JP2648086B2 - Reference current generation circuit - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マッチした電流涌出及
び電流吸込基準電流を与えることの可能な基準電流発生
回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference current generating circuit capable of providing a matched current source and current sink reference current.
【0002】[0002]
【従来の技術】電流発生回路は当該技術分野において公
知であり、且つ、最も簡単な形態においては、一対のマ
ッチしたカレントミラートランジスタから構成されてお
り、各カレントミラートランジスタは制御可能な経路を
具備すると共に該制御可能な経路の導通度を制御するた
めの制御ノードを有している。バイポーラ技術において
は、該制御ノードはベースであり、且つ該制御可能な経
路はコレクタからエミッタへの経路である。一方、MO
S技術においては、該制御ノードはゲートであり且つ該
制御可能な経路はソース/ドレイン間のチャンネルであ
る。2. Description of the Related Art Current generating circuits are known in the art and, in the simplest form, consist of a pair of matched current mirror transistors, each current mirror transistor having a controllable path. And a control node for controlling the degree of conduction of the controllable path. In bipolar technology, the control node is the base and the controllable path is the path from the collector to the emitter. On the other hand, MO
In S technology, the control node is the gate and the controllable path is the source / drain channel.
【0003】本発明は、もっぱらというわけではない
が、特に、バイポーラ技術に関するものである。これら
のトランジスタのうちの1つはその制御可能な経路内に
接続した電流設定用抵抗を有しており、且つその制御ノ
ードは1つのトランジスタの制御ノードへ接続すると共
にそれ自身の制御可能な経路へ接続している。電流が電
流設定用抵抗を介して流れると、同一の電流が他方のト
ランジスタの制御可能な経路内にも流され且つ出力トラ
ンジスタとカレントミラートランジスタとの面積比を介
して該電流に関係した涌出基準電流を発生するために適
宜の出力トランジスタを駆動するために使用することが
可能である。電源電圧と接地との間に別の対のマッチし
たカレントミラートランジスタが第一対と直列に接続さ
れており、且つ出力トランジスタを駆動して吸込基準電
流を発生する。実際的には、基本的なカレントミラー回
路は多くの制限を有している。それらの制限のうちの1
つは、他の回路に接続された場合に、それが完全なる電
流涌出又は電流吸込として作用するにはそのインピーダ
ンスが低過ぎるというものである。インピーダンスを増
加させるために、涌出及び吸込電流発生部分の各々に対
し各カレントミラートランジスタへ夫々接続された一対
のマッチしたカスコードトランジスタを設けることが一
般的である。[0003] The present invention particularly, but not exclusively, relates to bipolar technology. One of these transistors has a current setting resistor connected in its controllable path, and its control node connects to the control node of one of the transistors and has its own controllable path. Connected to When a current flows through the current setting resistor, the same current also flows in the controllable path of the other transistor and is related to the current via the area ratio between the output transistor and the current mirror transistor. It can be used to drive an appropriate output transistor to generate a reference current. Another pair of matched current mirror transistors is connected in series with the first pair between the power supply voltage and ground, and drives the output transistor to generate a sink reference current. In practice, a basic current mirror circuit has many limitations. One of those restrictions
First, when connected to another circuit, its impedance is too low for it to act as a complete current sink or sink. In order to increase the impedance, it is common to provide a pair of matched cascode transistors connected to each current mirror transistor for each of the source and sink current generating portions.
【0004】図1はこのタイプの涌出/吸込電流発生回
路を示している。この回路は、涌出電流を発生するため
の第一カレントミラー回路と、吸込電流を発生するため
の第二カレントミラー回路とを有している。第一カレン
トミラー回路は、第一組のマッチしたPNPバイポーラ
トランジスタQ1,Q2を有している。これらのトラン
ジスタは、それらのエミッタを電源電圧Vddへ接続し
ており且つそれらのベースを互いに共通接続している。
従来のカレントミラー態様において、第二トランジスタ
Q2のベースがそのコレクタへ接続している。同様に接
続された第二組のトランジスタQ3,Q4が第一組に対
してカスコード接続されている。FIG. 1 shows a source / sink current generating circuit of this type. This circuit has a first current mirror circuit for generating a source current and a second current mirror circuit for generating a sink current. The first current mirror circuit has a first set of matched PNP bipolar transistors Q1, Q2. These transistors have their emitters connected to the power supply voltage Vdd and their bases connected together.
In a conventional current mirror configuration, the base of the second transistor Q2 is connected to its collector. Similarly, a second set of transistors Q3 and Q4 connected in cascode to the first set.
【0005】第二カレントミラー回路は、カレントミラ
ーの形態で接続された第三組のマッチしたNPNトラン
ジスタQ5,Q6を有している。これらのトランジスタ
Q5,Q6のコレクタは、夫々、トランジスタQ3,Q
4のエミッタへ接続している。第二カレントミラー回路
も、第三組のトランジスタQ5,Q6とカスコード接続
された第四組のトランジスタQ7,Q8を有している。[0005] The second current mirror circuit has a third set of matched NPN transistors Q5, Q6 connected in the form of a current mirror. The collectors of these transistors Q5 and Q6 are respectively connected to transistors Q3 and Q6.
4 connected to the emitter. The second current mirror circuit also has a fourth set of transistors Q7 and Q8 cascode-connected to the third set of transistors Q5 and Q6.
【0006】第一カレントミラー回路に接続されている
1組の出力トランジスタQ9,Q10と、第二カレント
ミラー回路に接続されている1組の出力トランジスタQ
11,Q12が設けられている。公知の如く、出力トラ
ンジスタQ9,Q10を介して流れるコレクタ電流I
sourceは、トランジスタQ2及びQ4を介して流れるコ
レクタ電流と関係している。同様に、出力トランジスタ
Q11,Q12を介して流れる電流Isinkはトランジス
タQ6,Q8を介して流れるコレクタ電流と関係してい
る。このコレクタ電流は、トランジスタQ8のエミッタ
へ接続されている電流設定用抵抗Rによって設定され
る。従って、吸込電流Isink及び涌出電流Isourceは、
両方とも、抵抗Rによって設定されるコレクタ電流に関
係している。従って、第一及び第二カレントミラー回路
内のカレントミラートラジスタの寸法が実質的に同一な
ものである限り、これらの吸込電流及び涌出電流は実質
的にマッチしている。A set of output transistors Q9 and Q10 connected to the first current mirror circuit and a set of output transistors Q connected to the second current mirror circuit
11, Q12 are provided. As is known, the collector current I flowing through the output transistors Q9 and Q10 is
source is related to the collector current flowing through transistors Q2 and Q4. Similarly, the current I sink flowing through output transistors Q11 and Q12 is related to the collector current flowing through transistors Q6 and Q8. This collector current is set by a current setting resistor R connected to the emitter of the transistor Q8. Therefore, the sink current I sink and the source current I source are
Both are related to the collector current set by the resistor R. Thus, as long as the dimensions of the current mirror transistors in the first and second current mirror circuits are substantially the same, their sink current and source current are substantially matched.
【0007】然しながら、図1の回路はある状況下にお
いては満足のいくものではない。特に、特定の製造プロ
セスがトランジスタに影響を与える著しい処理変動を有
するものである場合には、電流Isink及びIsourceは最
早適切にマッチされているものではない。このことは、
部分的には、処理変動はNPNトランジスタに対するも
のと異なった態様でPNPトランジスタに影響を与え、
従って回路の電流吸込発生部分は回路の電流涌出発生部
分とは異なった態様で影響を受ける。However, the circuit of FIG. 1 is not satisfactory under certain circumstances. In particular, if a particular manufacturing process has significant processing variations affecting the transistor, the currents I sink and I source are no longer properly matched. This means
In part, process variations affect PNP transistors differently than for NPN transistors,
Therefore, the current sinking portion of the circuit is affected differently than the current draining portion of the circuit.
【0008】図1に示したタイプの電流発生回路の一般
的な使用態様は、複数個の電流吸込及び/又は電流涌出
を与えるためのものである。それを行なうために、別個
の電流発生構成を与えるために、電流涌出に対するトラ
ンジスタQ9,Q10及び電流吸込に対するトランジス
タQ11,Q12に対応する別々の組のトランジスタが
並列に接続される。この回路の電流吸込発生部分を例と
して取上げ、トランジスタQ11,Q12と並列にn組
のトランジスタが接続されており、その各々がトランジ
スタQ11,Q12と同一の寸法を有している場合を考
える。出力トランジスタを駆動するために必要なベース
電流はnIbであり、尚IbはトランジスタQ11,Q
12の各々のベースへ供給されるベース電流である。こ
のベース電流はトランジスタQ5及びQ8のコレクタ電
流から夫々派生される。A typical use of a current generating circuit of the type shown in FIG. 1 is for providing a plurality of current sinks and / or current sinks. To do so, separate sets of transistors corresponding to transistors Q9, Q10 for current sinking and transistors Q11, Q12 for current sinking are connected in parallel to provide a separate current generating configuration. The current sinking portion of this circuit is taken as an example, and a case is considered in which n sets of transistors are connected in parallel with transistors Q11 and Q12, each of which has the same dimensions as transistors Q11 and Q12. The base current required to drive the output transistor is nIb, where Ib is the transistor Q11, Q11
12 is the base current supplied to each base. This base current is derived from the collector currents of transistors Q5 and Q8, respectively.
【0009】単一の組の出力トランジスタの場合には、
コレクタ電流と比較してベース電流は非常に小さいもの
であると仮定され、従ってカレントミラー回路の動作に
著しい影響を与えるものではないと仮定される。然しな
がら、複数個の電流吸込を与えるためにかなりの数のエ
キストラな組のトランジスタが接続されると、供給され
ることが必要とされるベース電流の量が増加して、カレ
ントミラー回路内のコレクタ電流に影響を与え、従って
基準電流にも影響を与え且つ吸込電流及び涌出電流のマ
ッチング状態にも影響を与えるようになる。基準電流が
悪影響を受けることなしにこれらの組のトランジスタを
駆動する能力は、回路のファンアウト能力と呼ばれる。In the case of a single set of output transistors,
It is assumed that the base current is very small compared to the collector current, and therefore does not significantly affect the operation of the current mirror circuit. However, when a significant number of extra sets of transistors are connected to provide multiple current sinks, the amount of base current that needs to be supplied increases and the collector in the current mirror circuit increases. This affects the current, and thus the reference current, and also affects the matching state of the sink current and the discharge current. The ability to drive these sets of transistors without adversely affecting the reference current is referred to as the fanout capability of the circuit.
【0010】図1は回路の各分岐部分内を流れる電流の
大きさを表わしており、その場合に、nは出力トランジ
スタの組の数であり、IbpはP型トランジスタのベー
ス電流であり且つIbnはN型トランジスタのベース電
流である。従って、次式が成立する。FIG. 1 shows the magnitude of the current flowing in each branch of the circuit, where n is the number of sets of output transistors, Ibp is the base current of the P-type transistor and Ibn. Is the base current of the N-type transistor. Therefore, the following equation is established.
【0011】 Isource=n[I−(2n+5)Ibp+nIbn] Isink=n[I−(2n+5)Ibp−2Ibn] 従って、ミスマッチ電流Imismatch =Isource−I
sink=n[nIbn+2Ibn]=n(n+2)Ibn
であり、従ってnとIbnの両方に依存する。従って、
図1の回路の場合には、常にミスマッチ電流が存在し、
それはnが増加すると共に増加する。I source = n [I− (2n + 5) Ibp + nIbn] I sink = n [I− (2n + 5) Ibp−2Ibn] Therefore, the mismatch current I mismatch = I source −I
sink = n [nIbn + 2Ibn] = n (n + 2) Ibn
And therefore depends on both n and Ibn. Therefore,
In the case of the circuit of FIG. 1, a mismatch current always exists,
It increases as n increases.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明の1つの目的と
するところは、処理変動に拘らず涌出電流及び吸込電流
が実質的にマッチした状態が維持される電流発生回路を
提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a current generating circuit capable of maintaining a state in which a source current and a sink current are substantially matched irrespective of process fluctuations. is there.
【0013】本発明の別の目的とするところは、上述し
た如き従来技術の欠点を解消し、高いDC電源拒否比を
有しており且つ低電源電圧(最低で1.4V)で動作す
ることの可能な回路を提供することである。Another object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art as described above, to have a high DC power rejection ratio and to operate at low power supply voltages (at least 1.4V). To provide a possible circuit.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の1側面によれ
ば、涌出/吸込電流発生回路が提供される。電流涌出出
力トランジスタを駆動するために第一カレントミラーと
して接続した1導電型の第一組のマッチしたトランジス
タが設けられている。電流吸込出力トランジスタを駆動
するために第二カレントミラーとして接続した反対導電
型の第二組のマッチしたトランジスタが設けられてい
る。第一組と第二組とは第一基準電圧と第二基準電圧と
の間に直列接続されている。電流涌出及び電流吸込出力
トランジスタから夫々出力すべき涌出電流及び吸込電流
の大きさを設定するために第一カレントミラーと第二カ
レントミラーの一方に接続して電流設定用負荷が設けら
れている。第一及び第二カレントミラーと共通な制御可
能な経路内に接続されている制御ノードを具備すると共
に第一カレントミラーと第二カレントミラーとの間に接
続した制御可能な経路を具備するバイアス用トランジス
タが設けられている。According to one aspect of the present invention, a source / sink current generation circuit is provided. A first set of matched transistors of one conductivity type is provided connected as a first current mirror to drive the current source output transistors. A second set of matched transistors of opposite conductivity type is provided connected as a second current mirror to drive the current sink output transistor. The first set and the second set are connected in series between the first reference voltage and the second reference voltage. A current setting load is provided connected to one of the first current mirror and the second current mirror to set the magnitude of the source current and sink current to be output from the current source and current sink output transistors, respectively. I have. A bias comprising a control node connected in a common controllable path with the first and second current mirrors and having a controllable path connected between the first and second current mirrors A transistor is provided.
【0015】好適には、第一カレントミラーは前記第一
組とカスコード接続した1導電型の第三組のマッチした
トランジスタを有している。更に、好適には、第二カレ
ントミラーは、第二組のトランジスタとカスコード接続
した反対導電型の第四組のマッチしたトランジスタを有
している。Preferably, the first current mirror has a third set of matched transistors of one conductivity type cascode-connected to the first set. Further, preferably, the second current mirror has a fourth set of matched transistors of the opposite conductivity type cascoded with the second set of transistors.
【0016】好適な実施形態においては、第一カレント
ミラー回路が、第一組のバイポーラPNPトランジスタ
を有しており、それらのエミッタは電源電圧へ接続され
ており且つそれらのベースは共通接続されている。これ
らのトランジスタのうちの1つのベースはそれ自身のコ
レクタへ接続している。第一組のトランジスタのコレク
タは第三組のトランジスタのエミッタへ接続しており、
第三組のトランジスタもバイポーラPNPトランジスタ
である。第三組のトランジスタは、それらのベースを共
通接続している。第三組のトランジスタのコレクタは第
四組のトランジスタのコレクタへ接続しており、第四組
のトランジスタはバイポーラNPNトランジスタであ
る。In a preferred embodiment, the first current mirror circuit has a first set of bipolar PNP transistors, their emitters are connected to a power supply voltage and their bases are connected together. I have. The base of one of these transistors is connected to its own collector. The collector of the first set of transistors is connected to the emitter of the third set of transistors,
The third set of transistors is also a bipolar PNP transistor. A third set of transistors has their bases connected together. The collector of the third set of transistors is connected to the collector of the fourth set of transistors, the fourth set of transistors being bipolar NPN transistors.
【0017】第四組のトランジスタのベースは共通接続
されており、これらのトランジスタの1つのベースはそ
れ自身のコレクタに接続している。第二組のトランジス
タもバイポーラNPNトランジスタであり、それらのベ
ースが共通接続されている。第二組のトランジスタのう
ちの1つのベースはそれ自身のコレクタへ接続してい
る。第二組のトランジスタのコレクタは第四組のトラン
ジスタのエミッタへ接続しておりカスコード配列を形成
している。第二組のトランジスタのエミッタは接地接続
しており、第二組のトランジスタのうちの1つのエミッ
タは電流設定用負荷を介して接地接続されている。好適
には、この電流設定用負荷は抵抗である。この構成にお
いては、バイアス用トランジスタがバイポーラNPNト
ランジスタを有しており、そのコレクタは第三組におけ
るトランジスタのベースへ接続しており、且つそのエミ
ッタは第二組におけるトランジスタのベースへ接続して
いる。バイアス用トランジスタのベースは第三組及び第
四組のトランジスタ間のコレクタ接続に接続している。The bases of the fourth set of transistors are connected together, and the base of one of these transistors is connected to its own collector. The second set of transistors is also a bipolar NPN transistor, and their bases are commonly connected. The base of one of the second set of transistors is connected to its own collector. The collectors of the second set of transistors are connected to the emitters of the fourth set of transistors, forming a cascode arrangement. The emitters of the second set of transistors are connected to ground, and one emitter of the second set of transistors is connected to ground via a current setting load. Preferably, the current setting load is a resistor. In this configuration, the biasing transistor comprises a bipolar NPN transistor, the collector of which is connected to the bases of the transistors in the third set, and the emitter of which is connected to the bases of the transistors in the second set. . The base of the biasing transistor is connected to the collector connection between the third and fourth sets of transistors.
【0018】尚、本明細書において、「マッチしたトラ
ンジスタ」という用語は、コレクタ電流が同一の条件下
においては実質的に同一であるトランジスタのことを意
味するものとして使用されている。In this specification, the term "matched transistor" is used to mean a transistor whose collector current is substantially the same under the same conditions.
【0019】[0019]
【実施例】図2は本発明の一実施例に基づいて構成され
た回路を示している。この回路と図1に示した回路とに
おいて、同一のトランジスタには同一の参照番号を付し
てある。図2の回路はエキストラなNPNトランジスタ
Q13を有しており、そのベースはトランジスタQ5の
コレクタへ接続しており、そのコレクタはトランジスタ
Q3,Q4のベースへ接続しており、且つそのエミッタ
はトランジスタQ7,Q8のベースへ接続している。ト
ランジスタQ5のベースは最早そのコレクタへ接続され
るものではない。その代わりに、トランジスタQ6のベ
ースはトランジスタQ6のコレクタへ接続している。そ
の他の点においては、本回路は図1に示したものと同一
である。FIG. 2 shows a circuit constructed according to an embodiment of the present invention. In this circuit and the circuit shown in FIG. 1, the same transistors are denoted by the same reference numerals. The circuit of FIG. 2 has an extra NPN transistor Q13 whose base is connected to the collector of transistor Q5, whose collector is connected to the bases of transistors Q3 and Q4, and whose emitter is transistor Q7. , Q8. The base of transistor Q5 is no longer connected to its collector. Instead, the base of transistor Q6 is connected to the collector of transistor Q6. Otherwise, the circuit is identical to that shown in FIG.
【0020】図2は、更に、点線10で示した如く適宜
のスタートアップ回路即ち始動回路を示している。この
スタートアップ回路はPNPトランジスタQ16を有し
ており、そのベースはトランジスタQ1,Q2のベース
へ接続しており、そのエミッタは電源電圧Vddへ接続
しており、そのコレクタは別のNPNトランジスタQ1
4のベースへ接続している。トランジスタQ14のエミ
ッタは接地接続しており、且つそのコレクタは抵抗R2
を介して電源電圧Vddへ接続している。更に別のダイ
オード接続したトランジスタQ15が設けられており、
そのベースはトランジスタQ14のコレクタと抵抗R2
との間に接続されており、且つそのエミッタは付加的な
トランジスタQ13のベースへ接続している。このスタ
ートアップ回路は単に1つの例として示したに過ぎず、
本発明の回路と共にその他のスタートアップ回路を使用
することが可能であることは勿論である。FIG. 2 further shows a suitable start-up circuit, as indicated by dashed line 10. This start-up circuit has a PNP transistor Q16, whose base is connected to the bases of the transistors Q1 and Q2, whose emitter is connected to the power supply voltage Vdd, and whose collector is connected to another NPN transistor Q1.
4 connected to the base. The emitter of transistor Q14 is connected to ground, and its collector is connected to a resistor R2.
To the power supply voltage Vdd. Another diode-connected transistor Q15 is provided,
Its base is the collector of transistor Q14 and resistor R2.
And its emitter is connected to the base of an additional transistor Q13. This start-up circuit is shown only as an example,
Of course, other start-up circuits can be used with the circuit of the present invention.
【0021】周波数の安定性のために、トランジスタQ
13のベースとトランジスタQ5のベースとの間にコン
デンサCを接続させることが可能である。For frequency stability, the transistor Q
It is possible to connect a capacitor C between the base of the transistor 13 and the base of the transistor Q5.
【0022】トランジスタQ13は幾つかの重要な効果
を有している。トランジスタQ3のコレクタ電圧を接地
より高い固定した値(VbeQ7+VbeQ13)に保
持することによって、電源電圧に依存して本回路によっ
て発生する涌出電流及び吸込電流を生じさせるいわゆる
「アーリー効果」を取除いている。このことは本回路に
対するDC電源拒否比を著しく改善している。このよう
なアーリー効果とその除去については先願の英国特許出
願第9223338.6号により詳細に記載されてい
る。Transistor Q13 has several important effects. By maintaining the collector voltage of the transistor Q3 at a fixed value (VbeQ7 + VbeQ13) higher than the ground, the so-called "Early effect" that causes the source current and the sink current generated by the present circuit depending on the power supply voltage is removed. I have. This significantly improves the DC power rejection ratio for this circuit. Such Early effects and their elimination are described in more detail in the earlier filed UK Patent Application No. 9223338.6.
【0023】付加的なトランジスタQ13も驚くべき効
果を有している。涌出電流及び吸込電流を本回路を介し
て流れる電流を解析することによって計算すると、涌出
電流及び吸込電流に対する式は以下の如くである。The additional transistor Q13 also has a surprising effect. When the source current and the sink current are calculated by analyzing the current flowing through the circuit, the equations for the source current and the source current are as follows.
【0024】Isource=n×(I−(2n+5)×Ib
p+2(n+1)×Ibn) Isink=n×(I−(2n+5)×Ibp+2(n+
1)×Ibn) 尚、Iは基準電流である。従って、Imismatch=I
source−Isink=0である。本回路の各分岐部内を流れ
る電流を図3に示してある。これらは、各箇所において
キルヒホフの法則及びNPNトランジスタ及びPNPト
ランジスタに対する通常の方程式を採用することによっ
て派生されたものである。本回路の各部分における電流
の派生は当業者にとって自明なものであるので本明細書
における説明は割愛する。I source = n × (I− (2n + 5) × Ib
p + 2 (n + 1) × Ibn) I sink = n × (I− (2n + 5) × Ibp + 2 (n +
1) × Ibn) Here, I is a reference current. Therefore, I mismatch = I
source- I sink = 0. The current flowing in each branch of the circuit is shown in FIG. These were derived by employing Kirchhoff's law and the usual equations for NPN and PNP transistors at each location. The derivation of the current in each part of the circuit is obvious to a person skilled in the art, so the description in this specification is omitted.
【0025】上述した式において、nはトランジスタQ
12とQ7との間及びトランジスタQ10とQ3との間
の面積比である。同一の方程式がIsource及びIsinkに
適用されるので、本回路は、PNP型のトランジスタと
NPN型のトランジスタとに異なった影響を与えるよう
な処理変動に対しても殆ど全く影響を受けるものではな
い。Ibp及びIbnは、夫々、PNPトランジスタ及
びNPNトランジスタのベース電流である。In the above equation, n is the transistor Q
12 is the area ratio between Q12 and Q7 and between transistors Q10 and Q3. Since the same equations apply to I source and I sink , the circuit is almost completely immune to process variations that affect PNP and NPN transistors differently. Absent. Ibp and Ibn are the base currents of the PNP transistor and the NPN transistor, respectively.
【0026】図4は、n=1である場合の、図2の回路
に対するμA単位での発生された電流と電源電圧との間
の関係を示している。以下の数値を図4から演繹するこ
とが可能である。FIG. 4 shows the relationship between the generated current in μA and the power supply voltage for the circuit of FIG. 2 for n = 1. The following values can be deduced from FIG.
【0027】 (1)DC PSRR @ 公称10μA (n=1) =(10.077μA−10.009μA)/(7.0
V−2.3V) =14.5nA/V又は1450ppm/V (2)@ Vdd=2.5V、I=10μA、Isink=
Isource=公称10μA 電流ミスマッチ百分率 =(Isource−Isink)/Inom×100% =(10.018μA−10.013μA)/10μA
×100% =0.05% 図5はn=10の場合の同様なグラフを示している。上
述した如く、nはトランジスタQ12とQ7との間及び
トランジスタQ9とQ1との間の面積比である。nは電
流設定用抵抗Rによって設定される電流Iの10倍であ
る吸込電流を与えるために、トランジスタQ12をトラ
ンジスタQ7の寸法のn倍とすることにより得ることが
可能である。一方、トランジスタQ11とQ12、及び
トランジスタQ9とQ10に並列にn組の出力トランジ
スタを接続して設けることが可能であり、その場合に、
各トランジスタは同一の寸法を有しており且つトランジ
スタQ7及びQ3のものと等しい。このことは図3aに
示してあり、その場合に、電流発生回路は、「電流吸込
発生器」及び「電流涌出発生器」のブロックによって模
式的に示されている。この場合には、理想的な電流発生
器は各組のトランジスタ内に同一の電流Iを発生するこ
とが可能なものであって、電流の寄せ集めnIは電流設
定用抵抗によって設定される電流Iのn倍に等しい。以
下の数値は図5のグラフから派生することが可能であ
る。(1) DC PSRR 10 nominal 10 μA (n = 1) = (10.0077 μA-10.09 μA) / (7.0
V-2.3V) = 14.5 nA / V or 1450 ppm / V (2) @ Vdd = 2.5 V, I = 10 μA, I sink =
I source = nominal 10 μA current mismatch percentage = (I source −I sink ) / Inom × 100% = (10.018 μA−10.13 μA) / 10 μA
× 100% = 0.05% FIG. 5 shows a similar graph when n = 10. As described above, n is the area ratio between the transistors Q12 and Q7 and between the transistors Q9 and Q1. n can be obtained by making the transistor Q12 n times the size of the transistor Q7 in order to provide a sink current that is 10 times the current I set by the current setting resistor R. On the other hand, it is possible to connect and provide n sets of output transistors in parallel with the transistors Q11 and Q12 and the transistors Q9 and Q10.
Each transistor has the same dimensions and is equal to that of transistors Q7 and Q3. This is shown in FIG. 3a, where the current generating circuit is schematically illustrated by the blocks "current sink generator" and "current source generator". In this case, the ideal current generator is capable of generating the same current I in each set of transistors, and the current sum nI is the current I set by the current setting resistor. N times. The following values can be derived from the graph of FIG.
【0028】(1)DC PSRR @ 公称100μ
A (n=10) =(100.437μA−99.322μA)/(7.
0V−2.3V) =237nA/V又は2370ppm (2)@ Vdd=2.5V、I=10μA、Isink=
Isource=公称100μA 電流ミスマッチ百分率 =(Isource−Isink)/Inom×100% =99.628μA−99.473μA)/100μA
×100% =0.15% (3)100μAの公称値に対する電流nI=99.6
28μA 図6は図3の回路に対する同様のグラフ図であって、そ
れはn=1に対するものであって、弱いNPNトランジ
スタと強いPNPトランジスタを有している。これは、
厳しい処理変動の結果として発生する場合がある。以下
の数値は図6のグラフから派生することが可能である。(1) DC PSRR 100 Nominal 100μ
A (n = 10) = (100.337 μA−99.322 μA) / (7.
0 V-2.3 V) = 237 nA / V or 2370 ppm (2) @ Vdd = 2.5 V, I = 10 μA, I sink =
I source = 100 μA nominal Current mismatch percentage = (I source −I sink ) /Inom×100%=99.628 μA−99.473 μA) / 100 μA
× 100% = 0.15% (3) Current nI = 99.6 with respect to a nominal value of 100 μA
FIG. 6 is a similar diagram for the circuit of FIG. 3, for n = 1, having a weak NPN transistor and a strong PNP transistor. this is,
May occur as a result of severe processing fluctuations. The following values can be derived from the graph of FIG.
【0029】(1)DC PSRR @ 公称10μA =(11.021μA−10.980μA)/(7.0
V−2.3V) =8.7nA/V又は790ppm/V (2)@ Vdd=2.5V、I=10μA、Isink=
Isource=公称10μA 電流ミスマッチ百分率 =(Isource−Isink)/Inom×100% =(10.991μA−10.985μA)/11μA
×100% =0.05% 図7はn=1の場合の図1の従来の回路に対するVs電
圧と発生された電流とのグラフを示しており、それは以
下の数値を派生することが可能である。(1) DC PSRR 10 Nominal 10 μA = (11.021 μA−10.980 μA) / (7.0)
V-2.3V) = 8.7 nA / V or 790 ppm / V (2) @ Vdd = 2.5 V, I = 10 μA, I sink =
I source = nominal 10 μA Current mismatch percentage = (I source −I sink ) / Inom × 100% = (10.991 μA-10.895 μA) / 11 μA
× 100% = 0.05% FIG. 7 shows a graph of the Vs voltage and the generated current for the conventional circuit of FIG. 1 for n = 1, which can derive the following values: is there.
【0030】 (1)DC PSRR @ 公称10μA (n=1) =(10.130μA−9.977μA)/(7.0V
−2.3V) =32.6nA/V又は3260ppm/V (2)@ Vdd=2.5V、I=10μA、Isink=
Isource=公称10μA 電流ミスマッチ百分率 =(Isource−Isink)/Inom×100% =(10.367μA−10.024μA)/10μA
×100% =3.43% 従って、図3の回路の特性はこれらの図と比較して有利
なものである。図8はn=10の場合の図1の回路に対
する同様のグラフを示している。以下の数値を派生する
ことが可能である。(1) DC PSRR 10 Nominal 10 μA (n = 1) = (10.130 μA−9.977 μA) / (7.0 V)
-2.3 V) = 32.6 nA / V or 3260 ppm / V (2) @ Vdd = 2.5 V, I = 10 μA, I sink =
I source = nominal 10 μA Current mismatch percentage = (I source −I sink ) / Inom × 100% = (10.367 μA-10.024 μA) / 10 μA
× 100% = 3.43% Therefore, the characteristics of the circuit of FIG. 3 are more advantageous than those of these figures. FIG. 8 shows a similar graph for the circuit of FIG. 1 for n = 10. The following numbers can be derived:
【0031】 (1)DC PSRR @ 公称100μA =(72.200μA−70.402μA)/(7.0
V−2.3V) =382.5nA/V又は5464ppm/V (2)@ Vdd=2.5V、I=10μA、Isink=
Isource=公称100μA 電流ミスマッチ百分率 =(Isource−Isink)/Inom×100% =(80.302μA−70.760μA)/75μA
×100% =12.7% (3)公称値100μと比較してnI=80μAであ
る。(1) DC PSRR @ Nominal 100 μA = (72.200 μA−70.402 μA) / (7.0)
V-2.3V) = 382.5 nA / V or 5664 ppm / V (2) @ Vdd = 2.5 V, I = 10 μA, I sink =
I source = 100 μA nominal Current mismatch percentage = (I source −I sink ) / Inom × 100% = (80.302 μA−70.760 μA) / 75 μA
× 100% = 12.7% (3) nI = 80 μA compared to the nominal value of 100 μ.
【0032】図8は、n=10の場合には、従来の回路
は100μAの電流レベルを発生することができず、単
に70μA乃至80μAの電流を発生することが可能で
あるに過ぎないことを示している。それは、更に12.
7%の高いミスマッチ割合を有している。然しながら、
本発明の回路の場合には、図5に示した如く、涌出電流
及び吸込電流は、夫々、実際的に100μAである。従
って、本回路は高いファンアウト能力を有するものであ
ることを理解される。FIG. 8 shows that for n = 10, the conventional circuit cannot generate a current level of 100 μA, but can only generate a current of 70 μA to 80 μA. Is shown. It is further 12.
It has a high mismatch ratio of 7%. However,
In the case of the circuit of the present invention, as shown in FIG. 5, the source current and the sink current are each actually 100 μA. Therefore, it is understood that the present circuit has a high fan-out capability.
【0033】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。Although the specific embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these specific examples, and various modifications can be made without departing from the technical scope of the present invention. Of course is possible.
【図1】 従来技術に基づく涌出/吸込電流発生回路を
示した回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing a source / sink current generation circuit based on the prior art.
【図2】 本発明の一実施例に基づいて構成された電流
涌出/吸込発生回路を示した回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing a current source / sink generation circuit configured based on one embodiment of the present invention.
【図3】 図2の回路における種々の分岐部における電
流を示した回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing currents at various branches in the circuit of FIG. 2;
【図3a】 複数個の出力組を示した回路図。FIG. 3a is a circuit diagram showing a plurality of output sets.
【図4】 本発明に基づく回路に対する電源電圧と涌出
/吸込電流との間の関係を示したグラフ図。FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between power supply voltage and source / sink current for a circuit according to the present invention.
【図5】 n=10組の出力トランジスタを有する本発
明に基づく回路に対する電源電圧と涌出/吸込電流との
間の関係を示したグラフ図。FIG. 5 is a graph showing the relationship between power supply voltage and source / sink current for a circuit according to the invention having n = 10 sets of output transistors.
【図6】 製造段階における処理変動によって弱いNP
Nトランジスタと強いPNPトランジスタとを発生した
場合の本発明に基づく回路に対する電源電圧と涌出/吸
込電流との間の関係を示したグラフ図。FIG. 6 shows a weak NP due to a process variation in a manufacturing stage.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between power supply voltage and source / sink current for a circuit according to the present invention when an N transistor and a strong PNP transistor are generated.
【図7】 図1の従来回路に対する電源電圧と涌出/吸
込電流との間の関係を示したグラフ図。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a power supply voltage and source / sink current for the conventional circuit of FIG. 1;
【図8】 n=10組の出力トランジスタへ接続した場
合の図1の従来回路に対する電源電圧と涌出/吸込電流
との間の関係を示したグラフ図。8 is a graph showing the relationship between the power supply voltage and the source / sink current for the conventional circuit of FIG. 1 when connected to n = 10 sets of output transistors.
Q13 NPNトランジスタ C コンデンサ 10 スタートアップ回路 Q13 NPN transistor C capacitor 10 Startup circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギー ヘン ロー シンガポール共和国, シンガポール 1954, フローレンス ロード 66シー (56)参考文献 特開 平7−146725(JP,A) 特開 昭63−182723(JP,A) 特開 昭58−31422(JP,A) 特公 平1−23802(JP,B2) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Gie Henro, Republic of Singapore, Singapore 1954, Florence Road 66 Sea (56) References JP-A-7-146725 (JP, A) JP-A-63-182723 (JP, A) JP-A-58-31422 (JP, A) JP-B-1-23802 (JP, B2)
Claims (5)
トミラーとして接続されている1導電型の第一組のマッ
チしたトランジスタが設けられており、 電流吸込出力トランジスタを駆動するために第二カレン
トミラーとして接続されている反対導電型の第二組のマ
ッチしたトランジスタが設けられており、前記第一組及
び第二組は第一基準電圧と第二基準電圧との間に直列接
続されており、 電流涌出及び電流吸込出力トランジスタから夫々出力す
べき涌出電流及び吸込電流の大きさを設定するために第
一及び第二カレントミラーの一方へ接続されている電流
設定用負荷が設けられており、 第一及び第二カレントミラーと共通の制御可能経路に接
続されている制御ノードを具備すると共に第一及び第二
カレントミラー間に接続されている制御可能経路を具備
するバイアス用トランジスタが設けられている、ことを
特徴とする電流発生回路。1. A source / sink current generating circuit comprising: a first set of matched transistors of one conductivity type connected as a first current mirror for driving a current source output transistor; A second set of matched transistors of opposite conductivity type is provided that is connected as a second current mirror to drive the current sink output transistor, the first set and the second set being a first reference voltage and a second set. Connected in series between the reference voltage and the two current mirrors, and connected to one of the first and second current mirrors to set the magnitude of the source current and sink current to be output from the current source and current sink output transistors, respectively. And a control node connected to a common controllable path with the first and second current mirrors. And the biasing transistor is provided having a controllable path connected between the second current mirror, the current generating circuit, characterized in that.
が抵抗であることを特徴とする電流発生回路。2. The current generating circuit according to claim 1, wherein the current setting load is a resistor.
ントミラーが前記第一組とカスコード接続されている前
記第一導電型の第三組のマッチしたトランジスタを有す
ることを特徴とする電流発生回路。3. The current generator according to claim 1, wherein the first current mirror comprises a third set of matched transistors of the first conductivity type cascode-connected to the first set. circuit.
カレントミラーが、前記第二組のトランジスタとカスコ
ード接続されている前記反対導電型の第四組のマッチし
たトランジスタを有することを特徴とする電流発生回
路。4. The device of claim 1, 2 or 3, wherein the second current mirror comprises a fourth set of matched transistors of the opposite conductivity type cascoded with the second set of transistors. Current generation circuit.
ンジスタがバイポーラNPNトランジスタを有してお
り、そのコレクタは前記第三組におけるトランジスタの
ベースへ接続しており、且つそのエミッタは前記第二組
におけるトランジスタのベースへ接続していることを特
徴とする電流発生回路。5. The transistor of claim 4, wherein the biasing transistor comprises a bipolar NPN transistor, the collector of which is connected to the base of the transistor in the third set, and the emitter of which is in the second set. A current generating circuit connected to a base of a transistor.
Priority Applications (1)
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| JPH07261863A JPH07261863A (en) | 1995-10-13 |
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