |
| US4339707A (en) * | 1980-12-24 | 1982-07-13 | Honeywell Inc. | Band gap voltage regulator |
| US4380728A (en) * | 1981-05-19 | 1983-04-19 | General Motors Corporation | Circuit for generating a temperature stabilized output signal |
| JPS60229125A (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-14 | Toshiba Corp | 電圧出力回路 |
| US4808908A (en) * | 1988-02-16 | 1989-02-28 | Analog Devices, Inc. | Curvature correction of bipolar bandgap references |
| US5029295A (en) * | 1990-07-02 | 1991-07-02 | Motorola, Inc. | Bandgap voltage reference using a power supply independent current source |
-
1993
- 1993-12-03 BE BE9301335A patent/BE1007853A3/nl not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-11-28 EP EP94203440A patent/EP0656575B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-28 DE DE69411516T patent/DE69411516T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-30 JP JP29668394A patent/JP3487657B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-02 US US08/349,112 patent/US5581174A/en not_active Expired - Lifetime
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| DE69411516D1 (de) | 1998-08-13 |
| JP3487657B2 (ja) | 2004-01-19 |
| US5581174A (en) | 1996-12-03 |
| EP0656575B1 (en) | 1998-07-08 |
| EP0656575A1 (en) | 1995-06-07 |
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