JP2017194326A - Peak hold circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般にピークホールド回路に関し、より詳細には入力電圧のピーク値を保持するピークホールド回路に関する。 The present invention relates generally to a peak hold circuit, and more particularly to a peak hold circuit that holds a peak value of an input voltage.
従来、入力電圧のピーク値を保持するピークホールド回路が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のピークホールド回路は、ピーク値保持用コンデンサと差動増幅器を備えた差動入力タイプのピークホールド回路である。 Conventionally, a peak hold circuit that holds a peak value of an input voltage is known (see, for example, Patent Document 1). The peak hold circuit described in Patent Document 1 is a differential input type peak hold circuit including a peak value holding capacitor and a differential amplifier.
特許文献1に記載のピークホールド回路において、入力端子は、npn型の第1のトランジスタのベースに接続されている。第1のトランジスタのエミッタは、npn型の第2のトランジスタのエミッタに接続され、また抵抗を通して接地されている。第1のトランジスタのコレクタは、pnp型の第3のトランジスタのコレクタ、ベース、及びpnp型の第4のトランジスタのベースに接続されている。pnp型の第5のトランジスタのベースは、第3のトランジスタのコレクタ、及び第2のトランジスタのコレクタに接続されている。第3〜5のトランジスタは、共に電源端子に接続されている。第5のトランジスタのコレクタは、出力端子、及び第2のトランジスタのベースに接続され、またピーク値保持用コンデンサを通して接地されている。第1のトランジスタのベースには、入力電圧が入力され、第2トランジスタのベースには、ピーク値保持用コンデンサの両端電圧が入力される。 In the peak hold circuit described in Patent Document 1, the input terminal is connected to the base of the npn-type first transistor. The emitter of the first transistor is connected to the emitter of the npn-type second transistor, and is grounded through a resistor. The collector of the first transistor is connected to the collector and base of the pnp-type third transistor and the base of the pnp-type fourth transistor. The base of the pnp-type fifth transistor is connected to the collector of the third transistor and the collector of the second transistor. The third to fifth transistors are both connected to the power supply terminal. The collector of the fifth transistor is connected to the output terminal and the base of the second transistor, and is grounded through a peak value holding capacitor. The input voltage is input to the base of the first transistor, and the voltage across the peak value holding capacitor is input to the base of the second transistor.
特許文献1に記載のピークホールド回路では、第1のトランジスタのベース電位と、第2のトランジスタのベース電位とが比較される。第1のトランジスタのベース電位の方が大きい場合、ピーク値保持用コンデンサが充電され、第1のトランジスタのベース電位の方が小さい場合、ピーク値保持用コンデンサへの充電電流が低減し、ピーク値が保持される。 In the peak hold circuit described in Patent Document 1, the base potential of the first transistor is compared with the base potential of the second transistor. When the base potential of the first transistor is larger, the peak value holding capacitor is charged. When the base potential of the first transistor is smaller, the charging current to the peak value holding capacitor is reduced, and the peak value is reduced. Is retained.
特許文献1に記載のピークホールド回路において、ピークホールド回路の構成に応じて、第2のトランジスタには、寄生トランジスタが形成される場合がある。この寄生トランジスタは、ベースが第2のトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが第2のトランジスタのゲートに接続され、コレクタが接地される。したがって、特許文献1に記載のピークホールド回路では、入力電圧が低減した場合、第2のトランジスタは、コレクタ電流が低減して動作領域が飽和領域となり、寄生トランジスタがオンするおそれがあった。これにより、寄生トランジスタを介してピーク値保持用コンデンサが放電され、入力電圧のピーク値が保持できなくなるおそれがあった。 In the peak hold circuit described in Patent Document 1, a parasitic transistor may be formed in the second transistor depending on the configuration of the peak hold circuit. The parasitic transistor has a base connected to the collector of the second transistor, an emitter connected to the gate of the second transistor, and a collector grounded. Therefore, in the peak hold circuit described in Patent Document 1, when the input voltage is reduced, the second transistor has a possibility that the collector current is reduced, the operation region becomes the saturation region, and the parasitic transistor is turned on. As a result, the peak value holding capacitor is discharged via the parasitic transistor, and the peak value of the input voltage may not be held.
本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、入力電圧のピーク保持能力の向上を図ることが可能なピークホールド回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and an object thereof is to provide a peak hold circuit capable of improving the peak holding capability of an input voltage.
本発明の第1態様に係るピークホールド回路は、コンデンサと、差動回路と、バッファ回路とを備えている。前記コンデンサは、電圧保持用のコンデンサである。前記差動回路は、ベースに前記入力電圧が入力される第1トランジスタと、ベースに前記コンデンサの両端電圧が入力される第2トランジスタを有する。前記バッファ回路は、電流源とダイオードとの直列回路を有する。前記バッファ回路は、前記入力電圧が入力され、前記電流源から前記ダイオードを介して出力端に電流が供給されることにより前記入力電圧の大きさに応じた電圧を前記出力端に生成するバッファ回路である。また、前記バッファ回路は、前記電流源と前記ダイオードとの接続点が、前記第2トランジスタのコレクタと電気的に接続されており、前記第2トランジスタの動作領域が飽和領域とならないように前記電流源から前記第2トランジスタのコレクタに電流を供給する機能を有する。 The peak hold circuit according to the first aspect of the present invention includes a capacitor, a differential circuit, and a buffer circuit. The capacitor is a voltage holding capacitor. The differential circuit includes a first transistor in which the input voltage is input to a base, and a second transistor in which the voltage across the capacitor is input to the base. The buffer circuit has a series circuit of a current source and a diode. The buffer circuit receives the input voltage and generates a voltage corresponding to the magnitude of the input voltage at the output terminal by supplying a current from the current source to the output terminal via the diode. It is. In the buffer circuit, a connection point between the current source and the diode is electrically connected to a collector of the second transistor, and the current region is set so that an operation region of the second transistor does not become a saturation region. A function of supplying a current from a source to a collector of the second transistor;
本発明の第2態様に係るピークホールド回路は、第1態様において、前記バッファ回路は、複数のバイポーラトランジスタと、MOSFETとを有することが好ましい。前記ダイオードは、前記複数のバイポーラトランジスタのうち1つのバイポーラトランジスタのpn接合ダイオードである。前記電流源は、前記MOSFETである。 In the peak hold circuit according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the buffer circuit preferably includes a plurality of bipolar transistors and a MOSFET. The diode is a pn junction diode of one of the plurality of bipolar transistors. The current source is the MOSFET.
本発明の第3態様に係るピークホールド回路は、第2態様において、前記バッファ回路は、前記複数のバイポーラトランジスタである第3トランジスタ、第4トランジスタ、及び第5トランジスタと、前記MOSFETである第6トランジスタと、第1定電流源と、第2定電流源とを有することが好ましい。前記第3トランジスタ、前記第4トランジスタ、前記第5トランジスタのそれぞれは、npn型のバイポーラトランジスタである。前記第6トランジスタは、pチャネル型のMOSFETである。前記第3トランジスタは、ベースに前記入力電圧が入力され、エミッタが前記第4トランジスタのエミッタと電気的に接続される。前記第4トランジスタは、ベースが前記第5トランジスタのエミッタと電気的に接続される。前記第5トランジスタは、ベースが前記第6トランジスタのドレインと電気的に接続される。前記第6トランジスタは、ソースが電源と電気的に接続される。前記第6トランジスタのドレインと前記第5トランジスタのベースとの接続点が、前記第4トランジスタのコレクタ、及び前記第2トランジスタのコレクタと電気的に接続される。前記第1定電流源は、前記第3トランジスタのエミッタと前記第4トランジスタのエミッタとの接続点と、回路グランドとの間に電気的に接続される。前記第2定電流源は、前記第4トランジスタのベースと前記第5トランジスタのエミッタとの接続点と、前記回路グランドとの間に電気的に接続される。前記ダイオードは、前記第5トランジスタのベース−エミッタ間のpn接合ダイオードである。 The peak hold circuit according to a third aspect of the present invention is the peak hold circuit according to the second aspect, wherein the buffer circuit is a third transistor, a fourth transistor and a fifth transistor which are the plurality of bipolar transistors, and a sixth MOSFET. It is preferable to have a transistor, a first constant current source, and a second constant current source. Each of the third transistor, the fourth transistor, and the fifth transistor is an npn-type bipolar transistor. The sixth transistor is a p-channel MOSFET. In the third transistor, the input voltage is input to a base, and an emitter is electrically connected to an emitter of the fourth transistor. The base of the fourth transistor is electrically connected to the emitter of the fifth transistor. The base of the fifth transistor is electrically connected to the drain of the sixth transistor. The sixth transistor has a source electrically connected to a power source. A connection point between the drain of the sixth transistor and the base of the fifth transistor is electrically connected to the collector of the fourth transistor and the collector of the second transistor. The first constant current source is electrically connected between a connection point between the emitter of the third transistor and the emitter of the fourth transistor and circuit ground. The second constant current source is electrically connected between a connection point between a base of the fourth transistor and an emitter of the fifth transistor and the circuit ground. The diode is a pn junction diode between a base and an emitter of the fifth transistor.
本発明の第4態様に係るピークホールド回路は、第1態様から第3態様のいずれかにおいて、前記バッファ回路からなる第1バッファ回路とは異なる第2バッファ回路を備えることが好ましい。前記第2バッファ回路は、前記コンデンサの両端間に電気的に接続され、前記コンデンサの両端電圧の大きさに応じた電圧を生成する。 The peak hold circuit according to a fourth aspect of the present invention preferably includes a second buffer circuit different from the first buffer circuit including the buffer circuit according to any one of the first to third aspects. The second buffer circuit is electrically connected between both ends of the capacitor, and generates a voltage corresponding to the magnitude of the voltage across the capacitor.
本発明のピークホールド回路では、第2トランジスタの動作領域が飽和領域とならないように、バッファ回路から第2トランジスタのコレクタに電流が供給されるので、入力電圧のピーク保持能力の向上を図ることが可能になるという効果がある。 In the peak hold circuit of the present invention, since the current is supplied from the buffer circuit to the collector of the second transistor so that the operation region of the second transistor does not become the saturation region, the peak holding capability of the input voltage can be improved. There is an effect that it becomes possible.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
(1 概要)
本実施形態のピークホールド回路100の回路構成図を図1に示す。本実施形態のピークホールド回路100は、入力電圧Viのピーク値を保持するような電圧値となる出力電圧Voを生成するピークホールド回路である。ピークホールド回路100は、電源30に接続されており、電源30からの制御電圧Vccにより動作する。なお、本実施形態の説明で用いる「接続」という用語は、電気的な接続を意味する。
(Embodiment)
(1 Overview)
FIG. 1 shows a circuit configuration diagram of the
ピークホールド回路100は、一対の入力端子41,42と、一対の出力端子51,52を備えている。入力端子42は、回路グランドに接続されている。一対の入力端子41,42間に入力電圧Viが入力される。出力端子52は、回路グランドに接続されている。ピークホールド回路100は、一対の出力端子51,52間に、出力電圧Voを生成する。なお、一対の入力端子41,42、一対の出力端子51,52は、部品(端子)としての実態を有しなくてもよく、例えば電子部品のリードや、回路基板(例えばプリント基板)に含まれる導体の一部であってもよい。
The
(2 詳細)
以下に、本実施形態のピークホールド回路100の詳細について説明する。本実施形態のピークホールド回路100は、主回路10と、バッファ回路20とを備えている。
(2 details)
Details of the
(2.1 主回路)
主回路10は、トランジスタ1〜5と、定電流源6,7と、コンデンサ8とを備えている。トランジスタ1〜3は、npn型のバイポーラトランジスタである。トランジスタ4,5は、エンハンスメント型のpチャネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。定電流源6,7は、直流電流を流す電流源である。
(2.1 Main circuit)
The
トランジスタ1(第1トランジスタ)は、ベースが入力端子41に接続され、コレクタが電源30に接続され、エミッタがトランジスタ2のエミッタに接続されている。トランジスタ2(第2トランジスタ)は、ベースが出力端子51に接続され、コレクタがトランジスタ5を介して電源30に接続されている。トランジスタ1のエミッタとトランジスタ2のエミッタとの接続点は、定電流源6に接続されている。定電流源6は、トランジスタ1のエミッタとトランジスタ2のエミッタとの接続点から、回路グランドに向かって電流値が「I」の直流電流を流す。つまり、トランジスタ1とトランジスタ2と定電流源6とで差動回路101を構成している。
The transistor 1 (first transistor) has a base connected to the
トランジスタ3は、ベースがトランジスタ5のドレインとトランジスタ2のコレクタとの接続点に接続され、コレクタが電源30に接続され、エミッタが出力端子51に接続されている。コンデンサ8は、入力電圧Viの大きさに応じて充電される電圧保持用のコンデンサであり、一対の出力端子51,52間に接続されている。つまり、電源30の出力端間に、トランジスタ3とコンデンサ8との直列回路が接続されており、トランジスタ3に流れる電流により、コンデンサ8が充電される。
The
トランジスタ4は、ソースが電源30に接続され、ドレインが定電流源7及びゲートに接続されている。定電流源7は、トランジスタ4から回路グランドに向かって電流値が「I/2」の直流電流を流す。トランジスタ5は、ソースが電源30に接続され、ドレインがトランジスタ2のコレクタ、及びトランジスタ3のベースに接続され、ゲートがトランジスタ4のゲートに接続されている。つまり、トランジスタ4とトランジスタ5とでカレントミラー回路を構成しており、トランジスタ4,5には、電流値が「I/2」の直流電流が流れる。
The transistor 4 has a source connected to the
また、本実施形態のピークホールド回路100は、少なくともトランジスタ1,2が一体に構成された半導体チップ(集積回路)を備えている。トランジスタ2は、p型の半導体基板(例えばSi基板)の表面上のn型のエピタキシャル層(例えばSiエピタキシャル層)における素子形成領域に形成されている。エピタキシャル層の素子形成領域の表面側で素子形成領域内に、n型の導電領域であるコレクタ領域と、p型の導電領域であるベース領域とが離れて設けられ、p型の導電領域(ベース)の表面側にはn型の導電領域であるエミッタ領域が設けられている。また、エピタキシャル層において、隣り合う素子形成領域同士は、p型の素子分離形成によってpn接合分離されている。このような構成のトランジスタ2を含む半導体チップには、寄生トランジスタ12が形成される。寄生トランジスタ12は、トランジスタ4のベース領域であるp型の導電領域をエミッタ領域、トランジスタ4のコレクタ領域であるn型の導電領域をベース領域、p型の分離領域(回路グランド)をコレクタ領域とするpnp型のバイポーラトランジスタである。図1では、寄生トランジスタ12を点線で表している。
Further, the
(2.2 バッファ回路)
バッファ回路20は、トランジスタ21〜23,25と、定電流源26,29とを備えている。トランジスタ21〜23は、npn型のバイポーラトランジスタである。トランジスタ25は、エンハンスメント型のpチャネルMOSFETである。定電流源26,29は、直流電流を流す電流源である。
(2.2 Buffer circuit)
The
トランジスタ21(第3トランジスタ)は、ベースが入力端子41に接続され、コレクタが電源30に接続され、エミッタがトランジスタ22のエミッタに接続されている。トランジスタ22(第4トランジスタ)は、ベースが定電流源29に接続され、コレクタがトランジスタ25を介して電源30に接続されている。トランジスタ21のエミッタとトランジスタ22のエミッタとの接続点202は、定電流源26に接続されている。定電流源26(第1定電流源)は、トランジスタ21のエミッタとトランジスタ22のエミッタとの接続点202から、回路グランドに向かって電流値が「I」の直流電流を流す。つまり、トランジスタ21とトランジスタ22と定電流源26とで差動回路を構成している。
The transistor 21 (third transistor) has a base connected to the
トランジスタ23(第5トランジスタ)は、ベースがトランジスタ25のドレイン、及びトランジスタ22のコレクタに接続され、コレクタが電源30に接続され、エミッタが定電流源29に接続されている。トランジスタ23は、npn型のバイポーラトランジスタであるので、ベース−エミッタ間のpn接合がダイオードとして機能する。定電流源29(第2定電流源)は、トランジスタ23から回路グランドに向かって電流値が「I」の直流電流を流す。
The base of the transistor 23 (fifth transistor) is connected to the drain of the
トランジスタ25(第6トランジスタ)は、ソースが電源30に接続され、ドレインがトランジスタ22のコレクタ、及びトランジスタ23のベースに接続され、ゲートがトランジスタ4のゲートに接続されている。つまり、トランジスタ4とトランジスタ25とでカレントミラー回路を構成しており、トランジスタ25は、電流値が「I/2」の直流電流を流す電流源として機能する。さらに、トランジスタ25のドレインは、トランジスタ2のコレクタに接続されている。
The transistor 25 (sixth transistor) has a source connected to the
バッファ回路20は、入力電圧Viに応じた電圧を生成する回路であり、トランジスタ22のベースとトランジスタ23のエミッタと定電流源29との接続点がバッファ回路20の出力端201として機能する。
The
また、バッファ回路20は、トランジスタ2のコレクタに電流を供給する電流供給回路としての機能を兼ねている。トランジスタ25のドレインは、トランジスタ2のコレクタに接続されている。言い換えれば、電流源として機能するトランジスタ25と、ダイオードとして機能するトランジスタ23のベース−エミッタ間のpn接合ダイオードとの接続点203が、トランジスタ2のコレクタに接続されている。バッファ回路20は、トランジスタ2の動作領域が飽和領域とならないように、電流源であるトランジスタ25からトランジスタ2のコレクタに電流を供給するように構成されている。
The
(3 動作)
次に、本実施形態のピークホールド回路100の動作について図2の動作波形図を用いて説明する。本実施形態における入力電圧Viの波形は、図2に示すように、電圧レベルがHレベル(High level)とLレベル(Low level)と交互に変化する矩形波であるとする。なお、入力電圧Viの波形は、矩形波に限らず、電圧レベルが連続的に増減する波形(例えば正弦波)であってもよい。
(3 operation)
Next, the operation of the
(3.1 入力電圧、Lレベル→Hレベル)
まず、入力電圧Viの電圧レベルがLレベルからHレベルに変化した際におけるピークホールド回路100の動作について説明する。
(3.1 Input voltage, L level → H level)
First, the operation of the
主回路10では、入力電圧Viの電圧レベルがLレベルからHレベルに変化することにより、トランジスタ1がオンし、トランジスタ2がオフする。トランジスタ2がオフすることにより、トランジスタ5を流れる電流がトランジスタ3のベースに流れ、トランジスタ3がオンする。トランジスタ3がオンすることにより、電源30からトランジスタ3を介してコンデンサ8に電流が供給され、コンデンサ8が充電される。これにより、出力電圧Voは、入力電圧Viの変化に追従するように上昇する。出力電圧Voの上昇によって、入力電圧Viと出力電圧Voとの差が低減することにより、トランジスタ1に電流が流れ始める。そして、入力電圧Viと出力電圧Voとが一致した第1平衡状態では、出力電圧Voが入力電圧Viと一致した状態を維持するように、トランジスタ1,2,3のそれぞれに電流が流れる。
In the
バッファ回路20では、入力電圧Viの電圧レベルがLレベルからHレベルに変化することにより、トランジスタ21がオンし、トランジスタ22がオフする。トランジスタ22がオフすることにより、トランジスタ25を流れる電流がトランジスタ23のベースに流れ、トランジスタ23がオンする。トランジスタ23がオンすることにより、出力端201の電位(トランジスタ22のベース電位)が、入力電圧Viの変化に追従するように上昇する。トランジスタ22のベース電位の上昇によって、トランジスタ21のベース電位(入力電圧Vi)とトランジスタ22のベース電位との差が低減することにより、トランジスタ21に電流が流れ始める。トランジスタ21のベース電位(入力電圧Vi)とトランジスタ22のベース電位とが一致した第2平衡状態では、トランジスタ22のベース電位がトランジスタ21のベース電位と一致した状態を維持するように、トランジスタ21,22,23に電流が流れる。このように、バッファ回路20の出力端201に生成される電圧は、入力電圧Viの変化に追従して変化する。
In the
(3.2 入力電圧、Hレベル→Lレベル)
次に、入力電圧Viの電圧レベルがHレベルからLレベルに変化した際におけるピークホールド回路100の動作について説明する。
(3.2 Input voltage, H level → L level)
Next, the operation of the
主回路10では、入力電圧Viの電圧レベルがHレベルからLレベルに変化することにより、トランジスタ1がオフし、トランジスタ2がオンする。トランジスタ2がオンすることにより、トランジスタ5を流れる電流がトランジスタ2に流れ、トランジスタ3のベース電流が低減してトランジスタ3がオフする。コンデンサ8は、トランジスタ3から供給される電流が低減するが、入力電圧Viのピーク値(Hレベル)を保持した状態となる。
In the
バッファ回路20では、入力電圧Viの電圧レベルがHレベルからLレベルに変化することにより、トランジスタ21がオフし、トランジスタ22がオンする。トランジスタ22がオンすることにより、トランジスタ23がオフし、出力端201の電位(トランジスタ22のベース電位)が、入力電圧Viの変化に追従するように低下する。
In the
ここで、主回路10は、トランジスタ2のベースにはコンデンサ8が接続されているのに対し、トランジスタ22のベースには定電流源29が接続されている。したがって、入力電圧Viの電圧レベルがHレベルからLレベルに変化した際は、トランジスタ2のベース電位はコンデンサ8により保持されるのに対し、トランジスタ22のベース電位は入力電圧Viに追従して低下する。つまり、バッファ回路20は、主回路10が第1平衡状態となるよりも早く第2平衡状態となる。
Here, in the
主回路10が第1平衡状態ではなく、かつバッファ回路20が第2平衡状態であるとき、トランジスタ25を流れる電流の一部がトランジスタ2のコレクタに供給される。これにより、トランジスタ2の動作領域が飽和領域になることが抑制される。言い換えれば、バッファ回路20からの電流供給により、トランジスタ2のコレクタ電位(寄生トランジスタ12のベース電位)の低下が抑制され、寄生トランジスタ12がオンすることが抑制される。したがって、寄生トランジスタ12を介してコンデンサ8が放電することが抑制され、コンデンサ8の両端電圧(出力電圧Vo)は、より長い時間ピーク値に保持されることとなる。
When the
(4 まとめ)
以上説明したように、本実施形態のピークホールド回路100は、コンデンサ8と、差動回路101と、バッファ回路20とを備えている。コンデンサ8は、電圧保持用のコンデンサである。差動回路101は、ベースに入力電圧Viが入力されるトランジスタ1(第1トランジスタ)と、ベースにコンデンサ8の両端電圧が入力されるトランジスタ2(第2トランジスタ)を有する。バッファ回路20は、電流源(トランジスタ25)とダイオード(トランジスタ23のベース−エミッタ間のpn接合ダイオード)との直列回路を有する。バッファ回路20は、入力電圧Viが入力され、電流源からダイオードを介して出力端201に電流が供給されることにより入力電圧Viの大きさに応じた電圧を出力端201に生成するバッファ回路である。また、バッファ回路20は、電流源とダイオードとの接続点203が、トランジスタ2のコレクタと電気的に接続されており、トランジスタ2の動作領域が飽和領域とならないように電流源からトランジスタ2のコレクタに電流を供給する機能を有する。
(4 Summary)
As described above, the
上記構成により、入力電圧Viが低減してトランジスタ2に流れる電流が増加する際に、バッファ回路20からトランジスタ2のコレクタに電流が供給される。これにより、トランジスタ2のコレクタ電位の低下が抑制され、トランジスタ2の動作領域が飽和領域になることが抑制される。すなわち、寄生トランジスタ12を介してコンデンサ8が放電することが抑制され、コンデンサ8の両端電圧(出力電圧Vo)がより長い時間ピーク値に保持される。つまり、本実施形態におけるピークホールド回路100は、入力電圧Viのピーク保持能力の向上を図ることが可能となる。
With the above configuration, when the input voltage Vi decreases and the current flowing through the
また、ピークホールド回路100において、バッファ回路20は、複数のバイポーラトランジスタ(トランジスタ21〜23)と、MOSFET(トランジスタ25)とを有することが好ましい。ダイオードは、複数のバイポーラトランジスタのうち1つのバイポーラトランジスタ(トランジスタ23)のpn接合ダイオードである。電流源は、MOSFET(トランジスタ25)である。上記構成により、1つのバイポーラトランジスタ(トランジスタ23)がダイオードとしての機能を兼ね、MOSFET(トランジスタ25)が電流源としての機能を兼ねるので、バッファ回路20の構成の簡略化を図ることが可能となる。
In the
また、バッファ回路20は、複数のバイポーラトランジスタであるトランジスタ21〜23(第3〜5トランジスタ)と、MOSFETであるトランジスタ25(第6トランジスタ)と、定電流源26,29(第1,2定電流源)とを有することが好ましい。トランジスタ21〜23のそれぞれは、npn型のバイポーラトランジスタである。トランジスタ25は、pチャネル型のMOSFETである。トランジスタ21は、ベースに入力電圧Viが入力され、エミッタがトランジスタ22のエミッタと電気的に接続されている。トランジスタ22は、ベースがトランジスタ23のエミッタと電気的に接続されている。トランジスタ23は、ベースがトランジスタ25のドレインと電気的に接続されている。トランジスタ25は、ソースが電源30と電気的に接続されている。トランジスタ25のドレインとトランジスタ23のベースとの接続点202が、トランジスタ22のコレクタ、及びトランジスタ2のコレクタと電気的に接続されている。定電流源26は、トランジスタ21のエミッタとトランジスタ22のエミッタとの接続点202と、回路グランドとの間に電気的に接続されている。定電流源29は、トランジスタ22のベースとトランジスタ23のエミッタとの接続点(出力端201)と、回路グランドとの間に電気的に接続されている。ダイオードは、トランジスタ23のベース−エミッタ間のpn接合ダイオードである。
The
上記構成により、バッファ回路20は、生成する電圧を、入力電圧Viの変化により早く追従させることが可能となる。したがって、バッファ回路20は、入力電圧Viが低減した際に、トランジスタ21のベース電位とトランジスタ22のベース電位とが一致した第2平衡状態により早く移行し、トランジスタ2のコレクタに電流を供給することができる。これにより、トランジスタ2の動作領域が飽和領域になることがより抑制され、ピークホールド回路100は、入力電圧Viのピーク保持能力の更なる向上を図ることが可能となる。
With the above configuration, the
また、本実施形態のピークホールド回路100は、pチャネルMOSFETで構成されたトランジスタ25を、トランジスタ2のコレクタに電流を供給する電流源として機能させている。したがって、電源30からトランジスタ2のコレクタに供給される電流の経路にダイオードが含まれていない。これにより、制御電圧Vccが、2つのバイポーラトランジスタ(トランジスタ2,3)のみを駆動可能な電圧値以上であれば、ピークホールド回路100が駆動可能となる。言い換えれば、トランジスタ2,3それぞれのベース−エミッタ間をpn接合ダイオードとみなした場合、制御電圧Vccが、2つのpn接合ダイオードを導通させる電圧値以上であれば、ピークホールド回路100が動作可能となる。これにより、ピークホールド回路100の動作電源である制御電圧Vccの低電圧化が可能となる。
Further, the
(5 変形例)
次に、本実施形態のピークホールド回路100における変形例について説明する。以下に説明する変形例では、上述したピークホールド回路100の構成と同様の構成については、同一符号を付して説明を適宜省略する。
(5 Modifications)
Next, a modified example of the
(5.1 第1変形例)
第1変形例のピークホールド回路100Aの回路図を図3に示す。ピークホールド回路100Aは、主回路10とバッファ回路20(第1バッファ回路20)に加えて、コンデンサ8の両端電圧の大きさに応じた電圧を生成する第2バッファ回路60を更に備えている。
(5.1 First Modification)
A circuit diagram of the
第2バッファ回路60は、トランジスタ61〜63,65と、定電流源66,69とを備えており、主回路10と一対の出力端子51,52との間に接続されている。
The
トランジスタ61は、ベースがコンデンサ8の高電位側に接続され、コレクタが電源30に接続され、エミッタがトランジスタ62のエミッタに接続されている。トランジスタ62は、ベースが出力端子51に接続され、コレクタがトランジスタ65を介して電源30に接続されている。トランジスタ61のエミッタとトランジスタ62のエミッタとの接続点は、定電流源66に接続されている。定電流源66は、トランジスタ61のエミッタとトランジスタ62のエミッタとの接続点から、回路グランドに向かって電流値が「I」の直流電流を流す。つまり、トランジスタ61とトランジスタ62と定電流源66とで差動回路を構成している。
The transistor 61 has a base connected to the high potential side of the capacitor 8, a collector connected to the
トランジスタ63は、ベースがトランジスタ65のドレイン、及びトランジスタ62のコレクタに接続され、コレクタが電源30に接続され、エミッタが定電流源69に接続されている。定電流源69は、トランジスタ63から回路グランドに向かって電流値が「I」の直流電流を流す。
The base of the
トランジスタ65は、ソースが電源30に接続され、ドレインがトランジスタ62のコレクタ、及びトランジスタ63のベースに接続され、ゲートが主回路10のトランジスタ4のゲートに接続されている。つまり、トランジスタ4とトランジスタ65とでカレントミラー回路を構成しており、トランジスタ65には、電流値が「I/2」の直流電流が流れる。
The
第2バッファ回路60は、トランジスタ61のベースを入力端、トランジスタ62のベースを出力端とし、入力電圧であるコンデンサ8の両端電圧の変化に追従した出力電圧Voを一対の出力端子51,52間に生成する。
The
このように、本変形例のピークホールド回路100Aは、バッファ回路20(第1バッファ回路20)とは異なる第2バッファ回路60を備えることが好ましい。第2バッファ回路60は、コンデンサ8の両端間に電気的に接続され、コンデンサ8の両端電圧の大きさに応じた電圧を生成する。この第2バッファ回路60により、ピークホールド回路100Aの後段に接続される回路とインピーダンス整合される。例えば、一対の出力端子51,52間に、入力インピーダンスが低い回路が接続された場合であっても、コンデンサ8が放電することが抑制される。これにより、ピークホールド回路100Aは、入力電圧Viのピーク保持能力の更なる向上を図ることが可能となる。
Thus, it is preferable that the
(第2変形例)
第2変形例のピークホールド回路100Bの回路図を図4に示す。ピークホールド回路100Bは、主回路10Bとバッファ回路20とを備えている。
(Second modification)
A circuit diagram of a
主回路10Bは、実施形態のピークホールド回路100における主回路10(図1参照)との差異点として、トランジスタ14を更に備えている。トランジスタ14は、エンハンスメント型のpチャネルMOSFETである。トランジスタ14は、ソースが電源30に接続され、ドレインがトランジスタ1のコレクタに接続され、ゲートがドレインに接続されている。主回路10Bにおけるトランジスタ5のゲートは、トランジスタ14のゲートに接続されている。つまり、トランジスタ14とトランジスタ5とでカレントミラー回路を構成しており、トランジスタ1のコレクタ電流と同じ電流値の電流がトランジスタ5に流れる。
The main circuit 10B further includes a
本変形例のピークホールド回路100Bにおいても、実施形態のピークホールド回路100と同様に、トランジスタ2の動作領域が飽和領域とならないように、バッファ回路20からトランジスタ2のコレクタに電流が供給される。これにより、ピークホールド回路100Bは、入力電圧Viのピーク保持能力の向上を図ることが可能となる。
Also in the
なお、ピークホールド回路100Bは、第1変形例のピークホールド回路100Aにおける第2バッファ回路60を更に備えた構成であってもよい。
The
(第3変形例)
第3変形例のピークホールド回路100Cの回路図を図5にしめす。ピークホールド回路100Cは、主回路10とバッファ回路20Cとを備えている。
(Third Modification)
A circuit diagram of the peak hold circuit 100C of the third modification is shown in FIG. The peak hold circuit 100C includes a
バッファ回路20Cは、実施形態のピークホールド回路100におけるバッファ回路20(図1参照)との差異点として、トランジスタ24を更に備えている。トランジスタ24は、エンハンスメント型のpチャネルMOSFETである。トランジスタ24は、ソースが電源30に接続され、ドレインがトランジスタ21のコレクタに接続され、ゲートがドレインに接続されている。バッファ回路20Cにおけるトランジスタ25のゲートは、トランジスタ24のゲートに接続されている。つまり、トランジスタ24とトランジスタ25とでカレントミラー回路を構成しており、トランジスタ21のコレクタ電流と同じ電流値の電流がトランジスタ25に流れる。
The
本変形例のピークホールド回路100Cにおいても、実施形態のピークホールド回路100と同様に、トランジスタ2の動作領域が飽和領域とならないように、バッファ回路20Cからトランジスタ2のコレクタに電流が供給される。これにより、ピークホールド回路100Cは、入力電圧Viのピーク保持能力の向上を図ることが可能となる。
Also in the peak hold circuit 100C of this modification, a current is supplied from the
なお、ピークホールド回路100Cは、第1変形例のピークホールド回路100Aにおける第2バッファ回路60を更に備えた構成であってもよい。
The peak hold circuit 100C may further include a
(第4変形例)
第4変形例のピークホールド回路100Dの回路図を図6に示す。ピークホールド回路100Dは、主回路10Dとバッファ回路20Dとを備えている。
(Fourth modification)
A circuit diagram of a
主回路10Dは、第2変形例における主回路10B(図4参照)から、トランジスタ4及び定電流源7を省略した構成であり、トランジスタ14とトランジスタ5とでカレントミラー回路を構成している。バッファ回路20Dは、第3変形例におけるバッファ回路20C(図5参照)と同一構成であり、トランジスタ24とトランジスタ25とでカレントミラー回路を構成している。
The main circuit 10D has a configuration in which the transistor 4 and the constant
本変形例のピークホールド回路100Dにおいても、実施形態のピークホールド回路100と同様に、トランジスタ2の動作領域が飽和領域とならないように、バッファ回路20Dからトランジスタ2のコレクタに電流が供給される。これにより、ピークホールド回路100Dは、入力電圧Viのピーク保持能力の向上を図ることが可能となる。
Also in the
なお、ピークホールド回路100Dは、第1変形例のピークホールド回路100Aにおける第2バッファ回路60を更に備えた構成であってもよい。
The
なお、上述した実施形態、各変形例は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態、各変形例に限定されることはなく、この実施形態、変形例以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。 In addition, embodiment mentioned above and each modification are examples of this invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment and each modification, and even if other than this embodiment and modification, as long as they do not depart from the technical idea of the present invention, Of course, various changes are possible depending on the design and the like.
1 トランジスタ(第1トランジスタ)
2 トランジスタ(第2トランジスタ)
8 コンデンサ
20,20C,20D バッファ回路(第1バッファ回路)
21 トランジスタ(バイポーラトランジスタ、第3トランジスタ)
22 トランジスタ(バイポーラトランジスタ、第4トランジスタ)
23 トランジスタ(バイポーラトランジスタ、第5トランジスタ)
25 トランジスタ(MOSFET、電流源、第6トランジスタ)
26 定電流源(第1定電流源)
29 定電流源(第2定電流源)
60 バッファ回路(第2バッファ回路)
100,100A,100B,100C,100D ピークホールド回路
101 差動回路
201 出力端
202,203 接続点
1 transistor (first transistor)
2 transistors (second transistors)
8
21 transistor (bipolar transistor, third transistor)
22 transistors (bipolar transistors, fourth transistors)
23 transistor (bipolar transistor, fifth transistor)
25 transistors (MOSFET, current source, sixth transistor)
26 Constant current source (first constant current source)
29 Constant current source (second constant current source)
60 Buffer circuit (second buffer circuit)
100, 100A, 100B, 100C, 100D Peak hold
Claims (4)
ベースに前記入力電圧が入力される第1トランジスタ、及びベースに前記コンデンサの両端電圧が入力される第2トランジスタを有する差動回路と、
電流源とダイオードとの直列回路を有し、前記入力電圧が入力され、前記電流源から前記ダイオードを介して出力端に電流が供給されることにより前記入力電圧の大きさに応じた電圧を前記出力端に生成するバッファ回路とを備え、
前記バッファ回路は、前記電流源と前記ダイオードとの接続点が、前記第2トランジスタのコレクタと電気的に接続されており、前記第2トランジスタの動作領域が飽和領域とならないように前記電流源から前記第2トランジスタのコレクタに電流を供給する機能を有する
ことを特徴とするピークホールド回路。 A voltage holding capacitor that is charged according to the magnitude of the input voltage;
A differential circuit having a first transistor to which the input voltage is input to a base, and a second transistor to which a voltage across the capacitor is input to a base;
A series circuit of a current source and a diode; the input voltage is input; and a current corresponding to the magnitude of the input voltage is supplied from the current source to the output terminal via the diode. A buffer circuit to be generated at the output end,
In the buffer circuit, a connection point between the current source and the diode is electrically connected to a collector of the second transistor, so that the operation region of the second transistor does not become a saturation region. A peak hold circuit having a function of supplying a current to a collector of the second transistor.
前記ダイオードは、前記複数のバイポーラトランジスタのうち1つのバイポーラトランジスタのpn接合ダイオードであり、
前記電流源は、前記MOSFETである
ことを特徴とする請求項1記載のピークホールド回路。 The buffer circuit includes a plurality of bipolar transistors and a MOSFET,
The diode is a pn junction diode of one of the plurality of bipolar transistors;
The peak hold circuit according to claim 1, wherein the current source is the MOSFET.
前記第3トランジスタ、前記第4トランジスタ、前記第5トランジスタのそれぞれは、npn型のバイポーラトランジスタであり、
前記第6トランジスタは、pチャネル型のMOSFETであり、
前記第3トランジスタは、ベースに前記入力電圧が入力され、エミッタが前記第4トランジスタのエミッタと電気的に接続され、
前記第4トランジスタは、ベースが前記第5トランジスタのエミッタと電気的に接続され、
前記第5トランジスタは、ベースが前記第6トランジスタのドレインと電気的に接続され、
前記第6トランジスタは、ソースが電源と電気的に接続され、
前記第6トランジスタのドレインと前記第5トランジスタのベースとの接続点が、前記第4トランジスタのコレクタ、及び前記第2トランジスタのコレクタと電気的に接続され、
前記第1定電流源は、前記第3トランジスタのエミッタと前記第4トランジスタのエミッタとの接続点と、回路グランドとの間に電気的に接続され、
前記第2定電流源は、前記第4トランジスタのベースと前記第5トランジスタのエミッタとの接続点と、前記回路グランドとの間に電気的に接続され、
前記ダイオードは、前記第5トランジスタのベース−エミッタ間のpn接合ダイオードである
ことを特徴とする請求項2に記載のピークホールド回路。 The buffer circuit includes a third transistor, a fourth transistor, and a fifth transistor that are the plurality of bipolar transistors, a sixth transistor that is the MOSFET, a first constant current source, and a second constant current source. And
Each of the third transistor, the fourth transistor, and the fifth transistor is an npn bipolar transistor,
The sixth transistor is a p-channel MOSFET;
In the third transistor, the input voltage is input to a base, an emitter is electrically connected to an emitter of the fourth transistor,
The base of the fourth transistor is electrically connected to the emitter of the fifth transistor;
The fifth transistor has a base electrically connected to a drain of the sixth transistor,
The sixth transistor has a source electrically connected to a power source,
A connection point between a drain of the sixth transistor and a base of the fifth transistor is electrically connected to a collector of the fourth transistor and a collector of the second transistor;
The first constant current source is electrically connected between a connection point between the emitter of the third transistor and the emitter of the fourth transistor and a circuit ground,
The second constant current source is electrically connected between a connection point between a base of the fourth transistor and an emitter of the fifth transistor, and the circuit ground.
The peak hold circuit according to claim 2, wherein the diode is a pn junction diode between a base and an emitter of the fifth transistor.
前記第2バッファ回路は、前記コンデンサの両端間に電気的に接続され、前記コンデンサの両端電圧の大きさに応じた電圧を生成する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のピークホールド回路。 A second buffer circuit different from the first buffer circuit comprising the buffer circuit;
The said 2nd buffer circuit is electrically connected between the both ends of the said capacitor | condenser, and produces | generates the voltage according to the magnitude | size of the both-ends voltage of the said capacitor | condenser. The peak hold circuit described.
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