FR2581270A1

FR2581270A1 - Circuit for routing a current.

Info

Publication number: FR2581270A1
Application number: FR8506409A
Authority: FR
Inventors: Stefan Barbu; Philippe Gandy
Original assignee: Radiotechnique Compelec RTC SA
Current assignee: Radiotechnique Compelec RTC SA
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1986-10-31
Also published as: FR2581270B1

Abstract

The invention relates to a current-routing circuit comprising a differential stage T10, T11, operating in a symmetric manner. In order to control this differential stage T10, T11 on the basis of a reference voltage VREF which differs from the value of a first supply voltage, for example earth, by a value less than two base-emitter voltages VBE of a transistor, there is associated with the latter a differential input stage T20, T21 operating in an asymmetric manner and receiving on the base of each of its transistors T20, T21, on the one hand, a constant voltage V20 produced from the said reference voltage VREF and, on the other hand, a voltage V21 able to take two values which depend, via a current source I1, on the value of the reference voltage VREF.

Description

"CIRCUIT D'AIGUILLAGE D'UN COURANT"
La présente invention se rapporte à un circuit d'ai- guillage d'un courant vers l'une ou l'autre de deux sorties et comprenant un étage différentiel d'aiguillage comportant un premier et un deuxième transistors couplés par les émetteurs, ceux-ci étant relies à une première source de tension d'alimentation au moins à travers une première résistance dans laquelle circule ledit courant à aiguiller, la base de l'un d'entre eux au moins recevant une tension de référence, et leurs collecteurs constituant lesdites sorties."CURRENT SWITCHING CIRCUIT"
The present invention relates to a circuit for routing a current to one or the other of two outputs and comprising a differential switching stage comprising first and second transistors coupled by the emitters, ci being connected to a first supply voltage source at least through a first resistor in which flows said current to be switched, the base of one of them at least receiving a reference voltage, and their collectors constituting said exits.

Dans les circuits d'aiguillage de l'art antérieur, généralement mis en oeuvre dans des multiplexeurs, le courant à aiguiller est défini par une source de courant d'aiguillage comprenant un transistor dont le collecteur est relié aux émetteurs des premier et deuxième transistors, dont la base reçoit une tension de commande bien définie et dont l'émetteur est connecté à ladite première resistance. In the switching circuits of the prior art, generally implemented in multiplexers, the current to be switched is defined by a source of switching current comprising a transistor whose collector is connected to the emitters of the first and second transistors, the base of which receives a well-defined control voltage and the transmitter of which is connected to said first resistor.

Dans un tel circuit d'aiguillage la valeur de la tension de référence doit différer d'au moins deux tensions base-émetteur VBE d'un transistor, à savoir environ 1,5 V, de la valeur de la première tension d'alimentation et il faut en outre disposer d'une tension de commande pour le transistor de la source de courant. In such a switching circuit, the value of the reference voltage must differ by at least two base-emitter voltages VBE of a transistor, namely approximately 1.5 V, from the value of the first supply voltage and it is also necessary to have a control voltage for the transistor of the current source.

Dans un certain nombre de circuits intégrés, on dispose d'une tension de référence dont l'écart en tension avec la première source de tension d'alimentation, par exemple la masse, est sensiblement supérieur à une tension base-émetteur
VBE d'un transistor tout en 4tant inférieure à deux tensions
VBE.In a certain number of integrated circuits, there is a reference voltage whose voltage difference with the first supply voltage source, for example the ground, is substantially greater than a base-emitter voltage
VBE of a transistor while being less than two voltages
VBE.

L'invention propose alors un circuit permettant d'utiliser, quoique non exclusivement, une telle tension de réfé- rence pour alimenter l'étage différentiel d'aiguillage.L'idde de base de l'invention est que, tout en conservant une valeur donnée au courant aiguillé, ledit transistor de la source de courant d'aiguillage peut entre supprimé ainsi que la source de tension de commande en réalisant une alimentation des deux transistors de l'étage différentiel d'aiguillage à partir de ladite tension de référence à travers des résistances série. The invention therefore proposes a circuit making it possible to use, although not exclusively, such a reference voltage to supply the differential switching stage. The basic idea of the invention is that, while retaining a value given to the switched current, said transistor of the switching current source can between suppressed as well as the source of control voltage by providing a supply of the two transistors of the switching differential stage from said reference voltage through series resistors.

Un des deux transistors de l'étage différentiel d'aiguillage est à l'état passant mais non saturé et reçoit sur sa base la tension de référence, et forme avec la première résistance une source de courant, dont le courant, par symétrie, aura la meme valeur, que ce soit le premier ou le deuxième transistor qui conduise. La commande symétrique de étage différentiel d'aiguillage est réalisée à l'aide d'un étage différentiel d'entrée fonctionnant de manière asymétrique.One of the two transistors of the differential switching stage is in the on state but not saturated and receives on its base the reference voltage, and forms with the first resistance a current source, the current of which, by symmetry, will have the same value, whether it is the first or the second transistor which conducts. The symmetrical control of the differential switching stage is carried out using an input differential stage operating asymmetrically.

Selon l'invention donc, les émetteurs des premier et deuxième transistors sont reliés à ladite première source de tension d'alimentation uniquement à travers ladite première résistance, et le circuit d'aiguillage comporte les éléments suivants
a) un étage différentiel d'entrée fonctionnant de
manière asymétrique et comprenant un troisième et
un quatrième transistors couplés par les émet
teurs, ceux-ci étant reliés à la première source
de tension d'alimentation à travers une deuxième
résistance, dont les collecteurs sont connectés à
la base respectivement du premier et du deuxième
transistor, la base du troisième transistor rece
vant une tension d'actionnement obtenue directe
ment à partir de la tension de référence, et cel
le du quatrième transistor l'une ou l'autre de
deux tensions de sélection produites par un cir
cuit de sélection, les deux tensions de sélection
étant choisies, la première inférieure et la
deuxième supérieure à ladite tension d'action
nement et de telle manière que l'un des troisième
et quatrième transistors étant bloqué et l'autre
à l'état passant, le courant traversant la
deuxième résistance ait une première ou une
deuxième valeur déterminée respectivement par la
tension d'actionnement ou la deuxième tension de
sélection, ce qui caractérise l'asymétrie de son
fonctionnement.According to the invention therefore, the emitters of the first and second transistors are connected to said first supply voltage source only through said first resistor, and the switching circuit comprises the following elements
a) a differential input stage operating from
asymmetrically and comprising a third and
a fourth transistors coupled by emits
teurs, these being linked to the first source
supply voltage across a second
resistance, whose collectors are connected to
the basis of the first and second respectively
transistor, the base of the third transistor receivers
vant a direct actuation voltage obtained
ment from the reference voltage, and cel
the of the fourth transistor either
two selection voltages produced by a cir
selection cooked, the two selection voltages
being chosen, the first lower and the
second higher than said action voltage
in such a way that one of the third
and fourth transistors being blocked and the other
in the on state, the current passing through the
second resistance has a first or a
second value determined respectively by the
actuation voltage or the second voltage of
selection, which characterizes the asymmetry of its
operation.

b) un troisième et une quatrième résistances reliant
la base respectivement des premier et deuxième
transistors à ladite tension de référence, le
rapport entre les valeurs des troisième et qua
trième résistances étant de préférence le même
que le rapport entre la deuxième et la première
valeur du courant traversant la deuxième résis
tance de telle sorte que l'étage différentiel
d'aiguillage soit attaqué de manière symétrique.b) a third and a fourth resistance connecting
the basis of the first and second respectively
transistors at said reference voltage, the
relationship between the values of the third and qua
third resistors preferably being the same
that the relationship between the second and the first
value of the current passing through the second resis
so that the differential stage
switch is attacked symmetrically.

Une commande de l'étage différentiel d'entrée est réalisée à partir de la tension de référence. Pour ce faire, un étage de commande reçoit la tension de référence et alimente à partir d'une seconde source de tension d'alimentation une source de courant dont l'intensité est fonction de la tension de référence, et la première et la deuxième tension de sélection ont une valeur qui est fonction de l'intensité de ladite source de courant, ce qui fait que, lorsque l'étage différentiel d'aiguillage est attaqué de manière symétrique, cette symétrie est conservée même si la tension de référence fluctue. The input differential stage is controlled from the reference voltage. To do this, a control stage receives the reference voltage and supplies from a second supply voltage source a current source whose intensity is a function of the reference voltage, and the first and the second voltage. selection keys have a value which is a function of the intensity of said current source, which means that when the differential switching stage is driven symmetrically, this symmetry is retained even if the reference voltage fluctuates.

Selon un mode de réalisation, l'étage de commande est constitué par un étage différentiel suiveur à charge active comprenant un cinquième et un sixième transistors montés en différentiel, dont les émetteurs, couplés entre eux, sont reliés à la première source de tension d'alimentation à travers une cinquième résistance et dont les collecteurs sont couplés à ceux respectivement d'un septième et d'un huitième transistors couplés par la base, les émetteurs des septième et huitième transistors étant reliés à la deuxième source de tension d'alimentation respectivement à travers une sixième et une septième résistance d'égale valeur, un neuvième transistor formant avec les septième et huitième transistors une charge active et ayant son émetteur connecté à la base de ces derniers, sa base au collecteur des cinquième et septième transistors et son collecteur à la première source de tension d'alimentation, et un transistor suiveur ayant sa base connectée au collecteur des sixième et huitième transistors, son émetteur à la base du sixième transistor et son collecteur étant relié à la deuxième source de tension d'alimentation, à travers une huitième résistance de telle sorte que, d'une part le courant traversant la cinquième résistance se partage éga- lement entre les sixième et septième résistances et d'autre part la tension de base du sixième transistor est égale à celle de la base du cinquième transistor, à savoir ladite tension de référence. According to one embodiment, the control stage is constituted by a differential follower stage with active charge comprising a fifth and a sixth transistors mounted in differential, whose emitters, coupled together, are connected to the first voltage source of power supply through a fifth resistor and whose collectors are coupled to those of a seventh and eighth transistors respectively coupled by the base, the emitters of the seventh and eighth transistors being connected to the second supply voltage source respectively through a sixth and a seventh resistor of equal value, a ninth transistor forming with the seventh and eighth transistors an active load and having its emitter connected to the base of these, its base to the collector of the fifth and seventh transistors and its collector to the first supply voltage source, and a follower transistor having its base connected to the collector of the sixth and eighth tr ansistors, its emitter at the base of the sixth transistor and its collector being connected to the second supply voltage source, through an eighth resistor so that, on the one hand, the current passing through the fifth resistor is also shared between the sixth and seventh resistors and on the other hand the base voltage of the sixth transistor is equal to that of the base of the fifth transistor, namely said reference voltage.

La tension présente sur la base des septième et huitième transistors et qui est générée à partir de la tension de référence, peut être avantageusement mise à profit en tant que tension de commande de la source de courant. The voltage present on the basis of the seventh and eighth transistors and which is generated from the reference voltage, can advantageously be used as the control voltage of the current source.

Dans ce but, la source de courant comporte une huitième résistance connectée entre la deuxième source d'alimentation et l'émetteur d'un neuvième transistor dont la base est connectée à celle des septième et huitième transistors, et le collecteur à la première source de tension d'alimentation à travers un circuit de sélection de manière à produire lesdites deux tensions de sélection. For this purpose, the current source comprises an eighth resistor connected between the second power source and the emitter of a ninth transistor whose base is connected to that of the seventh and eighth transistors, and the collector at the first source of supply voltage through a selection circuit so as to produce said two selection voltages.

Le circuit de sélection peut comporter deux branches dont l'une ou l'autre est traversée par le courant de la source de courant, à savoir une première branche comprenant en sé- rie au moins une première diode et une neuvième résistance et une deuxième branche, disposée entre le collecteur du neuvième transistor et une borne de commande, et comportant au moins une dixième résistance de telle sortie qu'on obtienne sur le collecteur du neuvième transistor deux valeurs de tension selon que la borne de commande est ou non connectée à la première source de tension d'alimentation, de telle sorte que le quatrième transistor reçoive sur sa base l'une ou l'autre des desdites tensions de sélection. The selection circuit can comprise two branches, one of which is traversed by the current of the current source, namely a first branch comprising in series at least a first diode and a ninth resistor and a second branch , disposed between the collector of the ninth transistor and a control terminal, and comprising at least a tenth resistor of such an output that one obtains on the collector of the ninth transistor two voltage values depending on whether the control terminal is connected or not first source of supply voltage, so that the fourth transistor receives on its base one or the other of said selection voltages.

Le produit des valeurs des septième et neuvième résistances peut être égal à deux fois celui des cinquième et huitième résistances de telle sorte que la deuxième tension de sélection soit égale à la tension de référence. The product of the values of the seventh and ninth resistors can be twice that of the fifth and eighth resistors so that the second selection voltage is equal to the reference voltage.

Le collecteur du neuvième transistor peut être relié à la base du quatrième transistor par l'intermédiaire d'un dixième transistor monté en émetteur suiveur et dont le collecteur est connecté à la deuxième source de tension d'alimentation. La première branche peut alors- comporter en série ladite neuvième résistance ainsi qu'une première et une deuxième diode, et la deuxième branche peut comporter en série une troisième diode et ladite dixième résistance. L'émetteur du dixième transistor peut être relié à la première source de tension d'alimentation par l'intermédiaire d'au moins une onzième résistance en série avec une quatrième diode, la onzième résistance ayant la meme valeur que la neuvième résistance de telle sorte que le courant circulant dans l'émétteur du dixième transistor soit le meme que le courant circulant dans la première branche. The collector of the ninth transistor can be connected to the base of the fourth transistor by means of a tenth transistor mounted as a follower emitter and the collector of which is connected to the second supply voltage source. The first branch can then comprise in series said ninth resistor as well as a first and a second diode, and the second branch can comprise in series a third diode and said tenth resistor. The emitter of the tenth transistor can be connected to the first supply voltage source via at least one eleventh resistor in series with a fourth diode, the eleventh resistor having the same value as the ninth resistor so that that the current flowing in the emitter of the tenth transistor is the same as the current flowing in the first branch.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des cription qui va suivre en liaison avec la figure 1 qui représente à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préféré de l'invention mis en oeuvre pour lacommutation d'un courant donné vers les émetteurs couplés des transistors de deux étages différentiels d'un multiplexeur et avec la figure 2 qui est une variante simplifiée de la figure 1. The invention will be better understood using the description which follows in conjunction with FIG. 1 which represents, by way of nonlimiting example, a preferred embodiment of the invention implemented for switching a current. given to the coupled transmitters of transistors of two differential stages of a multiplexer and with FIG. 2 which is a simplified variant of FIG. 1.

Les deux étages différentiels du multiplexeur proprement dit comportent pour le premier deux transistors T1 et
T'1 couplés par les émetteurs et qui reçoivent sur leur base respectivement des signaux d'entrée el et e'l, et pour le deuxième deux transistors T2 et T'2 couplés par les émetteurs et qui reçoivent sur leur base respectivement des signaux d'entrée e2 et e'2. Les collecteurs des transistors T1 et T2 sont connectés entre eux et forment une sortie s du multiplexeur, laquelle est reliée à une source de tension d'alimen tation V' à travers une résistance R1. De mena, les collecteurs des transistors T'1 et T'2 sont connectés entre eux et forment l'autre sortie s' du multiplexeur, laquelle est reliée à la source de tension d'alimentation V' à travers une résistance R'i de valeur égale à R1.The two differential stages of the multiplexer proper comprise for the first two transistors T1 and
T'1 coupled by the transmitters and which receive on their base respectively input signals el and e'l, and for the second two transistors T2 and T'2 coupled by the transmitters and which receive on their base respectively signals d 'entry e2 and e'2. The collectors of transistors T1 and T2 are connected together and form an output s of the multiplexer, which is connected to a supply voltage source V 'through a resistor R1. From mena, the collectors of the transistors T'1 and T'2 are connected together and form the other output s 'of the multiplexer, which is connected to the supply voltage source V' through a resistor R'i of value equal to R1.

Le circuit d'aiguillage a pour fonction dans l'exemple choisi de diriger un courant I de valeur bien déterminée vers les émetteurs couplés de l'un ou l'autre des étages différentiels du multiplexeur de manière à le rendre apte à transmettre aux sorties s, s' les signaux, selon le cas el, e'l ou e2, e'2. The function of the switching circuit in the example chosen is to direct a current I of clearly determined value to the coupled transmitters of one or other of the differential stages of the multiplexer so as to make it capable of transmitting to the outputs s , s the signals, as appropriate el, e'l or e2, e'2.

Le circuit d'aiguillage comporte un étage différentiel d'entrée et un étage différentiel d'aiguillage et ce dernier est traversé par le courant I à aiguiller. L'étage différentiel d'entrée comporte deux transistors T20 et T21 couplés par les émetteurs, lesquels sont reliés à une source de tension d'alimentation, ici la masse, à travers une résistance
R25 parcourue par un courant 12. L'étage différentiel d'aiguillage comporte deux transistors T10 et T11 couplés par les émetteurs, lesquels sont reliés à la masse à travers une résistance R12 parcourue par le courant I à aiguiller.The switching circuit comprises a differential input stage and a differential switching stage and the latter is crossed by the current I to be switched. The input differential stage comprises two transistors T20 and T21 coupled by the emitters, which are connected to a supply voltage source, here the ground, through a resistor
R25 traversed by a current 12. The differential switching stage comprises two transistors T10 and T11 coupled by the emitters, which are connected to ground through a resistor R12 traversed by the current I to be switched.

Les collecteurs du transistors T20 et T21 sont connectés à la base respectivement des transistors T10 et Tell, lesquelles sont alimentées à une tension V41 à travers des résistances respectivement R10 et Roll. Ainsi qu'il sera montré dans la suite de la description, cette tension V41 est égale à la tension de référence VREF disponible par ailleurs dans le circuit et dont la valeur est susceptible d'être comprise entre une et deux fois la tension émetteur-base VBE (environ 750 mV) d'un transistor. The collectors of the transistors T20 and T21 are connected to the base of the transistors T10 and Tell respectively, which are supplied at a voltage V41 through resistors respectively R10 and Roll. As will be shown in the following description, this voltage V41 is equal to the reference voltage VREF available elsewhere in the circuit and whose value is likely to be between once and twice the emitter-base voltage VBE (about 750 mV) of a transistor.

La tension de base V20 du transistor T20 est obtenue par division de la tension V41 par un pont diviseur résistif R19, R20. Pour assurer que la tension V20 soit supérieure à une tension base-émetteur V8E, on dispose avantageusement une diode D20 constituée par un transistor dont la base et le collecteur sont court-circuités, en série avec la résistance
R20 et dans le sens direct dans la branche du pont diviseur située entre la base du transistor T20 et la masse.The base voltage V20 of the transistor T20 is obtained by dividing the voltage V41 by a resistive divider bridge R19, R20. To ensure that the voltage V20 is greater than a base-emitter voltage V8E, there is advantageously a diode D20 constituted by a transistor whose base and collector are short-circuited, in series with the resistor
R20 and in the direct direction in the branch of the divider bridge located between the base of the transistor T20 and the ground.

La tension de sélection V21 sur la base du transistor T21 est obtenue en utilisant un courant I1 obtenu lui-meme à partir de la tension de référence VREF et alimentant un circuit de sélection. Ainsi qu'on va le montrer dans la suite de la description, ceci a pour avantage que dans le cas où l'attaque de l'étage différentiel de sortie est symétrique, cette symétrie reste acquise quelque soit la valeur de VREF, et est de ce fait indépendante de ses fluctuations éventuelles. The selection voltage V21 on the basis of the transistor T21 is obtained by using a current I1 obtained itself from the reference voltage VREF and supplying a selection circuit. As will be shown in the following description, this has the advantage that in the case where the attack on the differential output stage is symmetrical, this symmetry remains acquired whatever the value of VREF, and is this fact independent of its possible fluctuations.

On va maintenant décrire une manière de produire le courant I mettant en oeuvre un étage de commande du type suiveur qui permet de recopier la tension VREF sous forme d'une tension découplée V41. We will now describe a way of producing current I using a follower type control stage which makes it possible to copy the voltage VREF in the form of a decoupled voltage V41.

L'étage de commande comporte un étage différentiel suiveur comprenant deux transistors T40 et T41 couplés par les émetteurs, ces derniers étant reliés à la masse par ltintermd- diaire d'une résistance R45 traversée par un courant 2 1o qui se répartit également entre T40 et T41, et sont les collecteurs sont chargés par une charge active comprenant trois transistors T30, T31 et T32. La base du transistor T40 reçoit la tension VREF. Le courant Io a pour valeur :
VREF - VBE
Io = (1)
2 R45
La charge active est réalisée de la manière suivante. Les transistors T30 et T31 ont leur émetteur relié à une source de tension d'alimentation V chacun par l'intermédiaire d'une résistance respectivement R30 et R31, et leur collecteur est connecté à celui respectivement du transistor T40 et du transistor T41. Les bases des transistors T30 et T31 sont connectees entre elles. L'émetteur du transistor T32 est connecté à la base des transistors T30 et T31, sa base au collecteur des transistors T30 et T40 et son collecteur, à la masse. Un transistor T33 a son collecteur relié à la source de tension d'alimentation V par l'intermédiaire d'une résistance R33, sa base au collecteur des transistors T31 et T41, et son émetteur à la base du transistor T41. En outre, un condensateur C de faible valeur est connecté entre le collecteur et la base du transistor T33 et a pour fonction, de même que la résistance
R33 d'éviter les oscillations. Une source de courant I1 est formée par un transistor T34 dont l'émetteur est relié à la source de tension d'alimentation V à travers une résistance
R34, et la base à celle des transistors T30 et T31.Ce courant I1 circulant dans le collecteur du transistor T34 a pour valeur :
I1 = R31/R34 x I0 = VREF - VBE/2 R45 R31/R34 (2)
Le courant I1 traverse une des deux branches d'un circuit de sélection. La première branche comporte en série entre le collecteur du transistor T34 et la masse, deux diodes
D22 et D23, constituées par la jonction émetteur-base de transistors dont le collecteur et la base sont court-circuités, et une résistance R22. La deuxième branche comporte en série entre le collecteur du transistor T34 et une borne de commande B une diode D21, constituée par la jonction émetteur base d'un transistor dont le collecteur et la base sont courtcircuités, et une résistance R21.Lorsque la borne de commande
B n'est pas raccordée, la tension V22 disponible sur le collecteur du transistor T34 vaut R22I1 + 2VBE, VBE représentant une tension base-émetteur d'un transistor. Si la borne de commande B est mise à la masse, le courant I1 traverse alors la deuxième branche et la tension V22 vaut alors
R21I1 + VBE. Pour R22 = R21, les deux valeurs de la tension
V22 sont décalées d'une tension base-émetteur VBE, soit environ 750mV.The control stage comprises a differential follower stage comprising two transistors T40 and T41 coupled by the transmitters, the latter being connected to ground by the intermediary of a resistor R45 crossed by a current 2 1o which is equally distributed between T40 and T41, and are the collectors are charged by an active load comprising three transistors T30, T31 and T32. The base of transistor T40 receives the voltage VREF. The current Io has the value:
VREF - VBE
Io = (1)
2 R45
The active charge is carried out as follows. Transistors T30 and T31 have their emitter connected to a supply voltage source V each via a resistor R30 and R31 respectively, and their collector is connected to that of transistor T40 and transistor T41 respectively. The bases of the transistors T30 and T31 are connected to each other. The emitter of transistor T32 is connected to the base of transistors T30 and T31, its base to the collector of transistors T30 and T40 and its collector to ground. A transistor T33 has its collector connected to the supply voltage source V via a resistor R33, its base at the collector of the transistors T31 and T41, and its emitter at the base of the transistor T41. In addition, a low value capacitor C is connected between the collector and the base of transistor T33 and has the same function as the resistance
R33 to avoid oscillations. A current source I1 is formed by a transistor T34 whose emitter is connected to the supply voltage source V through a resistor
R34, and the base to that of transistors T30 and T31. This current I1 flowing in the collector of transistor T34 has the value:
I1 = R31 / R34 x I0 = VREF - VBE / 2 R45 R31 / R34 (2)
Current I1 passes through one of the two branches of a selection circuit. The first branch comprises in series between the collector of transistor T34 and the ground, two diodes
D22 and D23, constituted by the emitter-base junction of transistors whose collector and base are short-circuited, and a resistor R22. The second branch comprises in series between the collector of the transistor T34 and a control terminal B a diode D21, constituted by the emitter base junction of a transistor whose collector and base are short-circuited, and a resistor R21. ordered
B is not connected, the voltage V22 available on the collector of transistor T34 is equal to R22I1 + 2VBE, VBE representing a base-emitter voltage of a transistor. If the control terminal B is earthed, the current I1 then crosses the second branch and the voltage V22 is then equal
R21I1 + VBE. For R22 = R21, the two values of the voltage
V22 are offset by a base-emitter voltage VBE, i.e. around 750mV.

On utilise les deux valeurs de la tension V22 pour générer la tension de sélection V21 après découplage par un transistor T22 monté en émetteur suiveur, dont la base reçoit la tension V22, dont le collecteur est connecté à la source de tension V et l'émetteur à la base du transistor T21. Pour assurer que l'émetteur du transistor T21 est parcouru par le courant I1 et donc que sa tension émetteur-base a exactement la même valeur que précédemment, on réalise un miroir de courant en disposant entre l'émetteur du transistor T22 et la masse une branche série comportant une diode D24, constituée par la jonction émetteur-base d'un transistor dont le collecteur et la base sont court-circuités, et une résistance R24. The two values of the voltage V22 are used to generate the selection voltage V21 after decoupling by a transistor T22 mounted as a follower emitter, the base of which receives the voltage V22, the collector of which is connected to the voltage source V and the emitter at the base of transistor T21. To ensure that the emitter of transistor T21 is traversed by current I1 and therefore that its emitter-base voltage has exactly the same value as previously, a current mirror is produced by placing between the emitter of transistor T22 and ground a series branch comprising a diode D24, constituted by the emitter-base junction of a transistor whose collector and base are short-circuited, and a resistor R24.

Pour R24 = R22, un courant de valeur égale à I1 traversa l'é- metteur de T22 lorsque la borne de commande B n'est pas raccordée.For R24 = R22, a current of value equal to I1 flows through the transmitter of T22 when the control terminal B is not connected.

Dans ce cas, V21 = R22I1 + VBE
Dans l'autre cas (B à la masse), très peu de courant traversa l'émetteur de T22 et sa jonction base-émetteur forme avec la diode D24 pratiquement un diviseur de tension.In this case, V21 = R22I1 + VBE
In the other case (B to ground), very little current passed through the transmitter of T22 and its base-transmitter junction forms with the diode D24 practically a voltage divider.

On a alors :
R21 I1 + VBE
V21 =
2
On choisit en général R21 = R22.We then have:
R21 I1 + VBE
V21 =
2
We generally choose R21 = R22.

D'autre part, on a :
R20 V20 = (VREF-VBE) +VBE
R19+R20
V20 a don@ une valeur comprise entre VBE et VREF.On the other hand, we have:
R20 V20 = (VREF-VBE) + VBE
R19 + R20
V20 has don @ a value between VBE and VREF.

On pose V20 = VREF- A V d'où
R19
# V = (VREF-VBE) (3)
R19 + R20
On notera qu'il est avantageux de ' choisir
R19 + R20 = R22 auquel cas le courant dans D20 est le même que dans D22, D23 et dans l'émetteur de T22, et les tensions base-émetteur ont exactement la même valeur.We set V20 = VREF- AV from where
R19
# V = (VREF-VBE) (3)
R19 + R20
Note that it is advantageous to 'choose
R19 + R20 = R22 in which case the current in D20 is the same as in D22, D23 and in the transmitter of T22, and the base-transmitter voltages have exactly the same value.

Le fonctionnement de l'étage différentiel d'entrée est le suivant. The operation of the input differential stage is as follows.

Lorsque la borne de commande B n'est pas raccordée, la tension de sélection V21 est supérieure à V20, le transistor T21 est à l'état passant,, mais non saturé, et le transistor T20 est bloqué. Le courant I2 a alors une valeur @21 - @BE @21@ i21 = (4)
R25
VBE(i21) désignant la tension base-émetteur du transistor T21 parcouru par le courant i21.When the control terminal B is not connected, the selection voltage V21 is greater than V20, the transistor T21 is in the on state, but not saturated, and the transistor T20 is blocked. The current I2 then has a value @ 21 - @BE @ 21 @ i21 = (4)
R25
VBE (i21) designating the base-emitter voltage of the transistor T21 traversed by the current i21.

La tension de base V11 du transistor T11 a pour valeur VREF-Rll i21 et la tension de base V10 du transistor T10 a pour valeur VREF, ce qui assure que le transistor T10 est à l'état passant, mais non saturé, et que le transistor
T11 est bloqué Le courant I dans la résistance R12 est aiguillé vers l'étage différentiel (T1, T'1) du multiplexeur et a pour valeur
@REF @BE@
R12
VgE(I) désignant la tension base-émetteur du transistor T10 parcouru par le courant I.The base voltage V11 of the transistor T11 has the value VREF-Rll i21 and the base voltage V10 of the transistor T10 has the value VREF, which ensures that the transistor T10 is in the on state, but not saturated, and that the transistor
T11 is blocked The current I in the resistor R12 is routed to the differential stage (T1, T'1) of the multiplexer and has the value
@REF @ BE @
R12
VgE (I) designating the base-emitter voltage of the transistor T10 traversed by the current I.

Lorsque la borne de commande B est mise à la masse,
V20 est alors qupérieur à V21, le transistor T20 est à l'état passant, mais non saturé, et le transistor T21 est bloqué. Le courant I2 a alors une valeur
V20 - VBE(i20)
i20 = (5)
VBE(i20) désignant la tension base émetteur du transistor T21 parcouru par le courant i20. Cette différence entre les courants i20 et i21 caractérise le fonctionnement asymétrique de l'étage différentiel d'entrée.When control terminal B is grounded,
V20 is then higher than V21, the transistor T20 is in the on state, but not saturated, and the transistor T21 is blocked. The current I2 then has a value
V20 - VBE (i20)
i20 = (5)
VBE (i20) designating the base emitter voltage of the transistor T21 traversed by the current i20. This difference between the currents i20 and i21 characterizes the asymmetrical operation of the differential input stage.

La tension de base V10 du transistor T10 a pour valeur VREF- R10 i20 et la tension de base V11 du transistor
T11 a pour valeur VREF, ce qui assure que le transistor T11 est à l'état passant, mais- non saturé, et que le transistor
T10 est bloqué. Le courant I qui traversa la résistance R12 est alors aiguillé vers l'étage différentiel (T2, T'2) du multiplexeur. Ce courant I a la même valeur que précédemment du fait que les transistors T10 et T11 sont identiques, et ont la même tension base-émetteur VgE(I) pour le courant I.The base voltage V10 of the transistor T10 has the value VREF- R10 i20 and the base voltage V11 of the transistor
T11 has the value VREF, which ensures that the transistor T11 is in the on state, but- not saturated, and that the transistor
T10 is blocked. The current I which passed through the resistor R12 is then routed to the differential stage (T2, T'2) of the multiplexer. This current I has the same value as previously because the transistors T10 and T11 are identical, and have the same base-emitter voltage VgE (I) for current I.

Cette valeur constante du courant I caractérise le caractère symétrique du fonctionnement de l'étage différentiel d'aiguillage (T10, T11). Une athque symétrique de l'entrée de l'étage différentiel d'aiguillage (T10, T11) peut être égale ment obtenue à condition que la tension de base V10 du transistor T10 lorsqu'il est bloqué soit égale à celle V11 du transistor Tll lorsqutil est bloqué. Pour cela, il suffit que la relation suivante soit satisfaisante. This constant value of the current I characterizes the symmetrical nature of the operation of the differential switching stage (T10, T11). A symmetrical athque of the input of the differential switching stage (T10, T11) can also be obtained provided that the basic voltage V10 of the transistor T10 when it is blocked is equal to that V11 of the transistor Tll when it is blocked. For that, it is enough that the following relation is satisfactory.

R10 i20 = R11 i21 = # V1 (6) c'est-à-dire que le rapport entre les valeurs des résistances
R10 et R11 soit égal au rapport entre les courants i21 et i20.R10 i20 = R11 i21 = # V1 (6) i.e. the ratio between the values of the resistors
R10 and R11 is equal to the ratio between the currents i21 and i20.

La relation (6) reste vérifiée quelque soient les variations de VREF, c'est-à-dire que la symétrie de l'attaque de l'étage différentiel d'aiguillage reste acquise même si la tension de référence fluctue. The relation (6) remains verified whatever the variations of VREF, that is to say that the symmetry of the attack of the differential switching stage remains acquired even if the reference voltage fluctuates.

AV1 représente l'immunité de blocage de l'étage différentiel de sortie et sa valeur doit être supérieure à une valeur donnée, par exemple 125 mV. AV1 represents the blocking immunity of the differential output stage and its value must be greater than a given value, for example 125 mV.

En d'autres termes, l'étage différentiel d'entrée reçoit la tension de sélection (V21) d'un seul côté, et produit nécessairement dans la résistance R25 deux courants I2 de valeurs différentes i20 ou i21 selon que c'est le transistor
T20 ou T21 qui est passant : son fonctionnement est asymétrique. Par contre, le fonctionnement de l'étage différentiel d'aiguillage commandé par les collecteurs des transistors T20 et T21, et par la tension VREF est symétrique, que son attaque soit ou non symétrique, car le courant I qui circule dans la résistance R12 est le même quel que soit celui des transistors T10 et T11 qui est passant. En dynamique, la symétrie de l'attaque avec la même immunité # V1 dans les deux cas assure que le passage d'un état à l'autre s'effectue avec la même rapidité.In other words, the input differential stage receives the selection voltage (V21) on one side only, and necessarily produces in the resistor R25 two currents I2 of different values i20 or i21 depending on whether it is the transistor
T20 or T21 which is passing: its operation is asymmetrical. On the other hand, the operation of the differential switching stage controlled by the collectors of the transistors T20 and T21, and by the voltage VREF is symmetrical, whether or not its attack is symmetrical, because the current I which flows in the resistor R12 is the same regardless of that of the transistors T10 and T11 which is on. In dynamics, the symmetry of the attack with the same immunity # V1 in both cases ensures that the passage from one state to another takes place with the same speed.

On va maintenant indiquer à titre d'exemple un mode de calcul préféré des éléments du circuit. We will now indicate by way of example a preferred method of calculating the elements of the circuit.

Lorsque la borne de commande B n'est pas raccordée, on a : R22R31
V21 = R22I1 + VBE = (VREF-VBE) + VBE
2R34R45
En choisissant R22R31 = 1, on obtient
2R34R45
V21 = VREF. When the control terminal B is not connected, we have: R22R31
V21 = R22I1 + VBE = (VREF-VBE) + VBE
2R34R45
By choosing R22R31 = 1, we get
2R34R45
V21 = VREF.

La différence entre les tensions sur les bases des transistors T20 et T21 vaut alors en utilisant la formule (3)
#V2 = V21-V20 = (VREF-VBE) x R19 = #V (7)
R19 + R20
Pour un amplificateur différentiel classique, il faut que cette valeur A V2 soit au moins égale à 125mV environ pour que le transistor T20 soit bloqué (immunité de blocage).The difference between the voltages on the bases of transistors T20 and T21 is then valid using the formula (3)
# V2 = V21-V20 = (VREF-VBE) x R19 = #V (7)
R19 + R20
For a conventional differential amplifier, this value A V2 must be at least equal to approximately 125mV for the transistor T20 to be blocked (blocking immunity).

La relation (4) donne la valeur de la tension de sé- lection
V21 = VREF = R25 i21 + VBE(i21)
La sélection (5) donne la valeur de la tension d'actionnement
V20 = VREF - A v = R25 i20 + VBE(i20).The relation (4) gives the value of the selection voltage
V21 = VREF = R25 i21 + VBE (i21)
Selection (5) gives the value of the actuation voltage
V20 = VREF - A v = R25 i20 + VBE (i20).

D'où :
R25 i21 + VBE(i21) = ss V + VBE(i20) + R25 i20
D'où on tire la valeur de A V.From where :
R25 i21 + VBE (i21) = ss V + VBE (i20) + R25 i20
From which we get the value of A V.

A V = R25 i21 + VBE(i21) - R25 i20 - VBE(i20)
Cette relation peut également s'exprimer sous la forme
VBE(i21) - VBE(i20) = #V + R25(i20-i21)
i21 or VBE(i21) = VT Log i@
or VBE(i21) = VT Log i20
VBE(i20) = VT Log
is avec
VT = 26mV et is = courant de saturation des transistors T20 et T21. AV = R25 i21 + VBE (i21) - R25 i20 - VBE (i20)
This relationship can also be expressed in the form
VBE (i21) - VBE (i20) = #V + R25 (i20-i21)
i21 or VBE (i21) = VT Log i @
or VBE (i21) = VT Log i20
VBE (i20) = VT Log
is with
VT = 26mV and is = saturation current of transistors T20 and T21.

On fixe a priori la valeur A V1 de l'immunité de blocage de l'étage différentiel d'aiguillage. En utilisant la relation (6), il vient alors :
i21 R10 #V #V1 R25 R10
Log = Log = - (- 1) (8) i20 R11 VT VT R10 R11
Si on choisit a priori A v, V1, R10 et Rllt cette relation permet d'obtenir la valeur de R25. La relation ne peut être. satisfaite- que pour Rîo > R11 du fait que A V et #V1 sont positifs et supérieurs à VT.The value A V1 of the blocking immunity of the differential switching stage is set a priori. Using relation (6), it then comes:
i21 R10 #V # V1 R25 R10
Log = Log = - (- 1) (8) i20 R11 VT VT R10 R11
If we choose a priori A v, V1, R10 and Rllt this relation makes it possible to obtain the value of R25. The relationship cannot be. satisfied only for Rîo> R11 that AV and # V1 are positive and greater than VT.

R25 R10
Par conséquent, le terme (-1) doit
R10 R11 être inférieur à, ce qui donne des valeurs de R25 infé #V1 rieures à R10, et on a de préférence #V1 > #V.R25 R10
Therefore, the term (-1) must
R10 R11 is less than, which gives values of R25 inferior # V1 lower than R10, and we preferably have # V1>#V.

121
On cherche en pratique à obtenir un rapport 120 de l'ordre de 3. On peut prendre par exemple # #V = 170 mV et i21
#V1 = 220mV ce qui permet d'obtenir un rapport de 2,5
i20 avec R25 = 0,44 R10.121
In practice, we seek to obtain a ratio 120 of the order of 3. We can take for example # #V = 170 mV and i21
# V1 = 220mV which gives a ratio of 2.5
i20 with R25 = 0.44 R10.

La figure 2 illustre une version simplifiée de la figure 1 en ce que d'une part, la tension de référence VREF est utilisée directement sans être répétée par un montage suiveur produisant la tension V41, de même valeur, et en ce que d'autre part on a supprimé le transistor T22 de découplage. On notera que ces deux simplifications sont utilisables ensemble ou séparément. FIG. 2 illustrates a simplified version of FIG. 1 in that on the one hand, the reference voltage VREF is used directly without being repeated by a follower circuit producing the voltage V41, of the same value, and in that other apart from that, the decoupling transistor T22 has been removed. It will be noted that these two simplifications can be used together or separately.

La tension de référence VREF est appliquée à la base d'un transistor T50 dont l'émetteur est relié à la masse à travers une résistance R50 et dont le collecteur est relié à la source de tension d'alimentation V à travers une résistance
R51. Un transistor T44 a sa base connectée au collecteur du transistor T50, son émetteur relié à la source de tension V directement ou à travers une résistance R44, et son collecteur connecté à la base du transistor T21.The reference voltage VREF is applied to the base of a transistor T50 whose emitter is connected to ground through a resistor R50 and whose collector is connected to the supply voltage source V through a resistor
R51. A transistor T44 has its base connected to the collector of transistor T50, its emitter connected to the voltage source V directly or through a resistor R44, and its collector connected to the base of transistor T21.

Le collecteur du transistor T44 est parcouru par le courant I1 précité et il se trouve au potentiel V21 du fait de la suppression du transistor T22. De ce fait, la branche située entre le collecteur du transistor T44 et la borne de commande B ne comporte que la résistance R21, et celle située entre le collecteur de T44 et la masse que la diode D22 et la résistance R22. The collector of transistor T44 is traversed by the aforementioned current I1 and it is at potential V21 due to the suppression of transistor T22. Therefore, the branch located between the collector of transistor T44 and the control terminal B has only the resistor R21, and that located between the collector of T44 and the ground as the diode D22 and the resistor R22.

Le courant circulant dans la résistance R50 vaut :
VREF - VBE
I'o =
R50
Le courant I1 a pour valeur :
R51 I'o - VBE
I1 =
R44
Lorsque la borne B n'est pas raccordée, on a alors
V21 = VBE + R22 I1
Lorsque la borne B est mise à la masse on a
V21 = R21 I1
R21 est choisi de manière que le transistor T21 soit bloqué,
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits.The current flowing in the resistor R50 is:
VREF - VBE
I'o =
R50
The current I1 has the value:
R51 I'o - VBE
I1 =
R44
When terminal B is not connected, we then have
V21 = VBE + R22 I1
When terminal B is grounded we have
V21 = R21 I1
R21 is chosen so that the transistor T21 is blocked,
The invention is not limited to the embodiments described.

Bien au contraire, le circuit d'aiguillage selon l'invention peut être utilisé dans tous les cas où un aiguillage de courant doit être mis en oeuvre, notamment dans les montages à plusieurs étages d'aiguillage en cascade tels que ceux utilisés dans les multiplexeurs à n voies. On the contrary, the switching circuit according to the invention can be used in all cases where a current switching must be implemented, in particular in multi-stage cascading switching arrangements such as those used in multiplexers. with n tracks.

Claims

1. Circuit for switching a current to one or the other of two outputs and comprising a differential switching stage comprising first and second transistors coupled by the emitters, these being connected to a first source supply voltage at least through a first resistor in which flows said current to be switched, the base of one of them at least receiving a reference voltage, and their collectors constituting said outputs characterized in that the transmitters first and second transistors are connected to said first source of supply voltage only through said first resistor and in that it comprises the following elements:

a) a differential input stage operating from

asymmetrically and including a third

(T20) and a fourth (T21) coupled transistors

by the transmitters, these being connected to the pre

source of supply voltage across

a second resistance (R25), whose collec

teurs are connected to the base respectively of the

first (T10) and second (T11) transistor, the

base of the third transistor receiving a voltage

actuation obtained from the voltage of

reference (VREF) and that of the fourth transis

tor (T21) either of two voltages

selection (V21) produced by a selection circuit

tion, the two selection voltages (V21) being

choose the first lower and the second

higher than said actuation voltage and

such that one of the third (T20) and

fourth (T21) transistors being blocked and

the other in the passing but not saturated state, the neck

rant (I2) crossing the second resistor (R25)

has a first or a second determined value

born respectively by the operating voltage

or the second selection voltage.

reference mission (VREF) -

2. A switching circuit according to claim 1, characterized in that the ratio between the values of the third (R10) and fourth (R11) resistors is the same as the ratio between the second and the first value of the current (I2) passing through. the second resistor (R25) so that the differential switching stage is attacked symmetrically.

(T10) and second (T11) transistors at said ten

tances connecting the base respectively of the first

b) a third (R10) and a fourth (R11) resis

3. Referral circuit according to claim 2 characterized in that it comprises a control stage receiving said reference voltage and supplying a current source from a second supply voltage source (R34,

T34) whose intensity (I1) is a function of the reference voltage, and in that the first and second selection voltages have a value which is a function of the intensity of said current source (Il).

4. Referral circuit according to claim 3 characterized in that said control stage is constituted by a differential follower stage with active charge comprising a fifth (T40) and a sixth (T41) transistors mounted in differential, including the transmitters, coupled between them, are connected to the first supply voltage source through a fifth resistor (R45), and whose collectors are coupled to those of a seventh (T30) and an eighth (T31) transistors coupled by the base, the emitters of the seventh (T30) and eighth (T31) transistors being connected to the second supply voltage source (V) respectively through a sixth (R30) and a seventh (R31) resistance of equal value, a ninth (T32) transistor forming with the seventh (T30) and eighth (T31) transistors an active load and having on emitter connected to the base of the latter, its base to the collector of the fifth (T40) and seventh (T30) transistors and his collector at the first supply voltage source, and a follower transistor (T33) having at its base connected to the collector of the sixth (T41) and eighth (T31) transistors, its emitter at the base of the sixth (T41) transistor and its collector being connected to the second supply voltage source (V) through an eighth resistor (R33) so that, on the one hand, the current passing through the fifth resistor (R45) is also shared between the sixth (R30) and seventh (R31) resistors and on the other hand the base voltage of the sixth transistor (T41) is equal to that of the base of the fifth transistor (T40), namely said reference voltage (VREF).

5. A switching circuit according to claim 4, characterized in that the current source comprises an eighth resistor (R34) connected between the second power source (V) and the emitter of a ninth transistor (T34) of which the base is connected to that of the seventh (T30) and eighth (T31) transistors, and the collector to the first supply voltage source through said selection circuit so as to produce said two selection voltages (V21).

6. Referral circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the difference between said reference voltage and said first supply voltage is comprised in absolute value between once and twice a base-emitter voltage (view) of one transistor.

7. Switching circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the actuation voltage is obtained by dividing the reference voltage by a network (Rlg, R20) also comprising a diode (D20) in series and in the direction passing between the base of the third transistor (T20) and the first source of supply voltage so that the base of the third transistor (T20) is always spaced from the first source of supply voltage by at least one base voltage -emitter (VBE) of a transistor.

8. Referral circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the selection circuit comprises two branches, one or the other of which is crossed by the current from said current source, namely a first branch comprising in series at least a first diode (D22,

D23) and a ninth resistor (R22) and a second branch disposed between the collector of the ninth transistor (té4) and a control terminal and comprising at least a tenth resistor (R2l) r so that the collector of the ninth transistor (T34) two voltage values depending on whether or not the control terminal is connected to the first supply voltage source, so that the fourth transistor (T21) receives one or the other on its base said selection voltages.

9. Referral circuit according to claim 8 characterized in that the product of the values of the seventh (R31) and ninth (R22) resistors is equal to twice that of the fifth (R45) and eighth (R34) resistors so that the second selection voltage is equal to the reference voltage.

10. Referral circuit according to one of claims 8 or 9 characterized in that the collector of the ninth transistor (T34) is connected to the base of the fourth transistor (T21) via a tenth transistor (T22) mounted as a follower transmitter and whose collector is connected to the second supply voltage source (V).

11. Referral circuit according to claim 10, characterized in that the first branch comprises in series said ninth resistor (R22), as well as a first (D22) and a second (D23) diode, in that the second branch comprises in series a third diode (D24) and said tenth resistor (R24).

12. A switching circuit according to claim 11 characterized in that the emitter of the tenth transistor (T22) is connected to the first source of supply voltage via at least one eleventh resistor (R24, R25) in series with a fourth diode (D24), the eleventh resistor (R24, R25) having the same value as the ninth resistor (R22) so that the current flowing in the emitter of the tenth transistor (T22) is the same as the current (t1) flowing in the first branch (022, D23, R22).

13. Referral circuit according to one of claims 8 to 12, characterized in that the sum of the values of the resistors (R19, R20) of the resistive network dividing the reference voltage (VREF) to produce the actuation voltage (V20) is equal to the value of the ninth resistance (R22) of said first branch of the selection circuit.