(57)【要約】【課題】回路面積が小さな電流源回路を提供する。【解決手段】この電流源回路では、直流電圧Ｖ１に応じた値の参照電流Ｉ１を生成し、その電流Ｉ１のうちの電流ＩｒをダイオードＤ１に流し、残りの電流Ｉ１−ＩｒをダイオードＤ２に流し、ダイオードＤ１，Ｄ２のアノードの電圧ＶＲ１，ＶＲ２を差動増幅回路のトランジスタＱ１，Ｑ２のベースに与える。また、直流電圧Ｖ２に応じた値の参照電流Ｉ２を生成し、その電流Ｉ２を差動増幅回路の駆動電流とする。トランジスタＱ１のコレクタに流れる定電流Ｉｏ＝Ｉｒ・（Ｖ２／Ｖ１）が電流源回路の出力電流Ｉｏとなる。したがって、外付け用の端子および外部抵抗器が不要となる。【選択図】図１
2012129850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の参照電流を発生する第１の電流源と、
それらのカソードがともに基準電圧を受ける第１および第２のダイオードと、
前記第１の参照電流のうちの第２の参照電流を前記第１のダイオードのアノードに流すとともに、残りの第３の参照電流を前記第２のダイオードのアノードに流す分流回路と、
第４の参照電流を発生する第２の電流源と、
それらのベースがそれぞれ前記第１および第２のダイオードのアノード電圧を受け、それらのエミッタが互いに接続された第１および第２のトランジスタを含み、前記第２の参照電流によって駆動される差動増幅回路と、
前記第１のトランジスタに流れる電流に応じたレベルの定電流を出力する出力回路とを備える、電流源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電流源回路に関し、特に、一定の電流を発生する電流源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置では、半導体装置内の抵抗値の変動や温度特性などの影響を受けない電流源が必要となる場合、外付け用の端子と接地電圧のラインとの間に外部抵抗器を接続し、外付け用の端子に電圧を印加して参照電流を発生する電流源回路が設けられる。この構成によれば、外部抵抗器として精度や温度特性の良いものを使用することにより、所望の温度特性の定電流が得られる（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７７８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の半導体装置では、外付け用の端子および外部抵抗器を電流源回路毎に設けていたので、回路面積が大きくなると言う問題があった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、回路面積が小さな電流源回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電流源回路は、第１の参照電流を発生する第１の電流源と、それらのカソードがともに基準電圧を受ける第１および第２のダイオードと、第１の参照電流のうちの第２の参照電流を第１のダイオードのアノードに流すとともに、残りの第３の参照電流を第２のダイオードのアノードに流す分流回路と、第４の参照電流を発生する第２の電流源と、それらのベースがそれぞれ第１および第２のダイオードのアノード電圧を受け、それらのエミッタが互いに接続された第１および第２のトランジスタを含み、第４の参照電流によって駆動される差動増幅回路と、第１のトランジスタに流れる電流に応じたレベルの定電流を出力する出力回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る電流源回路では、外付け用の端子および外部抵抗器が不要となるので、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態による電流源回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本実施の形態の応用例を示す回路ブロック図である。
【図３】本実施の形態の変更例を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明の一実施の形態による電流源回路は、図１に示すように、参照電圧発生回路１と定電流発生回路１１を備える。参照電圧発生回路１は、演算増幅器２、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ３，４、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５〜７、カレントミラー回路８、抵抗素子９，１０、およびダイオードＤ１，Ｄ２を含む。
【００１０】
トランジスタ３，５および抵抗素子９は、電源電圧ＶＣＣのラインと接地電圧ＶＳＳのラインとの間に直列接続される。トランジスタ３のゲートは、そのドレインに接続される。演算増幅器２の非反転入力端子（＋端子）は直流電圧Ｖ１を受け、その反転入力端子（−端子）はトランジスタ５のソース（ノードＮ５）に接続される。演算増幅器２は、ノードＮ５が直流電圧Ｖ１になるようにトランジスタ５のゲート電圧を制御する。抵抗素子９の抵抗値をＲ１とすると、トランジスタ３，５および抵抗素子９に流れる参照電流Ｉ１は、Ｉ１＝Ｖ１／Ｒ１となる。
【００１１】
トランジスタ４，６は、電源電圧ＶＣＣのラインと接地電圧ＶＳＳのラインとの間に直列接続される。トランジスタ４のゲートは、トランジスタ３のゲートに接続される。トランジスタ６のゲートは、トランジスタ７のゲートに接続される。トランジスタ７のゲートおよびドレインはカレントミラー回路８の入力ノード８ａに接続され、そのソースは接地電圧ＶＳＳのラインに接続される。
【００１２】
ダイオードＤ１のアノードはカレントミラー回路８の出力ノード８ｂに接続され、そのカソードはノードＮ１０に接続される。ダイオードＤ２のアノードはトランジスタ４のドレインに接続され、そのカソードはノードＮ１０に接続される。抵抗素子１０は、ノードＮ１０と接地電圧ＶＳＳのラインとの間に接続される。
【００１３】
トランジスタ４には参照電流Ｉ１が流れ、トランジスタ６，７、カレントミラー回路８およびダイオードＤ１には参照電流Ｉｒが流れる。ダイオードＤ２には、参照電流Ｉ１−Ｉｒが流れる。ダイオードＤ１，Ｄ２のアノードの電圧をそれぞれＶＲ１，ＶＲ２とすると、次式（１）が成り立つ。
ＶＲ１−ＶＲ２∝Ｉｒ／（Ｉ１−Ｉｒ）  …（１）
参照電圧ＶＲ１，ＶＲ２は、定電流発生回路１１に与えられる。定電流発生回路１１は、演算増幅器１２、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ１３〜１６、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１７〜２１、抵抗素子２２、ＮＰＮバイポーラトランジスタＱ１，Ｑ２、および出力端子２３を含む。
【００１４】
トランジスタ１３，１７および抵抗素子２２は、電源電圧ＶＣＣのラインと接地電圧ＶＳＳのラインとの間に直列接続される。トランジスタ１３のゲートは、そのドレインに接続される。演算増幅器１２の非反転入力端子（＋端子）は直流電圧Ｖ２を受け、その反転入力端子（−端子）はトランジスタ１７のソース（ノードＮ１７）に接続される。演算増幅器１２は、ノードＮ１７が直流電圧Ｖ２になるようにトランジスタ１７のゲート電圧を制御する。抵抗素子２２の抵抗値をＲ２とすると、トランジスタ１３，１７および抵抗素子２２に流れる参照電流Ｉ２は、Ｉ２＝Ｖ２／Ｒ２となる。
【００１５】
トランジスタ１４，１８は、電源電圧ＶＣＣのラインと接地電圧ＶＳＳのラインとの間に直列接続される。トランジスタ１４のゲートは、トランジスタ１３のゲートに接続される。トランジスタ１８のゲートは、そのドレインに接続される。
【００１６】
トランジスタＱ１のベースは参照電圧ＶＲ１を受け、そのコレクタはトランジスタ１５を介して電源電圧ＶＣＣのラインに接続され、そのエミッタはトランジスタ１９を介して接地電圧ＶＳＳのラインに接続される。トランジスタ１５のゲートは、そのドレインに接続される。トランジスタ１９のゲートは、トランジスタ１８のゲートに接続される。
【００１７】
トランジスタＱ２のベースは参照電圧ＶＲ２を受け、そのコレクタは電源電圧ＶＣＣのラインに接続され、そのエミッタはトランジスタＱ１のエミッタに接続される。ダイオードＤ１とＤ２のサイズの比（たとえば、１）と、トランジスタＱ１とＱ２のサイズの比（たとえば、１）は等しい。トランジスタＱ１，Ｑ２，１９は、差動増幅回路を構成する。トランジスタ１９に流れる参照電流Ｉ２は、差動増幅回路の駆動電流となる。
【００１８】
トランジスタ１６，２０は、電源電圧ＶＣＣのラインと接地電圧ＶＳＳのラインとの間に直列接続される。トランジスタ１６のゲートは、トランジスタ１５のゲートに接続される。トランジスタ２０のゲートは、そのドレインに接続される。トランジスタ２１は出力端子２３と接地電圧ＶＳＳのラインとの間に接続され、そのゲートはトランジスタ２０のゲートに接続される。
【００１９】
トランジスタ１４，１８，１９には、参照電流Ｉ２が流れる。トランジスタＱ１に流れる電流をＩｏとすると、トランジスタ１６，２０，２１にも電流Ｉｏが流れ、電流Ｉｏが電流源回路の出力電流となる。また、トランジスタＱ２に流れる電流はＩ２−Ｉｏとなる。トランジスタＱ１，Ｑ２のベースにそれぞれダイオードＤ１，Ｄ２のアノードが接続されているので、次式（２）が成り立つ。
Ｉｒ／（Ｉ１−Ｉｒ）＝Ｉｏ／（Ｉ２−Ｉｏ）  …（２）
したがって、Ｉｏ＝Ｉｒ・（Ｉ２／Ｉ１）となる。ここで、Ｉ１＝Ｖ１／Ｒ１，Ｉ２＝Ｖ２／Ｒ２となり、Ｒ１とＲ２を同じ値にした場合、Ｉｏ＝Ｉｒ・（Ｖ２／Ｖ１）となる。直流電圧Ｖ１とＶ２が同じ温度特性を有する場合、出力電流ＩｏはＶ２とＶ１の比に依存した値となり、参照電流Ｉｒの特性を備えた定電流となる。
【００２０】
この実施の形態では、外付け用の端子および外部抵抗器が不要となるので、回路面積の低減化を図ることができる。
【００２１】
図２は、本実施の形態の応用例を示す回路ブロック図である。図２において、この応用例では、電流源回路はデジタルカメラに搭載される。電流源回路は、１つの参照電圧発生回路１と、複数（図では３つ）の定電流発生回路１１とを備える。参照電圧発生回路１で生成された参照電圧ＶＲ１，ＶＲ２は、複数の定電流発生回路１１に供給される。各定電流発生回路１１は、定電流Ｉｏを流す。
【００２２】
デジタルカメラは、電流源回路に加え、それぞれ複数の定電流発生回路１１に対応して設けられた複数のホール素子３０と、それぞれ複数のホール素子３０に対応して設けられた複数の差動増幅器３１とを備える。各ホール素子３０には、電源電圧Ｖａが与えられ、対応の定電流発生回路１１の定電流Ｉｏが流される。各ホール素子３０は、定電流Ｉｏによって印加された磁束密度に比例した電圧を出力する。各ホール素子３０の出力電圧は、デジタルカメラの位置変化に応じて変化する。
【００２３】
各差動増幅器３１は、演算増幅器３２と抵抗素子３３〜３６で構成され、対応のホール素子３０の出力電圧を増幅する。デジタルカメラの制御回路（図示せず）は、複数の差動増幅器３１の出力電圧Ｖｏに基づいて、手ブレ補正を行なう。この応用例では、複数の定電流発生回路１１で１つの参照電圧発生回路１を共用するので、回路面積の縮小化を図ることができる。
【００２４】
図３は、本実施の形態の変更例を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図３の電流源回路が図１の電流源回路と異なる点は、定電流発生回路１１が定電流発生回路４０で置換されている点である。定電流発生回路４０は、定電流発生回路１１にＮＰＮバイポーラトランジスタＱ３、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４１、および電流参照回路４２を追加したものである。
【００２５】
トランジスタＱ３のコレクタは電源電圧ＶＣＣのラインに接続され、そのベースは電流参照回路４２に接続され、そのエミッタはトランジスタ４１を介して接地電圧ＶＳＳのラインに接続される。トランジスタ４１のゲートは、トランジスタ１８，１９のゲートに接続されている。電流参照回路４２は、トランジスタＱ３のベース電流を参照し、参照したベース電流に応じた値の電流をトランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタに供給する。この変更例では、トランジスタＱ１，Ｑ２のベース電流に起因する誤差を低減することができ、参照電流Ｉｒの特性の再現性の向上を図ることができる。
【００２６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００２７】
１  参照電圧発生回路、２，１２，３２  演算増幅器、３，４，１３〜１６  ＰチャネルＭＯＳトランジスタ、５〜７，１７〜２１，４１  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ、８  カレントミラー回路、９，１０，２２，３３〜３６  抵抗素子、１１，４０  定電流発生回路、２３  出力端子、３０  ホール素子、３１  差動増幅器、３２  演算増幅器、４２  電流参照回路、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、Ｑ１〜Ｑ３  ＮＰＮバイポーラトランジスタ。
【図１】
2012129850.tif 000003
【図２】
2012129850.tif 000004
【図３】
2012129850.tif 000005