JP2003051717A

JP2003051717A - 関数発生回路

Info

Publication number: JP2003051717A
Application number: JP2001238978A
Authority: JP
Inventors: Junichi Matsuura; 潤一松浦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2003-02-21

Abstract

(57)【要約】【課題】電源電圧が低下しても、制御電圧を連続した
直線状に変化する複数本の制御電圧群として出力するこ
とができ、温度補償特性の折れ線近似を行うことができ
る関数発生回路を提供する。【解決手段】入力された複数の電気信号のうち最大値
を持つ電気信号を選択し、その電気信号からＮＰＮトラ
ンジスタのベースとエミッタとの間の電位差だけ低い電
圧値を持つ電気信号ｙ８を出力するＭＡＸ回路３と、入
力された複数の電気信号からＮＰＮトランジスタのベー
スとエミッタとの間の電位差だけ低い電圧値を持つ電気
信号及び前記複数の電気信号のうち最小電圧値を持つ電
気信号を選択し、その電気信号からＰＮＰトランジスタ
のエミッタとベースの間の電位差だけ高い電圧値を持つ
電気信号ｙ９を出力するＭＩＮ回路４と、電気信号ｙ９
からＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の電
位差とＰＮＰトランジスタのエミッタとベースとの間の
電位差との差分による誤差を取り除いた電気信号ｙ１０
を出力するオフセット調整回路５とを備えたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、関数発生回路、特
に、水晶発振装置から出力される発振周波数の温度依存
性を補償する制御信号を生成する関数発生回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯型の電子機器の需要が飛躍的
に伸びており、これら電子機器には基準クロック信号を
生成するための小型で、かつ高精度な水晶発振装置が必
須である。

【０００３】しかしながら、水晶発振装置における水晶
発振器の発振周波数は、水晶発振器に用いられる水晶振
動子に起因する３次及び１次成分を持つ温度特性を有し
ており、この温度特性を補償する手段としては、例え
ば、水晶発振器に周波数調整素子であるバラクタダイオ
ード（＝可変容量ダイオード）を接続し、このバラクタ
ダイオードに水晶発振器の温度特性を補償する３次及び
１次の温度特性を持つ制御電圧を印加して、発振周波数
の温度特性を安定させる手段があるが、理想的な温度特
性を持つ制御電圧Ｖｃを発生させることは技術的に難し
く、一般的には、擬似的な３次の温度特性を持つ制御電
圧を関数発生回路において様々な手段で発生させている
のが現状である。

【０００４】以下、図面を参照しながら従来の関数発生
回路について説明する。

【０００５】図３は従来の関数発生回路の構成を示す回
路図であり、３次の温度特性を持つ制御電圧を発生させ
る関数発生回路であって、特開平９−１８６２９７号公
報に開示されているものである。

【０００６】図中、１は入力された電気信号のうち最大
電圧値を持つ電気信号を出力するＭＡＸ回路、２は入力
された電気信号のうち最小電圧値を持つ電気信号を出力
するＭＩＮ回路、Ｖｃｃは電源電圧、Ｑ１は第１のＮＰ
Ｎトランジスタ、Ｑ２は第２のＮＰＮトランジスタ、Ｑ
３は第３のＮＰＮトランジスタ、Ｑ７は第４のＮＰＮト
ランジスタ、Ｑ６は第１のＰＮＰトランジスタ、Ｑ４は
第２のＰＮＰトランジスタ、Ｑ５は第３のＰＮＰトラン
ジスタ、Ｑ８は第４のＰＮＰトランジスタ、Ｉ１は第１
の電流源、Ｉ２は第１の電流源Ｉ１の２分の１の電流値
を持つ第２の電流源、Ｉ３は第３の電流源、Ｉ４は第３
の電流源Ｉ３の２分の１の電流値を持つ第４の電流源、
ｙ１は周囲温度に比例して減少する第１の電気信号、ｙ
２は周囲温度に依存せずに所定値を保持する第２の電気
信号、ｙ３は周囲温度に比例して増加する第３の電気信
号、ｙ４は周囲温度に依存せずに所定値を保持する第４
の電気信号、ｙ５は周囲温度に比例して減少する第５の
電気信号、ｙ６は第１の電気信号ｙ１，第２の電気信号
ｙ２及び第３の電気信号ｙ３のうち最大電圧値を持つ電
気信号を選択し出力された第６の電気信号、ｙ７は第４
の電気信号ｙ４，第５の電気信号ｙ５及び第６の電気信
号ｙ６のうち最小電圧値を持つ電気信号を選択し出力さ
れた第７の電気信号である。第７の電気信号ｙ７が、す
なわち温度補償用の制御電圧Ｖｃとなる。

【０００７】ＭＡＸ回路１の回路構成としては、コレク
タに電源電圧Ｖｃｃが印加され、ベースに第１の電気信
号ｙ１が印加され、エミッタが第１の電流源Ｉ１の入力
側に接続された第１のＮＰＮトランジスタＱ１と、コレ
クタに電源電圧Ｖｃｃが印加され、ベースに第２の電気
信号ｙ２が印加され、エミッタが第１の電流源Ｉ１の入
力側に接続された第２のＮＰＮトランジスタＱ２と、コ
レクタに電源電圧Ｖｃｃが印加され、ベースに第３の電
気信号ｙ３が印加され、エミッタが第１の電流源Ｉ１の
入力側に接続された第３のＮＰＮトランジスタＱ３と、
コレクタとベースとが、第２の電流源Ｉ２の出力側に接
続され、エミッタが第１の電流源Ｉ１の入力側に接続さ
れ、コレクタに、第１の電気信号ｙ１，第２の電気信号
ｙ２及び第３の電気信号ｙ３のうち最大電圧値を選択し
て第６の電気信号ｙ６として出力する第４のＮＰＮトラ
ンジスタＱ７とから構成されている。

【０００８】ＭＩＮ回路２の回路構成としては、ベース
が第４のＮＰＮトランジスタＱ７のコレクタに接続さ
れ、エミッタが第３の電流源Ｉ３の出力側に接続され、
コレクタが接地された第１のＰＮＰトランジスタＱ６
と、ベースに第４の電気信号ｙ４が印加され、エミッタ
が第３の電流源Ｉ３の出力側に接続され、コレクタが接
地された第２のＰＮＰトランジスタＱ４と、ベースに第
５の電気信号ｙ５が印加され、エミッタが第３の電流源
Ｉ３の出力側に接続され、コレクタが接地された第３の
ＰＮＰトランジスタＱ５と、エミッタが第３の電流源Ｉ
３の出力側に接続され、コレクタとベースとが、第４の
電流源Ｉ４の入力側に接続され、コレクタに、第４の電
気信号ｙ４，第５の電気信号ｙ５及び第６の電気信号ｙ
６のうち最小電圧値を選択して第７の電気信号ｙ７とし
て出力する第４のＰＮＰトランジスタＱ８とから構成さ
れている。

【０００９】以上のように構成されたＭＡＸ回路１及び
ＭＩＮ回路２の動作を説明する。

【００１０】ＭＡＸ回路１における、第１のＮＰＮトラ
ンジスタＱ１，第２のＮＰＮトランジスタＱ２及び第３
のＮＰＮトランジスタＱ３は、コレクタとエミッタとを
互いに共有し、第２の電流源Ｉ２は、第４のＮＰＮトラ
ンジスタＱ７を通って第１の電流源Ｉ１に流れ、電流値
Ｉ２がＩ１／２に設定されているため、電流値Ｉ１の残
りの電流値Ｉ１／２は、これら第１のＮＰＮトランジス
タＱ１，第２のＮＰＮトランジスタＱ２及び第３のＮＰ
ＮトランジスタＱ３のうちベースに最大電圧値が印加さ
れるトランジスタに流れることになる。その結果、第４
のＮＰＮトランジスタＱ７のベースとエミッタとの間の
電位差と、第１のＮＰＮトランジスタＱ１，第２のＮＰ
ＮトランジスタＱ２及び第３のＮＰＮトランジスタＱ３
のうちベースに最大電圧値が印加されたトランジスタの
ベースとエミッタとの間の電位差とは等しくなるため、
第４のＮＰＮトランジスタＱ７のコレクタとベース共通
の電圧値は、第１の電気信号ｙ１，第２の電気信号ｙ２
及び第３の電気信号ｙ３のうちの最大電圧値と等しくな
る。

【００１１】また、ＭＩＮ回路２における、第１のＰＮ
ＰトランジスタＱ６、第２のＰＮＰトランジスタＱ４及
び第３のＰＮＰトランジスタＱ５はエミッタが互いに共
有され、コレクタがいずれも接地されているため、第４
のＰＮＰトランジスタＱ８のコレクタとベース共通の電
圧は、第１のＰＮＰトランジスタＱ６のベース電圧値、
第２のＰＮＰトランジスタＱ４のベース電圧値及び第３
のＰＮＰトランジスタＱ５のベース電圧値のうち最小電
圧値と等しくなる。

【００１２】この３次温度特性の制御電圧Ｖｃを生成す
る関数発生回路によれば、制御電圧Ｖｃとしての第７の
電気信号ｙ７を連続した直線状に変化する５本の制御電
圧群として出力することができ、温度補償特性の折れ線
近似を行うことができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の関数発生回路は、ＭＡＸ回路１で第１の電気
信号ｙ１、第２の電気信号ｙ２及び第３の電気信号ｙ３
のうち最大電圧値を持つ電気信号を選択し、第６の電気
信号ｙ６として出力するには、選択される電気信号の最
大値の取り得る最小値が、第１のＮＰＮトランジスタＱ
１，第２のＮＰＮトランジスタＱ２及び第３のＮＰＮト
ランジスタＱ３のうちベースに最大電圧値が印加された
トランジスタのベースとエミッタとの間の電位差に第１
の電流源Ｉ１が動作し得る第１の電流源Ｉ１の入出力間
の最小電位差を足した電圧値以上でなければならなら
い。

【００１４】また、ＭＩＮ回路２で第４の電気信号ｙ
４，第５の電気信号ｙ５及び第６の電気信号ｙ６のうち
最小電圧値を持つ電気信号を選択し、第７の電気信号ｙ
７として出力するには、選択される電気信号の最小値に
取り得る最大値が、第１のＰＮＰトランジスタＱ６，第
２のＰＮＰトランジスタＱ４及び第３のＰＮＰトランジ
スタＱ５のうちベースに最小電圧値が印加されたトラン
ジスタのエミッタとベースとの間の電位差に第３の電流
源Ｉ３が動作でき得る第３の電流源Ｉ３の入出力間の最
小電位差を足した電圧値を電源電圧Ｖｃｃから引いた電
圧値以下でなければならならい。

【００１５】これらのことより、ＮＰＮトランジスタが
非飽和で動作している時の平均的なベースとエミッタと
の間の電位差を０．７Ｖ、ＰＮＰトランジスタが非飽和
で動作している時の平均的なエミッタとベースとの間の
電位差を０．７Ｖ、電流源が動作できうる平均的な電流
源入出力間の電位差の最小値を０．２Ｖとすると、制御
電圧Ｖｃの電圧動作範囲は、最小値が０．９Ｖ、最大値
がＶｃｃ−０．９Ｖとなり、電源電圧Ｖｃｃから１．８
Ｖ分を引いた範囲での動作となるので、制御電圧Ｖｃの
電圧動作範囲に、０．４Ｖ分必要であった場合、電源電
圧Ｖｃｃは、２．２Ｖ以上にする必要があり、電源電圧
Ｖｃｃを２．０Ｖ以下の低電圧で動作させることができ
ないという問題点を有している。

【００１６】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであり、電源電圧が低下しても、制御電圧を連続した
直線状に変化する複数本の制御電圧群として出力するこ
とができ、温度補償特性の折れ線近似を行うことができ
る関数発生回路を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の関数発生回路
は、入力された複数の電気信号のうち最大値を持つ電気
信号を選択し、その電気信号からＮＰＮトランジスタの
ベースとエミッタとの間の電位差だけ低い電圧値を持つ
電気信号を出力するＭＡＸ回路と、入力された複数の電
気信号からＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの
間の電位差だけ低い電圧値を持つ電気信号及び前記複数
の電気信号のうち最小電圧値を持つ電気信号を選択し、
その電気信号からＰＮＰトランジスタのエミッタとベー
スの間の電位差だけ高い電圧値を持つ電気信号を出力す
るＭＩＮ回路と、前記ＭＩＮ回路の出力の電気信号から
ＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の電位差
とＰＮＰトランジスタのエミッタとベースとの間の電位
差との差分による誤差を取り除いた電気信号を出力する
オフセット調整回路とを備えたものである。

【００１８】この発明によれば、制御電圧の電圧動作範
囲が広がり、電源電圧を低電圧で動作させることがで
き、また、最小電圧値を有する電気信号からのＮＰＮト
ランジスタのベースとエミッタとの間の電位差とＰＮＰ
トランジスタのエミッタとベースとの間の電位差との差
分の誤差をキャンセルして、直線状に変化する複数の制
御電圧群として出力するので、温度補償特性の折れ線近
似を行うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。なお、前記従来の
ものと同一の部分については同一符号を用いるものとす
る。

【００２０】図１は本発明の関数発生回路の一実施の形
態における構成を示す回路図である。

【００２１】図１において、３は、入力された電気信号
のうち最大電圧値を持つ電気信号を選択し、その電気信
号からＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の
電位差分だけ低い電圧値を持つ電気信号を出力するＭＡ
Ｘ回路、４は、ＭＡＸ回路３から出力された電気信号及
び入力された電気信号からＮＰＮトランジスタのベース
とエミッタとの間の電位差分だけ低い電圧値を持つ電気
信号のうち最小電圧値を持つ電気信号を選択し、その電
気信号からＰＮＰトランジスタのエミッタとベースの間
の電位差分だけ高い電圧値を持つ電気信号を出力するＭ
ＩＮ回路、５はＭＩＮ回路４から出力される電気信号か
らＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の電位
差とＰＮＰトランジスタのエミッタとベースとの間の電
位差との差分の誤差を取り除いた電気信号を出力するオ
フセット調整回路、Ｖｃｃは電源電圧である。

【００２２】Ｑ１は第１のＮＰＮトランジスタ、Ｑ２は
第２のＮＰＮトランジスタ、Ｑ３は第３のＮＰＮトラン
ジスタ、Ｑ９は第４のＮＰＮトランジスタ、Ｑ１０は第
５のＮＰＮトランジスタ、Ｑ１２は第６のＮＰＮトラン
ジスタ、Ｑ６は第１のＰＮＰトランジスタ、Ｑ４は第２
のＰＮＰトランジスタ、Ｑ５は第３のＰＮＰトランジス
タ、Ｑ１１は第４のＰＮＰトランジスタ、Ｉ１は第１の
電流源、Ｉ５は第１の電流源Ｉ１と等しい電流値を持つ
第２の電流源、Ｉ６は第１の電流源Ｉ１と等しい電流値
を持つ第３の電流源、Ｉ７は第４の電流源、Ｉ８は第４
の電流源Ｉ７の２分の１の電流値と第１の電流源Ｉ１と
等しい電流値とを足した電流値を持つ第５の電流源、Ｉ
９は第１の電流源Ｉ１と等しい電流値を持つ第６の電流
源である。

【００２３】ｙ１は周囲温度に比例して減少する第１の
電気信号、ｙ２は周囲温度に依存せずに所定値を保持す
る第２の電気信号、ｙ３は周囲温度に比例して増加する
第３の電気信号、ｙ４は周囲温度に依存せずに所定値を
保持する第４の電気信号、ｙ５は周囲温度に比例して減
少する第５の電気信号、ｙ８は第１の電気信号ｙ１，第
２の電気信号ｙ２及び第３の電気信号ｙ３のうち最大電
圧値を持つ電気信号を選択し、その電気信号から第１の
ＮＰＮトランジスタＱ１，第２のＮＰＮトランジスタＱ
２及び第３のＮＰＮトランジスタＱ３のうちベースに最
大電圧値が印加されているＮＰＮトランジスタのベース
とエミッタとの間の電位差だけ低い電圧値で出力された
第６の電気信号、ｙ９は第４の電気信号ｙ４から第４の
ＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の電位差
だけ低い電圧値を持つ電気信号、第５の電気信号ｙ５か
ら第５のＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間
の電位差だけ低い電圧値を持つ電気信号及び第６の電気
信号ｙ８のうち最小電圧値を持つ電気信号を選択し、そ
の電気信号から第１のＰＮＰトランジスタＱ６、第２の
ＰＮＰトランジスタＱ４及び第３のＰＮＰトランジスタ
Ｑ５のうちベースに最小電圧値が印加されているＰＮＰ
トランジスタのエミッタとベースとの間の電位差だけ高
い電圧値で出力された第７の電気信号である。ｙ１０は
第７の電気信号ｙ９から第４のＰＮＰトランジスタＱ１
１のエミッタとベースとの間の電位差を引き、第６のＮ
ＰＮトランジスタＱ１２のベースとエミッタとの間の電
位差を足した電圧値を出力された第８の電気信号であ
る。第８の電気信号ｙ１０が、すなわち温度補償用の制
御電圧Ｖｃとなる。

【００２４】ＭＡＸ回路３の回路構成としては、コレク
タに電源電圧Ｖｃｃが印加され、ベースに第１の制御電
圧ｙ１が印加され、エミッタが第１の電流源Ｉ１の入力
側に接続された第１のＮＰＮトランジスタＱ１と、コレ
クタに電源電圧Ｖｃｃが印加され、ベースに第２の制御
電圧ｙ２が印加され、エミッタが第１の電流源Ｉ１の入
力側に接続された第２のＮＰＮトランジスタＱ２と、コ
レクタに電源電圧Ｖｃｃが印加され、ベースに第３の制
御電圧ｙ３が印加され、エミッタが第１の電流源Ｉ１の
入力側に接続された第３のＮＰＮトランジスタＱ３とで
構成されており、第１の電流源Ｉ１の入力側の電気信号
を第６の電気信号ｙ８として出力する。

【００２５】ＭＩＮ回路４の回路構成としては、コレク
タに電源電圧Ｖｃｃが印加され、ベースに第４の制御電
圧ｙ４が印加され、エミッタが第２の電流源Ｉ５の入力
側に接続された第４のＮＰＮトランジスタＱ９と、コレ
クタに電源電圧Ｖｃｃが印加され、ベースに第５の制御
電圧ｙ５が印加され、エミッタが第３の電流源Ｉ６の入
力側に接続された第５のＮＰＮトランジスタＱ１０と、
ベースが第１の電流源Ｉ１の入力側に接続され、エミッ
タが第４の電流源Ｉ７の出力側に接続され、コレクタが
接地された第１のＰＮＰトランジスタＱ６と、第４のＮ
ＰＮトランジスタＱ９のエミッタにベースが接続され、
第４の電流源Ｉ７の出力側にエミッタが接続され、コレ
クタが接地された第２のＰＮＰトランジスタＱ４と、第
５のＮＰＮトランジスタＱ１０のエミッタにベースが接
続され、第４の電流源Ｉ７の出力側にエミッタが接続さ
れ、コレクタが接地された第３のＰＮＰトランジスタＱ
５とで構成されており、第４の電流源Ｉ７の出力側の電
気信号を第７の電気信号ｙ９として出力する。

【００２６】オフセット調整回路５の回路構成として
は、エミッタが第４の電流源Ｉ７の出力側に接続され、
コレクタとベースとが第４の電流源Ｉ７の２分の１の電
流値と第１の電流源Ｉ１と等しい電流値とを足した電流
値を持つ第５の電流源Ｉ８の入力側に接続された第４の
ＰＮＰトランジスタＱ１１と、エミッタが第４のＰＮＰ
トランジスタＱ１１のベースに接続され、コレクタとベ
ースとが第１の電流源Ｉ１と等しい電流値を持つ第６の
電流源Ｉ９の出力側に接続された第６のＮＰＮトランジ
スタＱ１２とで構成されており、第６のＮＰＮトランジ
スタＱ１２のコレクタに出力される電気信号を第８の電
気信号ｙ１０として出力する．以上のように構成された
ＭＡＸ回路３、ＭＩＮ回路４及びオフセット調整回路５
の動作を説明する。

【００２７】ＭＡＸ回路３における、第１のＮＰＮトラ
ンジスタＱ１、第２のＮＰＮトランジスタＱ２及び第３
のＮＰＮトランジスタＱ３は、コレクタとエミッタとを
お互いに共有しているため、第１の電流源Ｉ１の電流
は、これら第１のＮＰＮトランジスタＱ１、第２のＮＰ
ＮトランジスタＱ２及び第３のＮＰＮトランジスタＱ３
のうちベースに最大電圧値が印加されるトランジスタに
流れることになる。その結果、第１の電流源Ｉ１の入力
側の電圧値、すなわち第６の電気信号ｙ８の電圧値は、
第１の電気信号ｙ１，第２の電気信号ｙ２及び第３の電
気信号ｙ３のうちの最大電圧値から第１のＮＰＮトラン
ジスタＱ１，第２のＮＰＮトランジスタＱ２及び第３の
ＮＰＮトランジスタＱ３のうちベースに最大電圧値が印
加されるトランジスタのベースとエミッタの間の電位差
だけ低い電圧値と等しくなる。

【００２８】ＭＩＮ回路４における第１のＰＮＰトラン
ジスタＱ６のベースには、電気信号ｙ８が印加されてい
る。第４のＮＰＮトランジスタＱ９には、第１の電流源
Ｉ１と等しい電流値を持つ第２の電流源Ｉ５の電流が流
れており、そのエミッタには電気信号ｙ４から第４のＮ
ＰＮトランジスタＱ９のベースとエミッタとの間の電位
差だけ低い電圧値を持つ電気信号が出力され、第２のＰ
ＮＰトランジスタＱ４のベースに印加されている。第５
のＮＰＮトランジスタＱ１０には、第１の電流源Ｉ１と
等しい電流値を持つ第３の電流源Ｉ６の電流が流れてお
り、そのエミッタには電気信号ｙ５からＮＰＮトランジ
スタＱ１０のベースとエミッタとの間の電位差だけ低い
電圧値を持つ電気信号が出力され、第３のＰＮＰトラン
ジスタＱ５のベースに印加されている。また、第１のＰ
ＮＰトランジスタＱ６、第２のＰＮＰトランジスタＱ４
及び第３のＰＮＰトランジスタＱ５は、コレクタとエミ
ッタとをお互いに共有しているため、第４の電流源Ｉ７
の電流の一部は、これら第１のＰＮＰトランジスタＱ
６、第２のＰＮＰトランジスタＱ４及び第３のＰＮＰト
ランジスタＱ５のうちベースに最小電圧値が印加される
トランジスタに流れることになる。

【００２９】その結果、第４の電流源Ｉ７の出力側の電
圧値、すなわち第７の電気信号ｙ９の電圧値は、第６の
電気信号ｙ８、第４の電気信号ｙ４から第４のＮＰＮト
ランジスタＱ９のベースとエミッタとの間の電位差だけ
低い電圧値を持つ電気信号及び電気信号ｙ５からＮＰＮ
トランジスタＱ１０のベースとエミッタとの間の電位差
だけ低い電圧値を持つ電気信号のうちの最小電圧値から
第１のＰＮＰトランジスタＱ６，第２のＰＮＰトランジ
スタＱ４及び第３のＰＮＰトランジスタＱ５のうちベー
スに最小電圧値が印加されるトランジスタのベースとエ
ミッタの間の電位差だけ高い電圧値と等しくなる。これ
はつまり、第７の電気信号ｙ９の電圧値は、第１の電気
信号ｙ１、第２の電気信号ｙ２及び第３の電気信号ｙ３
のうち最大電圧値を持つ電気信号と第４の電気信号ｙ４
と第５の電気信号ｙ５とを比較し、その中の最小電圧値
を持つ電気信号の電圧値から、その選択された電気信号
がベースに入力されているＮＰＮトランジスタのベース
とエミッタの間の電位差を引くと同時に、そのＮＰＮト
ランジスタのエミッタがベースに接続されているＰＮＰ
トランジスタのエミッタとベースの間の電位差を足した
電圧値と等しくなる。

【００３０】オフセット調整回路５における第４のＰＮ
ＰトランジスタＱ１１には、第１の電流源Ｉ１と等しい
電流値と第４の電流源Ｉ７の２分の１の電流値を足した
電流値を持つ第５の電流源Ｉ８の電流が流れており、そ
のベースとコレクタとは第６のＮＰＮトランジスタＱ１
２のエミッタに接続されている。第６のＮＰＮトランジ
スタＱ１２には、第１の電流源Ｉ１と等しい電流値を持
つ第６の電流源Ｉ９の電流が流れている。ここで、第５
の電流源Ｉ８の電流のうち第１の電流源Ｉ１と等しい電
流分については、第６のＮＰＮトランジスタＱ１２を介
して第６の電流源Ｉ９から供給されるので、残りの第４
の電流源Ｉ７の２分の１の電流分は、第４のＰＮＰトラ
ンジスタＱ１１のエミッタを介して、第４の電流源Ｉ７
から供給される。この結果、ＭＩＮ回路４の第１のＰＮ
ＰトランジスタＱ６、第２のＰＮＰトランジスタＱ４及
び第３のＰＮＰトランジスタＱ５のうちベースに最小電
圧値が印加されるトランジスタに流れる電流値も第４の
電流源Ｉ７の２分の１の電流値と等しく、第４のＰＮＰ
トランジスタＱ１１のエミッタとベースの間の電位差
は、第１のＰＮＰトランジスタＱ６、第２のＰＮＰトラ
ンジスタＱ４及び第３のＰＮＰトランジスタＱ５のうち
ベースに最小電圧値が印加されるトランジスタのエミッ
タとベースとの間の電位差に等しい。

【００３１】また、第１の電流源Ｉ１、第２の電流源Ｉ
５、第３の電流源Ｉ６及び第６の電流源Ｉ９は、いずれ
も等しい電流値なので、第６のＮＰＮトランジスタＱ１
２のベースとエミッタとの間の電位差は、第７の電気信
号ｙ９で選択されている第１の電気信号ｙ１、第２の電
気信号ｙ２、第３の電気信号ｙ３、第４の電気信号ｙ
４、第５の電気信号ｙ５のいずれかが入力されているＮ
ＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の電位差に
等しい。このことより、第６のＮＰＮトランジスタＱ１
２のベースの電気信号である第８の電気信号ｙ１０の電
圧値は、第７の電気信号ｙ９の電圧値に、第１の電気信
号ｙ１、第２の電気信号ｙ２及び第３の電気信号ｙ３の
うち最大電圧値を持つ電気信号と第４の電気信号ｙ４と
第５の電気信号ｙ５とを比較し、その中の最小電圧値を
持つ電気信号がベースに入力されているＮＰＮトランジ
スタのベースとエミッタの間の電位差を足すと同時に、
そのＮＰＮトランジスタのエミッタがベースに接続され
ているＰＮＰトランジスタのエミッタとベースの間の電
位差を引いた電圧値と等しくなる。これはつまり、第８
の電気信号ｙ１０は、第１の電気信号ｙ１、第２の電気
信号ｙ２及び第３の電気信号ｙ３のうち最大電圧値を持
つ電気信号と第４の電気信号ｙ４と第５の電気信号ｙ５
とを比較し、その中の最小電圧値を持つ電気信号の電圧
値と等しくなる。この第８の電気信号ｙ１０を制御電圧
Ｖｃとして使用する。

【００３２】以上のように本実施の形態によれば、第１
の電気信号ｙ１、第２の電気信号ｙ２及び第３の電気信
号ｙ３のうち最大電圧値を有する電気信号と第４の電気
信号ｙ４と第５電気信号ｙ５とを比較し、最小電圧値を
有する電気信号を選択する際に、それぞれの電気信号か
らＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の電位
差分だけ低い電気信号同士で比較するため、選択後に第
７の電気信号ｙ８として出力する時のＰＮＰトランジス
タのエミッタとベースとの間の電位差をキャンセルする
ので、制御電圧Ｖｃの電圧動作範囲は、ＮＰＮトランジ
スタが非飽和で動作している時の平均的なベースとエミ
ッタとの間の電位差を０．７Ｖ、ＰＮＰトランジスタが
非飽和で動作している時の平均的なエミッタとベースと
の間の電位差を０．７Ｖ、電流源が動作でき得る平均的
な電流源入出力間の電位差の最小値を０．２Ｖとする
と、最小値が０．９Ｖ、最大値がＶｃｃ−０．２Ｖとな
り、電源電圧Ｖｃｃから１．１Ｖ分引いた範囲での動作
となって、制御電圧Ｖｃの電圧動作範囲に、０．４Ｖ分
必要であっても、電源電圧Ｖｃｃを１．９Ｖまで下げて
動作できる。

【００３３】また、オフセット調整回路５により、ＭＡ
Ｘ回路３とＭＩＮ回路４で第１の電気信号ｙ１、第２の
電気信号ｙ２及び第３の電気信号ｙ３、第４の電気信号
ｙ４及び第５電気信号ｙ５を温度範囲ごとに連続して合
成した第７の電気信号ｙ９に発生している元の電気信号
からのＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の
電位差とＰＮＰトランジスタのエミッタとベースとの間
の電位差との差異に起因する誤差を取り除いた第８の電
気信号ｙ１０を制御電圧Ｖｃとして出力することで、こ
の制御電圧Ｖｃを連続した直線状に変化する５本の制御
電圧群として出力でき、温度補償特性の折れ線近似を行
うことができる。

【００３４】次に、本実施の形態の変形例につい図面を
参照しながら説明する。なお、図１に示したものと同一
の部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省
略する。

【００３５】図２は、本発明の関数発生回路の一実施の
形態における変形例の構成を示す回路図である。

【００３６】図２において、６は入力された電気信号の
うち最大電圧値を持つ電気信号を選択し、その電気信号
からＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の電
位差分だけ低い電圧値を持つ電気信号を出力するＭＡＸ
回路、７はＭＡＸ回路６から出力された電気信号及び入
力された電気信号からＮＰＮトランジスタのベースとエ
ミッタとの間の電位差分だけ低い電圧値を持つ電気信号
のうち最小電圧値を持つ電気信号を選択し、その電気信
号からＰＮＰトランジスタのエミッタとベースの間の電
位差分だけ高い電圧値を持つ電気信号を出力するＭＩＮ
回路、８はＭＩＮ回路７から出力される電気信号からＮ
ＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の電位差と
ＰＮＰトランジスタのエミッタとベースとの間の電位差
との差分の誤差を取り除いた電気信号を出力するオフセ
ット調整回路、Ｒ１は第１の抵抗、Ｒ２は第２の抵抗、
Ｒ３は第３の抵抗、Ｒ９は第４の抵抗、Ｒ１０は第５の
抵抗、Ｒ６は第６の抵抗、Ｒ４は第７の抵抗、Ｒ５は第
８の抵抗、Ｒ７は第９の抵抗、Ｒ８は第１０の抵抗であ
る。

【００３７】この回路は、基本的に図１に示した関数発
生回路と同様であり、これに加えて、各トランジスタの
エミッタと各電流源との間に抵抗Ｒ１乃至抵抗Ｒ１０を
直列接続したものであって、このように構成にすること
により、図１に示したものと同様の効果があると同時
に、第１の電気信号ｙ１，第２の電気信号ｙ２，第３の
電気信号ｙ３，第４の電気信号ｙ４及び第５の電気信号
ｙ５が制御電圧Ｖｃとして連続した直線状に変化する５
本の制御電圧群として出力される際に、各温度領域の接
続点を滑らかに接続することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電源電
圧が低下しても、制御電圧を連続した直線状に変化する
複数本の制御電圧群として出力することができ、温度補
償特性の折れ線近似を行うことができるという有利な効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の関数発生回路の一実施形態における構
成を示す回路図

【図２】本発明の関数発生回路の一実施の形態における
変形例の構成を示す回路図

【図３】従来の関数発生回路の構成を示す回路図

【符号の説明】

１，３，６ＭＡＸ回路２，４，７ＭＩＮ回路５，８オフセット調整回路Ｖｃｃ電源電圧ｙ１第１の電気信号ｙ２第２の電気信号ｙ３第３の電気信号ｙ４第４の電気信号ｙ５第５の電気信号ｙ６，ｙ８第６の電気信号ｙ７，ｙ９第７の電気信号ｙ１０第８の電気信号（＝制御電圧Ｖｃ）Ｑ１第１のＮＰＮトランジスタＱ２第２のＮＰＮトランジスタＱ３第３のＮＰＮトランジスタＱ４第２のＰＮＰトランジスタＱ５第３のＰＮＰトランジスタＱ６第１のＰＮＰトランジスタＱ７，Ｑ９第４のＮＰＮトランジスタＱ８，Ｑ１１第４のＰＮＰトランジスタＱ１０第５のＮＰＮトランジスタＱ１２第６のＮＰＮトランジスタＩ１第１の電流源Ｉ２，Ｉ５第２の電流源Ｉ３，Ｉ６第３の電流源Ｉ４，Ｉ７第４の電流源Ｉ８第５の電流源Ｉ９第６の電流源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された複数の電気信号のうち最大値
を持つ電気信号を選択し、その電気信号からＮＰＮトラ
ンジスタのベースとエミッタとの間の電位差だけ低い電
圧値を持つ電気信号を出力するＭＡＸ回路と、入力され
た複数の電気信号からＮＰＮトランジスタのベースとエ
ミッタとの間の電位差だけ低い電圧値を持つ電気信号及
び前記複数の電気信号のうち最小電圧値を持つ電気信号
を選択し、その電気信号からＰＮＰトランジスタのエミ
ッタとベースの間の電位差だけ高い電圧値を持つ電気信
号を出力するＭＩＮ回路と、前記ＭＩＮ回路の出力の電
気信号からＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの
間の電位差とＰＮＰトランジスタのエミッタとベースと
の間の電位差との差分による誤差を取り除いた電気信号
を出力するオフセット調整回路とを備えたことを特徴と
する関数発生回路。
【請求項２】コレクタに電源電圧が印加され、周囲温
度に比例して減少する第１の電気信号がベースに入力さ
れ、第１の電流源の入力側にエミッタが接続された第１
のＮＰＮトランジスタと、コレクタに電源電圧が印加さ
れ、周囲温度に依存せずに所定値を保持する第２の電気
信号がベースに入力され、前記第１の電流源の入力側に
エミッタが接続された第２のＮＰＮトランジスタと、コ
レクタに電源電圧が印加され、周囲温度に比例して増加
する第３の電気信号がベースに入力され、前記第１の電
流源の入力側にエミッタが接続された第３のＮＰＮトラ
ンジスタと、コレクタに電源電圧が印加され、周囲温度
に依存せずに所定値を保持する第４の電気信号がベース
に入力され、前記第１の電流源と等しい電流値を持つ第
２の電流源の入力側にエミッタが接続された第４のＮＰ
Ｎトランジスタと、コレクタに電源電圧が印加され、周
囲温度に比例して減少する第５の電気信号がベースに入
力され、前記第１の電流源と等しい電流値を持つ第３の
電流源の入力側にエミッタが接続された第５のＮＰＮト
ランジスタと、前記第１の電流源の入力側にベースが接
続され、第４の電流源の出力側にエミッタが接続され、
コレクタが接地された第１のＰＮＰトランジスタと、前
記第４のＮＰＮトランジスタのエミッタにベースが接続
され、前記第４の電流源の出力側にエミッタが接続さ
れ、コレクタが接地された第２のＰＮＰトランジスタ
と、前記第５のＮＰＮトランジスタのエミッタにベース
が接続され、前記第４の電流源の出力側にエミッタが接
続され、コレクタが接地された第３のＰＮＰトランジス
タと、コレクタとベースとが、前記第１の電流源と等し
い電流値と前記第４の電流源の２分の１の電流値とを足
した電流値を持つ第５の電流源の入力側に接続され、エ
ミッタが前記第４の電流源の出力側に接続された第４の
ＰＮＰトランジスタと、コレクタとベースとが、前記第
１の電流源と等しい電流値を持つ第６の電流源の出力側
に接続され、エミッタが前記第４のＰＮＰトランジスタ
のベースに接続された第６のＮＰＮトランジスタとを有
し、前記第１の電流源の入力側に、前記第１の電気信
号、前記第２の電気信号及び前記第３の電気信号のうち
最大電圧値を有する電気信号を選択し、その選択された
電気信号から前記第１、前記第２及び前記第３のＮＰＮ
トランジスタのうちベースに最大電圧値が印加されてい
るＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の電位
差分だけ低い電圧値を持つ電気信号を第６の電気信号と
して出力し、前記第４の電流源の出力側に、前記第６の
電気信号、前記第４の電気信号から前記第４のＮＰＮト
ランジスタのベースとエミッタとの間の電位差分だけ低
い電圧値を持つ電気信号及び前記第５の電気信号から前
記第５のＮＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間
の電位差分だけ低い電圧値を持つ電気信号のうち最小電
圧値を有する電気信号を選択し、その選択された電気信
号から前記第１、前記第２及び前記第３のＰＮＰトラン
ジスタのうちベースに最小電圧値を印加されているＰＮ
Ｐトランジスタのエミッタとベースとの間の電位差分だ
け高い電圧値を持つ電気信号を第７の電気信号として出
力し、前記第６のＮＰＮトランジスタは、コレクタに前
記第７の電気信号から前記第４のＰＮＰトランジスタの
エミッタとベースとの間の電位差を引き、前記第６のＮ
ＰＮトランジスタのベースとエミッタとの間の電位差を
足すことにより、前記第１の電気信号、前記第２の電気
信号及び前記第３の電気信号のうち最大電圧値を有する
電気信号と前記第４の電気信号と前記第５の電気信号と
を比較し、そのうち最小電圧値を有する電気信号を選択
して第８の電気信号として出力することを特徴とする関
数発生回路。
【請求項３】コレクタに電源電圧が印加され、周囲温
度に比例して減少する第１の電気信号がベースに入力さ
れ、第１の電流源の入力側に第１の抵抗を介してエミッ
タが接続された第１のＮＰＮトランジスタと、コレクタ
に電源電圧が印加され、周囲温度に依存せずに所定値を
保持する第２の電気信号がベースに入力され、前記第１
の電流源の入力側に第２の抵抗を介してエミッタが接続
された第２のＮＰＮトランジスタと、コレクタに電源電
圧が印加され、周囲温度に比例して増加する第３の電気
信号がベースに入力され、前記第１の電流源の入力側に
第３の抵抗を介してエミッタが接続された第３のＮＰＮ
トランジスタと、コレクタに電源電圧が印加され、周囲
温度に依存せずに所定値を保持する第４の電気信号がベ
ースに入力され、前記第１の電流源と等しい電流値を持
つ第２の電流源の入力側に第４の抵抗を介してエミッタ
が接続された第４のＮＰＮトランジスタと、コレクタに
電源電圧が印加され、周囲温度に比例して減少する第５
の電気信号がベースに入力され、前記第１の電流源と等
しい電流値を持つ第３の電流源の入力側に第５の抵抗を
介してエミッタが接続された第５のＮＰＮトランジスタ
と、前記第１の電流源の入力側にベースが接続され、第
４の電流源の出力側にエミッタが第６の抵抗を介して接
続され、コレクタが接地された第１のＰＮＰトランジス
タと、前記第４のＮＰＮトランジスタのエミッタにベー
スが接続され、前記第４の電流源の出力側に第７の抵抗
を介してエミッタが接続され、コレクタが接地された第
２のＰＮＰトランジスタと、前記第５のＮＰＮトランジ
スタのエミッタにベースが接続され、前記第４の電流源
の出力側に第８の抵抗を介してエミッタが接続され、コ
レクタが接地された第３のＰＮＰトランジスタと、コレ
クタとベースとが、前記第１の電流源と等しい電流値と
前記第４の電流源の２分の１の電流値とを足した電流値
を持つ第５の電流源の入力側に接続され、エミッタが前
記第４の電流源の出力側に第９の抵抗を介して接続され
た第４のＰＮＰトランジスタと、コレクタとベースと
が、前記第１の電流源と等しい電流値を持つ第６の電流
源の出力側に接続され、エミッタが前記第４のＰＮＰト
ランジスタのベースに第１０の抵抗を介して接続された
第６のＮＰＮトランジスタとを有し、前記第１の電流源
の入力側に、前記第１の電気信号、前記第２の電気信号
及び前記第３の電気信号のうち最大電圧値を有する電気
信号を選択し、その選択された電気信号から前記第１、
前記第２及び前記第３のＮＰＮトランジスタのうちベー
スに最大電圧値が印加されているＮＰＮトランジスタの
ベースとエミッタとの間の電位差分だけ低い電圧値を持
つ電気信号を第６の電気信号として出力し、前記第４の
電流源の出力側に、前記第６の電気信号、前記第４の電
気信号から前記第４のＮＰＮトランジスタのベースとエ
ミッタとの間の電位差分だけ低い電圧値を持つ電気信号
及び前記第５の電気信号から前記第５のＮＰＮトランジ
スタのベースとエミッタとの間の電位差分だけ低い電圧
値を持つ電気信号のうち最小電圧値を有する電気信号を
選択し、その選択された電気信号から前記第１、前記第
２及び前記第３のＰＮＰトランジスタのうちベースに最
小電圧値を印加されているＰＮＰトランジスタのエミッ
タとベースとの間の電位差分だけ高い電圧値を持つ電気
信号を第７の電気信号として出力し、前記第６のＮＰＮ
トランジスタは、コレクタに前記第７の電気信号から前
記第４のＰＮＰトランジスタのエミッタとベースとの間
の電位差を引き、前記第６のＮＰＮトランジスタのベー
スとエミッタとの間の電位差を足すことにより、前記第
１の電気信号、前記第２の電気信号及び前記第３の電気
信号のうち最大電圧値を有する電気信号と前記第４の電
気信号と前記第５の電気信号とを比較し、そのうち最小
電圧値を有する電気信号を選択して第８の電気信号とし
て出力することを特徴とする関数発生回路。