电流输出电路的制作方法

文档序号:26007984发布日期:2021-07-23 21:27阅读:160来源:国知局
电流输出电路的制作方法

本发明涉及电流输出电路。



背景技术:

作为输出所希望的电流的电流输出电路,已知有电流镜电路、共源共栅(cascode)电流镜电路。

在下述的专利文献1中记载了电流镜电路。在下述的专利文献2中记载了共源共栅电流镜电路。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平10-283048号公报

专利文献2:日本特开2008-288900号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

在电流输出电路中,在电流输出开始时,存在输出端子为低电位(例如,零伏特)的情况。因此,存在会在输出电流的晶体管的源极-漏极路径施加高电压(例如,电源电压)的情况。

由于晶体管的微细化、制造工艺,可认为晶体管的耐压较低。因此,若在晶体管的源极-漏极路径施加高电压,则晶体管有受到损伤的担忧,可靠性令人担忧。

本发明是鉴于上述情形而完成的,其目的在于,抑制在晶体管施加高电压,提高可靠性。

用于解决课题的技术方案

本发明的一个方面的电流输出电路包含:输入电路,在被输入了第1电流的情况下,输出与第1电流相应的第2电流;输出电路,输出与第2电流相应的第3电流;以及控制电路,在第1电流输入到输入电路之前被输入了控制信号的情况下,使输出电路输出电流。输出电路具有第1组晶体管,输入电路具有第2组晶体管。

发明效果

根据本发明,能够抑制在晶体管施加高电压,提高可靠性。

附图说明

图1是示出比较例的电流输出电路的电路结构的图。

图2是示出第1实施方式的电流输出电路的电路结构的图。

图3是示出第1实施方式的电流输出电路的开关电路的电路结构的图。

图4是示出第2实施方式的电流输出电路的电路结构的图。

图5是示出第3实施方式的电流输出电路的电路结构的图。

图6是示出第3实施方式的电流输出电路的等效电路的图。

图7是示出第4实施方式的电流输出电路的电路结构的图。

图8是示出第5实施方式的电流输出电路的电路结构的图。

图9是示出第6实施方式的电流输出电路的电路结构的图。

图10是示出实施方式的电流输出电路的应用例的图。

具体实施方式

以下,基于附图对本发明的电流输出电路的实施方式进行详细地说明。另外,本发明并不被该实施方式所限定。各实施方式是例示,能够进行在不同的实施方式中示出的结构的部分置换或组合,这是不言而喻的。在第2实施方式以后,省略关于与第1实施方式共同的事项的记述,仅对不同点进行说明。特别是,关于基于同样的结构的同样的作用效果,将不在每个实施方式中逐次提及。

<第1实施方式>

以下,对第1实施方式进行说明,但是为了使第1实施方式容易理解,先对比较例进行说明。

(比较例)

图1是示出比较例的电流输出电路的电路结构的图。电流输出电路100输出与从恒流源2输入的输入电流iref相应的输出电流iout。电流输出电路100可以形成在一个半导体芯片(裸片)上。

在电流输出电路100的输出端子与基准电位之间,电连接有用于将输出电流iout平滑化以及稳定化的电容器3。关于基准电位,例示接地电位,但是本公开并不限定于此。

电流输出电路100包含输入电路10和输出电路20。输入电路10输出与输入电流iref相应的电流im。电流im的朝向是从输出电路20朝向输入电路10的朝向。输出电路20输出与电流im相应的输出电流iout。

输入电路10包含n沟道型的晶体管q11以及q12。

在本公开中,关于各晶体管,例示场效应晶体管(fieldeffecttransistor:fet),但是并不限定于此。各晶体管例如也可以是异质结双极晶体管(heterojunctionbipolartransistor:hbt)。各晶体管也可以是将多个单位晶体管(也称为“指”)电并联连接的多指晶体管。所谓单位晶体管,是指构成晶体管的最小限度的结构。

晶体管q11的尺寸(“指”数)和晶体管q12的尺寸既可以相同,也可以不同。

晶体管q11的源极与基准电位电连接。晶体管q11的漏极和栅极电连接。在晶体管q11的漏极以及源极被输入输入电流iref。

晶体管q12的源极与基准电位电连接。晶体管q12的栅极与晶体管q11的栅极电连接。也就是说,晶体管q11和晶体管q12构成电流镜电路。

在晶体管q12的漏极流过与输入电流iref相应的电流im。例如,在晶体管q12的尺寸与晶体管q11的尺寸相同的情况下,电流im变得与输入电流iref相同。此外,例如,在晶体管q12的尺寸为晶体管q11的尺寸的10倍的情况下,电流im变成输入电流iref的10倍。

输出电路20包含p沟道型的晶体管q21以及q22。

关于晶体管q21的尺寸,例示与晶体管q12的尺寸相同的情况,但是本公开并不限定于此。晶体管q21的尺寸也可以与晶体管q12的尺寸不同。

晶体管q21的尺寸和晶体管q22的尺寸既可以相同,也可以不同。

晶体管q21的源极与电源电位vbatt电连接。晶体管q21的漏极和栅极电连接。晶体管q21的漏极以及栅极与晶体管q12的漏极电连接。因此,晶体管q21的漏极电流为电流im。

晶体管q22的源极与电源电位vbatt电连接。晶体管q22的栅极与晶体管q21的栅极电连接。也就是说,晶体管q21以及q22构成电流镜电路。

在晶体管q22的漏极流过与电流im相应的输出电流iout。例如,在晶体管q22的尺寸与晶体管q21的尺寸相同的情况下,输出电流iout变得与电流im相同。此外,例如,在晶体管q22的尺寸为晶体管q21的尺寸的10倍的情况下,输出电流iout变成电流im的10倍。

例如,如果将晶体管q11、q12、q21以及q22的尺寸比设为1∶10∶10:100,则输出电流iout变成输入电流iref的100倍。

对电流输出电路100的启动时(输入电流iref的输入开始时)的动作进行说明。

在电流输出电路100的启动前,输入电流iref为零安培。因此,电流im以及输出电流iout也为零安培。此时,电容器3的电荷量有可能少。电容器3的电压与电荷量成比例。也就是说,电容器3的电压有可能为低电压。

例如,电容器3的电荷量有可能为零库仑。也就是说,电容器3的电压有可能为零伏特。

若恒流源2输出了输入电流iref,则电流输出电路100开始输出电流iout的输出。此时,在电容器3的电压为低电压(例如,零伏特)的情况下,在晶体管q22的源极-漏极路径施加高电压(例如,电压vbatt)。

由于晶体管的微细化、制造工艺,可认为晶体管q22的耐压较低。因此,若在晶体管q22的源极-漏极路径施加高电压(例如,电压vbatt),则晶体管q22有受到损伤的担忧,可靠性令人担忧。

(第1实施方式)

图2是示出第1实施方式的电流输出电路的电路结构的图。对于电流输出电路1的构成要素之中与比较例的电流输出电路100相同的构成要素,标注相同的参照符号并省略说明。

电流输出电路1输出与从恒流源2输入的输入电流iref相应的输出电流iout。电流输出电路1可以形成在一个半导体芯片(裸片)上。

输入电流iref对应于本公开的“第1电流”。输入电路10输出的电流im对应于本公开的“第2电流”。输出电流iout对应于本公开的“第3电流”。

输出电路20内的晶体管q21以及q22对应于本公开的“第1组晶体管”。输入电路10内的晶体管q11以及q12对应于本公开的“第2组晶体管”。

电流输出电路1与电流输出电路100相比较,还包含控制电路30。控制电路30包含p沟道型的晶体管q31和开关电路31。控制电路30内的晶体管q31对应于本公开的“控制晶体管”。

晶体管q31的源极与晶体管q21的栅极以及漏极和晶体管q22的栅极电连接。晶体管q31的栅极与晶体管q22的漏极即输出电路20的输出端子电连接。

开关电路31电连接在晶体管q31的漏极与基准电位之间。也就是说,晶体管q31的漏极-源极路径和开关电路31串联连接。

开关电路31若被输入了高电平的控制信号s,则将晶体管q31的漏极与基准电位之间电导通。控制信号s设为高电平有效(active-high),但是本公开并不限定于此。

另外,虽然在第1实施方式中设为开关电路31串联连接在低电位侧且晶体管q31串联连接在高电位侧,但是本公开并不限定于此。也可以是,晶体管q31串联连接在低电位侧且开关电路31串联连接在高电位侧。也就是说,也可以是,晶体管q31的漏极与基准电位电连接,开关电路31电连接在晶体管q21的栅极以及漏极和晶体管q22的栅极与晶体管q31的源极之间。

但是,优选开关电路31位于比晶体管q31的漏极靠低电位侧。这是因为,开关电路31产生电压降,因此,与开关电路31位于比晶体管q31的源极靠高电位侧的情况相比,能够提高晶体管q31的源极-栅极间电压,晶体管q31更可靠地成为导通状态。

图3是示出第1实施方式的电流输出电路的开关电路的电路结构的图。开关电路31包含电阻性元件32和n沟道型的晶体管q32。

电阻性元件32只要是通过直流且产生电压降的元件即可。例如,关于电阻性元件32,可例示电阻、二极管、漏极和栅极电连接的(进行了二极管连接的)晶体管、布线(布线电阻),但是本公开并不限定于这些。

电阻性元件32的一端与晶体管q31(参照图2)的漏极电连接。晶体管q32的漏极-源极路径电连接在电阻性元件32的另一端与基准电位之间。在晶体管q32的栅极被输入控制信号s。

晶体管q32若被输入高电平的控制信号s,则成为导通状态。由此,晶体管q31(参照图2)的漏极与基准电位之间电导通。

电阻性元件32在晶体管q31以及q32成为导通状态时产生电压降。因此,能够抑制施加于晶体管q31以及q32的源极-漏极路径的电压。也就是说,电阻性元件32起到保护晶体管q31以及q32的作用。

此外,虽然在第1实施方式中设为从高电位侧朝向低电位侧依次串联连接了晶体管q31、电阻性元件32以及晶体管q32,但是本公开并不限定于此。晶体管q31、电阻性元件32以及晶体管q32的连接顺序也可以不同。

但是,优选电阻性元件32位于比晶体管q31的漏极靠低电位侧。这是因为,电阻性元件32产生电压降,因此,与电阻性元件32位于比晶体管q31的源极靠高电位侧的情况相比,能够提高晶体管q31的源极-栅极间电压,晶体管q31更可靠地成为导通状态。

同样地,优选晶体管q32位于比晶体管q31的漏极靠低电位侧。这是因为,晶体管q32产生基于导通电阻的电压降,因此,与晶体管q32位于比晶体管q31的源极靠高电位侧的情况相比,能够提高晶体管q31的源极-栅极间电压,晶体管q31更可靠地成为导通状态。

因此,优选晶体管q31在控制电路30内位于最靠高电位侧。也就是说,优选晶体管q31的源极与晶体管q21的栅极以及漏极和晶体管q22的栅极电连接。

此外,优选电阻性元件32位于比晶体管q32的漏极靠高电位侧。这是因为,电阻性元件32产生电压降,因此,与电阻性元件32位于比晶体管q32的源极靠低电位侧的情况相比,能够提高晶体管q32的源极-栅极间电压,晶体管q32更可靠地成为导通状态。

因此,优选晶体管q32在控制电路30内位于最靠低电位侧。也就是说,优选晶体管q32的源极与基准电位电连接。

考虑到以上情况,优选从高电位侧朝向低电位侧依次串联连接了晶体管q31、电阻性元件32以及晶体管q32。

对电流输出电路1的启动时(输入电流iref的输入开始时)的动作进行说明。

在电流输出电路1的启动前,输入电流iref为零安培。因此,电流im以及输出电流iout也为零安培。此时,电容器3的电荷量有可能少。电容器3的电压与电荷量成比例。也就是说,电容器3的电压有可能为低电压。

例如,电容器3的电荷量有可能为零库仑。也就是说,电容器3的电压有可能为零伏特。

在输入电流iref的输入开始前,高电平的控制信号s输入到开关电路31。若被输入了高电平的控制信号s,则开关电路31将晶体管q31的漏极与基准电位之间电导通。

在电容器3的高电位侧端子为低电位(例如,零伏特)的情况下,在晶体管q31的栅极被输入低电位(例如,零伏特),晶体管q31成为导通状态。由此,在晶体管q22的栅极被输入低电位。因此,因为晶体管q22成为导通状态,所以在晶体管q22的源极-漏极路径流过漏极电流。由于晶体管q22的漏极电流,在电容器3积蓄电荷。

此时的晶体管q22的漏极电流成为与晶体管q22的源极-栅极间电压相应的电流。另外,此时的晶体管q22的漏极电流与输出电流iout既可以相同,也可以不同。

若在电容器3积蓄电荷且电容器3的高电位侧端子的电位超过晶体管q31的栅极的动作阈值电位,则晶体管q31成为截止状态。该晶体管q31的栅极的动作阈值电位例如对应于本公开的“阈值电压”。由此,低电位向晶体管q22的栅极的输入结束。因此,晶体管q22成为截止状态,晶体管q22的漏极电流停止。由此,电流输出电路1能够抑制消耗功率。

此后,恒流源2将输入电流iref输出到电流输出电路1。此时,控制信号s成为低电平为宜,但是也可以维持高电平的状态。这是因为,即使控制信号s维持高电平的状态,也像上述的那样,由于电容器3的高电位侧端子的电位的上升,晶体管q31成为截止状态。

若恒流源2输出了输入电流iref,则电流输出电路1开始输出电流iout的输出。此时,在电容器3积蓄有电荷,在电容器3产生了电压(例如,相当于晶体管q31的栅极的动作阈值电压的电压)。因此,施加于晶体管q22的源极-漏极路径的电压成为从电压vbatt减去电容器3的电压之后的电压。

像以上说明的那样,电流输出电路1若被输入了高电平的控制信号s,则将晶体管q22控制为导通状态,在电容器3积蓄电荷。由此,电流输出电路1能够抑制在被输入了输入电流iref时施加于晶体管q22的源极-漏极路径的电压。因此,电流输出电路1能够抑制晶体管q22受到损伤的担忧,能够抑制对可靠性的担忧。

此外,在恒流源2输出了输入电流iref时,在电容器3积蓄有电荷。因此,因为电流输出电路1能够抑制必需通过输出电流iout对电容器3进行充电的电荷量,所以能够抑制输出电流iout的延迟。

此外,在电流输出电路1进行了电流输出动作的情况(被输入了输入电流iref且电流输出电路1输出了输出电流iout的情况)下,晶体管q31成为截止状态。也就是说,与开关电路31的接通/断开无关地,晶体管q31成为截止状态。因此,控制电路30能够抑制对电流输出电路1的输出特性造成影响。

另外,即使在电源电位vbatt的上升快且电容器3的电容值大的情况下,控制电路30也能够抑制对电流输出电路1的输出特性造成影响。

<第2实施方式>

图4是示出第2实施方式的电流输出电路的电路结构的图。对于电流输出电路1a的构成要素之中与第1实施方式的电流输出电路1相同的构成要素,标注相同的参照符号并省略说明。

电流输出电路1a与电流输出电路1相比较,代替输入电路10而包含输入电路10a。此外,电流输出电路1a与电流输出电路1相比较,代替输出电路20而包含输出电路20a。

输入电路10a与输入电路10相比较,还包含n沟道型的晶体管q13以及q14。

输入电路10a内的晶体管q11、q12、q13以及q14对应于本公开的“第2组晶体管”。

晶体管q13的源极与晶体管q11的栅极以及漏极和晶体管q12的栅极电连接。晶体管q13的漏极和栅极电连接。在晶体管q13的漏极以及源极被输入输入电流iref。

晶体管q14的源极与晶体管q12的漏极电连接。晶体管q14的栅极与晶体管q13的栅极电连接。

也就是说,晶体管q11、q12、q13以及q14构成共源共栅电流镜电路。

在第1实施方式中示出的输入电路10是电流镜电路。在电流镜电路中,起因于晶体管q12的漏极-源极间电压的偏差、变动,即,起因于电源电位vbatt的偏差、变动,作为晶体管q12的漏极电流的电流im会产生偏差或者变动。

另一方面,在第2实施方式中示出的输入电路10a是共源共栅电流镜电路。在作为共源共栅电流镜电路的输入电路10a中,晶体管q13的源极-栅极间电压和晶体管q14的源极-栅极间电压变得相同。也就是说,晶体管q11的漏极电位和晶体管q12的漏极电位变得相同。因此,可抑制晶体管q12的漏极-源极间电压的偏差、变动。由此,可抑制电流1m的偏差、变动。

输出电路20a与输出电路20相比较,还包含p沟道型的晶体管q23以及q24。

输出电路20a内的晶体管q21、q22、q23以及q24对应于本公开的“第1组晶体管”。

晶体管q23的源极与晶体管q21的栅极以及漏极和晶体管q22的栅极电连接。晶体管q23的漏极和栅极电连接。晶体管q23的漏极以及源极与晶体管q14的漏极电连接。因此,晶体管q23的漏极电流为电流im。

晶体管q24的源极与晶体管q22的漏极电连接。晶体管q24的栅极与晶体管q23的栅极电连接。

也就是说,晶体管q21、q22、q23以及q24构成共源共栅电流镜电路。

输出电路20a是共源共栅电流镜电路。在作为共源共栅电流镜电路的输出电路20a中,晶体管q23的源极-栅极间电压和晶体管q24的源极-栅极间电压变得相同。也就是说,晶体管q21的漏极电位和晶体管q22的漏极电位变得相同。因此,可抑制晶体管q22的漏极-源极间电压的偏差、变动。由此,可抑制输出电流iout的偏差、变动。

控制电路30内的晶体管q31的源极与晶体管q23的栅极以及漏极和晶体管q24的栅极电连接。晶体管q31的栅极与晶体管q24的漏极即输出电路20a的输出端子电连接。

对电流输出电路1a的启动时(输入电流iref的输入开始时)的动作进行说明。

在输入电流iref的输入开始之前,高电平的控制信号s输入到开关电路31。若被输入了高电平的控制信号s,则开关电路31将晶体管q31的漏极与基准电位之间电导通。

在电容器3的高电位侧端子为低电位(例如,零伏特)的情况下,在晶体管q31的栅极被输入低电位(例如,零伏特),晶体管q31成为导通状态。由此,在晶体管q23以及q24的栅极被输入低电位。因此,晶体管q23以及q24成为导通状态。因为晶体管q23成为导通状态,所以在晶体管q21以及q22的栅极被输入低电位。因此,晶体管q21以及q22成为导通状态。

因此,因为晶体管q22以及q24成为导通状态,所以在晶体管q22以及q24的源极-漏极路径流过电流。由于流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流,在电容器3积蓄电荷。

此时的流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流成为与晶体管q22以及q24的源极-栅极间电压相应的电流。另外,此时的流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流与输出电流iout既可以相同,也可以不同。

若在电容器3积蓄电荷且电容器3的高电位侧端子的电位超过晶体管q31的栅极的动作阈值电位,则晶体管q31成为截止状态。由此,低电位向晶体管q21、q22、q23以及q24的栅极的输入结束。因此,晶体管q22以及q24成为截止状态,流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流停止。由此,电流输出电路1a能够抑制消耗功率。

此后,恒流源2将输入电流iref输出到电流输出电路1a。此时,控制信号s成为低电平为宜,但是也可以维持高电平的状态。这是因为,即使控制信号s维持高电平的状态,也像上述的那样,由于电容器3的电压的上升,晶体管q31成为截止状态。

若恒流源2输出了输入电流iref,则电流输出电路1a开始输出电流iout的输出。此时,在电容器3积蓄有电荷,在电容器3产生了电压(例如,相当于晶体管q31的栅极的动作阈值电压的电压)。因此,施加于晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电压成为从电压vbatt减去电容器3的电压之后的电压。

像以上说明的那样,电流输出电路1a若被输入了高电平的控制信号s,则将晶体管q22以及q24控制为导通状态,在电容器3积蓄电荷。由此,电流输出电路1a能够抑制在被输入了输入电流iref时施加于晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电压。因此,电流输出电路1a能够抑制晶体管q22以及q24受到损伤的担忧,能够抑制对可靠性的担忧。

此外,在恒流源2输出了输入电流iref时,在电容器3积蓄有电荷。因此,因为电流输出电路1a能够抑制必需通过输出电流iout对电容器3进行充电的电荷量,所以能够抑制输出电流iout的延迟。

此外,在电流输出电路1a进行了电流输出动作的情况(被输入了输入电流iref且电流输出电路1a输出了输出电流iout的情况)下,晶体管q31成为截止状态。因此,控制电路30能够抑制对电流输出电路1a的输出特性造成影响。

<第3实施方式>

图5是示出第3实施方式的电流输出电路的电路结构的图。对于电流输出电路1b的构成要素之中与第2实施方式的电流输出电路1a相同的构成要素,标注相同的参照符号并省略说明。

在电流输出电路1b中,与电流输出电路1a相比较,晶体管q31的源极与晶体管q21的栅极以及漏极和晶体管q22的栅极电连接。

对电流输出电路1b的启动时(输入电流iref的输入开始时)的动作进行说明。

在高电平的控制信号s输入到开关电路31之前,在输出电路20a被施加电源电位vbatt。此时,因为输入电路10a内的晶体管q12以及q14截止,所以不流过电流im。但是,晶体管q21以及q23各自进行了二极管连接。因此,在晶体管q21以及q23过渡性地流过微弱的电流。

图6是示出第3实施方式的电流输出电路的等效电路的图。详细地,图6是示出在输出电路20a施加了电源电位vbatt时的、进行了二极管连接的晶体管q21以及q23的等效电路的图。

在图6中,电容c1是寄生于晶体管q21以及q22的栅极的电容。例如,电容c1是晶体管q21以及q22的栅极电容与布线电容之和。电容c2是寄生于晶体管q23以及q24的栅极的电容。例如,电容c2是晶体管q23以及q24的栅极电容与布线电容之和。

通过过渡性地流过晶体管q21以及q23的微弱的电流,电容c1以及c2被充电。因此,晶体管q21以及q23各自的栅极电位决定为阈值电位附近的某个电位。

再次参照图5,高电平的控制信号s输入到开关电路31。若被输入了高电平的控制信号s,则开关电路31将晶体管q31的漏极与基准电位之间电导通。

在电容器3的高电位侧端子为低电位(例如,零伏特)的情况下,在晶体管q31的栅极被输入低电位(例如,零伏特),晶体管q31成为导通状态。由此,在晶体管q21以及q22的栅极被输入低电位。因此,晶体管q21以及q22成为导通状态。

因为晶体管q21成为导通状态,所以晶体管q23的源极电位成为从电源电位vbatt减去晶体管q21的源极-漏极路径的电压降之后的电位。因此,因为在晶体管q23的源极-栅极间被施加电压,所以晶体管q23成为导通状态,并且晶体管q24成为导通状态。

因此,因为晶体管q22以及q24成为导通状态,所以在晶体管q22以及q24的源极-漏极路径流过电流。由于流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流,在电容器3积蓄电荷。

此时的流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流成为与晶体管q22以及q24的源极-栅极间电压相应的电流。另外,此时的流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流与输出电流iout既可以相同,也可以不同。

若在电容器3积蓄电荷且电容器3的高电位侧端子的电位超过晶体管q31的栅极的动作阈值电位,则晶体管q31成为截止状态。由此,低电位向晶体管q21、q22、q23以及q24的栅极的输入结束。因此,晶体管q22以及q24成为截止状态,流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流停止。由此,电流输出电路1b能够抑制消耗功率。

此后,恒流源2将输入电流iref输出到电流输出电路1b。此时,控制信号s成为低电平为宜,但是也可以维持高电平的状态。这是因为,即使控制信号s维持高电平的状态,也像上述的那样,由于电容器3的电压的上升,晶体管q31成为截止状态。

若恒流源2输出了输入电流iref,则电流输出电路1b开始输出电流iout的输出。此时,在电容器3积蓄有电荷,在电容器3产生了电压(例如,相当于晶体管q31的栅极的动作阈值电压的电压)。因此,施加于晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电压成为从电压vbatt减去电容器3的电压之后的电压。

像以上说明的那样,电流输出电路1b若被输入了高电平的控制信号s,则将晶体管q22以及q24控制为导通状态,在电容器3积蓄电荷。由此,电流输出电路1b能够抑制在被输入了输入电流iref时施加于晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电压。因此,电流输出电路1b能够抑制晶体管q22以及q24受到损伤的担忧,能够抑制对可靠性的担忧。

此外,在恒流源2输出了输入电流iref时,在电容器3积蓄有电荷。因此,因为电流输出电路1b能够抑制必需通过输出电流iout对电容器3进行充电的电荷量,所以能够抑制输出电流iout的延迟。

此外,在电流输出电路1b进行了电流输出动作的情况(被输入了输入电流iref且电流输出电路1b输出了输出电流iout的情况)下,晶体管q31成为截止状态。因此,控制电路30能够抑制对电流输出电路1b的输出特性造成影响。

<第4实施方式>

图7是示出第4实施方式的电流输出电路的电路结构的图。对于电流输出电路1c的构成要素之中与第3实施方式的电流输出电路1b相同的构成要素,标注相同的参照符号并省略说明。

电流输出电路1c与电流输出电路1b相比较,代替输出电路20a而包含输出电路20c。

输出电路20c与输出电路20a相比较,还包含电阻性元件21。

电阻性元件21只要是通过直流且产生电压降的元件即可。例如,关于电阻性元件21,可例示电阻、二极管、进行了二极管连接的晶体管、布线(布线电阻),但是本公开并不限定于这些。

电阻性元件21的一端与晶体管q14的漏极电连接。电阻性元件21的另一端与晶体管q23的漏极以及栅极和晶体管q24的栅极电连接。

晶体管q21的栅极与电阻性元件21的一端以及晶体管q14的漏极电连接。

因此,在电流输出电路1c的输出电流iout的输出时,输出电路20c的晶体管q21以及q22的栅极电位与输出电路20a的晶体管q21以及q22的栅极电位相比,降低与晶体管q23的源极-漏极路径以及电阻性元件21的电压降对应的量。也就是说,输出电路20c的晶体管q22的漏极电流与输出电路20a的晶体管q22的漏极电流相比变多。

因此,电流输出电路1c与电流输出电路1b相比,能够使输出电流iout增多。也就是说,电流输出电路1c能够通过电阻性元件21的电阻值对输出电流iout进行调整。

因为电流输出电路1c的启动时(输入电流iref的输入开始时)的动作与电流输出电路1b的启动时的动作相同,所以省略说明。

电流输出电路1c除了达到与电流输出电路1b同样的效果以外,还达到以下效果。电流输出电路1c能够通过电阻性元件21的电阻值对输出电流iout进行调整。

另外,也可以将第4实施方式和第2实施方式进行组合。即,也可以是,晶体管q31的源极与晶体管q23的栅极以及漏极和晶体管q24的栅极电连接。

此外,也可以将第4实施方式和第1实施方式进行组合。即,也可以是,在电流输出电路1(参照图2)中,电阻性元件的一端与晶体管q12的漏极以及晶体管q21的栅极电连接,电阻性元件的另一端与晶体管q21的漏极电连接。

<第5实施方式>

图8是示出第5实施方式的电流输出电路的电路结构的图。对于电流输出电路1d的构成要素之中与第3实施方式的电流输出电路1b相同的构成要素,标注相同的参照符号并省略说明。

电流输出电路1d与电流输出电路1b相比较,还包含控制信号输出电路40。控制信号输出电路40包含反相器电路(反相电路)41。

反相器电路41的输入端子与晶体管q11的漏极以及栅极和晶体管q12的栅极电连接。

在晶体管q11的漏极以及栅极和晶体管q12的栅极的电位为低电平的情况下,反相器电路41将高电平的控制信号s输出到开关电路31。

在晶体管q11的漏极以及栅极和晶体管q12的栅极的电位为高电平的情况下,反相器电路41将低电平的控制信号s输出到开关电路31。

对电流输出电路1d的启动时(输入电流iref的输入开始时)的动作进行说明。

在电流输出电路1d的启动前,输入电流iref为零安培。因此,电流im也为零安培。此时,晶体管q11的漏极以及栅极和晶体管q12的栅极的电位为低电平。因此,反相器电路41将高电平的控制信号s输出到开关电路31。若被输入了高电平的控制信号s,则开关电路31将晶体管q31的漏极与基准电位之间电导通。

此时,电容器3的电荷量有可能少。电容器3的电压与电荷量成比例。也就是说,电容器3的电压有可能为低电压(例如,零伏特)。

在电容器3的高电位侧端子为低电位(例如,零伏特)的情况下,在晶体管q31的栅极被输入低电位(例如,零伏特),晶体管q31成为导通状态。由此,在晶体管q21以及q22的栅极被输入低电位。因此,晶体管q21以及q22成为导通状态。

因为晶体管q21成为导通状态,所以晶体管q23的源极电位成为从电压vbatt减去晶体管q21的源极-漏极路径的电压降之后的电位。因此,因为在晶体管q23的源极-栅极间被施加电压,所以晶体管q23成为导通状态,并且晶体管q24成为导通状态。

因此,因为晶体管q22以及q24成为导通状态,所以在晶体管q22以及q24的源极-漏极路径流过电流。由于流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流,在电容器3积蓄电荷。

此时的流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流成为与晶体管q22以及q24的源极-栅极间电压相应的电流。另外,此时的流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流与输出电流iout既可以相同,也可以不同。

若在电容器3积蓄电荷且电容器3的高电位侧端子的电位超过晶体管q31的栅极的动作阈值电位,则晶体管q31成为截止状态。由此,低电位向晶体管q21、q22、q23以及q24的栅极的输入结束。因此,晶体管q22以及q24成为截止状态,流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流停止。由此,电流输出电路1d能够抑制消耗功率。

此后,若恒流源2输出了输入电流iref,则输入电路10a输出电流im。此时,晶体管q11的漏极以及栅极和晶体管q12的栅极的电位为高电平。因此,反相器电路41将低电平的控制信号s输出到开关电路31。开关电路31将晶体管q31的漏极与基准电位之间电切断。

输出电路20a开始输出电流iout的输出。此时,在电容器3积蓄有电荷,在电容器3产生了电压(例如,相当于晶体管q31的栅极的动作阈值电压的电压)。因此,施加于晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电压成为从电压vbatt减去电容器3的电压之后的电压。

电流输出电路1d除了达到与电流输出电路1b同样的效果以外,还达到以下效果。电流输出电路1d能够通过控制信号输出电路40将控制信号s输出到控制电路30。由此,电流输出电路1d能够消除从外部电路输入控制信号s的必要。

此外,在电流输出电路1d进行了电流输出动作的情况(被输入了输入电流iref的情况)下,控制信号输出电路40输出低电平的控制信号s。因此,晶体管q31成为截止状态。由此,控制电路30能够抑制对电流输出电路1d的输出特性造成影响。

另外,反相器电路41的输入端子也可以与晶体管q13的漏极以及栅极和晶体管q14的栅极电连接。

此外,也可以将第5实施方式和第2实施方式进行组合。即,也可以是,晶体管q31的源极与晶体管q23的栅极以及漏极和晶体管q24的栅极电连接。

此外,也可以将第5实施方式和第4实施方式进行组合。即,电流输出电路1d也可以代替输出电路20a而具备输出电路20c。

此外,也可以将第5实施方式和第1实施方式进行组合。即,也可以是,在电流输出电路1(参照图2)中,控制信号输出电路的输入端子与晶体管q12的栅极电连接,控制信号输出电路输出的控制信号s输入到开关电路31。

<第6实施方式>

图9是示出第6实施方式的电流输出电路的电路结构的图。对于电流输出电路1e的构成要素之中与第3实施方式的电流输出电路1b相同的构成要素,标注相同的参照符号并省略说明。

控制电路30内的晶体管q31的源极与电源电位vbatt电连接。开关电路31电连接在晶体管q31的漏极与晶体管q13的漏极以及栅极和晶体管q14的栅极之间。

对电流输出电路1e的启动时(输入电流irer的输入开始时)的动作进行说明。

在输入电流iref的输入开始之前,高电平的控制信号s输入到开关电路31。若被输入了高电平的控制信号s,则开关电路31将晶体管q31的漏极与晶体管q14的栅极之间电导通。

在电容器3的高电位侧端子为低电位(例如,零伏特)的情况下,在晶体管q31的栅极被输入低电位(例如,零伏特),晶体管q31成为导通状态。由此,在晶体管q14的栅极被输入高电位。因此,晶体管q13以及q14成为导通状态。因为晶体管q13成为导通状态,所以在晶体管q11以及q12的栅极被输入高电位。因此,晶体管q11以及q12成为导通状态。

因为晶体管q12以及q14成为导通状态,所以在晶体管q12以及q14的漏极-源极路径流过电流。

另外,此时的流过晶体管q12以及q14的源极-漏极路径的电流与电流im既可以相同,也可以不同。

因此,与流过晶体管q12以及q14的漏极-源极路径的电流相应的电流在晶体管q22以及q24的源极-漏极路径流过。由于流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流,在电容器3积蓄电荷。

若在电容器3积蓄电荷且电容器3的高电位侧端子的电位超过晶体管q31的栅极的动作阈值电位,则晶体管q31成为截止状态。由此,高电位向晶体管q11、q12、q13以及q14的栅极的输入结束。因此,晶体管q12以及q14成为截止状态,流过晶体管q12以及q14的源极-漏极路径的电流停止。由此,流过晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电流也停止。由此,电流输出电路1e能够抑制消耗功率。

此后,恒流源2将输入电流iref输出到电流输出电路1e。此时,控制信号s成为低电平为宜,但是也可以维持高电平的状态。这是因为,即使控制信号s维持高电平的状态,也像上述的那样,由于电容器3的电压的上升,晶体管q31成为截止状态。

若恒流源2输出了输入电流iref,则电流输出电路1e开始输出电流iout的输出。此时,在电容器3积蓄有电荷,在电容器3产生了电压(例如,相当于晶体管q31的栅极的动作阈值电压的电压)。因此,施加于晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电压成为从电压vbatt减去电容器3的电压之后的电压。

像以上说明的那样,电流输出电路1e若被输入了高电平的控制信号s,则将晶体管q12以及q14控制为导通状态,在电容器3积蓄电荷。由此,电流输出电路1e能够抑制在被输入了输入电流iref时施加于晶体管q22以及q24的源极-漏极路径的电压。因此,电流输出电路1e能够抑制晶体管q22以及q24受到损伤的担忧,能够抑制对可靠性的担忧。

此外,在恒流源2输出了输入电流iref时,在电容器3积蓄有电荷。因此,因为电流输出电路1e能够抑制必需通过输出电流iout对电容器3进行充电的电荷量,所以能够抑制输出电流iout的延迟。

此外,在电流输出电路1e进行了电流输出动作的情况(被输入了输入电流iref且电流输出电路1e输出了输出电流iout的情况)下,晶体管q31成为截止状态。因此,控制电路30能够抑制对电流输出电路1e的输出特性造成影响。

另外,开关电路31的一端也可以与晶体管q11的漏极以及栅极和晶体管q12的栅极电连接。

此外,也可以将第6实施方式和第4实施方式进行组合。即,电流输出电路1e也可以代替输出电路20a而具备输出电路20c。

此外,也可以将第6实施方式和第1实施方式进行组合。即,也可以是,在电流输出电路1(参照图2)中,开关电路31的一端与晶体管q12的栅极电连接,晶体管q31的源极与电源电位vbatt电连接。

<应用例>

图10是示出实施方式的电流输出电路的应用例的图。虽然在图10中示出了电流输出电路1的应用例,但是电流输出电路1a至1e各自也能够与电流输出电路1同样地进行应用。

另外,上述的实施方式用于使本发明容易理解,并非用于对本发明进行限定解释。本发明能够在不脱离其主旨的情况下进行变更/改良,并且本发明还包含其等价物。

符号说明

1、1a、1b、1c、1d、1e:电流输出电路;

2:恒流源;

3:电容器;

10、10a:输入电路;

20、20a、20c:输出电路;

30:控制电路;

31:开关电路;

32:电阻性元件;

40:控制信号输出电路;

q11、q12、q13、q14、q21、q22、q23、q24、q31、q32:晶体管。

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