JP3315850B2 - Current-voltage converter - Google Patents

Current-voltage converter

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JP3315850B2
JP3315850B2 JP32123595A JP32123595A JP3315850B2 JP 3315850 B2 JP3315850 B2 JP 3315850B2 JP 32123595 A JP32123595 A JP 32123595A JP 32123595 A JP32123595 A JP 32123595A JP 3315850 B2 JP3315850 B2 JP 3315850B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路な
どで構成する電流電圧変換装置に関し、特に、入力電流
と出力電圧との間の直線性を正確に維持できるようにし
たものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current-to-voltage converter comprising a semiconductor integrated circuit or the like, and more particularly to a device capable of accurately maintaining linearity between an input current and an output voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】電流電圧変換回路は、入力する信号電流
に応じた電圧を発生する。図3には、信号電流発生手段
80と、そこで発生された信号電流を電圧に変換する従来
の電流電圧変換手段90との一例を示している。
2. Description of the Related Art A current-voltage conversion circuit generates a voltage corresponding to an input signal current. FIG. 3 shows signal current generating means.
80 shows an example of a conventional current-voltage conversion means 90 for converting a signal current generated there into a voltage.

【0003】この回路は、電圧Vccの直流電圧源31と、
基準電圧Vrefを出力する直流電圧源32と、出力振幅Vi
nの入力電圧の電圧源33とに接続しており、信号電流発
生手段80は、同一特性を有するnpnトランジスタ34と
35と、それぞれ同一の特性を有し、カレントミラー回路
を形成するpnpトランジスタ36、37、38及び39(トラ
ンジスタ37、39がカレントミラー回路の入力であり、ト
ランジスタ36、38がカレントミラー回路の出力である)
と、トランジスタ34のエミッタとトランジスタ35のエミ
ッタとの間に接続された抵抗40と、同一値の電流を発生
する電流発生手段41と42とを備えている。トランジスタ
36に流れる電流値とトランジスタ34に流れる電流値との
差によって生じる電流がこの信号電流発生手段80の出力
電流Ioutとなり、電流電圧変換手段90に流入する。
This circuit comprises a DC voltage source 31 of a voltage Vcc,
A DC voltage source 32 for outputting a reference voltage Vref, and an output amplitude Vi
n is connected to a voltage source 33 of an input voltage of n, and a signal current generating means 80 is connected to an npn transistor 34 having the same characteristics.
35, and pnp transistors 36, 37, 38, and 39 having the same characteristics as each other and forming a current mirror circuit (transistors 37, 39 are the inputs of the current mirror circuit, and transistors 36, 38 are the outputs of the current mirror circuit. Is)
And a resistor 40 connected between the emitter of the transistor 34 and the emitter of the transistor 35, and current generating means 41 and 42 for generating a current of the same value. Transistor
The current generated by the difference between the current flowing through the transistor 36 and the current flowing through the transistor 34 becomes the output current Iout of the signal current generating means 80 and flows into the current-voltage converting means 90.

【0004】電流電圧変換手段90は、Ioutが入力する
反転入力端子と非反転入力端子とが同電位となるように
動作する演算増幅器48と、この非反転入力端子の電圧を
設定するpnpトランジスタ43、49と、トランジスタ4
3、49とそれぞれ同一の特性を有するpnpトランジス
タ44、50と、同一値の電流を発生する電流発生手段45、
46と、演算増幅器48の反転入力端子とトランジスタ50の
エミッタとの間に接続された抵抗47とを備えている。こ
の電流電圧変換手段90の出力電圧Voutは、トランジス
タ44のベースから出力される。
The current-voltage conversion means 90 comprises an operational amplifier 48 which operates so that an inverting input terminal to which Iout is inputted and a non-inverting input terminal have the same potential, and a pnp transistor 43 which sets the voltage of the non-inverting input terminal. , 49 and transistor 4
3 and 49, pnp transistors 44 and 50 having the same characteristics, and current generating means 45 for generating a current of the same value.
46, and a resistor 47 connected between the inverting input terminal of the operational amplifier 48 and the emitter of the transistor 50. The output voltage Vout of the current / voltage converter 90 is output from the base of the transistor 44.

【0005】ここで、直流電圧源32の基準電圧Vref
は、図3の前段及び後段の演算増幅器の出力振幅が最も
大きく取れるように、Vcc/2に設定されている。
Here, the reference voltage Vref of the DC voltage source 32 is
Is set to Vcc / 2 so that the output amplitudes of the operational amplifiers at the front and rear stages in FIG. 3 can be maximized.

【0006】次に、この従来の電流電圧変換装置の動作
について説明する。
Next, the operation of the conventional current-voltage converter will be described.

【0007】まず、信号電流発生手段80の動作を説明す
る。電流発生手段41の電流値I41及び電流発生手段42の
電流値I42は I41=I42 (式1) となるように設定する。
First, the operation of the signal current generating means 80 will be described. Current value I 42 of the current value I 41 and the current generating means 42 of the current generating means 41 is set such that I 41 = I 42 (Equation 1).

【0008】トランジスタ34のベースに、直流電圧源34
の基準電圧Vrefと電圧源33の信号電圧Vinとが重畳さ
れた電圧(Vref−Vin)が加えられたとすると、トラ
ンジスタ34のエミッタ電圧Ve34は、この入力電圧(V
ref−Vin)からトランジスタ34のベースエミッタ間電
圧Vbe34の分だけ下がった電圧値となるので、(式2)
のように表される。
A DC voltage source 34 is connected to the base of the transistor 34.
If the voltage (Vref−Vin) in which the reference voltage Vref of the voltage source 33 is superimposed on the signal voltage Vin of the voltage source 33 is applied, the emitter voltage Ve 34 of the transistor 34 becomes equal to the input voltage (V
ref-Vin), the voltage value is lower by the voltage Vbe 34 between the base and the emitter of the transistor 34.
It is represented as

【0009】 Ve34=Vref−Vin−Vbe34 (式2) 一方、トランジスタ35のエミッタ電圧Ve35は、トラン
ジスタ35のベースに直流電圧源32の基準電圧Vrefが与
えられているため、この基準電圧Vrefから、トランジ
スタ35のベースエミッタ間電圧Ve35の分だけ下がった
電圧値となり、(式3)のように表される。 Ve35=Vref−Vbe35 (式3) 従って、トランジスタ34のエミッタ電圧Ve34とトラン
ジスタ35のエミッタ電圧Ve35との間に(Ve35−V
e34)の電圧差が生じる。そのため、抵抗40には電圧差
(Ve35−Ve34)を抵抗40の抵抗値R40で除した大きさ
の電流が流れる。その電流値をId40とすると、Id40
(式4)のように表される。
Ve 34 = Vref−Vin−Vbe 34 (Equation 2) On the other hand, the emitter voltage Ve 35 of the transistor 35 is equal to the reference voltage Vref of the DC voltage source 32 given to the base of the transistor 35. The voltage value is lower than Vref by the voltage Ve 35 between the base and the emitter of the transistor 35, and is expressed as (Equation 3). Ve 35 = Vref−Vbe 35 (Equation 3) Therefore, the difference between the emitter voltage Ve 34 of the transistor 34 and the emitter voltage Ve 35 of the transistor 35 is (Ve 35 −V
e 34 ) The voltage difference occurs. Therefore, a current having a magnitude obtained by dividing the voltage difference (Ve 35 −Ve 34 ) by the resistance value R 40 of the resistor 40 flows through the resistor 40. Assuming that the current value is Id 40 , Id 40 is expressed as (Equation 4).

【0010】 Id40=(Ve35−Ve34)/R40 (式4) (式4)に(式2)、(式3)を代入すると、(式5)
のように表される。
Id 40 = (Ve 35 −Ve 34 ) / R 40 (Equation 4) By substituting (Equation 2) and (Equation 3) into (Equation 4), (Equation 5)
It is represented as

【0011】 Id40=(Vin+Vbe34−Vbe35)/R40 (式5) また、トランジスタ34のコレクタ電流I34は、キルヒホ
ッフの法則により、電流発生手段41の電流値I41から抵
抗40に流れる電流値Id40を引いた値となり、(式6)
のように表される。
Id 40 = (Vin + Vbe 34 −Vbe 35 ) / R 40 (Equation 5) The collector current I 34 of the transistor 34 flows from the current value I 41 of the current generating means 41 to the resistor 40 according to Kirchhoff's law. It is a value obtained by subtracting the current value Id 40 , and (Equation 6)
It is represented as

【0012】 I34=I41−Id40 (式6) 一方、トランジスタ35のコレクタ電流I35は、電流発生
手段42の電流値I42から抵抗40に流れる電流値Id40
加えた電流値となり、(式7)で表される。 I35=I42+Id40 (式7) この(式7)に(式1)を代入すると、(式8)のよう
になる。
I 34 = I 41 −Id 40 (Equation 6) On the other hand, the collector current I 35 of the transistor 35 is a current value obtained by adding the current value Id 40 flowing through the resistor 40 to the current value I 42 of the current generating means 42. , (Equation 7). I 35 = I 42 + Id 40 (Expression 7) By substituting (Expression 1) into (Expression 7), (Expression 8) is obtained.

【0013】 I35=I41+Id40 (式8) (式5)の(Vbe34−Vbe35)の値は、トランジスタ34
のコレクタ電流I34とトランジスタ35のコレクタ電流I
35とを用いれば、(式9)で表される。
I 35 = I 41 + Id 40 (Equation 8) The value of (Vbe 34 −Vbe 35 ) in (Equation 5) is the transistor 34
Collector current I 34 of transistor 35 and collector current I of transistor 35
If 35 is used, it is expressed by (Equation 9).

【0014】 Vbe34−Vbe35=VT×ln(I34/I35) (式9) 但し、VTはkT/q(k:ボルツマン定数、T:絶対
温度、q:電子の電荷)で与えられる熱電圧である。
(式9)における(I34/I35)は、(式6)、(式
8)から、 I34/I35=(I41−Id40)/(I41+Id40) (式10) と表され、I41>>Id40であれば、(I34/I35)の
値はほぼ1となる。そのため、(Vbe34−Vbe35)の値
は(式9)からほぼゼロとなる。従って、(式5)は
(式11)のように表される。
Vbe 34 −Vbe 35 = V T × ln (I 34 / I 35 ) (Equation 9) where V T is kT / q (k: Boltzmann constant, T: absolute temperature, q: electron charge) The applied thermal voltage.
(I 34 / I 35) in Equation (9), and (6), from (Equation 8), I 34 / I 35 = (I 41 -Id 40) / (I 41 + Id 40) ( Formula 10) If I 41 >> Id 40 , the value of (I 34 / I 35 ) is almost 1. Therefore, the value of (Vbe 34 -Vbe 35 ) becomes almost zero from (Equation 9). Therefore, (Equation 5) is represented as (Equation 11).

【0015】 Id40=Vin/R40 (式11) トランジスタ37とトランジスタ39にはトランジスタ35の
電流I35と同じ電流が入力されるので、カレントミラー
回路の出力になるトランジスタ36とトランジスタ38にも
入力電流I35と同じ大きさの電流が流れる。従って、出
力電流Ioutは、カレントミラー回路の出力電流I35
らトランジスタ34のコレクタ電流I34を引いた電流値と
なり、(式12)で表される。
Id 40 = Vin / R 40 (Equation 11) Since the same current as the current I 35 of the transistor 35 is inputted to the transistors 37 and 39, the transistors 36 and 38 which become the outputs of the current mirror circuit are also provided. current of the same magnitude as the input current I 35 flows. Therefore, the output current Iout becomes a current value obtained by subtracting the collector current I 34 of the transistor 34 from the output current I 35 of the current mirror circuit is represented by (Equation 12).

【0016】 Iout=I35−I34 (式12) この(式12)に(式6)、(式8)を代入して整理す
ると、出力電流Ioutは、(式13)で表される。 Iout=(I41+Id40)−(I41−Id40)=2×Id40 (式13) 従って、(式11)と(式13)とから、入力電圧と出
力電流との関係は(式14)で表される。 Iout=2×Vin/R40 (式14) このように、信号電流発生手段80は、入力電圧とVinと
に比例し、抵抗40の抵抗値R40に反比例した電流値を出
力する。
Iout = I 35 −I 34 (Equation 12) By substituting (Equation 12) with (Equation 6) and (Equation 8), the output current Iout is expressed by (Equation 13). Iout = (I 41 + Id 40 ) − (I 41 −Id 40 ) = 2 × Id 40 (Equation 13) Therefore, from (Equation 11) and (Equation 13), the relationship between the input voltage and the output current is expressed by (Equation 13) 14). Iout = 2 × Vin / R 40 (Equation 14) As described above, the signal current generating means 80 outputs a current value proportional to the input voltage and Vin and inversely proportional to the resistance R 40 of the resistor 40.

【0017】ここで、信号電流発生手段80の入力電圧を
最大にする条件について説明する。トランジスタ34のベ
ースに直流電圧源32による基準電圧Vrefと電圧源33に
よる信号電圧Vinとが重畳された電圧(Vref+Vin)
が加えられたとすると、トランジスタ34のエミッタ電圧
Ve34は、電圧(Vref+Vin)からトランジスタ34のベ
ースエミッタ間電圧Vbe34の分だけ下がった電圧値とな
り、(式15)で表される。
Here, conditions for maximizing the input voltage of the signal current generating means 80 will be described. A voltage (Vref + Vin) in which a reference voltage Vref from the DC voltage source 32 and a signal voltage Vin from the voltage source 33 are superimposed on the base of the transistor 34.
Is added, the emitter voltage Ve 34 of the transistor 34 becomes a voltage value lower than the voltage (Vref + Vin) by the base-emitter voltage Vbe 34 of the transistor 34, and is expressed by (Equation 15).

【0018】 Ve34=Vref+Vin−Vbe34 (式15) トランジスタ34のコレクタ電圧Va3とエミッタ電圧Ve
34との電圧差が、トランジスタ34の飽和電圧になると
き、入力電圧の上限となる。このことを不等式で表す
と、(式16)のように表される。
Ve 34 = Vref + Vin−Vbe 34 (Equation 15) Collector voltage Va 3 and emitter voltage Ve of transistor 34
When the voltage difference from the voltage becomes the saturation voltage of the transistor 34, it becomes the upper limit of the input voltage. If this is expressed by an inequality, it is expressed as (Equation 16).

【0019】 Va3−Ve34≧Vce34(sat) (式16) 但し、Vce34(sat)はトランジスタ34の飽和電圧であ
る。(式16)に(式15)を代入して、整理すると、
(式17)のようになる。 Vin≦Va3−Vref+Vbe34−Vce34(sat) (式17) 一方、トランジスタ34のベースに、直流電圧源32による
基準電圧Vrefと電圧源33による信号電圧Vinとが重畳
された電圧(Vref−Vin)が加えられたとすると、ト
ランジスタ34のエミッタ電圧Vce34は、電圧(Vref−
Vin)からトランジスタ34のベースエミッタ間電圧Vbe
34の分だけ下がった電圧値となり、(式18)で表され
る。
Va 3 −Ve 34 ≧ Vce 34 (sat) (Equation 16) where Vce 34 (sat) is the saturation voltage of the transistor 34. By substituting (Equation 15) into (Equation 16) and rearranging,
(Equation 17) is obtained. Vin ≦ Va 3 −Vref + Vbe 34 −Vce 34 (sat) (Equation 17) On the other hand, a voltage (Vref−) in which the reference voltage Vref from the DC voltage source 32 and the signal voltage Vin from the voltage source 33 are superimposed on the base of the transistor 34. Vin), the emitter voltage Vce 34 of the transistor 34 becomes equal to the voltage (Vref-
Vin) from the base-emitter voltage Vbe of the transistor 34
The voltage value is reduced by 34 and is represented by (Equation 18).

【0020】 Ve34=Vref−Vin−Vbe34 (式18) 電流発生手段41をトランジスタで構成したとすると、ト
ランジスタ34のエミッタ電圧Ve34が、電流発生手段41
を構成するトランジスタの飽和電圧になるとき、入力電
圧の下限となる。このことは不等式で(式19)のよう
に表される。
Ve 34 = Vref−Vin−Vbe 34 (Equation 18) Assuming that the current generating means 41 is composed of a transistor, the emitter voltage Ve 34 of the transistor 34 is
Is the lower limit of the input voltage. This is expressed as (Equation 19) by inequality.

【0021】 Ve34≧Vce(sat) (式19) 但し、Vce(sat)は電流発生手段41を構成するトランジ
スタの飽和電圧である。
Ve 34 ≧ Vce (sat) (Equation 19) where Vce (sat) is the saturation voltage of the transistor constituting the current generating means 41.

【0022】(式19)に(式18)を代入して、整理
すると、(式20)のように表される。 Vin≧Vref−Vbe34−Vce(sat) (式20) 信号電流発生手段80の入力電圧を最大にするには、(式
17)の右辺が(式20)の右辺より大きくなるように
設定すればよい。このことを不等式で表すと、(式2
1)のようになる。
By substituting (Equation 18) for (Equation 19) and rearranging, it is expressed as (Equation 20). Vin ≧ Vref−Vbe 34 −Vce (sat) (Equation 20) In order to maximize the input voltage of the signal current generating means 80, it is necessary to set the right side of (Equation 17) to be larger than the right side of (Equation 20). I just need. Expressing this as an inequality, (Equation 2
It becomes like 1).

【0023】 Va3−Vref+Vbe34−Vce34(sat)≧Vref−Vbe34−Vce(sat) (式21) (式21)で、Vce34(sat)とVce(sat)は等しいと考え
てよいので、(式21)は(式22)となる。
Va 3 −Vref + Vbe 34 −Vce 34 (sat) ≧ Vref−Vbe 34 −Vce (sat) (Equation 21) In (Equation 21), Vce 34 (sat) and Vce (sat) may be considered to be equal. Therefore, (Equation 21) becomes (Equation 22).

【0024】 Va3≧2×Vref−2×Vbe34 (式22) (式22)の(2×Vref)はVccに等しいので、(式
22)は(式23)のように表される。
Va 3 ≧ 2 × Vref−2 × Vbe 34 (Expression 22) Since (2 × Vref) in (Expression 22) is equal to Vcc, (Expression 22) is expressed as (Expression 23).

【0025】 Va3≧Vcc−2×Vbe34 (式23) 従って、トランジスタ34のコレクタ電圧Va3を(式2
3)のように設定すると信号電流発生手段80の入力電圧
を最大にすることができるが、Va3の電圧値に上限があ
る。Va3は、トランジスタ36が飽和するときに最大値と
なり、電源電圧Vccからトランジスタ38のベースエミッ
タ間電圧Vbe38と、トランジスタ36の飽和電圧Vce
36(sat)の分だけ下がった電圧値となる。このことを不
等式で表現すると、(式24)で表される。
Va 3 ≧ Vcc−2 × Vbe 34 (Equation 23) Accordingly, the collector voltage Va 3 of the transistor 34 is expressed by (Equation 2)
By setting as in 3), the input voltage of the signal current generating means 80 can be maximized, but the voltage value of Va 3 has an upper limit. Va 3 becomes the maximum value when the transistor 36 is saturated, and the base-emitter voltage Vbe 38 of the transistor 38 and the saturation voltage Vce
The voltage value is reduced by 36 (sat) . If this is expressed by an inequality, it is expressed by (Equation 24).

【0026】 Va3≦Vcc−Vbe38−Vce36(sat) (式24) 従って、(式23)と(式24)を一つに纏めると、
(式25)のように表される。 Vcc−2×Vbe34≦Va3≦Vcc−Vbe38−Vce36(sat) (式25) (式25)で、Vcc=5V、Vbe34=Vbe38=0.7
V、Vce36(sat)=0.2Vとすると、トランジスタ34
のコレクタ電圧は3.6V以上、4.1V以下に設定す
ればよいことがわかる。
Va 3 ≦ Vcc−Vbe 38 −Vce 36 (sat) (Equation 24) Accordingly, when (Equation 23) and (Equation 24) are put together into one,
It is expressed as (Equation 25). In Vcc-2 × Vbe 34 ≦ Va 3 ≦ Vcc-Vbe 38 -Vce 36 (sat) ( Formula 25) (Formula 25), Vcc = 5V, Vbe 34 = Vbe 38 = 0.7
V, Vce 36 (sat) = 0.2V, the transistor 34
It can be seen that the collector voltage can be set to 3.6 V or higher and 4.1 V or lower.

【0027】次に、電流電圧変換手段90の動作を説明す
る。
Next, the operation of the current / voltage conversion means 90 will be described.

【0028】演算増幅器48は、負帰還回路を持ち、反転
入力端子と非反転入力端子とが同電位となるように動作
する。演算増幅器48の反転入力端子の電圧をVa4、非反
転入力端子の電圧をVb4とすると、この演算増幅器48の
動作により、 Va4=Vb4 (式26) となる。このVb4は、基準電圧Vrefにトランジスタ43
のベースエミッタ間電圧Vbe43とトランジスタ49のベー
スエミッタ間電圧Vbe49とを加えた電圧値 Vb4=Vref+Vbe43+Vbe49 (式27) となる。ここでは、Vb4を、信号電流発生手段80の入力
電圧を最大にするため、Va4=3.9Vとなるように設
定している。(式26)から、Va4は、(式28)のよ
うに表される。
The operational amplifier 48 has a negative feedback circuit and operates so that the inverting input terminal and the non-inverting input terminal have the same potential. Assuming that the voltage at the inverting input terminal of the operational amplifier 48 is Va 4 and the voltage at the non-inverting input terminal is Vb 4 , the operation of the operational amplifier 48 gives Va 4 = Vb 4 (Equation 26). This Vb 4 is applied to the reference voltage Vref by the transistor 43.
The sum of the base-emitter voltage Vbe 43 and the base-emitter voltage Vbe 49 of the transistor 49 becomes Vb 4 = Vref + Vbe 43 + Vbe 49 (Equation 27). Here, Vb 4 is set so that Va 4 = 3.9 V in order to maximize the input voltage of the signal current generating means 80. From (Equation 26), Va 4 is expressed as (Equation 28).

【0029】 Va4=Vref+Vbe43+Vbe49 (式28) 信号電流発生手段80により演算増幅器48の反転入力端子
に与えられる入力電流は、抵抗47に流れ、電圧に変換さ
れて出力される。抵抗47の抵抗値をR47、抵抗47を流れ
る電流をId47、トランジスタ50のベースエミッタ間電
圧をVbe50、トランジスタ44のベースエミッタ間電圧を
Vbe44とすると、出力電圧Voutは、演算増幅器48の反
転入力端子の電圧Va4から、抵抗47での電圧(R47×I
d47)と、トランジスタ50のベースエミッタ間電圧Vbe
50と、トランジスタ44のベースエミッタ間電圧Vbe44
の分だけ下がった電圧値となるので、(式29)で表さ
れる。
Va 4 = Vref + Vbe 43 + Vbe 49 (Equation 28) The input current supplied to the inverting input terminal of the operational amplifier 48 by the signal current generating means 80 flows through the resistor 47, is converted into a voltage, and is output. If the resistance of the resistor 47 is R 47 , the current flowing through the resistor 47 is Id 47 , the base-emitter voltage of the transistor 50 is Vbe 50 , and the base-emitter voltage of the transistor 44 is Vbe 44 , the output voltage Vout is From the voltage Va 4 at the inverting input terminal to the voltage at the resistor 47 (R 47 × I
d 47 ) and the base-emitter voltage Vbe of the transistor 50
Since the voltage value is reduced by 50 and the voltage Vbe 44 between the base and the emitter of the transistor 44, it is expressed by (Equation 29).

【0030】 Vout=Va4−R47×Id47−Vbe50−Vbe44 (式29) 演算増幅器48の増幅率を無限大とすると、Id47はIout
と等しくなり、(式29)は(式30)で表される。
Vout = Va 4 −R 47 × Id 47 −Vbe 50 −Vbe 44 (Equation 29) If the amplification factor of the operational amplifier 48 is infinite, Id 47 becomes Iout
(Equation 29) is represented by (Equation 30).

【0031】 Vout=Va4−R47×Iout−Vbe50−Vbe44 (式30) さらに(式28)を代入して整理すると、Voutは(式
31)で表される。
[0031] Vout = Va 4 -R 47 × Iout -Vbe 50 -Vbe 44 ( Equation 30) further and rearranging by substituting (equation 28), Vout is expressed by Equation (31).

【0032】 Vout=Vref+Vbe43+Vbe49−R47×Iout−Vbe50−Vbe44 =Vref−R47×Iout+(Vbe43−Vbe44)+(Vbe49−Vbe50) (式31) ここで、(Vbe43−Vbe44)+(Vbe49−Vbe50)をゼ
ロにすることができれば、Vout=Vref−R47×Iout
となり、入力電流から出力電圧への直線的な変換が可能
となる。この(Vbe43−Vbe44)+(Vbe49−Vbe50
の値を次に求める。
[0032] Vout = Vref + Vbe 43 + Vbe 49 -R 47 × Iout-Vbe 50 -Vbe 44 = Vref-R 47 × Iout + (Vbe 43 -Vbe 44) + (Vbe 49 -Vbe 50) ( Equation 31) Here, ( Vbe 43 -Vbe 44) + (Vbe 49 -Vbe 50) if it is possible to be zero, Vout = Vref-R 47 × Iout
Thus, a linear conversion from the input current to the output voltage becomes possible. This (Vbe 43 -Vbe 44 ) + (Vbe 49 -Vbe 50 )
Is determined next.

【0033】電流発生手段45の電流値I45と電流発生手
段46の電流値I46を I45=I46 (式32) となるように設定しているため、トランジスタ43、49の
動作電流I43は電流発生手段45の電流値I45と等しく、
(式33)で表される。
Since the current value I 45 of the current generating means 45 and the current value I 46 of the current generating means 46 are set so that I 45 = I 46 (Equation 32), the operating current I of the transistors 43 and 49 is obtained. 43 is equal to the current value I 45 of the current generating means 45,
It is represented by (Equation 33).

【0034】 I43=I45 (式33) 一方、トランジスタ44、50の動作電流I44は、電流発生
手段46の電流値I46に抵抗47を流れる電流Id47、即
ち、Ioutを加えた電流値 I44=I46+Iout (式34) となり、(式34)に(式32)を代入すると、I44
(式35)で表される。 I44=I45+Iout (式35) トランジスタ43及びトランジスタ44の飽和電流をIsと
すると、トランジスタ43のベースエミッタ間電圧Vbe43
は、 Vbe43=VT×ln(I43/Is) で表され、(式33)を代入すると、(式36)で表さ
れる。
I 43 = I 45 (Equation 33) On the other hand, the operating current I 44 of the transistors 44 and 50 is the current Id 47 flowing through the resistor 47 to the current value I 46 of the current generating means 46, that is, the current obtained by adding Iout. the value I 44 = I 46 + Iout (equation 34), and by substituting equation (32) to (equation 34), I 44 is represented by (equation 35). I 44 = I 45 + Iout (Equation 35) Assuming that the saturation current of the transistor 43 and the transistor 44 is Is, the base-emitter voltage Vbe 43 of the transistor 43
Is represented by Vbe 43 = V T × ln (I 43 / Is), and is substituted by (Expression 33), and is represented by (Expression 36).

【0035】 Vbe43=VT×ln(I45/Is) (式36) 一方、トランジスタ44のベースエミッタ間電圧Vbe
44は、 Vbe44=VT×ln(I44/Is) で表され、(式35)を代入すると、(式37)で表さ
れる。
Vbe 43 = V T × ln (I 45 / Is) (Equation 36) On the other hand, the base-emitter voltage Vbe of the transistor 44
44 is expressed by Vbe 44 = V T × ln (I 44 / Is), and by substituting (Equation 35), it is expressed by (Equation 37).

【0036】 Vbe44=VT×ln{(I45+Iout)/Is} (式37) (式36)、(式37)により、(式31)の(Vbe43
−Vbe44)の項は(式38)で表される。
Vbe 44 = V T × ln {(I 45 + Iout) / Is} (Equation 37) According to (Equation 36) and (Equation 37), (Vbe 43 of (Equation 31)) is obtained.
−Vbe 44 ) is represented by (Equation 38).

【0037】 (Vbe43−Vbe44)=VT×ln{I45/(I45+Iout)} (式38) 同様にして、(式31)の(Vbe49−Vbe50)の項は
(式39)で表される。
(Vbe 43 −Vbe 44 ) = V T × ln {I 45 / (I 45 + Iout)} (Equation 38) Similarly, the term of (Vbe 49 −Vbe 50 ) in (Equation 31) is expressed by (Equation 31). 39).

【0038】 (Vbe49−Vbe50)=VT×ln{I45/(I45+Iout)} (式39) I45を200μA、Ioutを20μA、R47を10kΩ
としたとき、(式31)におけるVoutの振幅の期待値
(−R47×Iout)は−200mVとなり、誤差((Vb
e43−Vbe44)+(Vbe49−Vbe50))は(式38)、
(式39)より、−5mVとなる。即ち、Voutに対
し、2.5%の誤差が生じる。この誤差はI45をIout
に対して十分大きく取れば小さくできるが、消費電流の
増加を招いてしまう。
[0038] (Vbe 49 -Vbe 50) = V T × ln {I 45 / (I 45 + Iout)} 200μA (Formula 39) I 45, 20μA to Iout, 10 k.OMEGA the R 47
, The expected value (−R 47 × Iout) of the amplitude of Vout in (Equation 31) is −200 mV, and the error ((Vb
e 43 −Vbe 44 ) + (Vbe 49 −Vbe 50 )) is given by (Equation 38)
From (Equation 39), it becomes −5 mV. That is, an error of 2.5% occurs with respect to Vout. This error makes I 45 Iout
However, if it is made sufficiently large, the size can be reduced, but the current consumption increases.

【0039】[0039]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の構
成では、(式38)に示すように、トランジスタ43のベ
ースエミッタ間電圧Vbe43とトランジスタ44のベースエ
ミッタ間電圧Vbe44との間に電圧差が生じ、また、(式
39)に示すように、トランジスタ49のベースエミッタ
間電圧Vbe49とトランジスタ50のベースエミッタ間電圧
との間に電圧差が生じるため、出力電圧Voutは、Vout
=Vref−R47×Iout+(Vbe43−Vbe44)+(Vbe49
−Vbe50)となり、Voutの振幅の期待値(−R47×Io
ut)に対して、((Vbe43−Vbe44)+(Vbe49−Vbe
50))の値だけ、出力電圧に誤差が生じるという問題点
を有していた。
As described above, in the conventional structure, the voltage between the base-emitter voltage Vbe 43 of the transistor 43 and the base-emitter voltage Vbe 44 of the transistor 44 is calculated as shown in (Equation 38). Since a voltage difference is generated and a voltage difference is generated between the base-emitter voltage Vbe 49 of the transistor 49 and the base-emitter voltage of the transistor 50 as shown in (Equation 39), the output voltage Vout becomes Vout
= Vref-R 47 × Iout + (Vbe 43 -Vbe 44) + (Vbe 49
-Vbe 50), and the amplitude of the expected value of Vout (-R 47 × Io
ut), ((Vbe 43 −Vbe 44 ) + (Vbe 49 −Vbe
There is a problem that an error occurs in the output voltage only by the value of 50 )).

【0040】本発明は、こうした問題点を解決するもの
であり、入力電流と出力電圧との間に優れた直線性を備
える電流電圧変換装置を提供することを目的としてい
る。
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a current-voltage converter having excellent linearity between an input current and an output voltage.

【0041】[0041]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の電流電
圧変換装置では、第1のカレントミラー回路の入力端と
第2のカレントミラー回路の出力端とを接続した2組の
カレントミラー回路を設け、この第2のカレントミラー
回路の入力端を、演算増幅器の負帰還回路を形成するト
ランジスタに接続し、第1のカレントミラー回路の出力
端を演算増幅器の非反転入力端子の電圧を設定するトラ
ンジスタに接続している。
Therefore, in the current-to-voltage converter of the present invention, two sets of current mirror circuits each having an input terminal of the first current mirror circuit and an output terminal of the second current mirror circuit are connected. The input terminal of the second current mirror circuit is connected to a transistor forming a negative feedback circuit of the operational amplifier, and the output terminal of the first current mirror circuit sets the voltage of the non-inverting input terminal of the operational amplifier. Connected to transistor.

【0042】そのため、これらのトランジスタに同一電
流が流れ、出力電圧の誤差が無くなり、良好な直線性を
保持することができる。
Therefore, the same current flows through these transistors, the error in the output voltage is eliminated, and good linearity can be maintained.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、信号電流が入力する反転入力端子と非反転入力端子
とを、負帰還回路を通じて同電位に保つように動作する
演算増幅器と、非反転入力端子の電圧を設定する1また
は複数の素子から成る第1の素子群と、負帰還回路を形
成する抵抗及び第2の素子群と、第2の素子群の一端に
電流を供給する電流発生手段とを備え、第2の素子群を
構成する素子が第1の素子群の素子と同一特性を持つよ
うに設定された電流電圧変換装置において、第1のカレ
ントミラー回路の入力端と第2のカレントミラー回路の
出力端とを接続した2組のカレントミラー回路を設け、
この第2のカレントミラー回路の入力端を第2の素子群
の他端に接続し、第1のカレントミラー回路の出力端を
第1の素子群の一端に接続したものであり、第1の素子
群及び第2の素子群に同一電流を流すことによって、出
力電圧の誤差を無くしている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention relates to an operational amplifier which operates so as to keep the inverting input terminal and the non-inverting input terminal to which a signal current is input at the same potential through a negative feedback circuit. A first element group consisting of one or more elements for setting the voltage of the non-inverting input terminal, a resistor and a second element group forming a negative feedback circuit, and a current supplied to one end of the second element group And a current generating means, wherein the elements constituting the second element group are set so as to have the same characteristics as the elements of the first element group. And two sets of current mirror circuits connecting the output terminal of the second current mirror circuit and
The input terminal of the second current mirror circuit is connected to the other end of the second element group, and the output terminal of the first current mirror circuit is connected to one end of the first element group. By supplying the same current to the element group and the second element group, an error in the output voltage is eliminated.

【0044】請求項2に記載の発明は、第1の素子群及
び第2の素子群の素子を、トランジスタ、ダイオードま
たは抵抗を用いて構成したものであり、各種の素子の使
用を可能にしている。
According to a second aspect of the present invention, the elements of the first element group and the second element group are constituted by using transistors, diodes or resistors, so that various elements can be used. I have.

【0045】請求項3に記載の発明は、第2のカレント
ミラー回路の入力端と接地電位との間に第1の電流発生
手段を接続し、第1のカレントミラー回路の出力端に、
第1の電流発生手段と同一の電流値を第1の素子群に供
給する第2の電流発生手段を接続したものであり、第1
及び第2のカレントミラー回路に流れる電流を減らし、
消費電力の低減を図っている。
According to a third aspect of the present invention, the first current generating means is connected between the input terminal of the second current mirror circuit and the ground potential, and the output terminal of the first current mirror circuit is connected to the output terminal of the first current mirror circuit.
A second current generating means for supplying the same current value as that of the first current generating means to the first element group;
And reducing the current flowing through the second current mirror circuit,
The power consumption is reduced.

【0046】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0047】(実施の形態1)本発明の第1の実施形態
における電流電圧変換装置は、図1に示すように、図3
の信号電流発生手段80からのIoutを発生する電流源11
と、基準電圧Vrefを出力する直流電圧源12と、電圧Vc
cの直流電圧源22と、反転入力端子と非反転入力端子と
が同電位となるように動作する演算増幅器21と、非反転
入力端子の電圧を設定するpnpトランジスタ13、23
と、トランジスタ13、23とそれぞれ同一の特性を有する
pnpトランジスタ14、24と、トランジスタ24と直流電
圧源22との間に接続された電流発生手段19と、演算増幅
器21の反転入力端子とトランジスタ24のエミッタとの間
に接続された抵抗20とを、図3の電流電圧変換手段90と
同様に備えるとともに、さらに、第1のカレントミラー
回路60を形成するトランジスタ15、16(トランジスタ15
がカレントミラー回路の入力であり、トランジスタ16が
カレントミラー回路の出力である)と、第2のカレント
ミラー回路70を形成するnpnトランジスタ17、18(ト
ランジスタ18がカレントミラー回路の入力であり、トラ
ンジスタ17がカレントミラー回路の出力である)とを備
えている。
(Embodiment 1) As shown in FIG. 1, a current-voltage converter according to a first embodiment of the present invention
Current source 11 for generating Iout from the signal current generating means 80 of FIG.
A DC voltage source 12 for outputting a reference voltage Vref;
c, a DC voltage source 22, an operational amplifier 21 that operates so that an inverting input terminal and a non-inverting input terminal have the same potential, and pnp transistors 13 and 23 that set the voltage of the non-inverting input terminal.
And pnp transistors 14 and 24 having the same characteristics as the transistors 13 and 23, current generating means 19 connected between the transistor 24 and the DC voltage source 22, and an inverting input terminal of the operational amplifier 21 and the transistor 24. And a resistor 20 connected between the emitters of the transistors 15 and 16 forming the first current mirror circuit 60 (transistors 15 and 16).
Are the inputs of the current mirror circuit, the transistor 16 is the output of the current mirror circuit), and the npn transistors 17 and 18 forming the second current mirror circuit 70 (the transistor 18 is the input of the current mirror circuit and the transistor 17 is the output of the current mirror circuit).

【0048】次に、図1に示した電流電圧変換装置の動
作について説明する。演算増幅器21は、負帰還回路を持
ち、演算増幅器21の反転入力端子と非反転入力端子とが
同電位となるように動作する。演算増幅器21の反転入力
端子の電圧をVa1、非反転入力端子の電圧をVb1とする
と、演算増幅器21の動作により、 Va1=Vb1 (式40) となる。ここでは、Ioutを発生する電流源11が、図3
の信号電流発生手段80であると想定しており、信号電流
発生手段80の入力電圧を最大にするため、Va1=3.9
VになるようにVb1を設定している。このVb1の値は、
基準電圧Vrefにトランジスタ13のベースエミッタ間電
圧Vbe13とトランジスタ23のベースエミッタ間電圧Vbe
23とを加えた電圧値 Vb1=Vref+Vbe13+Vbe23 (式41) となる。(式40)から、Va1は、(式42)のように
表される。
Next, the operation of the current-to-voltage converter shown in FIG. 1 will be described. The operational amplifier 21 has a negative feedback circuit and operates so that the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21 have the same potential. Assuming that the voltage at the inverting input terminal of the operational amplifier 21 is Va 1 and the voltage at the non-inverting input terminal is Vb 1 , the operation of the operational amplifier 21 results in Va 1 = Vb 1 (Equation 40). Here, the current source 11 for generating Iout is
In order to maximize the input voltage of the signal current generating means 80, it is assumed that Va 1 = 3.9.
Vb 1 is set to V. This value of Vb 1 is
The base-emitter voltage Vbe 13 of the transistor 13 and the base-emitter voltage Vbe of the transistor 23 are added to the reference voltage Vref.
23 and the voltage value Vb 1 = Vref + Vbe 13 + Vbe 23 (Equation 41). From (Equation 40), Va 1 is expressed as (Equation 42).

【0049】 Va1=Vref+Vbe13+Vbe23 (式42) 電流源11により演算増幅器21の反転入力端子に与えられ
る入力電流は、抵抗20に流れ、電圧に変換されて出力さ
れる。抵抗20の抵抗値をR20、抵抗20を流れる電流をI
d20、トランジスタ24のベースエミッタ間電圧をVb
e24、トランジスタ14のベースエミッタ間電圧をVbe14
とすると、出力電圧Voutは、演算増幅器21の反転入力
端子の電圧Va1から、抵抗20での電圧(R20×Id20
と、トランジスタ24のベースエミッタ間電圧Vbe24と、
トランジスタ14のベースエミッタ間電圧Vbe14との分だ
け下がった電圧値となるので、(式43)で表される。
Va 1 = Vref + Vbe 13 + Vbe 23 (Expression 42) The input current supplied to the inverting input terminal of the operational amplifier 21 by the current source 11 flows into the resistor 20, is converted into a voltage, and is output. The resistance value of the resistor 20 is R 20 , and the current flowing through the resistor 20 is I
d 20 , the voltage between the base and the emitter of the transistor 24 is Vb
e 24 , the base-emitter voltage of the transistor 14 is set to Vbe 14
When the output voltage Vout from the voltage Va 1 of the inverting input terminal of the operational amplifier 21, the voltage at the resistor 20 (R 20 × Id 20)
And the base-emitter voltage Vbe 24 of the transistor 24,
Since the voltage value is lower than the voltage Vbe 14 between the base and the emitter of the transistor 14, it is expressed by (Expression 43).

【0050】 Vout=Va1−R20×Id20−Vbe24−Vbe14 (式43) 演算増幅器21の増幅率を無限大とすると、Id20はIout
と等しくなり、(式44)で表される。
[0050] When the amplification factor of Vout = Va 1 -R 20 × Id 20 -Vbe 24 -Vbe 14 ( Equation 43) the operational amplifier 21 is infinite, Id 20 is Iout
And is represented by (Equation 44).

【0051】 Vout=Va1−R20×Iout−Vbe24−Vbe14 (式44) さらに(式42)を代入して整理すると、Voutは(式
45)で表される。
[0051] Vout = Va 1 -R 20 × Iout -Vbe 24 -Vbe 14 ( Equation 44) further and rearranging by substituting (equation 42), Vout is expressed by Equation (45).

【0052】 Vout=Vref+Vbe13+Vbe23−R20×Iout−Vbe24−Vbe14 =Vref−R20×Iout+(Vbe13−Vbe14)+(Vbe23−Vbe24) (式45) トランジスタ14、24には、電流発生手段19の電流値I19
に、抵抗20を流れる電流Id20、即ちIoutを加えた電流
値(I19+Iout)が流れる。カレントミラー回路60と
カレントミラー回路70により、トランジスタ14、24に流
れている電流をフィードバックさせ、トランジスタ13、
23に与えているため、トランジスタ13、23の動作電流は
トランジスタ14、24の動作電流に等しく、その電流値は
(I19+Iout)となる。即ち、(式45)の中のVbe
13とVbe14の値は、トランジスタ13とトランジスタ14の
飽和電流をIsとすると、 Vbe13=Vbe14=VT×ln{(I19+Iout)/Is} (式46) と表され、共に等しくなる。そのため、(式45)の
(Vbe13−Vbe14)の項は (Vbe13−Vbe14)=0 (式47) で表されるように、ゼロになる。同様に、(式45)の
(Vbe23−Vbe24)の項も、 (Vbe23−Vbe24)=0 (式48) で表されるように、ゼロになる。そのため、(式45)
は(式47)、(式48)より、 Vout=Vref−R20×Iout (式49) とすることができる。
[0052] Vout = Vref + Vbe 13 + Vbe 23 -R 20 × Iout-Vbe 24 -Vbe 14 = Vref-R 20 × Iout + (Vbe 13 -Vbe 14) + (Vbe 23 -Vbe 24) ( Equation 45) transistors 14 and 24 The current value I 19 of the current generating means 19
Then, a current Id 20 flowing through the resistor 20, that is, a current value (I 19 + Iout) obtained by adding Iout flows. The current flowing through the transistors 14 and 24 is fed back by the current mirror circuit 60 and the current mirror circuit 70, so that the transistors 13 and
Since the current is supplied to the transistor 23, the operating current of the transistors 13 and 23 is equal to the operating current of the transistors 14 and 24, and the current value is (I 19 + Iout). That is, Vbe in (Equation 45)
Values of 13 and Vbe 14, when the saturation current of the transistor 13 and the transistor 14, Is, is expressed as Vbe 13 = Vbe 14 = V T × ln {(I 19 + Iout) / Is} ( Equation 46) both equal Become. Therefore, as the term (equation 45) in (Vbe 13 -Vbe 14) is represented by (Vbe 13 -Vbe 14) = 0 ( Equation 47) becomes zero. Similarly, the term (Vbe 23 −Vbe 24 ) in (Equation 45) also becomes zero, as represented by (Vbe 23 −Vbe 24 ) = 0 (Equation 48). Therefore, (Equation 45)
It can be a (Equation 47) and (Equation 48), Vout = Vref-R 20 × Iout ( Equation 49).

【0053】なお、この電流電圧変換装置では、演算増
幅器21の非反転入力端子の電圧Vb1を設定する方法とし
て、トランジスタ13、23のようにpnpトランジスタを
2個直列に接続しているが、電源電圧Vccに応じて、直
列接続するトランジスタの数を変えてもよい。また、ト
ランジスタの代わりに、ダイオード、FET、CMO
S,抵抗等でVb1を設定してもよい。その場合、トラン
ジスタ14、24の構成も同じように変える必要がある。
[0053] In this current-voltage conversion device, a method of setting the voltage Vb 1 of the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21, but connects the pnp transistor to two series as transistors 13 and 23, The number of transistors connected in series may be changed according to the power supply voltage Vcc. Also, instead of transistors, diodes, FETs, CMOs
Vb 1 may be set with S, a resistor, or the like. In that case, the configurations of the transistors 14 and 24 need to be changed in the same manner.

【0054】(実施の形態2)第2の実施形態の電流電
圧変換装置は、図2に示すように、第1のカレントミラ
ー回路60の出力端と直流電圧源22との間に接続された電
流発生手段25と、第2のカレントミラー回路70の入力端
と接地電位との間に接続された電流発生手段26とを備え
ている。その他の構成は第1の実施形態の装置と変わり
がない。
(Embodiment 2) The current-voltage converter of the second embodiment is connected between the output terminal of the first current mirror circuit 60 and the DC voltage source 22, as shown in FIG. It comprises a current generating means 25 and a current generating means 26 connected between the input terminal of the second current mirror circuit 70 and the ground potential. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0055】この電流電圧変換装置では、電流発生手段
25及び26の電流値を、電流発生手段19の電流値I19と等
しくなるように設定する。トランジスタ14、24には、電
流発生手段19の電流値I19に、抵抗20を流れる電流Id
20、即ちIoutを加えた電流値(I19+Iout)が流れ
る。そして、電流発生手段26の電流I19をトランジスタ
14のコレクタから引き抜いた後、カレントミラー回路60
とカレントミラー回路70とにより、抵抗20を流れる電流
Id20、即ちIoutのみをフィードバックさせる。そし
て、電流発生手段25の電流I19と併せて、トランジスタ
13、23に与えるため、トランジスタ13、23の動作電流は
トランジスタ14、24の動作電流と等しく、その電流値は
(I19+Iout)となる。従って、図1に示した電流電
圧変換装置と同様に、Voutの誤差は現れなくなる。
In this current-voltage converter, the current generating means
The current values of 25 and 26 are set to be equal to the current value I 19 of the current generating means 19. The transistors 14 and 24 have a current value I 19 of the current generating means 19 and a current Id flowing through the resistor 20.
20 , ie, a current value (I 19 + Iout) to which Iout is added flows. The current I 19 of the current generating means 26 is
After pulling out from 14 collectors, current mirror circuit 60
And the current mirror circuit 70 feeds back only the current Id 20 flowing through the resistor 20 , that is, Iout. Then, in addition to the current I 19 of the current generating means 25, the transistor
Since the current is supplied to the transistors 13 and 23, the operating current of the transistors 13 and 23 is equal to the operating current of the transistors 14 and 24, and the current value is (I 19 + Iout). Therefore, similarly to the current-voltage converter shown in FIG. 1, the error of Vout does not appear.

【0056】さらに、この方法によると、図1の場合と
比較して消費電流が低減される。即ち、図1の場合の回
路の全電流をItotal1とすると、Itotal1はカレントミ
ラー回路70の電流(2×(I19+Iout))と、トラン
ジスタ13、23に流れる電流(I19+Iout)との和とし
て求められ、(式50)で表される。
Further, according to this method, the current consumption is reduced as compared with the case of FIG. That is, the sum of When Itotal1 the total current of the circuit in the case of FIG. 1, Itotal1 the current of the current mirror circuit 70 (2 × (I 19 + Iout)), and the current flowing through the transistor 13,23 (I 19 + Iout) And is represented by (Equation 50).

【0057】 Itotall=2×(I19+Iout)+(I19+Iout)=3×I19+3×Iout (式50) 一方、図2の場合の回路の全電流をItotal2とすると、
Itotal2は電流発生手段26の電流I19と、カレントミラ
ー回路70の電流(2×Iout)と、トランジスタ13、23
に流れる電流(I19+Iout)の和として求められ、
(式51)で表される。
Itotall = 2 × (I 19 + Iout) + (I 19 + Iout) = 3 × I 19 + 3 × Iout (Equation 50) On the other hand, if the total current of the circuit in the case of FIG.
Itotal2 The current I 19 of the current generating means 26, the current of the current mirror circuit 70 (2 × Iout), transistors 13 and 23
Is obtained as the sum of the current (I 19 + Iout) flowing through
(Expression 51).

【0058】 Itotal2=I19+2×Iout+(I19+Iout)=2×I19+3×Iout (式51) 従って、Itotal2とItotal1との差は、(式50)と
(式51)から、 Itotal2−Itotal1=−I19 (式52) となり、I19の分だけ消費電流を低減することができ
る。
[0058] Itotal2 = I 19 + 2 × Iout + (I 19 + Iout) = 2 × I 19 + 3 × Iout ( Equation 51) Therefore, the difference between Itotal2 and Itotal1, from (Equation 50) and (Equation 51), Itotal2- I total1 = −I 19 (Equation 52), and the current consumption can be reduced by I 19 .

【0059】[0059]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電流電圧変換装置は、二組のカレントミラー回路を用
いて、トランジスタ24、14に流れる電流とトランジスタ
23、13に流れる電流とを等しくしたことにより、次のよ
うな効果を有する。
As is apparent from the above description, the current-to-voltage converter of the present invention uses two sets of current mirror circuits to reduce the current flowing through the transistors 24 and 14 and the transistor.
By making the currents flowing through 23 and 13 equal, the following effects are obtained.

【0060】1.入力電流を出力電圧に変換したときの
出力電圧の誤差が無くなり、変換における良好な直線性
を保持する。
1. An error in the output voltage when the input current is converted to the output voltage is eliminated, and good linearity in the conversion is maintained.

【0061】2.各トランジスタに流れる電流の大きさ
に拘わらず、直線性を維持することができるため、各ト
ランジスタの動作電流を小さくすることができる。
[0061] 2. Since the linearity can be maintained regardless of the magnitude of the current flowing through each transistor, the operating current of each transistor can be reduced.

【0062】3.電流入力端子のバイアスを独自に設定
しても、直線性の良好な電流電圧変換装置が構成でき
る。
3. Even if the bias of the current input terminal is set independently, a current-voltage converter with good linearity can be configured.

【0063】また、二つの電流発生手段を付与して、カ
レントミラー回路が電流電圧変換装置の入力電流のみで
動作するように構成した装置では、回路全体の消費電流
を低減することができる。
In a device in which two current generating means are provided so that the current mirror circuit operates only with the input current of the current-voltage converter, the current consumption of the entire circuit can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態における電流電圧変換
装置の構成を示す回路図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a current-to-voltage converter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態における電流電圧変換
装置の構成を示す回路図
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a current-to-voltage converter according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の電流電圧変換装置の構成を示す回路図FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional current-voltage converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 電流源 12、32 基準電圧Vref用直流電圧源 13、14、15、16、17、18、23、24、34、35、36、37、3
8、39、43、44、49、50 トランジスタ 19、25、26、41、42、45、46 電流発生手段 20、40、47 抵抗 21、48 演算増幅器 22、31 電圧Vccの電圧源 33 電圧源 60、70 カレントミラー回路 80 信号電流発生手段 90 電流電圧変換手段
11 Current source 12, 32 DC voltage source for reference voltage Vref 13, 14, 15, 16, 17, 18, 23, 24, 34, 35, 36, 37, 3
8, 39, 43, 44, 49, 50 Transistors 19, 25, 26, 41, 42, 45, 46 Current generating means 20, 40, 47 Resistors 21, 48 Operational amplifiers 22, 31 Voltage source of voltage Vcc 33 Voltage source 60, 70 Current mirror circuit 80 Signal current generator 90 Current-voltage converter

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 1/32 H03F 3/34 H03F 3/343 H03F 3/45 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03F 1/32 H03F 3/34 H03F 3/343 H03F 3/45

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 信号電流が入力する反転入力端子と非反
転入力端子とを、負帰還回路を通じて同電位に保つよう
に動作する演算増幅器と、前記非反転入力端子の電圧を
設定する1または複数の素子から成る第1の素子群と、
前記負帰還回路を形成する抵抗及び第2の素子群と、前
記第2の素子群の一端に電流を供給する電流発生手段と
を備え、前記第2の素子群を構成する素子が前記第1の
素子群の素子と同一特性を持つように設定された電流電
圧変換装置において、 第1のカレントミラー回路の入力端と第2のカレントミ
ラー回路の出力端とを接続した2組のカレントミラー回
路を設け、前記第2のカレントミラー回路の入力端を前
記第2の素子群の他端に接続し、前記第1のカレントミ
ラー回路の出力端を前記第1の素子群の一端に接続した
ことを特徴とする電流電圧変換装置。
1. An operational amplifier operable to maintain an inverting input terminal and a non-inverting input terminal, to which a signal current is input, at the same potential through a negative feedback circuit, and one or a plurality of terminals for setting a voltage of the non-inverting input terminal. A first element group consisting of the following elements:
A resistor and a second element group forming the negative feedback circuit; and a current generating means for supplying a current to one end of the second element group, wherein the element forming the second element group is the first element. A current-voltage converter set to have the same characteristics as the elements of the element group, wherein two sets of current mirror circuits connecting the input terminal of the first current mirror circuit and the output terminal of the second current mirror circuit And the input end of the second current mirror circuit is connected to the other end of the second element group, and the output end of the first current mirror circuit is connected to one end of the first element group. A current-voltage converter characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記第1の素子群及び第2の素子群の素
子が、トランジスタ、ダイオードまたは抵抗から成るこ
とを特徴とする請求項1に記載の電流電圧変換装置。
2. The current-to-voltage converter according to claim 1, wherein each of the first and second element groups comprises a transistor, a diode, or a resistor.
【請求項3】 前記第2のカレントミラー回路の入力端
と接地電位との間に第1の電流発生手段を接続し、前記
第1のカレントミラー回路の出力端に、前記第1の電流
発生手段と同一の電流値を前記第1の素子群に供給する
第2の電流発生手段を接続したことを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の電流電圧変換装置。
3. A first current generating means is connected between an input terminal of the second current mirror circuit and a ground potential, and the first current generating circuit is connected to an output terminal of the first current mirror circuit. 3. The current-to-voltage converter according to claim 1, wherein a second current generating means for supplying the same current value as the means to the first element group is connected.
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