(19)
(11) EP 0 226 721 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
25.11.1992  Patentblatt  1992/48

(21) Anmeldenummer: 86112708.2

(22) Anmeldetag:  15.09.1986
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)5G05F 3/26

(54)

Schaltbare bipolare Stromquelle

Switchable bipolar current source

Source bipolaire de courant commutable


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

(30) Priorität: 30.09.1985 DE 3534830

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
01.07.1987  Patentblatt  1987/27

(73) Patentinhaber: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • Reisinger, Jochen, Dipl.-Ing.
    A-9500 Villach (AT)
  • Dielacher, Franz, Dipl.-Ing.
    A-9500 Villach (AT)


(56) Entgegenhaltungen: : 
JP-A-60 095 620
US-A- 3 976 896
US-A- 3 611 171
US-A- 4 544 878
   
  • PATENTS ABSTRACTS OF JAPAN, Band 8, Nr. 33, 14. Februar 1984, Seite 2 P 254; & JP-A-58 186 817 (NIPPON DENSO K.K.) 31-10-1983
  • RCA REVIEW, Band 39, Nr. 2, Juni 1978, Seiten 250-258, Princeton, US; O.H. SCHADE, Jr.: "Advances in BiMOS integrated circuits"
  • ELECTRONIC LETTERS, Band 12, Nr. 15, 22. Juli 1976, Seiten 389,390, Herts, GB; B.L. HART et al.: "D.C. matching errors in the Wilson current source"
   
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine umschaltbare Stromquelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Stromquellen, die einen positiven oder negativen Ausgangsstrom liefern können, sind bekannt und beispielsweise in dem Buch "Halbleiter-Schaltungstechnik" von U. Tietze, Ch. Schenk, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1980, Seite 54 ff. beschrieben. Eine dort angegebene Stromquelle liefert einen Ausgangsstrom, der proportional zu einer angelegten Eingangsspannung ist. Für einen Anwendungsfall, der entweder einen positiven oder negativen Referenzstrom erfordert, ist eine Lösung mit einer Stromquelle für den positiven und einer Stromquelle für den negativen Referenzstrom mit nachfolgender Multiplexschaltung üblich.

[0003] Aus der JP-A-60095620 ist eine schaltbare Stromspiegelanordnung bekannt, bei der die als Dioden geschalteten Eingangstransistoren zweier Stromspiegel mit einer von einer Steuerklemme gesteuerten Stromquelle derart in Reihe geschaltet sind, daß die Stromquelle zwischen den Drainanschlüssen der Eingangstransistoren liegt. Die Schaltung der Stromquelle ist nicht offenbart. Bei einer integrierten Realisierung der nur symbolisch dargestellten Stromquelle ergibt sich der Nachteil, daß die Stromquelle zwei Referenzpotentiale mit separaten zusätzlichen Anschlüssen verlangt, da die Potentiale an den Verbindungspunkten der Stromquelle mit den Eingangstransistoren der Stromspiegel frei sein müssen, um einen Strom einprägen zu können und den Arbeitspunkt definieren zu können. Die bekannte Anordnung hat den weiteren Nachteil, daß durch den von der Stromquelle verursachten Spannungsabfall die Drainspannungen der Eingangstransistoren und damit die Spannungen der Steueranschlüsse der Ausgangstransistoren, d.h. die Arbeitspunkte der Stromspiegel, unterschiedlich sind. Demzufolge müssen die gesteuerten Schaltmittel als relativ aufwendige Transmission-Gates ausgebildet sein. Die Anordnung eignet sich vorzugsweise für Digitalanwendungen.

[0004] Vor allem für Analoganwendungen ist eine einfache Referenzstromquelle wünschenswert, die insbesondere im Hinblick auf ihre Integrationsfähigkeit möglichst wenige externe Anschlüsse erfordert und dabei eindeutig auf ein Referenzpotential bezogen ist und bei der die in der Polarität unterschiedlichen Referenzströme exakt und mit einfachen Mitteln einstellbar sind.

[0005] Dieses Ziel wird durch eine umschaltbare Stromquelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 erreicht.

[0006] Der Erfindung hat den Vorteil, daß die Stromquelle zur Speisung des ersten Stromspiegels nur einen weiteren Referenzanschluß und damit weniger Anschlüsse als beim Stand der Technik benötigt. Die beiden Stromspiegel lassen sich exakt gleich auslegen, da eine entkoppelte Anpassung der Arbeitspunkte mit Hilfe der Spiegeltransistoranordnung einfach durchführbar ist. Auf diese Weise können die Referenzströme unabhängig voneinander sehr exakt und symmetrisch eingestellt werden. Damit eignet sich die Erfindung insbesondere für eine integrierte Ausführung.

[0007] Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

[0008] Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0009] Es zeigt:
Fig. 1
ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen schaltbaren bipolaren Stromquelle,
Fig. 2
ein Ausführungsbeispiel einer Eingangsschaltung für eine erfindungsgemäße schaltbare bipolare Stromquelle,
Fig. 3
ein Schaltbild einer nach dem Kaskode-Prinzip arbeitenden erfindungsgemäßen Stromquelle.
Fig. 4
ein Schaltbild einer nach dem Improved-Wilson-Prinzip arbeitenden erfindungsgemäßen Stromquelle.


[0010] Gemäß Fig. 1 wird die erfindungsgemäße Schaltung von einer zwischen zwei Klemmen VDD und VSS einer Speisespannungsquelle liegenden Spannung versorgt. Die Schaltung enthält einen ersten Stromspiegel mit Metalloxid-Halbleitertransistoren vom n-Kanal-Typ und einen zweiten Stromspiegel mit Metalloxid-Hallbleitertransistoren vom p-Kanal-Typ, die hintereinander geschaltet sind und deren Ausgangstransistoren über Transistorschalter wechselweise angesteuert werden. In den ersten Stromspiegel wird über eine Klemme SE ein Strom Io eingespeist. Dieser erste Stromspiegel enthält den Eingangstransistor MN1, der als Diode geschaltet ist, den Spiegeltransistor MN2 und den Ausgangstransistor MN3. Während die Gates der Transistoren MN1 und MN2 direkt miteinander und mit der Eingangsklemme SE verbunden sind, liegt vor dem Gate des Transistors MN3 der Ausgangskreis eines Transistors MP3. Die als Source dienenden Anschlüsse der Transistoren MN1, MN2 und MN3 sind mit der Klemme VSS der Speisespannungsquelle verbunden. Zusätzlich liegt zwischen dem Gate des Transistors MN3 und der Klemme VSS der Speisespannungsquelle der Ausgangskreis eines Transistors MN4.

[0011] In Serie zu den Ausgangskreisen der Transistoren MN2 und MN3 liegen die Ausgangskreise der Transistoren MP1 und MP2 des zweiten Stromspiegels. Das Gate des Transistors MP1 ist direkt mit dem Verbindungspunkt der Ausgangskreise der Transistoren MN2 und MP1 und über den Ausgangskreis eines Transistors MN5 mit dem Gate des Transistors MP2 verbunden. Die als Source dienenden Anschlüsse der Transistoren des zweiten Stromspiegels sind mit der Klemme VDD der Speisespannungsquelle verbunden. Das Gate des Transistors MP2 liegt über dem Ausgangskreis eines Transistors MP4 ebenfalls an der Klemme VDD. Am Verbindungspunkt der Ausgangskreise der beiden Ausgangstransistoren MN3 und MP2 liegt die Klemme SA für den Stromausgang der Schaltung. Die Transistoren MN4 und MN5 sind im Ausführungsbeispiel vom n-Kanal-Typ und die Transistoren MP3 und MP4 vom p-Kanal-Typ; die Gates dieser letztgenannten vier Transistoren sind miteinander an einer Klemme VZ angeschlossen.

[0012] Der über die Klemme SE in die Schaltung fließende Strom Io wird vom als Diode geschalteten Transistor MN1 zunächst in den Spiegeltransistor MN2 gespiegelt und fließt damit auch durch den Eingangstransistor des zweiten Stromspiegels MP1. Abhängig vom Vorzeichen eines an der Klemme VZ liegenden Potentials werden nun entweder die Transistoren MN4 und MN5 gesperrt und die Transistoren MP3 und MP4 in den leitenden Zustand geschaltet oder paarweise umgekehrt. Erfindungswesentlich ist, daß die Ausgangstransistoren der beiden Stromspiegel abschaltbar sind, insbesondere wechselweise, wozu auch andere Schalteranordnungen oder andere Transistortypen dienen können.

[0013] Bei einem negativen Potential an der Klemme VZ leitet der Transistor MP3 und der Transistor MN4 sperrt. Der Eingangsstrom Io wird dann entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des ersten Stromspiegels, d.h. im wesentlichen entsprechend dem Verhältnis von Kanalweite zu Kanallänge des Transistors MN3 bezogen auf den Transistor MN1 in den Transistor MN3 gespiegelt. Der gleichzeitig durch die Transistoren MN2 und MP1 fließende Strom hat auf den Ausgangsstrom der Schaltung keinen Einfluß, da bei negativem Potential an der Klemme VZ der Transistor MN5 sperrt und der Transistor MP4 leitet, so daß der Ausgangstransistor MP2 des zweiten Stromspiegels gesperrt wird.

[0014] Bei einem positiven Potential an der Klemme VZ sind die Verhältnisse genau umgekehrt, d.h. der Transistor MP3 sperrt und der Transistor MN4 leitet, so daß der Ausgangstransistor MN3 sicher sperrt. Da andererseits in diesem Fall der Transistor MN5 leitet und der Transistor MP4 gesperrt ist, wird der Eingangsstrom Io zunächst gemäß dem Übersetzungsverhältnis der Transistoren MN2 zu MN1 des ersten Stromspiegels in den Transistor MN2 gespiegelt. Dieser dann ebenfalls durch den Transistor MP1 fließende Strom wird gemäß dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Stromspiegels, d.h. gemäß dem Übersetzungsverhältnis der Transistoren MP2 zu MP1 in den Transistor MP2 gespiegelt. Abhängig vom Potential der Klemme VZ ist damit der in die Ausgangsklemme SA fließende Referenzstrom entweder negativ oder positiv.

[0015] In Fig. 2 ist eine andere Ausgestaltung der Eingangsschaltung der erfindungsgemäßen schaltbaren bipolaren Stromquelle nach Fig. 1 angegeben. Der Ausgangskreis des Transistors MN1 ist mit dem als Drain dienenden Anschluß über einen Widerstand R mit einer Klemme GND zum Anschluß eines Bezugspotentials verbunden. Der als Source dienende Anschluß dieses Transistors liegt am Pol VSS der Versorgungsspannungsquelle. Das Gate des Transistors MN1 und damit das Gate des Transistors MN2 und ein Anschluß des Ausgangskreises des Transistors MP3 liegt am Ausgang eines Operationsverstärkers OP, dessen invertierender Eingang mit einer Klemme VREF zum Anschluß eines Referenzpotentials und dessen nichtinvertierender Eingang mit dem Verbindungspunkt des Ausgangskreises des Transistors MN1 und des Widerstandes R verbunden ist. Die übrige Schaltung ist dann erfindungsgemäß entsprechend Fig. 1 ausgeführt. Gemäß dem an der Klemme VREF liegenden Referenzpotential wird der zu spiegelnde, durch den Transistor MN1 fließende Eingangsstrom Io vom Ausgang des Operationsverstärkers OP über den sverstärkers über den Transistor MN1 auf den Eingang des Operationsverstärkers gegengekoppelt und somit konstant gehalten.

[0016] Andere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Schaltung sind vorgesehen, wenn der Innenwiderstand der Stromquellen erhöht werden soll. Dazu können die Transistoren der Stromspiegel beispielsweise nach dem Kaskode-Prinzip oder nach dem Wilson- oder Improved-Wilson-Prinzip ausgebildet sein.

[0017] Fig. 3 zeigt eine nach dem Kaskode-Prinzip arbeitende Schaltung mit einer Eingangsschaltung gemäß Fig. 2. In ihr sind die Transistoren MN1,MN2 und MP1 gemäß Fig. 1 durch die Reihenschaltung jeweils zweier Transistoren N11 und N12, N21 und N22 sowie P11 und P12 ersetzt.

[0018] Gate- und Drainanschlüsse der Transistoren N12, P11 und P12 sind jeweils miteinander verbunden. Die Ansteuerung der Transistoren N11 und N12 erfolgt mit einer Eingangsschaltung gemäß Fig. 2.

[0019] Die Ausgangstransistoren MN3 und MP2 gemäß Fig. 1 sind durch die Parallelschaltung von drei, jeweils aus zwei in Reihe geschalteten Transistoren bestehenden Stufen ersetzt. Die auf einen gemeinsamen Knotenpunkt geschalteten Drainanschlüsse bilden den Schaltungsausgang und sind an die Klemme SA gelegt. Die gemeinsam angesteuerten Gates von N11 und N12 sind über den Ausgangskreis von MP3 an die Gates von N31, N33 und N35 angeschlossen. Ebenso ist das Gate von P12 über den Ausgangskreis von MN5 mit den Gates von P22, P24 und P26 verbunden. Jeweils gemeinsame Gateansteuerung besitzen die Transistoren N12, N22, N32, N34, N36 einerseits und P11, P21, P23 und P25 andererseits.

[0020] Erfindungsgemäß läßt sich die Kaskode-Schaltung gemäß Fig. 3 mit nur einer Schalterkombination MN4, MN5, MP3. MP4 gemäß Fig. 1, die auf jeweils nur einen Gatekreis wirkt, betreiben. Die zwischen den Drainanschlüssen von N21 und P12 liegende Reihenschaltung der Widerstände RN und RG bewirkt eine Symmetrierung der Schaltung, d.h. gleiche Arbeitspunkte bzw. gleiche Drain-Source-Spannungen der Stromspiegeltransistoren, wenn die Last von der Klemme SA gegen die Bezugsklemme GND geschaltet wird. Dann liegt der Verbindungspunkt von RN mit RG virtuell auf dem Bezugspotential.

[0021] Durch Parallelschalten mehrerer Ausgangskreise läßt sich bei gleicher Dimensionierung der Transistoren der Referenz-Ausgangsstrom entsprechend dem geänderten Übersetzungsverhältnis des Stromspiegels vergrößern. Wählt man die von der Klemme SA gegen die Bezugsklemme GND zu schaltende ohmsche Last entsprechend der Übersetzung des Stromspiegels kleiner als den Widerstand R, dann sind die Spannungsabfälle über der Last und R gleich groß.

[0022] Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer nach dem Improved-Wilson-Prinzip arbeitenden Schaltung mit einer Eingangsschaltung gemäß Fig. 2. Eine Schaltung nach diesem Prinzip ermöglicht gleiche Drain-Source-Spannungen der Transistoren durch einen gegenüber einer Wilson-Stromquelle zusätzlichen, als Diode geschalteten Transistor.

[0023] Die Schaltung gemäß Fig. 4 ergibt sich mit nachstehend aufgeführten Veränderungen aus der Schaltung gemäß Fig. 3, wobei die Bezugszeichen der Stromquellentransistoren geändert wurden. Die Drain-Gate-Verbindungen von N12 und P11 (Fig. 3) entfallen für N2 und P1 (Fig. 4), dafür werden bei N22, N32, N34, N36, P21, P23 und P25 (Fig. 3) Drain-Gate-Verbindungen vorgesehen, so daß sich die Elemente N4, N6, N8, N10, P5, P7 und P9 (Fig. 4) ergeben. Zusätzlich wird jeweils der noch nicht geschaltete Gatekreis der Ausgangstransistoren mit von der Klemme VZ steuerbaren Schalttransistoren MN41, MN51, MP31 und MP41 versehen, die in dieser Reihenfolge jeweils den Transistoren MN4, MN5, MP3 und MP4 für den jeweils anderen Gatekreis entsprechen.

[0024] Zusätzlich ist von der Klemme VDD gegen die Bezugsklemme GND die Reihenschaltung der Ausgangskreise zweier Transistoren P3 und P4 sowie ein Widerstand RG geschaltet. Drain und Gate von P3 sind miteinander und mit dem Gate von P1 und das Gate von P4 ist mit dem Gate von P2 verbunden. Diese Anordnung dient zur Symmetrierung der Schaltung, um gleiche Arbeitspunkte für alle Transistoren zu gewährleisten. Ebenfalls gehören die Widerstände RN und RP sowie R und eine von der Klemme SA gegen das Bezugspotential zu schaltenden ohmsche Last entsprechend den Ausführungen zu Fig. 3 zur Sicherung gleicher Arbeitspunkte für die Transistoren.

[0025] Die gemäß den Figuren 1 bis 4 als Ausführungsbeipsiele angeführten erfindungsgemäßen Schaltungen enthalten Metalloxid-Halbleitertransistoren, wobei die Buchstaben N oder P der Bezugszeichen den Kanal-Typ angehen. Ein Schaltungsaufbau mit Metalloxid-Halbleitertransistoren anderen Typs wird von der Lehre der Erfindung umfaßt. Ebensogut läßt sich diese Schaltung jedoch mit Hilfe von bipolaren Transistoren realisieren. Speziell in der Ausführung mit Metalloxid-Halbleiter-Transistoren ergibt sich die Möglichkeit, den Ausgangs- Referenzstrom mit einfachen Mitteln zu vergrößern, indem weitere Metalloxid-Transistoren den Ausgangstransistoren unter Beachtung des Kanaltyps parallel geschaltet werden oder das im wesentlichen den Strom bestimmende Verhältnis von Kanalweite zu Kanallänge vergrößert wird.


Ansprüche

1. Umschaltbare Stromquelle, die über zwei Pole (VDD, VSS) einer Speisespannungsquelle versorgt wird, mit einem ersten Stromspiegel (MN1, MN3) mit Transistoren eines ersten Typs und einem zweiten Stromspiegel (MP1, MP2) mit Transistoren eines zweiten Typs, wobei die Stromspiegel jeweils eine mit einer Eingangsklemme (SE) verbundene Eingangstransistoranordnung (MN1, MP1) und jeweils eine mit einer Ausgangsklemme (SA) verbundene Ausgangstransistoranordnung (MN3, MP2) enthalten, für die Schaltmittel (MN4, MN5, MP3, MP4) vorgesehen sind, die von einer gemeinsamen Steuerverbindung (VZ) gesteuert sind und die Steueranschlüssen der Ausgangstransistoranordnungen (MN3, MP2) einerseits vorgeschaltet sowie andererseits zwischen diese und den jeweils zugeordneten Pol (VSS, VDD) geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromspiegel (MN1, MN2, MN3) einen Hilfsstromspiegel (MN1, MN2) enthält, der durch die Eingangstransistoranordnung (MN1) des ersten Stromspiegels und eine Spiegeltransistoranordnung (MN2) gebildet wird, die mit ihrem Ausgangskreis in Serie zum Ausgangskreis der Eingangstransistoranordnung (MP1) des zweiten Stromspiegels liegt.
 
2. Stromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerten Schaltmittel (MN4, MN5, MP3, MP4) Transistoren sind, deren Steueranschlüsse an der gemeinsamen Steuerverbindung in Form einer Steuerklemme (VZ) angeschlossen sind, und deren Typ bei den den Steueranschlüssen der Ausgangstransistoranordnungen (MN3, MP2) vorgeschalteten Transistoren (MP3, MN5) entgegengesetzt und bei den zwischen die jeweiligen Steueranschlüsse der Ausgangstransistoranordnungen und den entsprechenden Pol der Speisespannungsquelle geschalteten Transistoren (MN4, MP4) gleich dem Transistortyp der zugehörigen Ausgangstransistoranordnung ist.
 
3. Stromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Eingangstransistoren (MN1, MP1; N12, P11, P12; N4, P2, P3) der Eingangstransistoranordnung (MN1, MP1; N11, N12, P11, P12; N1, N2, P1 bis P4) als Dioden geschaltet sind.
 
4. Stromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangstransistor (MN1; N11; N1) der Eingangstransistoranordnung des ersten Stromspiegels (MN1 bis MN3; N11, N12, N21, N22, N31 bis N36; N1 bis N10) mit seinem Ausgangskreis über einen Widerstand (R) mit einem Bezugspotential (GND) und mit seinem Steuereingang mit dem Ausgangs eines Operationsverstärkers (OP) verbunden ist, an dessen invertierenden Eingang (-) ein Referenzpotential (VREF) und an dessen nichtinvertierenden Eingang (+) das Potential des Verbindungspunktes des Widerstandes (R) mit dem Ausgangskreis des Eingangstransistors (MN1, N11; N1) liegt, und daß mindestens ein Eingangstransistor (MP1; P12; P2) der Eingangstransistoranordnung des zweiten Stromspiegels (MP1, MP2; P11, P12, P21 bis P26; P1 bis P10) als Diode geschaltet ist.
 
5. Stromquelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren der Stromspiegel als Kaskode-Transistorstufen (N11, N12, N21, N22, N31 bis N36, P11, P12, P21 bis P26) ausgebildet sind.
 
6. Stromquelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren der Stromspiegel als Wilson-Stromquelle ausgebildet sind.
 
7. Stromquelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren der Stromspiegel als Improved-Wilson-Stromquelle (N1 bis N12, P1 bis P12) ausgebildet sind.
 
8. Stromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Stromspiegel jeweils nur ein Zweig der Steueranschlüsse der Ausgangstransistoranordnung (N31 bis N36, P21 bis P26; N5 bis N10, P5 bis P10; Fig. 3) umschaltbar ist.
 
9. Stromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegeltransistoranordnung (MN2; N21, N22; N3, N4) des ersten Stromspiegels (MN1 bis MN3; N11, N12, N31 bis N36; N1 bis N10) mit der Eingangstransistoranordnung (MP1; P11, P12, P1, P2) des zweiten Stromspiegels (MP1, MP2; P11, P12, P21 bis P26; P1 bis P10) über wenigstens einen, insbesondere zwei gleiche Widerstände verbunden ist.
 
10. Stromquelle nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren der Stromspiegel im gleichen Arbeitspunkt betrieben werden.
 
11. Stromquelle nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet durch Ausbildung mit komplementären Metalloxid-Halbleitertransistoren.
 


Claims

1. Switchable current source, which is supplied via two poles (VDD, VSS) of a supply voltage source, having a first current mirror (MN1, MN3) with transistors of a first type and a second current mirror (MP1, MP2), with transistors of a second type, the current mirrors containing in each case an input transistor configuration (MN1, MP1) connected to an input terminal (SE) and in each case an output transistor configuration (MN3, MP2) connected to an output terminal (SA) which are provided with switching means (MN4, MN5, MP3, MP4) which are controlled by a common control connection (VZ), and the gates of the output transistor configurations (MN3, MP2) being connected in series, on the one hand, and connected between the latter and the respectively assigned pole (VSS, VDD), on the other hand, characterised in that the first current mirror (MN1, MN2, MN3) contains an auxiliary current mirror (MN1, MN2) which is formed by the input transistor configuration (MN1) of the first current mirror and a mirror transistor configuration (MN2) which is connected in series with its output circuit to the output circuit of the input transistor configuration (MP1) of the second current mirror.
 
2. Current source according to Claim 1, characterised in that the controlled switching means (MN4, MN5, MP3, MP4) are transistors whose gate terminals are connected to the common control connection in the form of a control terminal (VZ) and whose type is, in the case of the transistors (MP3, MN5) connected in series to the gates of the output transistor configurations (MN3, MP2) opposite to and, in the case of the transistors (MN4, MP4) connected between the respective gates of the output transistor configurations and the corresponding pole of the supply voltage source, the same as the transistor type of the associated output transistor configuration.
 
3. Current source according to Claim 1, characterised in that the input transistors (MN1, MP1; N12, P11, P12; N4, P2, P3) of the input transistor configuration (MN1, MP1; N11, N12, P11, P12; N1, N2, P1 to P4) are connected as diodes.
 
4. Current source according to Claim 1, characterised in that an input transistor (MN1; N11; N1) of the input transistor configuration of the first current mirror (MN1 to MN3; N11, N12, N21, N22, N31 to N36; N1 to N10) is connected with its output circuit via a resistor (R) to a reference potential (GND), and with its control input to the output of an operational amplifier (OP), to whose inverting input (-) a reference potential (VREF) is connected and to whose non-inverting input (+) the potential of the tie point of the resistor (R) with the output circuit of the input transistor (MN1, N11; N1) is connected, and in that at least one input transistor (MP1; P12; P2) of the input transistor configuration of the second current mirror (MP1, MP2; P11, P12, P21 to P26; P1 to P10) is connected as a diode.
 
5. Current source according to Claims 1 to 3, characterised in that the transistors of the current mirrors are constructed as cascode transistor stages (N11, N12, N21, N22, N31 to N36, P11, P12, P21 to P26).
 
6. Current source according to Claims 1 to 3, characterised in that the transistors of the current mirrors are constructed as a Wilson current source.
 
7. Current source according to Claims 1 to 3, characterised in that the transistors of the current mirrors are constructed as an improved Wilson current source (N1 to N12, P1 to P12).
 
8. Current source according to one of Claims 1 to 6, characterised in that in each current mirror respectively only one branch of the gates of the output transistor configuration (N31 to N36, P21 to P26; N5 to N10, P5 to P10; Fig. 3) is switchable.
 
9. Current source according to one of Claims 1 to 7, characterised in that the mirror transistor configuration (MN2; N21, N22; N3, N4) of the first current mirror (MN1 to MN3; N11, N12, N31 to N36; N1 to N10) is connected to the input transistor configuration (MP1; P11, P12, P1, P2) of the second current mirror (MP1, MP2; P11, P12, P21 to P26; P1 to P10) via at least one, preferably two equal resistors.
 
10. Current source according to Claims 1 to 8, characterised in that the transistors of the current mirrors are operated at the same operating point.
 
11. Current source according to Claims 1 to 9, characterised by construction using complementary metal oxide semiconductor transistors.
 


Revendications

1. Source de courant commutable, qui est alimentée par l'intermédiaire de deux pôles (VDD,VSS) d'une source de tension d'alimentation et comporte un premier miroir de courant (MN1,MN3) possédant des transistors d'un premier type, et un second miroir de courant (MP1,MP2) possédant des transistors d'un second type, et dans laquelle les miroirs de courant comportent respectivement un dispositif à transistors d'entrée (MN1,MP1), relié à une borne d'entrée (SE), et respectivement un dispositif à transistors de sortie (MN3,MP2) relié à une borne de sortie (SA), dispositifs à transistors pour lesquels il est prévu des moyens de commutation (MN4,MN5,MP3,MP4) qui sont commandés par une liaison de commande commune (VZ), et dans lequel les bornes de commande, d'une part, sont branchées en amont des dispositifs à transistors de sortie (MN3,MP2), et, d'autre part, sont branchées entre ces dispositifs et le pôle respectivement associé (VSS,VDD), caractérisée par le fait que le premier miroir de courant (MN1,MN2,MN3) comporte un miroir de courant auxiliaire (MN1,MN2), qui est formé par le dispositif à transistor d'entrée (MN1) du premier miroir de courant et par un dispositif à transistor symétrique (MN2), dont le circuit de sortie est raccordé en série avec le circuit de sortie du dispositif à transistor d'entrée (MP1) du second miroir de courant.
 
2. Source de courant suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de commutation commandés (MN4,MN5,MP3,MP4) sont des transistors, dont les bornes de commande sont raccordées à la liaison commune de commande se présentant sous la forme d'une borne de commande (VZ), et dont le type est opposé à celui du transistor du dispositif à transistors de sortie associé, dans le cas des transistors (MP3,MN5) branchés en amont des bornes de commande des dispositifs à transistors de sortie (MN3,MP2), et est identique au type de transistor du dispositif à transistor de sortie associé, dans le cas des transistors (MN4,MP4) branchés entre des bornes de commande respectives des dispositifs à transistors de sortie et le pôle correspondant de la source de tension d'alimentation.
 
3. Source de courant suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que des transistors d'entrée (MN1,MP1; N12,P11,P12; N4,P2,P3) du dispositif à transistors d'entrée (MN1,MP1; N11,N12,P11,P12; N1,N2,P1 à P4) sont branchés en tant que diodes.
 
4. Source de courant suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un transistor d'entrée (MN1;N11; N1) du dispositif à transistor d'entrée du premier miroir de courant (MN1 à MN3; N11,N12,N21,N22,N31 à N36; N1 à N10) est raccordé par son circuit de sortie à un potentiel de référence (GND) par l'intermédiaire d'une résistance et, par son entrée de commande, à la sortie d'un amplificateur opérationnel (OP), à l'entrée inverseuse (-) duquel est appliqué un potentiel de référence (DREF) et à l'entrée non inverseuse (+) duquel est appliqué le potentiel du point de jonction de la résistance (R) et du circuit de sortie du transistor d'entrée (MN1,N11;N1), et qu'au moins un transistor à'entrée (MP1;P12;P2) du dispositif à transistor d'entrée du second miroir de courant (MP1,MP2;P11,P12,P21 à P26; P1 à P10) est branché en diode.
 
5. Source de courant suivant les revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les transistors du miroir de courant sont réalisés sous la forme d'étages à transistors cascode (N11,N12,N21,N22,N31 à N36,P11,P12,P21 à P26.
 
6. Source de courant suivant les revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les transistors des miroirs de courant sont réalisés sous la forme d'une source de courant de Wilson.
 
7. Source de courant suivant les revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les transistors des miroirs de courant sont réalisés sous la forme d'une source de courant de Wilson perfectionnée (N1 à N12, P1 à P12).
 
8. Source de courant suivant les revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que dans chaque miroir de courant, respectivement seulement une branche des bornes de commande du dispositif à transistors de sortie (N31 à N36, P21 à P26; N5 à N10; P5 à P10; figure 3) est commutable.
 
9. Source de courant suivant les revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le dispositif symétrique à transistors (MN2;N21,N22;N3,N4) du premier miroir de courant (MN1 à MN3; N11,N12,N31 à N36; N1 à N10) est raccordé au dispositif à transistors d'entrée (MP1;P11,P12,P1,P2) du second miroir de courant (MP1,MP2;P11,P12,P21 à P26; P1 à P10) par l'intermédiaire d'au moins une résistance et notamment de deux résistances identiques.
 
10. Source de courant suivant les revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que les transistors du miroir de courant fonctionnent avec le même point de travail.
 
11. Source de courant suivant les revendications 1 à 9, caractérisée par sa réalisation avec des transistors métal-oxyde-semiconducteur complémentaires.
 




Zeichnung