Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzstroms

Abstract

 Die erfindungsgemäße integrierte Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzstroms in Bipolartechnologie weist einen ersten Transistor (8) vom ersten Leitungstyp auf, dessen Steueranschluß mit einer Referenzspannung beaufschlagt wird und dessen Laststrecke über einen extern anschließbaren Widerstand (26) mit einem Bezugspotential verbindbar ist. Des weiteren ist eine Stromspiegelanordnung (4..22) vorgesehen, die eingangsseitig zwischen Laststrecke des Transistors (8) und einer Versorgungsspannungsquelle (2) geschaltet ist und an deren Ausgang (25) der Referenzstrom abgegriffen werden kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzstroms.

[0002] Für eine genau definierte Einschwingzeit bei gegebener Außenbeschaltung benötigt z.B. ein PLL-Baustein einen exakten, temperaturunabhängigen Referenzstrom. Im Falle einer verwendeten PLL in CMOS-Technologie ist eine Erzeugung dieses Referenzstroms auf dem PLL-Baustein mit zu hohen Toleranzen verbunden, da der entsprechende CMOS-Prozeß nicht besonders "analogfähig" ist.

[0003] Ein in CMOS-Technologie erzeugter Referenzstrom wäre somit mit Toleranzen beaufschlagt und ungeeignet für z.B. eine nachgeschaltete PLL-Schaltung.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines konstanten einstellbaren Referenzstroms für eine CMOS-Schaltungsanordnung zu erzeugen.

[0005] Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind Kennzeichen der Unteransprüche.

[0006] Zur Lösung des obengenannten Problems wird erfindungsgemäß der Referenzstrom für eine CMOS-Schaltungsanordnung auf einem Bipolarbaustein erzeugt, auf dem sich z.B. auch der zu regelnde Oszillator befindet.

[0007] Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0008] In der Figur ist mit 1 eine Eingangsklemme bezeichnet, der eine Referenzspannung zuführbar ist. Die Eingangsklemme 1 ist mit dem Basisanschluß eines npn-Transistors 8 verbunden. Der Emitter des npn-Transistors 8 ist über eine externe Anschlußklemme 3 sowie einen extern anschließbaren Widerstand 26 mit Masse verbunden. Der Kollektor des Transistors 8 ist zum einen mit der Basis eines pnp-Transistors 9 sowie den Kollektoren zweier pnp-Transistoren 4 und 6 verbunden. Der Kollektor des Transistors 9 ist mit Masse verschaltet. Die Emitter der Transistoren 4 und 6 sind jeweils über Widerstände 5 und 7 mit einer Versorgungsspannungsklemme 2 verschaltet. Die Versorgungsspannungsklemme 2 ist des weiteren über einen Widerstand 10 mit dem Emitter des Transistors 9 verbunden.

[0009] Des weiteren sind im Ausführungsbeispiel 6 pnp-Ausgangstransistoren 12, 14, 16, 18, 20, 22 vorgesehen, deren Basisanschlüsse jeweils miteinander und mit den Basisanschlüssen der Transistoren 4 und 6 sowie mit dem Emitter des Transistors 9 verbunden sind. Die Versorgungsspannungsklemme 2 ist über jeweils einen Widerstand 11, 13, 15, 17, 19, 21 mit den Emittern der Transistoren 12, 14, 16, 18, 20, 22 verschaltet. Die Kollektoren der Transistoren 12, 14, 16, 18, 20, 22 sind miteinander und mit einer Ausgangsklemme 25 verschaltet.

[0010] Schließlich ist die Ausgangsklemme 25 über zwei in Reihe als Diode geschaltete Transistoren 23, 24 mit Masse verbunden.

[0011] Auf die Basis des Transistors 8 wird eine Referenzspannung gegeben, die sich aus einem in z.B. einer Bandgap erzeugten hochgenauen Konstantstrom ableitet. Mit Hilfe des externen Widerstands 26 wird der gewünschte Referenzstrom eingestellt. Im dargestellten Beispiel wird dieser Strom durch den Stromspiegel, welcher aus den Transistoren 4, 6, 9, 12, 14, 16, 18, 20, 22 und den Widerständen 5, 7, 10, 11, 13, 15, 17, 19, 21 besteht um den Faktor 3 gespiegelt und steht an der Ausgangsklemme 25 für eine nachfolgende CMOS-Schaltungsanordnung zur Verfügung.

[0012] Aufgrund der Schaltungsanordnung ist dieser Referenzstrom unabhängig von der Versorgungsspannung. Die Toleranz des externen Widerstands 26 legt die entsprechende Streuung des Referenzstroms fest. Die Temperaturabhängigkeit des Stroms ist minimal, da die entsprechende Biasschaltung in Bipolartechnologie sehr gut temperaturkompensiert ist.

[0013] Die als Diode geschalteten Transistoren 23, und 24 ermöglichen ein Abfliessen des Referenzstroms nach Masse, wenn der Ausgangsanschluß 25 unbeschaltet ist oder eine nachgeschaltete CMOS-Schaltung sich in einem sogenannten Standby-Modus befindet.

[0014] Die Anzahl der parallel geschalteten Transistoren im Eingangskreis des Stromspiegels, im dargestellen Beispiel die Transistoren 4 und 6, sowie die Anzahl der Transistoren im Ausgangskreis, im dargestellten Beispiel die sechs Transistoren 12, 14, 16, 18, 20, 22 kann beliebig gewählt werden und wird durch die Höhe des gewünschten Ausgangsstroms festgelegt.

Ansprüche

1. Integrierte Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzstroms in Bipolartechnologie,
gekennzeichnet durch

- einen ersten Transistor (8) vom ersten Leitungstyp, dessen Steueranschluß mit einer Referenzspannung beaufschlagt wird und dessen Laststrecke über einen extern anschließbaren Widerstand (26) mit einem Bezugspotential verbindbar ist,

- einer Stromspiegelanordnung (4..22), die eingangsseitig zwischen Laststrecke des Transistors (8) und einer Versorgungsspannungsquelle (2) geschaltet ist und an deren Ausgang (25) der Referenzstrom abgegriffen werden kann.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stromspiegel

- n Transistoren (n≧1) vom anderen Leitungstyp enthält, deren Laststrecken einerseits mit der Laststrecke des ersten Transistors (8) und dem Steueranschluß eines zweiten Transistors (9) vom anderen Leitungstyp gekoppelt sind und andererseits über jeweils einen Widerstand (5, 7) mit dem Versorgungsspannungsanschluß (2) verbunden sind,

- m Transistoren (12, 14, 18, 20, 22); m≧1 vom anderen Leitungstyp, deren Laststrecken einerseits miteinander und mit einer Ausgangsklemme (25) verbunden sind, und andererseits über jeweils einen Widerstand (11, 13, 15, 17, 19, 21) mit der Versorugungsspannungklemme (2) verbunden sind, wobei die Steueranschlüsse der n und m Transistoren (4, 6, 12, 14, 16, 18, 20, 22) miteinander und über einen Widerstand (10) mit der Versorgungsspannungsklemme sowie über die Laststrecke des zweiten Transistors (9) mit dem Bezugspotential verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dioden (23, 24) vorgesehen sind, die zwischen Ausgang und Bezugspotential in Flußrichtung geschaltet sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung durch eine Bandgap erzeugt wird.

Zeichnung