本发明专利技术提供一种既抑制电路元件数量的增加，又改善温度特性的恒电流电路。偏置电流源（２０）通过对电流生成用电阻（Ｒ２）施加与热电压（Ｖｔ）成比例的电压来生成恒电流（Ｉｒｅｆ）。第１双极型晶体管（Ｑ１）、第２双极型晶体管（Ｑ２）串联设置在由偏置电流源（２０）生成的恒电流的路径上。第３双极型晶体管（Ｑ３）与第２双极型晶体管（Ｑ２）形成电流镜电路。第４双极型晶体管（Ｑ４）基极与第１双极型晶体管（Ｑ１）的基极相连，射极连接温度补偿电阻（Ｒ１）。恒电流电路（１０）输出第３双极型晶体管（Ｑ３）和第４双极型晶体管（Ｑ４）的集电极电流的和。
Constant current circuit, inverter and oscillator circuit using the same
The invention provides a constant current circuit not only to increase the number of circuit elements, but also to improve the temperature characteristics. The bias current source (20) generates a constant current (Iref) by generating a voltage proportional to the thermal voltage (Vt) applied to the current generating resistor (R2). The first bipolar transistor (Q1) and the second bipolar transistor (Q2) are connected in series to a constant current path generated by a bias current source (20). Third bipolar transistor (Q3) and second bipolar transistor (Q2) form current mirror circuit. The fourth bipolar transistor (Q4) base is connected to the base of the first bipolar transistor (Q1), and the emitter is connected to the temperature compensated resistor (R1). The constant current circuit (10) outputs the sum of the collector current of the third bipolar transistor (Q3) and the fourth bipolar transistor (Q4).
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及恒电流电路。
技术介绍
在很多电子电路中，使用即便温度、电源电压发生变动也生成恒定的恒电流的恒电流电路。恒电流电路例如可以通过不具有温度依赖性的生成基准电压的基准电压产生电路(band gap reference circuit)和将基准电压转换成电流的电压电流转换电路来构成。例如，非专利文献1的图4.50中记载了这样的结构的恒电流电路。通过该恒电流电路，能够得到不依赖于温度的非常稳定的恒电流。另一方面，在钟表等电池驱动型的电子设备中，从电池寿命的观点考虑，希望能将电路的消耗电流降低到极限。即，根据使用恒电流电路的应用(application)，有时需要尽量减少晶体管等的元件数量，并且降低电路的消耗电流。在这样的情况下，一般使用非专利文献1的图4.41中所记载的那样的利用热电压的偏置电流源。非专利文献1P.R.Gray等著，“用于系统LSI的模拟集成电路设计技术 上卷 原著第4版”培风馆，2003年7月10日，pp356～381
技术实现思路
〔专利技术所要解决的课题〕但是，使用热电压的偏置电流源虽然电路结构简易、消耗电流较少，但在温度特性上要劣于上述的基准电压产生电路。本专利技术是鉴于这样的课题完成的，其目的之一在于提供一种结构简单且温度特性优良的恒电流电路。〔用于解决课题的手段〕为解决上述课题，本专利技术的一个方案的恒电流电路，包括偏置电流源，通过对电流生成用电阻施加与热电压成比例的电压，生成恒电流；温度补偿电路，通过对温度补偿电阻施加相当于双极型晶体管的基-射间电压的电压，生成温度补偿电流。该恒电流电路输出由偏置电流源生成的恒电流与由温度补偿电路生成的温度补偿电流的和。热电压Vt和双极型晶体管的基-射间电压Vbe分别具有正和负的温度依赖性。因此，通过对由偏置电流源生成的恒电流和由温度补偿电路生成的温度补偿电流乘以预定系数并相加，能够消除热电压Vt的温度依赖性和基-射间电压Vbe的温度依赖性，能生成温度依赖性较小的恒电流。温度补偿电路可以包括串联设置在由偏置电流源生成的恒电流的路径上，且基-集间相连接的第1双极型晶体管和第2双极型晶体管；与第2双极型晶体管形成电流镜电路的第3双极型晶体管；以及基极与第1双极型晶体管的基极相连、集电极与第3双极型晶体管的集电极相连、射极连接温度补偿电阻的第4双极型晶体管；并且输出第3双极型晶体管和第4双极型晶体管的集电极电流的和。温度补偿电阻被施加从第1、第2双极型晶体管的基-射间电压的和(Vbe1+Vbe2)减去第3双极型晶体管的基-射间电压Vbe3后的电压(Vbe1+Vbe2-Vbe3)。现在，假定Vbe1＝Vbe2＝Vbe3＝Vbe，则温度补偿电阻成了被施加电压Vbe，温度补偿电阻和第4双极型晶体管中流过的电流Ix在设温度补偿电阻的电阻值为R1时，由Ix＝Vbe/R1给出。另一方面，第3双极型晶体管中流过由偏置电流源生成的恒电流。根据该方案，利用第4双极型晶体管中流过的电流Ix的温度特性，抵消由偏置电流源生成的恒电流的温度特性，由此能够生成温度依赖性小的恒电流。温度补偿电路可以包括串联设置在由偏置电流源生成的恒电流的路径上，且基-集间相连接的第1双极型晶体管和第2双极型晶体管；与第2双极型晶体管形成电流镜电路的第3双极型晶体管；基极与第1双极型晶体管的基极相连，射极连接温度补偿电阻的第4双极型晶体管；以及基极与第1双极型晶体管的基极相连、射极与第3双极型晶体管的集电极相连的第5双极型晶体管；并且输出第5双极型晶体管和第4双极型晶体管的集电极电流的和。根据该方案，通过在上述的温度补偿电路基础上再设置第5双极型晶体管，能够使第3、第5双极型晶体管中流过的电流逼近由偏置电流源生成的恒电流。偏置电流源可以包括基-集间相连接的第6双极型晶体管；基极与第6双极型晶体管的基极相连、在射极与固定电位间连接有电流生成用电阻的第7双极型晶体管；以及连接于第6、第7双极型晶体管的集电极的电流镜负载；并且输出与流过电流镜负载的电流成比例的电流。由于电流生成用电阻上产生与热电压Vt成比例的电压，所以通过该偏置电流源，生成与热电压成比例的电流。上述恒电流电路可以被一体集成在一个半导体衬底上。另外，所谓“一体集成”，包括电路的所有结构要件都形成在半导体衬底上的情况，以及电路的主要结构要件被一体集成的情况，也可以为调节电路常数而将一部分电阻、电容等设置在半导体衬底的外部。通过将恒电流电路作为一个LSI进行集成，能够减小电路面积。本专利技术的另一个方案是反相器。反相器包括上述恒电流电路，和以该恒电流电路为负载的晶体管。通过该方案，能够以非常小的电流对晶体管进行偏置。本专利技术的再一个方案是振荡电路。该振荡电路包括电压控制水晶振荡器；与电压控制水晶振荡器并联设置的电阻；以及与电压控制水晶振荡器并联设置的上述的反相器。通过该方案，能够降低电路的消耗电流。本专利技术的又一个方案是电子设备。该电子设备具备上述振荡电路。通过该方案，能够降低振荡电路的消耗电流，延长电池的寿命。另外，将以上结构要件的任意组合、本专利技术的结构要件以及表达方式在方法、装置、系统等之间相互置换的方案，作为本专利技术的实施方式也是有效的。附图说明图1是表示实施方式的恒电流电路的结构的电路图。图2是表示由图1的偏置电流源生成的恒电流Iref以及从恒电流电路输出的恒电流Iref’的温度依赖性的图。图3是表示使用了图1的恒电流电路的反相器的结构的电路图。图4是表示具备图3的反相器的振荡电路的结构的电路图。图5是表示图1的恒电流电路的变形例的电路图。〔标号说明〕10恒电流电路、20偏置电流源、30温度补偿电路、40反相器、42晶体管、50振荡电路、52电压控制水晶振荡器、54反相器、C1第1电容、C2第2电容、Rfb反馈电阻、Q1第1双极型晶体管、Q2第2双极型晶体管、Q3第3双极型晶体管、Q4第4双极型晶体管、Q5第5双极型晶体管、Q6第6双极型晶体管、Q7第7双极型晶体管、Q8第8双极型晶体管、Q9第9双极型晶体管、Q10第10双极型晶体管、R1温度补偿电阻、R2电流生成用电阻。具体实施例方式以下，基于优选的实施方式，参照附图说明本专利技术。对于各附图中所示的相同或等同的结构要件、部件、处理标注相同的标号，并适当省略重复的说明。另外，实施方式只是例示，并非限定本专利技术，实施方式中所记述的所有特征及其组合，不一定就是本专利技术的本质特征。在本说明书中，所谓“部件A与部件B相连接”，既包括部件A与部件B物理地直接连接的情况，也包括部件A与部件B经由不对电连接状态产生影响的其他部件间接相连接的情况。以下说明的实施方式的恒电流电路，能够很好地应用于生成亚μA至数μA程度的微小电流的用途。图1是表示实施方式的恒电流电路10的结构的电路图。实施方式的恒电流电路10包括偏置电流源20、温度补偿电路30。偏置电流源20以热电压Vt作为基准电压，通过将该基准电压施加给电阻来生成微小的恒电流。温度补偿电路30补偿由偏置电流源20生成的恒电流Iref的温度特性。该恒电流电路10被一体集成在一个半导体衬底上地构成。在以下说明中，将表示电阻的标号也作为该电阻的电阻值来使用。偏置电流源20包括NPN型的第6双极型晶体管Q6和第7双极型晶体管Q7、以及PNP型的第8双极型晶体管Q本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种恒电流电路，其特征在于：包括偏置电流源，通过对电流生成用电阻施加与热电压成比例的电压，生成恒电流，以及温度补偿电路，通过对温度补偿电阻施加相当于双极型晶体管的基－射间电压的电压，生成温度补偿电流；并且，输出由上述偏置电流源生成的恒电流与由上述温度补偿电路生成的温度补偿电流的和。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴田泰，唐泽良幸，横沟伊知郎，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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