[发明专利]恒流电路以及具有其的传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及向负载提供恒定的电流的恒流电路和具有其的传感器装置。

背景技术

一般已知使用电流镜电路来对负载提供恒流的电路。在通常的电流镜电路中，由于在流过负载电流的一方的晶体管的电压(MOS晶体管的情况下是漏极-源极电压)、和流过恒定电流的另一方的晶体管的电压间出现差异，因此根据该电压的差异，负载电流发生变化。为此，在需要高恒流性能的情况下，一般追加共源共栅连接的晶体管。

图3是表示设置了共源共栅连接的晶体管的恒流电路的现有例的图。图3所示的恒流电路具有PMOS型的晶体管M11～14和恒流源CS1。晶体管M11和M12构成电流镜电路。晶体管M11以及M12的源极与电源电压VDD连接，其栅极与晶体管M12的漏极共同连接。晶体管M13和晶体管M11一起构成共源共栅电路。晶体管M13的源极与晶体管M11的漏极连接，其漏极经由负载RL与接地连接。晶体管M14产生提供给晶体管M13的栅极的偏置电压Vg。晶体管M14的源极与晶体管M12的漏极连接，其栅极和漏极经由恒流源CS1与接地连接。将在晶体管M14的栅极产生的偏置电压Vg输入到晶体管M13的栅极。

在图3所示的恒流电路中，输入到晶体管M13的栅极的偏置电压Vg成为根据恒流源CS1的电流值和晶体管M12以及M14的阈值电压而决定的大致恒定的电压。晶体管M11的漏极电压Vd成为相对于该偏置电压Vg高出晶体管M13的栅极-源极电压Vgs的电压。虽然若负载RL的阻抗变化，则晶体管M13的漏极电压Vo也随之变化，但和该电压变化相比，栅极-源极电压Vgs的变化十分小。因此，即使负载RL的阻抗变化，也能将晶体管M11的漏极电压Vd的变化抑制得微小。由于若晶体管M11的漏极电压Vd成为大致恒定，则晶体管M11的漏极电流成为大致恒定，因此恒流性能提升。

在图3所示的恒流电路中，在负载电流的输出端子To与电源电压VDD间设有2个晶体管(M11、M13)。因此，输出电压的范围被限制于比电源电压VDD低与2个晶体管(M12、M14)相应的过驱动电压相当的电压的电压。但是，所谓输出电压的范围被限制，意味着对同一阻抗的负载RL可提供的电流的范围被限制。在需要更多的电流的用途中，期望输出电压的范围较大。例如在从恒流电路向用于压电传感器等的电阻性传感器元件的电桥电路提供恒定的电流的情况下，提供的电流越大则电桥电路的输出信号的振幅就越大，为了提升SN比，期望恒流电路的输出电压范围尽可能大。

发明内容

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于，提供输出电压的范围大的恒流电路和具有这样的恒流电路的传感器装置。

本发明的第1观点所涉及的恒流电路具有：第1晶体管，其流过输出到负载的第1电流；第2晶体管，其与所述第1晶体管构成电流镜电路；电流控制电路，其使流过所述第2晶体管的第2电流保持恒定；和电压控制电路，其将根据所述第2电流在所述第2晶体管产生的电压控制为与根据所述第1电流在所述第1晶体管产生的电压相等。

根据上述构成，所述第1晶体管和所述第2晶体管构成电流镜电路，并通过所述电流控制电路来使流过所述第2晶体管的所述第2电流保持恒定。因此，输出到负载的所述第1晶体管的所述第1电流被保持为与所述第2晶体管的所述第2电流相应的恒定的值。此外，由于在所述第2晶体管产生的电压被控制为与在所述第1晶体管产生的电压相等，因此即使在所述第1晶体管产生的电压根据所述负载的阻抗的变化等而发生变化，也容易将所述第1电流保持为与所述第2电流相应的恒定的值。

优选地，所述电压控制电路可以包括：第3晶体管，其设置在所述第2电流的电流路径上；和第1放大电路，其将根据所述第1电流在所述第1晶体管产生的电压、与根据所述第2电流在所述第2晶体管产生的电压之差放大，将与该放大结果相应的信号输入到所述第3晶体管的控制端子。

优选地，所述电流控制电路可以包括：电阻，其设置在所述第2电流的电流路径上；和第2放大电路，其将在所述电阻产生的电压与给定的基准电压之差放大，将与该放大结果相应的信号输入到所述第1晶体管以及所述第2晶体管的控制端子。