LM134,LM234,LM334

LM134/LM234/LM334 3-Terminal Adjustable Current Sources

Literature Number: JAJSB71

ご注意：この日本語データシートは参考資料として提供しており、内容が最新でない場合があります。製品のご検討およびご採用に際しては、必ず最新の英文データシートをご確認ください。

LM234/LM334 は、動作電流として 10,000 対 1 の電流調整範囲と 1V 〜 40V の広いダイナミック電圧範囲を特長とする 3 端子の可変電流源です。 設定電流は外部抵抗 1 本で決まり、他の部品を必要としません。 初期電流精度は± 3％です。 LM234/
LM334 は別個の電源接続を必要としない真のフローティング電流源です。さらに最高 20V の逆方向印加電圧に対して数 10 マイクロアンペアの電流しか流れないので、デバイスをACアプリケーションで整流器および電流源の双方として使用できます。

LM234 は− 25 ℃〜＋ 100 ℃、
そして LM334 は 0 ℃〜＋ 70 ℃の温度範囲にわたって保証されます。これらのデバイスには、TO-92 または SO-8 プラスチック・パッケージによる供給が可能です。

LM234 の動作電流を決めるために使用する検出電圧は、25 ℃で 64mV で絶対温度 (゜K) に正比例します。最も簡単な方法として 1 本の外部抵抗を接続すると、約＋ 0.33％/ ℃の温度依存電流が発生します。抵抗とダイオードをそれぞれ 1 つずつ追加すれば、ゼロ・ドリフト動作が可能になります。

特長■ 1V 〜 40V の動作範囲■ 0.02％/V の電流レギュレーション■ 1μA 〜 10mA の範囲でプログラム可能■ 真の 2 端子動作
■ 完全に規定された温度センサとして使用可能■ ± 3％の初期精度

この電流源のアプリケーション例として、バイアス・ネットワーク、サージ保護、低電力基準、ランプ電流発生、LEDドライバ、温度検出などが挙げられます。 LM234-3 は± 3 ℃、LM234-6 はピン配置図
SO-8Surface Mount Package

SO-8 Alternative Pinout
Surface Mount Package

Order Number LM334M or LM334MX
See NS Package Number M08A

Order Number LM334SM or LM334SMX
See NS Package Number M08A

TO-92 Plastic Package© National Semiconductor Corporation

DS005697-07-JP

120000315

Bottom View
Order Number LM334Z, LM234Z-3 or LM234Z-6
See NS Package Number Z03A

LM234/LM334± 6 ℃の保証された初期精度をもつ温度センサとして規定されています。これらのデバイスは、PCBレイアウトの長い配線による直列抵抗が精度に影響を与えないので、リモート温度検出アプリ
ケーションに理想的です。それに、必要なのは 2 本のワイヤだけです。

LM234/LM334 3 端子可変電流源

概要

Converted to nat2000 DTD

3 端子可変電流源SGMLFIX: PR1.doc Fixed (cam)
SGMLFIX: PR4.doc Fixed (cam)
SGMLFIX: PR8.doc Fixed (cam)
SGMLFIX: PR16.doc Fixed (cam)ds005697

1180024180

19831026

3 端子可変電流源

LM234

3 端子可変電流源

LM334

3 端子可変電流源

LM234/LM334

2005 年 3 月

LM234/LM334

絶対最大定格 (Note 1)
本データシートには軍用・航空宇宙用の規格は記載されていません。
関連する電気的信頼性試験方法の規格を参照ください。

V ＋〜 V −順方向電圧
LM234/LM334
LM234-3/LM234-6
V ＋〜 V −逆方向電圧
R 端子〜 V −電圧
設定電流
消費電力
ESD 耐性 (Note 6)

動作温度範囲 (Note 5)
LM234/LM234-3/LM234-6
LM334
ハンダ付け情報TO-92 パッケージ (10 秒 )SO パッケージ
ベーパ・フェーズ (60 秒 )赤外線 (15 秒 )

40V
30V
20V
5V
10mA
400mW
2000V

− 25 ℃〜＋ 100 ℃
0 ℃〜＋ 70 ℃
260 ℃
215 ℃
220 ℃

その他の表面実装法についてはアプリケーション・ノートAN-450「スモールアウトライン (SO) パッケージ表面実装と製品信頼性上における効果」を参照ください。

電気的特性 (Note 2)

Note 1:「絶対最大定格」とは、これを超えるとデバイスが破壊する可能性がある制限値です。

Note 2:

特記のない限り上記の仕様は、TJ ＝ 25 ℃でパルス・テストで行なわれるので、接合部温度はテスト中に変化しません。

Note 3:

このデータシートの最初のページに示されたBasic 2-Terminal Current Source回路のISETは次式により決まります。
設定電流はV＋端子に流れる電流です。
ISET ＝ 67.7mV/RSET (25 ℃において )設定電流エラーはこの電流量からの偏差として表されます。 ISET は TJ ＝ 25 ℃で 0.336％/ ℃ (227μV/ ℃ ) の割合で増加します。

www.national.com/jpn/2

LM234/LM334

電気的特性 (Note 2) ( つづき)Note 4

ISET は絶対温度 (゜K) に正比例します。 任意の温度での ISET は次式で計算します。
ISET ＝ Io (T/To)
K) で測定された ISET です。
この場合 Io は To (゜Note 5:

高動作温度のための最大接合温度 TJ は次の通りです。

125 ℃
100 ℃

LM234
LM334

Note 6:使用した試験回路は、人体モデルにもとづき、直列抵抗 1500Ωと 100pF のコンデンサから成る回路を使用し、各端子に放電させます。

電気的特性 (Note 2)

3

www.national.com/jpn/

LM234/LM334

代表的な性能特性Output Impedance

Maximum Slew Rate
Linear Operation

Start-UpTransient Response

Voltage Across RSET (VR)Current Noisewww.national.com/jpn/4LM234/LM334

代表的な性能特性 ( つづき)Turn-On Voltage

Ratio of ISET to IBIAS

アプリケーション・ヒント
LM234 は容易に使用できるように設計されていますが、設計者がこのデバイスの特性になじみ易くなるように、設計機能の概要を説明します。説明する内容はスルーイング、消費電力、容量、ノイズ、接触抵抗などです。

n は「電気的特性」の項で規定されている IBIAS に対する ISETの比 (Ratio of ISET to IBIAS) であり、グラフで示されています。 nは、2μA ≦ ISET ≦ 1mA に対して、代表値 18 なので、たいていの設定電流に対して等式は以下のようにさらに簡略化できます。

RSET の計算
Figure 1 に示されるように、LM234 を流れる総電流は、電流設定抵抗に流れる電流 (IR)とLM234 のバイアス電流 (IBIAS) の和となります。

スルーレート
与えられたスレッショルド ( 曲線を参照 ) よりも上のスルーレートでは、LM234 は非直線的な電流シフトを示します。このときのスルーレートは ISET に正比例します。 ISET ＝ 10μA では最大 dV/dt は0.01V/μs、また ISET ＝ 1mA ではリミット値は 1V/μs です。 制限以上のスルーレートによって LM234 が破壊したり、または大電流が流れることはありません。

熱の影響
内部温度上昇は 100μA 以上の ISET では電流の安定度に大きく影響します。たとえば、ISET ＝ 1mA で LM234 の両端の印加電圧が 1V 増加するたびに、静止空気中で約 0.4 ℃の割合で接合部温度が上昇します。出力電流 (ISET) は約 0.33％/ ℃の温度係数をもっているので、温度上昇に伴う電流変化は (0.4) × (0.33)＝ 0.132％になります。これは理論上の電気的効果に比べて調整を 1/10 にまで劣化させます。したがって、DC 調整が微妙で ISETが 100μA を超えるときは、熱効果を考慮に入れる必要があります。 TO-92 リードはこの熱効果を 1/3 以下にまで減少できます。

FIGURE 1. Basic Current Source
これらの 2 つの電流の比を「代表的な性能特性」の項の Ratioof ISET to IBIAS のグラフに示します。RSET を流れる電流は、約214μV/゜K (64mV/298゜
K 〜 214μV/゜K) の温度特性を持つ、VRによって決まります。

シャント容量
特定のアプリケーションでは、負荷に対する考慮、または電流ソースの AC 出力インピーダンスが制限のどちらかの理由によって、15pF のシャント容量を減少させる必要があります。これはアプリ
ケーション例に図示されるように、FET で LM234 をバッファすることによって容易に実現できます。この方法では容量を 3pF 以下に減らせ、またレギュレーションを一桁オーダで改善できます。 DC
特性 ( 最小入力電圧を除く) は影響を受けません。

与えられた設定電流に対して、IBIAS は、ISET のある比率で表されるだけなので、次のように等式を書き換えられます。

5www.national.com/jpn/

LM234/LM334

アプリケーション・ヒント ( つづき)
ノイズ

感知温度

LM234 が発生する電流ノイズは、トランジスタのショット・ノイズの約 4 倍です。 LM234 をトランジスタ・アンプの能動負荷として使用する場合は、入力基準ノイズが約 12dB 増加します。多くの場合これは許容できる値であり、また 2000 倍を超える電圧ゲインのシングル・ステージ・アンプを構成できます。

電 流モード動 作では長い配 線による精 度を失わないので、LM234 は理想的なリモート温度センサを構成できます。 出力電流は絶対温度 (゜K) に正比例し、次式によって決まります。

リード抵抗LM234 の動作電流を決める検出電圧は 100mV 以下です。このレベルでは、電流設定抵抗を物理的にデバイスのできるだけ近くに配置することにより、熱電対効果またはリード抵抗効果を少なくする必要があります。ソケットはできる限り避けてください。単に接触抵抗が 0.7Ω 増えるだけで、1mAレベルでは出力電流を1％減らす結果になります。

LM234 の校正は大幅に単純化され、これは初期精度がオフセットではなくゲイン項 ( スロープ・エラー ) に起因するからです。これはゲイン調整のみによる校正が、同時にスロープ・エラーとゼロエラーの両方をトリミングすることを意味します。さらに、LM234の出力は RSET やいかなる初期誤差にも依存せず、0゜
K ではゼロと推定されるため、ゲイン調整は一点でトリミングされます。
LM234 のこの特性を以下のグラフに示します。ライン abc はトリミング以前のセンサ電流です。ライン a'b'c' は理想出力です。

FIGURE 2. Gain Adjustment
ドリフトをもつ金属薄膜抵抗が容易に入手できます。ワイヤ巻き抵抗も最良の安定性を必要とする場合に使用できます。

T2 でなされるゲイン・トリムは出力を b から b' に減少させると同時にスロープも矯正されるので、T1と T3 での出力は矯正されます。
このゲイン・トリムは RSET 上で、または LM234 の終端用の負荷抵抗で行えます。トリミング後のスロープ・エラーは通常± 1％以下です。しかしこの精度を保持するには、RSET に低温度係数抵抗を使用する必要があります。

ゼロ温度係数電流源のアプリケーション例
LM234 の標準的な構成にダイオードと抵抗を加えれば、LM234の温度に依存する特性をキャンセルできます。 Figure 3 に示される回路は、LM234 の正の温度係数 ( 約＋ 0.23mV/ ℃ ) をシリコンダイオードの順方向バイアスの負の温度係数 ( 約− 2.5mV/ ℃ )で均衡を保っています。

RSET の 33ppm/ ℃のドリフトは、通常、抵抗が LM234 とほぼ同じ温度変化を受けるので、1％の傾斜エラーを与えることになります。 LM234 から RSET を分離するには 3 ワイヤを必要とし、またリード抵抗に問題があるので推奨できません。 20ppm/ ℃以下の

www.national.com/jpn/

6LM234/LM334

アプリケーション・ヒント ( つづき)FIGURE 3. Zero Tempco Current Source
設定電流 (ISET) は、設定電流の約 50％をそれぞれ流す I1 とI2および IBIAS の和となります。IBIAS は、通常は VR を増やせば I1に含まれ、この値は 5.9％で計算に使われます。 ( 「RSET の計算」の項を参照 )。

回路の温度係数を最小限に押さえる最初のステップは、次式を使うことです。 LM234 の温度係数として、＋ 227μV/ ℃ (IBIASの項を含む ) の値とダイオードの温度係数として、− 2.5mV/ ℃( 最も良い値として、この値は実際に測定するか、ダイオードの製造メーカーより入手してください ) を使う例が与えられています。

この回路は、LM234 の温度係数のほとんどを除去し、ダイオードの特性の近似が正確でなくても十分な温度係数の低減を図れます ( 以下の例を参照 )。所望の設定電流値で最適なダイオードを使用し、温度係数を最小限に抑えるには、押さえる全温度範囲にわたって組まれた回路をテストする必要があります。測定された設定電流 ISET の温度係数が、正の値を持つならば R2 の値を小さくし、負の値を持つならば R2 の値を大きくします。この回路に使用するにあたっての推奨ダイオードは 1N457 です。これは、LM234 の温度係数の 11 倍の値を中央値として持ち、R2 ＝ 10R1の条件をほぼ満たすためです。ゼロの代わりに所望の温度係数を等式の温度係数項に代入することにより、ゼロ以外の温度係数を持った回路の設計も可能です。
例 : 設定電流を 1mA のゼロ温度係数の電流源は、まず R1 とR2に関して解くと、R1 と R2 の比が決まると、R1 と R2 の値は、所望の設定電流が得られるように決めてください。ダイオードの順方向電圧 (VD) を0.6V、R1 の印加電圧を 67.7mV (64mV ＋ IBIAS の割合 ;5.9％) および R2/R1 ＝ 10 ( 前式より)と仮定すると、T ＝ 25 ℃での設定電流を計算するための関数は次に示す通りです。
0.75％以下の誤差を持つと 1％の標準抵抗 (R1 ＝R1 とR2 値は、133Ω、R2 ＝ 1.33kΩ) に変えられます。

7

www.national.com/jpn/

LM234/LM334

アプリケーション・ヒント ( つづき)Terminating Remote Sensor for Voltage Output

ダイオードの順方向電圧が 0.6V の近似値の代わりに 0.65V (8％の誤差 ) である場合には、実際の設定電流は、となり、誤差は 5％以下です。
ダイオードの順方向電圧の温度係数がないと仮定しても、温度係数 低 減の効 果は十 分にあります。ダイオードの温 度 係 数が2.5mV/ ℃の代わりに 2.6mV/ ℃ (4％の誤差 )と仮定すると、回路全体の温度係数は、Low Output Impedance Thermometer

温度補償なしで LM234 の設定電流が 1mA の場合には、68Ωの設定抵抗を持ち、回路の温度係数は、従って、ダイオードの温度係数が近似値± 4％の誤差であっても、その回路で LM234 固有の温度係数の 98％は取り除くことが可能です。
* R 端子での LM234 の出力インピーダンスは約

代表的なアプリケーションで、この場合 R2 はV −端子 −グラウンド間に接続された等価外部抵抗です。この負抵抗は、出力と直列に R3 ＝ (R2/16) の等価抵抗を挿入すれば、1/5 またはそれ以下にGround Referred Fahrenheit Thermometer減らすことができます。

Low Output Impedance Thermometer* R3 ＝ VREF/583μA を選択してください。 VREF は任意の安定した正電圧( ≧ 2V) であってかまいません。 校正のために R3 をトリムします。

www.national.com/jpn/8

LM234/LM334

代表的なアプリケーション ( つづき)Higher Output Current* 最大の安定性を得るように R1 と C1 を選択してください。

Basic 2-Terminal Current Source

Micropower Bias

Low Input Voltage Reference Driver9

www.national.com/jpn/

LM234/LM334

代表的なアプリケーション ( つづき)Ramp Generator

1.2V Reference Operates on 10 μA and 2V

Zener Biasing

Alternate Trimming Technique* ゼロ温度ドリフトを得るように R2 に対する R1 の割合を選択してください。

1.2V Regulator with 1.8V Minimum Input* ± 10％調整するために、RSET を 10％高く選択し R1|3RSET にしてください。

* ゼロ温度ドリフトを得るように R2 に対する R1 の割合を選択してください。

www.national.com/jpn/10LM234/LM334

代表的なアプリケーション ( つづき)Buffer for Photoconductive CellFET Cascoding for Low Capacitance and/or Ultra High Output Impedance* 少なくとも 1V の LM234 の両端印加電圧を確保するための Q1 または Q2 を選択してください。
Vp (1 − ISET/IDSS) ≧ 1.2V

In-Line Current Limiter

Generating Negative Output Impedance* ZOUT ª − 16・R1 (R1/VIN は ISET を超えてはなりません )。
* 保護されたデバイスの安定性を確保するために必要な最小値を使用してください。これによって直接短絡に対する突入電流を最小にできます。

11

www.national.com/jpn/

LM234/LM334等価回路

www.national.com/jpn/

12

LM234/LM334

外形寸法図 特記のない限り inches (millimeters)

SO Package (M)Order Number LM334M, LM334MX,
LM334SM or LM334SMXNS Package Number M08A

Order Number LM334Z, LM234Z-3 or LM234Z-6
NS Package Number Z03A

13

www.national.com/jpn/

LM234/LM334 3 端子可変電流源
生命維持装置への使用について弊社の製品はナショナル セミコンダクター社の書面による許可なくしては、生命維持用の装置またはシステム内の重要な部品として使用することはできません。
1. 生命維持用の装置またはシステムとは (a) 体内に外科的に使用されることを意図されたもの、または (b) 生命を維持ある
いは支持するものをいい、ラベルにより表示される使用法に従って適切に使用された場合に、これの不具合が使用者に身体的障害を与えると予想されるものをいいます。

2. 重要な部品とは、生命維持にかかわる装置またはシステム内のすべての部品をいい、これの不具合が生命維持用の装置またはシステムの不具合の原因となりそれらの安全性や機能に影響を及ぼすことが予想されるものをいいます。

ナショナル セミコンダクター ジャパン株式会社
本社／〒 135-0042 東京都江東区木場 2-17-16
技術資料（日本語 / 英語）はホームページより入手可能です。

www.national.com/jpn/

TEL.(03)5639-7300

その他のお問い合わせはフリーダイヤルをご利用ください。
フリーダイヤル

0120-666-116

本資料に掲載されているすべての回路の使用に起因する第三者の特許権その他の権利侵害に関して、弊社ではその責を負いません。
また掲載内容は予告無く変更されることがありますのでご了承ください。

IMPORTANT NOTICE