JPS5922968B2 - constant current circuit - Google Patents
constant current circuitInfo
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- JPS5922968B2 JPS5922968B2 JP7241277A JP7241277A JPS5922968B2 JP S5922968 B2 JPS5922968 B2 JP S5922968B2 JP 7241277 A JP7241277 A JP 7241277A JP 7241277 A JP7241277 A JP 7241277A JP S5922968 B2 JPS5922968 B2 JP S5922968B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はMOSトランジスタによつて、構成が比較的簡
単であるにもかかわらず、出力電流の供給電圧の変化に
対する安定度がきわめて良好な定電流回路を実現するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses MOS transistors to realize a constant current circuit that has a relatively simple configuration but has extremely good stability of output current against changes in supply voltage. be.
MOSトランジスタは周知のようにもともとが定電流素
子であり、ゲート・ソース間の電圧を一定に保つておけ
ばドレイン電流は供給電圧の変動にかかわりなく、一定
となるが、特にエンハンスメント形MOSトランジスタ
などではゲート・ソース間の電圧を一定に保つ適当な方
法がなく、エンハンスメント形MOSトランジスタによ
つて定電流回路を構成する場合には回路が複雑になつた
り、構成を簡単にすれば安定度が悪化したり、問題が多
かつた。As is well known, MOS transistors are originally constant current devices, and if the voltage between the gate and source is kept constant, the drain current will remain constant regardless of fluctuations in the supply voltage. However, there is no suitable method to keep the voltage between the gate and source constant, and if a constant current circuit is configured using enhancement type MOS transistors, the circuit becomes complicated, and if the configuration is simplified, stability deteriorates. There were many problems.
本発明はMOSトランジスタのゲート・ソース間のイン
ピーダンスが非常に高いことと、ゲート・ソース間の電
圧に応じてドレイン電流が変化することを巧みに利用し
た定電流回路を提供するものである。The present invention provides a constant current circuit that skillfully utilizes the extremely high impedance between the gate and source of a MOS transistor and the fact that the drain current changes depending on the voltage between the gate and source.
第1図は本発明の一実施例における定電流回路の回路結
線図を示したもので、Nチャネルエンハンスメント形M
OSトランジスタ1のドレインにNチャネルエンハンス
メント形MOSトランジスタ2のゲートが接続され、前
記MOSトランジスタ1のゲートとドレインの間には抵
抗3が接続され、両ゲートは抵抗4を介してプラス側給
電端子5に接続され、前記MOSトランジスタ1のソー
スと前記MOSトランジスタ2のソースはマイナス側給
電端子6に接続され、前記MOSトランジスタ2のドレ
インは出力端子□に接続さnlさらに出力端子□とプラ
ス側給電端子5の間には外部負荷抵抗8が接続されてい
る。FIG. 1 shows a circuit connection diagram of a constant current circuit in an embodiment of the present invention.
The gate of an N-channel enhancement type MOS transistor 2 is connected to the drain of the OS transistor 1, a resistor 3 is connected between the gate and drain of the MOS transistor 1, and both gates are connected to a positive power supply terminal 5 through a resistor 4. The source of the MOS transistor 1 and the source of the MOS transistor 2 are connected to the negative power supply terminal 6, and the drain of the MOS transistor 2 is connected to the output terminal □. An external load resistor 8 is connected between the terminals 5 and 5.
さて、第1図に示した定電流回路では、抵抗3の抵抗値
R3と抵抗4の抵抗値R4の比率を適当に設定しておく
ことによつて、MOSトランジスタ2のゲート・ソース
聞の電圧を供給電圧の変動にかかわりなく一定に保つこ
とができる。Now, in the constant current circuit shown in FIG. can be kept constant regardless of fluctuations in the supply voltage.
ちなみに、第2図はMOSトランジスタ1にアナログス
イッチ用のCMOSIC、MSM−4016(沖電気工
業株式会社製)の内部トランジスタを用い、抵抗4の抵
抗値R4を100にΩとしたときのプラス側給電端子5
どマイナス側給電端子6の間に印加される供給電圧EI
の変化に対する前記MOSトランジスタ1のドレイン・
ソース間の電圧EOの変化を抵抗3の抵抗値R3を変え
て測定したものである。By the way, Figure 2 shows the positive side power supply when the internal transistor of the analog switch CMOSIC, MSM-4016 (manufactured by Oki Electric Industry Co., Ltd.) is used as the MOS transistor 1, and the resistance value R4 of the resistor 4 is set to 100Ω. terminal 5
The supply voltage EI applied between the negative side power supply terminal 6
The drain of the MOS transistor 1 with respect to the change in
The change in the voltage EO between the sources is measured by changing the resistance value R3 of the resistor 3.
第2図から、この条件のもとでは抵抗3の抵抗値R3を
2.2KΩに設定しておけば供給電圧EIの変化に対し
てもMOSトランジスタ1のドレイン・ソース間電圧E
Oはほぼ一定に保たれることがわかる。From FIG. 2, under these conditions, if the resistance value R3 of the resistor 3 is set to 2.2KΩ, the drain-source voltage E of the MOS transistor 1 can be maintained even when the supply voltage EI changes.
It can be seen that O is kept almost constant.
また、MOSトランジスタ2のゲート・ソース間のイン
ピーダンスはほぼ無限大であると見なせるので、MOS
トランジスタ1のドレイン・ソース間に前記MOSトラ
ンジスタ2のゲート・ソース間を接続しても、前記MO
Sトランジスタ1のドレイン・ソース間の電圧が一定に
保たれる状態は全く変化せず、したがつて、第1図の回
路では抵抗3の抵抗値R3と抵抗4の抵抗値R4の比率
を適当に選ぶことによつて、負荷抵抗8には供給電圧の
変化にかかわりなく一定電流を供給することができる。In addition, since the impedance between the gate and source of MOS transistor 2 can be considered to be almost infinite, the MOS transistor 2
Even if the gate and source of the MOS transistor 2 are connected between the drain and source of the transistor 1, the MOS
The state in which the voltage between the drain and source of the S transistor 1 is kept constant does not change at all. Therefore, in the circuit of FIG. By choosing the voltage, a constant current can be supplied to the load resistor 8 regardless of changes in the supply voltage.
ところで、第1図の回路において、抵抗4を除いた回路
構成は、例えば特開昭51−102679号公報の第3
図に示されていて公知である。By the way, the circuit configuration of the circuit shown in FIG. 1 except for the resistor 4 is as described in, for example, No. 3 of JP-A-51-102679.
It is shown in the figure and is known.
しかしながら、第2図の実測特性図からも、抵抗4を除
いてしまうと広い電源電圧範囲にわたつて安定な出力電
流を得ることができなくなることが容易に予想できる。However, from the measured characteristic diagram of FIG. 2, it can be easily predicted that if the resistor 4 is removed, it will not be possible to obtain a stable output current over a wide power supply voltage range.
このもようを数式を用いて説明すると次のようになる。This situation can be explained using a mathematical formula as follows.
まず、第1図の回路において、MOSトランジスタ1の
ゲート・ソース間電圧を1、同ドレイン電流をIDl同
伝達コンダクタンスをGrn,MOSトランジスタ2の
ゲート・ソース間電圧をG1電源電圧をE1、抵抗3,
4の抵抗値をそれぞれR3,R4としたとき、VG=E
I−(R3+R4)IO・・・・・・(1)が成立し、
δVO/AEを出力電流の安定化指数とみなすことがで
きる。First, in the circuit shown in FIG. 1, the voltage between the gate and source of MOS transistor 1 is 1, the drain current is IDl, the transfer conductance is Grn, the voltage between the gate and source of MOS transistor 2 is G1, the power supply voltage is E1, and resistor 3 ,
When the resistance values of 4 are R3 and R4, respectively, VG=E
I-(R3+R4)IO...(1) is established,
δVO/AE can be considered as a stabilization index of the output current.
(1)式から
▲υA
(8)式においてμはキヤリアの移動度であり、ε0,
ε0xはそれぞれ真空中の誘電率、ゲート酸化膜の比誘
電率、TOxはゲート酸化膜の厚さ、W,Lはそれぞれ
ゲート幅、ゲート長である。From equation (1), ▲υA In equation (8), μ is carrier mobility, ε0,
ε0x is the dielectric constant in vacuum, the dielectric constant of the gate oxide film, TOx is the thickness of the gate oxide film, and W and L are the gate width and gate length, respectively.
さて、(7)式においてR4の値を零にすると、となつ
て、抵抗4を除いてしまつたときにはきわめて限られた
電源電圧の範囲でしか出力電流を安定化することができ
なくなることになる。Now, if the value of R4 is set to zero in equation (7), then when resistor 4 is removed, the output current can only be stabilized within an extremely limited range of power supply voltage. .
これに対して第1図の回路の安定化指数は第(7)式で
表わすことができ、Gm−R4の値は1よりも十分大き
な値に選ぶことにより、また、抵抗3の抵抗値を抵抗4
の抵抗値に比べて十分小さい値に選ぶことにより、たと
えGmそのものがドレイン電流1。On the other hand, the stabilization index of the circuit shown in Fig. 1 can be expressed by equation (7), and by selecting the value of Gm-R4 to be sufficiently larger than 1, the resistance value of resistor 3 can be resistance 4
By choosing a value sufficiently small compared to the resistance value of , even if Gm itself is a drain current of 1.
によつて変化したとしても、電源電圧の広い範囲にわた
つて出力電流の安定化を達成することができる。尚、前
記負荷抵抗8に流す電流値は、抵抗3と抵抗4の抵抗値
の比率を一定にしておいて、抵抗値そのものを変化させ
て変えることが出来るが、別の方法としてはMOSトラ
ンジスタ1のソースを第3の抵抗を介してマイナス側給
電端子6に接続し、前記第3の抵抗の抵抗値を変えて出
力電流を変化させることも可能である。The output current can be stabilized over a wide range of power supply voltages, even if the The value of the current flowing through the load resistor 8 can be changed by keeping the ratio of the resistance values of the resistors 3 and 4 constant and changing the resistance value itself. It is also possible to connect the source to the negative power supply terminal 6 via a third resistor, and change the output current by changing the resistance value of the third resistor.
さて、第3図は本発明の別の実施例における定電流回路
の回路結線図を示したもので、MOSトランジスタ2の
ドレインは直接にプラス側給電端子5に接続されている
。Now, FIG. 3 shows a circuit connection diagram of a constant current circuit in another embodiment of the present invention, in which the drain of the MOS transistor 2 is directly connected to the positive power supply terminal 5.
すなわち、第1図の定電流回路が3端子型の定電流回路
であつたの力ζ第3図では2端子型の定電流回路になつ
ている。That is, while the constant current circuit in FIG. 1 is a three-terminal constant current circuit, the constant current circuit in FIG. 3 is a two-terminal constant current circuit.
当然のことながら、抵抗3と抵抗4の抵抗値の比率を第
1図の回路と同一にしたのでは、抵抗3および抵抗4を
流れる非安定電流によつて出力電流の安定度は悪化し、
供給電圧EIが上昇する程、前記非安定電流は増加する
ので、プラス側給電端子5とマイナス側給電端子6の間
を流れる電流も供給電圧EIの増加とともに増加するよ
うになる。Naturally, if the ratio of the resistance values of resistor 3 and resistor 4 is made the same as in the circuit of FIG. 1, the stability of the output current will deteriorate due to the unstable current flowing through resistor 3 and resistor 4.
Since the unstable current increases as the supply voltage EI increases, the current flowing between the positive power supply terminal 5 and the negative power supply terminal 6 also increases as the supply voltage EI increases.
しかしながら、第2図を見ればわかるように、抵抗4の
抵抗値R4を100K0に設定して、抵抗3の抵抗値R
3の値を2.2KΩよりも大きい値に設定すると、MO
Sトランジスタ1のドレイン・ソース間、すなわち、M
OSトランジスタ2のゲート・ソース間の電圧は供給電
圧EIの上昇とともに減少するようになる。したがつて
、第3図の定電流回路においても、抵抗値R3と抵抗値
R4の比率を適当に選ぶことによつて供給電圧Elが増
加して抵抗4および抵抗3を流れる電流が増加した分だ
け、MOSトランジスタ2のドレイン電流を減少させる
ことが出来、その結果、プラス側給電端子5とマイナス
側給電端子6の間に流れる電流を供給電圧Elの変化に
かかわりなく一定にすることができる。However, as can be seen from Figure 2, when the resistance value R4 of resistor 4 is set to 100K0, the resistance value R4 of resistor 3 is
If the value of 3 is set to a value larger than 2.2KΩ, the MO
Between the drain and source of S transistor 1, that is, M
The voltage between the gate and source of the OS transistor 2 decreases as the supply voltage EI increases. Therefore, in the constant current circuit shown in FIG. 3, by appropriately selecting the ratio between the resistance value R3 and the resistance value R4, the supply voltage El increases and the current flowing through the resistor 4 and the resistor 3 increases. As a result, the current flowing between the positive power supply terminal 5 and the negative power supply terminal 6 can be made constant regardless of changes in the supply voltage El.
尚、第1図および第3図の回路において、抵抗3、抵抗
4はそれぞれ、専用の抵抗素子(ソリツド抵抗器、カー
ボン抵抗器など)でなくとも、MOSトランジスタのド
レイン・ソース間などによつても代用できることは明ら
かである。以上に示したように、本発明の定電流回路は
、第1のMOSトランジスタのドレインに第2のMOS
トランジスタのゲートを接続し、前記第1のMOSトラ
ンジスタのゲートとドレインの間に第1の抵抗を接続し
、同ゲートを第2の抵抗を介して一方の給電端子に接続
して、前記第1のMOSトランジスタのドレイン電圧の
供給電圧の変化に対する適当な変化特性を前記第2のM
OSトランジスタのゲートに与えているので、比較的簡
単な構成で、出力電流の供給″電圧の変化に対する安定
度がきわめて良好な特性を得ることができ、大なる効果
を奏するものである。In the circuits of FIGS. 1 and 3, the resistors 3 and 4 do not need to be dedicated resistance elements (solid resistors, carbon resistors, etc.), but can be connected between the drain and source of a MOS transistor, etc. It is clear that it can also be substituted. As shown above, the constant current circuit of the present invention has a second MOS transistor connected to the drain of the first MOS transistor.
A first resistor is connected between the gate and drain of the first MOS transistor, and the gate is connected to one power supply terminal via a second resistor. The second M
Since it is applied to the gate of the OS transistor, it is possible to obtain extremely good stability against changes in the supply voltage of the output current with a relatively simple configuration, and it is very effective.
第1図は本発明の一実施例における定電流回路の回路結
線図、第2図は第1図の回路の動作を説明するための実
測特性図、第3図は本発明の別の実施例における定電流
回路結線図である。
1・・・・・・第1のMOSトランジスタ、2・・・・
・・第2のMOSトランジスタ、3・・・・・・第1の
抵抗、4・・・・・・第2の抵抗、5・・・・・・プラ
ス側給電端子、6・・・・・・マイナス側給電端子、7
・・・・・・出力端子。Fig. 1 is a circuit connection diagram of a constant current circuit in one embodiment of the present invention, Fig. 2 is an actual measurement characteristic diagram for explaining the operation of the circuit in Fig. 1, and Fig. 3 is another embodiment of the present invention. It is a constant current circuit connection diagram in . 1...First MOS transistor, 2...
...Second MOS transistor, 3...First resistor, 4...Second resistor, 5...Positive power supply terminal, 6...・Minus side power supply terminal, 7
...Output terminal.
Claims (1)
レインに第2のエンハンスメント形MOSトランジスタ
のゲートを接続し、前記第1のMOSトランジスタのゲ
ートとドレインの間に第1の抵抗を接続し、同ゲートを
前記第1の抵抗に比べて抵抗値が十分大きい第2の抵抗
を介して一方の給電端子に接続し、前記第1および第2
のMOSトランジスタのソースを他方の給電端子に接続
し、前記第2のMOSトランジスタのドレインより定電
流出力を取り出したことを特徴とする定電流回路。1. A gate of a second enhancement type MOS transistor is connected to the drain of the first enhancement type MOS transistor, a first resistor is connected between the gate and drain of the first enhancement type MOS transistor, and the gate is connected to the drain of the first enhancement type MOS transistor. The first and second
A constant current circuit, characterized in that the source of the second MOS transistor is connected to the other power supply terminal, and a constant current output is taken out from the drain of the second MOS transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7241277A JPS5922968B2 (en) | 1977-06-17 | 1977-06-17 | constant current circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7241277A JPS5922968B2 (en) | 1977-06-17 | 1977-06-17 | constant current circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS547149A JPS547149A (en) | 1979-01-19 |
| JPS5922968B2 true JPS5922968B2 (en) | 1984-05-30 |
Family
ID=13488534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7241277A Expired JPS5922968B2 (en) | 1977-06-17 | 1977-06-17 | constant current circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922968B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60261586A (en) * | 1984-06-09 | 1985-12-24 | Fuiruton Internatl Kk | Method for removing metal, metallic ion, and organic chlorine from water |
| JP2800720B2 (en) * | 1995-05-19 | 1998-09-21 | 日本電気株式会社 | Starting circuit |
-
1977
- 1977-06-17 JP JP7241277A patent/JPS5922968B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS547149A (en) | 1979-01-19 |
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