(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＭＯＳ回路を使用したカレントミラー回路と、
該カレントミラー回路の出力側の出力で動作する電流源及び該電流源の電流を基準電流として出力する出力トランジスタからなる出力回路と、
前記カレントミラー回路の動作開始下限電源電圧より低い電源電圧で動作する起動回路と、
前記起動回路の起動信号を受けて前記カレントミラー回路の前記出力側に起動電流を供給する起動用トランジスタと、
前記出力回路内の前記出力トランジスタに並列接続され前記起動信号を受けて動作する補正用トランジスタと、
を具備することを特徴とする基準電流源回路。
【請求項２】
ＣＭＯＳ回路を使用して構成され第１の電源と第２の電源間に接続されたカレントミラー回路と、
該カレントミラー回路の出力側の出力で動作する電流源が前記第１の電源側となるように前記第１の電源と前記第２の電源間に直列接続された該電流源と出力トランジスタからなる出力回路と、
抵抗が前記第１の電源側となるように前記第１の電源と前記第２の電源間に直列接続された該抵抗とトランジスタからなる起動回路と、
前記カレントミラー回路の前記出力側と前記第２の電源間に接続され且つ前記起動回路内の前記トランジスタとカレントミラー接続された起動用トランジスタと、
前記出力回路内の前記出力トランジスタと並列接続され、且つ前記起動回路内の前記トランジスタとカレントミラー接続された補正用トランジスタと、
を具備することを特徴とする基準電流源回路。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記起動用トランジスタと前記補正用トランジスタのサイズを同一としたことを特徴とする基準電流源回路。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記起動用トランジスタと前記補正用トランジスタのサイズを異ならせたことを特徴とする基準電流源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低電圧、低温度時の起動不良を防止した基準電流源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基準電流源回路を低電源電圧で動作させるとき、低温時に回路が起動しない問題が起こる。これは使用するＣＭＯＳ回路のＮＭＯＳトランジスタ（ＦＥＴ）やＰＭＯＳトランジスタのしきい値電圧が高くなり、該ＣＭＯＳ回路の両トランジスタのしきい値電圧の合計値が電源電圧に近づき、あるいは超えるためである。
【０００３】
図４は従来の基準電流源回路５０を示す図である。ここでは、デプレッション形のＰＭＯＳトランジスタＭＰ５１，ＭＰ５２、デプレッション型のＮＭＯＳトランジスタＭＮ６１，ＭＮ６２、及び抵抗Ｒ３１によりカレントミラー回路５１を構成し、そこで得られた電流をデプレッション型の電流源用ＰＭＯＳトランジスタＭＰ５３，エンハンスメント型の出力用ＮＭＯＳトランジスタＭＮ２３からなる出力回路５２に出力させ、その出力端子５３から基準電流が得られるようにしている。
【０００４】
そして、上記した起動不良を防止するために、各トランジスタのしきい値電圧を下げていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにトランジスタのしきい値電圧を下げる手法は、半導体集積回路の製造工程にしきい値電圧調整工程（イオン注入工程）を特別に追加することになるので、その製造コストが高くなるという問題があった。また、ターゲットへのイオン注入が困難でバラツキが発生し易くなるという問題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、別に起動回路を具備させて、製造コストを増大させることなく、またバラツキの問題もなく、低電圧、低温度の条件下であっても確実に起動できるようにした基準電流源回路を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の発明は、ＣＭＯＳ回路を使用したカレントミラー回路と、該カレントミラー回路の出力側の出力で動作する電流源及び該電流源の電流を基準電流として出力する出力トランジスタからなる出力回路と、前記カレントミラー回路の動作開始下限電源電圧より低い電源電圧で動作する起動回路と、前記起動回路の起動信号を受けて前記カレントミラー回路の前記出力側に起動電流を供給する起動用トランジスタと、前記出力回路内の前記出力トランジスタに並列接続され前記起動信号を受けて動作する補正用トランジスタと、を具備するよう構成した。
【０００８】
第２の発明は、ＣＭＯＳ回路を使用して構成され第１の電源と第２の電源間に接続されたカレントミラー回路と、該カレントミラー回路の出力側の出力で動作する電流源が前記第１の電源側となるように前記第１の電源と前記第２の電源間に直列接続された該電流源と出力トランジスタからなる出力回路と、抵抗が前記第１の電源側となるように前記第１の電源と前記第２の電源間に直列接続された該抵抗とトランジスタからなる起動回路と、前記カレントミラー回路の前記出力側と前記第２の電源間に接続され且つ前記起動回路内の前記トランジスタとカレントミラー接続された起動用トランジスタと、前記出力回路内の前記出力トランジスタと並列接続され、且つ前記起動回路内の前記トランジスタとカレントミラー接続された補正用トランジスタと、を具備するよう構成した。
【０００９】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記起動用トランジスタと前記補正用トランジスタのサイズを同一とした。
【００１０】
第４の発明は、第１又は２の発明において、前記起動用トランジスタと前記補正用トランジスタのサイズを異ならせた。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［本発明の原理］
図１は本発明の原理を説明するための基準電流源回路のブロック図である。１０は電源電圧ＶＤＤが１Ｖ以上で動作する起動回路、２０は電源電圧ＶＤＤの変動の影響を極力少なくした基準電流源の本体回路であり、そこで得られた電流が安定した出力基準電流となる。この本体回路２０は起動回路１０で得られた電流を起動電流として入力する回路である。
【００１４】
このように、本発明では低電源電圧で動作する起動回路１０により生成した信号本体回路２０に供給し、低電圧、低温度の条件下であっても本体回路２０が正常に起動できるようにしている。
【００１５】
［第１の実施形態］
図２は本発明の基準電流源回路の第１の実施形態の回路図である。起動回路１０は抵抗Ｒ３２とＮＭＯＳトランジスタＭＮ２４により構成されている。この起動回路１０は、電源電圧ＶＤＤがトランジスタＭＮ２４のしきい値電圧Ｖthn以上であればトランジスタＭＮ２４が導通するが、その電流は（ＶＤＤ−Ｖthn）／Ｒ３２で決まり、電源電圧ＶＤＤの影響を受ける。
【００１６】
本体回路２０は、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１１，ＭＰ１２、ＮＭＯＳトランジスタＭＮ２１，ＭＮ２２、及び抵抗Ｒ３１からなるＣＭＯＳ構成のカレントミラー回路２１と、トランジスタＭＰ１２、ＭＮ２２の共通ドレインにドレインを接続した起動用のＮＭＯＳトランジスタＭＮ２５と、電流源用のＰＭＯＳトランジスタＭＰ１３及び出力用のＮＭＯＳトランジスタＭＮ２３からなる出力回路２２と、トランジスタＭＮ２３に並列接続しゲートをトランジスタＭＮ２５と共通接続した補正用のＮＭＯＳトランジスタＭＮ２６とから構成されている。２３は出力端子である。
【００１７】
上記カレントミラー回路２１の出力電流に対する電源電圧ＶＤＤの影響は少ないが、起動に要求される電源電圧ＶＤＤのレベルはＣＭＯＳ接続のＰＭＯＳトランジスタのしきい値電圧とＮＭＯＳトランジスタのしきい値電圧の和で決まり、起動回路１０の動作開始に要求される電源電圧ＶＤＤのレベルよりも高い。
【００１８】
しかし、起動回路１０が動作することによりトランジスタＭＮ２５が導通するので、強制的に起動電流Ｉ７１がカレントミラー回路２１のトランジスタＭＰ１２に流れ、トランジスタＭＰ１１にも電流が流れ始める。トランジスタＭＰ１１から流れた電流はトランジスタＭＮ２１に向かって流れ、このトランジスタＭＮ２１と対をなすトランジスタＭＮ２２を導通させる。このトランジスタＭＮ２２が導通すると、そこを流れる電流がトランジスタＭＰ１２に流れる電流をより多くする。以上の過程によって、低温度でしきい値電圧が高くなっていても正常に起動する。そして、トランジスタＭＮ２２に電流が流れるとトランジスタＭＰ１３が導通し、トランジスタＭＮ２３のゲートに接続した出力端子２３から所望の基準電流を取り出すことができる。
【００１９】
ここで、出力端子２３から出力する基準電流の精度について説明する。前記したカレントミラー回路２１で発生させた電流は、起動回路１０によりトランジスタＭＮ２５に流れる起動電流Ｉ７１を含んでいるため、その分の誤差がある。
【００２０】
そこで本実施形態では、出力回路２２の出力トランジスタＭＮ２３に並列にトランジスタＭＮ２６を接続して、このトランジスタＭＮ２６のゲートを起動回路１０の出力側に接続することで、そこに起動電流Ｉ７１と同じ電流Ｉ７２を流すようにして、トランジスタＭＰ１３に流れる電流から起動電流分Ｉ７２を差し引いた電流が出力トランジスタＭＮ２３に流れるようにし、上記した誤差成分を相殺するようにした。これは、トランジスタＭＮ２５とＭＮ２６のトランジスタサイズを同じにすることで実現できる。
【００２１】
なお、起動回路１０の出力信号は温度や電源電圧の影響を大きく受けるために、その出力を受けて動作するトランジスタＭＮ２５，ＭＮ２６も同じ影響を受けることになる。よって、このトランジスタＭＮ２５，ＭＮ２６のトランジスタサイズ比を意図的に異ならせることによって、出力端子２３から出力する電流に温度依存特性や電源電圧依存特性を持たせることができる。このような依存特性を有する基準電流は、電源電圧や温度が本基準電流源回路と同じ条件下にある別の回路の温度特性や電源電圧特性を補正する信号として利用できる。
【００２２】
［第２の実施形態］
図３は本発明の基準電流源回路の第２の実施形態の回路図であり、図２に示した回路の各トランジスタの極性を反転させたものである。本実施形態の起動回路１０は抵抗Ｒ３２とＰＭＯＳトランジスタＭＰ２４で構成されている。本体回路２０は、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ２１，ＭＰ２２，ＭＮ１１，ＭＮ１２、及び抵抗Ｒ３１からなるカレントミラー回路２１と、起動用のＰＭＯＳトランジスタＭＰ２５と、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ２３及びＮＭＯＳトランジスタＭＮ１３からなる出力回路２２と、補正用のＰＭＯＳトランジスタＭＰ２６とから構成されている。
【００２３】
動作については、図２に示した基準電流源回路と同じであるので、その説明は省略する。
【００２４】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、起動回路を追加するのみで低電圧、低温度の条件下であっても正常に起動させることができ、且つＩＣ製造工程を特別増やす必要もなく、低コストでバラツキも少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の原理説明用のブロック図である。
【図２】  本発明の第１の実施形態の基準電流源回路の回路図である。
【図３】  本発明の第２の実施形態の基準電流源回路の回路図である。
【図４】  従来の基準電流源回路の回路図である。
【符号の説明】
１０：起動回路、２０：本体回路、２１，５１：カレントミラー回路、２２，５２：出力回路、２３，５３：出力端子。
【図１】
0004669105.tif 000002
【図２】
0004669105.tif 000003
【図３】
0004669105.tif 000004
【図４】
0004669105.tif 000005