JP2616470B2 - Multiplier core circuit - Google Patents

Multiplier core circuit

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JP2616470B2
JP2616470B2 JP6296620A JP29662094A JP2616470B2 JP 2616470 B2 JP2616470 B2 JP 2616470B2 JP 6296620 A JP6296620 A JP 6296620A JP 29662094 A JP29662094 A JP 29662094A JP 2616470 B2 JP2616470 B2 JP 2616470B2
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voltage signal
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、2つのアナログ信号を
乗算するマルチプライヤ・コア回路に係わり、特に半導
体集積回路上に形成される低電圧動作可能なマルチプラ
イヤ・コア回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiplier core circuit for multiplying two analog signals, and more particularly to a low voltage operable multiplier core circuit formed on a semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】2つの信号の値を乗算するマルチプライ
ヤは、アナログ信号処理において欠くことのできないフ
ァンクションブロックである。従来から用いられている
マルチプライヤには、MOSトランジスタの2乗特性を
利用して2つのトランジスタによって構成されたものが
ある。すなわち、入力電圧をa、bとするとマルチプラ
イヤの直線動作は以下の代数方程式で表わされる。 (a+b)2 −(a−b)2 =4ab (1) このように、2つの2乗差で定義される線形関数を基に
マルチプライヤを得る方法は、クォター・スクェア技術
として知られている。
2. Description of the Related Art A multiplier for multiplying two signal values is an indispensable function block in analog signal processing. 2. Description of the Related Art Conventionally used multipliers include those configured by two transistors using the square characteristic of a MOS transistor. That is, assuming that input voltages are a and b, the linear operation of the multiplier is expressed by the following algebraic equation. (A + b) 2- (ab) 2 = 4ab (1) As described above, a method of obtaining a multiplier based on a linear function defined by two square differences is known as a quarter-square technique. .

【0003】飽和領域で動作しているMOSトランジス
タのドレイン電流は、チャネル長変調と基板効果を無視
すれば次式で表わされる。 IDi=β(VGSi −VTH2 (VGSi >=VTH) (2a) IDi=0 (VGSi <=VTH) (2b) ここで、β=μ(COX/2)(W/L)はトランスコン
ダクタンス・パラメータであり、μはキャリアの実効モ
ビリティ、COXは単位面積当たりのゲート酸化膜容量、
W、Lはそれぞれ、ゲート幅、ゲート長を表わしてい
る。またVGSi はゲート・ソース間電圧を、VTHはスレ
ッショルド電圧をそれぞれ表わしている。このように、
MOSトランジスタのドレイン電流特性には、スレッシ
ョルド電圧がパラメータに加わっているために、(1)
式に対応する回路をMOSトランジスタで構成した場合
には、そのスレショルド電圧の影響が消去されていな
い。
The drain current of a MOS transistor operating in the saturation region is expressed by the following equation if channel length modulation and the body effect are neglected. I Di = β (V GSi −V TH ) 2 (V GSi > = V TH ) (2a) I Di = 0 (V GSi ≦ V TH ) (2b) where β = μ (C OX / 2) (W / L) is a transconductance parameter, μ is effective mobility of carrier, C OX is gate oxide film capacity per unit area,
W and L represent a gate width and a gate length, respectively. V GSi represents a gate-source voltage, and V TH represents a threshold voltage. in this way,
Since the threshold voltage is added to the parameters in the drain current characteristic of the MOS transistor, (1)
When the circuit corresponding to the equation is constituted by MOS transistors, the effect of the threshold voltage is not eliminated.

【0004】そこで、これを消去するためにさらに、不
要なパラメータcを追加し、これを含んだ4つの2乗の
和と差を用いた次式で表わされるような2つの線形関数
が定義されている。 (a+b+c)2 −(a−b+c)2 +(a+b−c)2 −(a−b−c)2 =8ab (3) (a+b)2 −(a−c)2 +(a+b−c)2 −(a−b+c)2 =4ab (4) これらの線形関数に対応するマルチプライヤは4つのM
OSトランジスタを用いて実現することができる。
Therefore, in order to eliminate this, an unnecessary parameter c is further added, and two linear functions expressed by the following equation using the sum and difference of four squares including the parameter are defined. ing. (A + b + c) 2 - (a-b + c) 2 + (a + b-c) 2 - (a-b-c) 2 = 8ab (3) (a + b) 2 - (a-c) 2 + (a + b-c) 2 − (Ab−c) 2 = 4ab (4) The multipliers corresponding to these linear functions are four M
It can be realized using an OS transistor.

【0005】図13は、クァドリテールセルを用いた入
力のフローティング化されたマルチプライヤ・コア回路
の構成を表わしたものである。第1〜第4MOSトラン
ジスタ101〜104のソースは互いに共通接続され
て、定電流源105を介して接地されている。第1のM
OSトランジスタ101と第2のMOSトランジスタ1
02のドレイン同士、および第3のMOSトランジスタ
103と第4のMOSトランジスタ104のドレイン同
士はそれぞれ共通接続されている。共通接続により2つ
MOSトランジスタのドレイン電流の和が取られる。そ
して、ドレイン電流IL 106からドレイン電流IR
07の差が差動出力電流として出力されるようになって
いる。マルチプライヤ・コア回路を構成する4つのトラ
ンジスタをいずれもカットオフしない入力電圧範囲で用
いれば、各トランジスタは(2a)式で示した2乗則に
沿って動作する。したがって、図示した回路によって
(3)式および(4)式に示した線形関数に対応する動
作を得ることができる。
FIG. 13 shows a configuration of a multiplier core circuit in which an input is floated using a quadritail cell. The sources of the first to fourth MOS transistors 101 to 104 are commonly connected to each other, and are grounded via a constant current source 105. First M
OS transistor 101 and second MOS transistor 1
02 and the drains of the third MOS transistor 103 and the fourth MOS transistor 104 are commonly connected. The sum of the drain currents of the two MOS transistors is obtained by the common connection. The drain current I R 1 from the drain current I L 106
07 is output as a differential output current. If all of the four transistors constituting the multiplier core circuit are used in an input voltage range that does not cut off, each transistor operates according to the square law shown in the equation (2a). Therefore, an operation corresponding to the linear functions shown in the equations (3) and (4) can be obtained by the illustrated circuit.

【0006】図14は、ソース接地された4つのMOS
トランジスタを用いたマルチプライヤ・コア回路の構成
を表わしたものである。図13と同一の部分には同一の
符号を付してその説明を適宜省略する。このマルチプラ
イヤ・コア回路は、図13に示したものと比べて、第1
〜第4のMOSトランジスタ101〜104がソース接
地されている点が異なる。この回路においても、IL
06からIR 107の差が差動出力電流として出力され
るようになっており、(3)式または(4)式の線形関
数に対応するマルチプライヤを実現することができる。
FIG. 14 shows four MOS transistors grounded at the source.
This shows the configuration of a multiplier core circuit using transistors. The same reference numerals are given to the same parts as those in FIG. This multiplier core circuit is different from the one shown in FIG.
To the fourth MOS transistors 101 to 104 are grounded at the source. In this circuit, I L 1
The difference from 06 to I R 107 is output as a differential output current, and a multiplier corresponding to the linear function of equation (3) or (4) can be realized.

【0007】図13あるいは図14に示したマルチプラ
イヤ・コア回路の差動出力電流ΔI/βは、回路中のト
ランジスタがいずれもカットオフしない入力電圧範囲に
おいては次式で表わされる。 ΔI/β=(V1 +VR −VS −VTH2 +(V2 +VR −VS −VTH2 −(V3 +VR −VS −VTH2 −(V4 +VR −VS −VTH2 =V1 2 +V2 2 −V3 2 −V4 2 +2c(V1 +V2 −V3 −V4 ) (5) ただし、c=VR −VS −VTH、VR は入力信号の直流
電圧、VS は共通のソース電圧であり、ソースが接地さ
れた図14の場合には、VS は“0”である。また、図
13においては、テール電流は共通であるから、次式で
表わされる条件が成立する。 ID1+ID2+ID3+ID4=I0 (6) cの項を消去するような入力電圧の組み合わせでは以下
の関係が成立する。 V1 +V2 −V3 −V4 =0 (7) 従って、(5)式は、以下のようになる。 ΔI/β=V1 2 +V2 2 −V3 2 −V4 2 =(V1 −V4 )(V1 +V4 −V2 −V3 ) (8)
The differential output current ΔI / β of the multiplier core circuit shown in FIG. 13 or FIG. 14 is expressed by the following equation in an input voltage range where none of the transistors in the circuit is cut off. ΔI / β = (V 1 + V R -V S -V TH) 2 + (V 2 + V R -V S -V TH) 2 - (V 3 + V R -V S -V TH) 2 - (V 4 + V R -V S -V TH) 2 = V 1 2 + V 2 2 -V 3 2 -V 4 2 + 2c (V 1 + V 2 -V 3 -V 4) (5) However, c = V R -V S - V TH, the V R DC voltage of the input signal, V S is the common source voltage, in the case of Figure 14 the source of which is grounded, V S is "0". In FIG. 13, since the tail current is common, the condition expressed by the following equation is satisfied. I D1 + I D2 + I D3 + I D4 = I 0 (6) The following relationship is established for a combination of input voltages that eliminates the term c. V 1 + V 2 −V 3 −V 4 = 0 (7) Therefore, the expression (5) becomes as follows. ΔI / β = V 1 2 + V 2 2 -V 3 2 -V 4 2 = (V 1 -V 4) (V 1 + V 4 -V 2 -V 3) (8)

【0008】これまでに、差動出力電流の特性が直線化
される入力電圧の組み合わせ方法は、バルト(Bult)と
ワリンガ(Wallinga)が提案した第1のタイプのもの
と、バルトが提案しこれをワン(Wang) およびスチュー
マン(Schaumann )が再提案した第2のタイプのものが
知られている。バルト等の提案した回路は、IEEE Journ
al of Solid-State Circuits,Vol.SC-21,No.3 pp430-43
5,June 1986 に開示されている。また、バルトの提案し
た回路は、彼のPh,D, 論文に開示されているが、ワン等
により再提案されており、それらが入手し易い。ワンの
再提案した回路は、IEE Electron letters、18th Jan.1
990,Vol.26,No.9 に開示されている。さらに、ウー(Wu)
とスチューマンが再提案した回路は、IEE Electron let
ters、4thJuly 1991,Vol.27,No14 に開示されている。
第1のタイプにおける入力電圧の関係は、次式で表わさ
れる。 (V1 、V2 、V3 、V4 )={(VX +VY )/2、−(VX +VY )/2 、−(VX −VY )/2、(VX −VY )/2} (9) また、第2のタイプにおける入力電圧の関係は、次式で
表わされる。 (V1 、V2 、V3 、V4 )={VX /2、−VX /2+VY 、VX /2−V Y 、−VX /2} (10)
[0008] Heretofore, there are two types of input voltage combination methods in which the characteristics of the differential output current are linearized, the first type proposed by Bult and Wallinga, and the one proposed by Balt. A second type is known, which was re-proposed by Wang and Schaumann. The circuit proposed by Balt et al. Is IEEE Journ
al of Solid-State Circuits, Vol.SC-21, No.3 pp430-43
5, June 1986. Also, the circuit proposed by Balt is disclosed in his Ph, D and dissertation, but has been re-proposed by Wang et al. And is easily available. Wang's re-proposed circuit is the IEE Electron letters, 18th Jan.1
990, Vol.26, No.9. In addition, Wu
The circuit re-proposed by Stuman was an IEE Electron let
ters, 4th July 1991, Vol. 27, No. 14.
The relationship of the input voltage in the first type is represented by the following equation. (V 1, V 2, V 3, V 4) = {(V X + V Y) / 2, - (V X + V Y) / 2, - (V X -V Y) / 2, (V X -V Y ) / 2} (9) Further, the relationship of the input voltage in the second type is represented by the following equation. (V 1, V 2, V 3, V 4) = {V X / 2, -V X / 2 + V Y, V X / 2-V Y, -V X / 2} (10)

【0009】図15は、入力がフローティングされてい
る第1のタイプのマルチプライヤ・コア回路の構成およ
びその入力電圧の組み合わせを表わしたものである。図
13と同一の回路部分には同一の符号を付してその説明
を適宜省略する。入力信号の直流電圧VR を調整するこ
とによって、各トランジスタをカットオフしない範囲で
動作させるようになっている。
FIG. 15 shows a configuration of a first type of multiplier core circuit in which an input is floating and a combination of input voltages thereof. The same reference numerals are given to the same circuit portions as those in FIG. By adjusting the DC voltage V R of the input signal, each transistor is operated within a range not to cut off.

【0010】図16は、4つのトランジスタがソース接
地されている第1のタイプのマルチプライヤ・コア回路
の構成およびその入力電圧の組み合わせを表わしたもの
である。図15および図16に示した第1のタイプの入
力電圧の組み合わせはいずれも、(V1 、V2 、V3
4 )=(a+b、−a−b、−a+b、a−b)にな
っており、(3)式に相当する関係である。これらを
(8)式に代入すると、V1 −V4 =2b、V1 +V4
−V2 −V3 =4a(ただし、V1 +V4 =−V 2 −V
3 =2a)となり、ΔI/β=8abと求まる。このよ
うに、乗算すべき2つの電圧信号を第1のタイプの組み
合わせの4つの電圧信号に変換してマルチプライヤ・コ
ア回路の各トランジスタに入力することで不要なパラメ
ータcを消去して線形な特性のマルチプライヤを得るこ
とができる。
FIG. 16 shows that four transistors are connected to the source.
Grounded first type of multiplier core circuit
And the combination of the input voltage
It is. The first type of input shown in FIGS.
Each combination of force and voltage is (V1, VTwo, VThree,
VFour) = (A + b, -ab, -a + b, ab)
This is a relation corresponding to the equation (3). these
Substituting into equation (8) gives V1-VFour= 2b, V1+ VFour
-VTwo-VThree= 4a (where V1+ VFour= -V Two-V
Three= 2a), and ΔI / β = 8ab is obtained. This
Thus, the two voltage signals to be multiplied are of the first type
Convert to the combined four voltage signals and
Unnecessary parameters by inputting to each transistor of the
Data c to obtain a multiplier with linear characteristics.
Can be.

【0011】図17は、入力がフローティングされてい
る第2のタイプのマルチプライヤ・コア回路の構成およ
びその入力電圧の組み合わせを表わしたものである。回
路の構成は図13に示したものと同一である。入力電圧
の組み合わせは、乗算すべき2つの電圧信号をVX 、V
Y とすると、VX /2、−VX /2+VY 、VX /2−
Y 、−VX /2になっている。この回路においても、
入力信号の直流電圧V R を調整することで、各トランジ
スタがカットオフしない範囲で動作させるようになって
いる。
FIG. 17 shows that the input is floating.
Of a second type of multiplier core circuit
And the combination of the input voltages. Times
The configuration of the road is the same as that shown in FIG. Input voltage
Is to convert the two voltage signals to be multiplied to VX, V
YThen VX/ 2, -VX/ 2 + VY, VX/ 2-
VY, -VX/ 2. Also in this circuit,
DC voltage V of input signal RBy adjusting the
Stars operate within the range that does not cut off
I have.

【0012】図18は、4つのトランジスタがソース接
地されている第2のタイプのマルチプライヤ・コア回路
の構成およびその入力電圧の組み合わせを表わしたもの
である。図17および図18に示した第2のタイプの入
力電圧の組み合わせはいずれも、(V1 、V2 、V3
4 )=(a、−a−b、a−b、−a)になってお
り、(4)式に相当する関係である。これらを(8)式
に代入すると、V1 −V 4 =2a、V1 +V4 −V2
3 =2b(ただし、V1 +V4 =−V2 −V3=2
a)となり、ΔI/β=4abと求まる。このように、
第2のタイプの組み合わせになるように2つの入力電圧
を変換して、マルチプライヤ・コア回路の各トランジス
タに印加することによって線形な特性のマルチプライヤ
を得ることができる。
FIG. 18 shows that four transistors are connected to the source.
Grounded second type of multiplier core circuit
And the combination of the input voltage
It is. The second type of input shown in FIG. 17 and FIG.
Each combination of force and voltage is (V1, VTwo, VThree,
VFour) = (A, -ab, ab, -a)
That is, the relationship corresponds to the expression (4). These are given by equation (8)
Substituting into1-V Four= 2a, V1+ VFour-VTwo
VThree= 2b (where V1+ VFour= -VTwo-VThree= 2
a), and ΔI / β = 4ab is obtained. in this way,
Two input voltages to be a combination of the second type
Is converted to each transistor of the multiplier core circuit.
Multiplier with linear characteristics by applying
Can be obtained.

【0013】4つのトランジスタをソース接地した場合
には、入力電圧範囲を広くとることができ、回路電流は
トランジスタの内部抵抗等の要因で制約されるまで流す
ことができる。一方、4つのトランジスタを定電流源で
駆動する場合には、回路電流はテール電流で設定され、
入力電圧範囲はこのテール電流によって制限される。し
かしながら、LSI化を図る場合には、製造バラツキの
影響を回避できるフローティング入力、定電流駆動が望
ましい。
When the four transistors are grounded at the source, the input voltage range can be widened, and the circuit current can flow until it is restricted by factors such as the internal resistance of the transistors. On the other hand, when four transistors are driven by a constant current source, the circuit current is set by the tail current,
The input voltage range is limited by this tail current. However, in the case of realizing an LSI, it is desirable to employ a floating input and a constant current drive which can avoid the influence of manufacturing variations.

【0014】図19は、4つのバイポーラ・トランジス
タによって構成されたマルチプライヤ・コア回路の構成
を表わしたものである。第1〜第4のバイポーラ・トラ
ンジスタ111〜114のエミッタは互いに共通接続さ
れた後、定電流源115を介して接地されている。ま
た、第1のバイポーラ・トランジスタ111と第2のバ
イポーラ・トランジスタ112のコレクタは共通接続さ
れ、それらのコレクタ電流が加算され、出力電流IL
16になっている。一方第3のバイポーラ・トランジス
タ113と第4のバイポーラ・トランジスタ114のコ
レクタも共通接続され、それらのコレクタ電流が加算さ
れ、出力電流IR 117になっている。I L からIR
差し引いた差動出力電流はマルチプライヤ・コア回路の
出力電流になっている。第1〜第4のバイポーラ・トラ
ンジスタ111〜114のベースにはそれぞれ、入力電
圧を所定の組み合わせに変換した後の電圧値が印加され
るようになっている。
FIG. 19 shows four bipolar transistors.
Configuration of multiplier core circuit composed of
Is expressed. First to fourth bipolar tigers
The emitters of the transistors 111 to 114 are commonly connected to each other.
After that, it is grounded via a constant current source 115. Ma
In addition, the first bipolar transistor 111 and the second
The collectors of the bipolar transistors 112 are commonly connected.
And their collector currents are added to produce an output current IL1
It is 16. On the other hand, the third bipolar transistor
Of the transistor 113 and the fourth bipolar transistor 114.
The collectors are also connected in common, and their collector currents are added.
Output current IR117. I LTo IRTo
The subtracted differential output current is used for the multiplier core circuit.
Output current. First to fourth bipolar tigers
The bases of the transistors 111 to 114
The voltage value after converting the pressure into a predetermined combination is applied.
It has become so.

【0015】バイポーラ・トランジスタのコレクタ電流
とベース−エミッタ間電圧の関係は、指数則に従うもの
とすれば、次式で表わされる。
The relationship between the collector current and the base-emitter voltage of a bipolar transistor is expressed by the following equation, assuming that it follows an exponential law.

【数1】 ここで、VBEi はベース−エミッタ間電圧、IS は飽和
電流である。VT は熱電圧であり、VT =q/kTと表
わされる。ただし、qは単位電子電荷、kはボルツマン
定数、Tは絶対温度である。ベース−エミッタ間電圧V
BEi が600mV前後のトランジスタの通常動作時にお
いては、(11)式の指数部exp(V BEi /VT )は
10乗程度の値になるので、“−1”の項は無視でき
る。したがって、(11)式は以下のように表わすこと
ができる。
(Equation 1)Where VBEiIs the base-emitter voltage, ISIs saturated
It is a current. VTIs the thermal voltage, VT= Q / kT and table
Be forgotten. Where q is unit electron charge and k is Boltzmann
The constant, T, is the absolute temperature. Base-emitter voltage V
BEiIs about 600 mV during normal operation of the transistor.
In other words, the exponent part exp (V BEi/ VT) Is
Since the value is about 10th power, the term "-1" can be ignored.
You. Therefore, equation (11) can be expressed as
Can be.

【数2】 (Equation 2)

【0016】このとき、テール電流IEEで駆動される図
16に示したバイポーラ・クァドリテールセルの各トラ
ンジスタのコレクタ電流は素子間の整合性が良いものと
仮定すると次式で表わされる。
[0016] In this case, the collector currents of the transistors of the bipolar quadritail cell shown in FIG. 16 driven by the tail current I EE is expressed by the assumed and equation as a good consistency between elements.

【数3】 ただし、VR は入力信号の直流電圧成分、VE は共通エ
ミッタ電圧である。また、定電流源によって共通のテー
ル電流で駆動されているので、以下の条件式が成立す
る。 IC1+IC2+IC3+IC4=αF 0 (17) ただし、αF はトランジスタの直流電流増幅率である。
(Equation 3) However, the V R DC voltage component of the input signal, V E is a common emitter voltage. In addition, since the motor is driven by the common tail current by the constant current source, the following conditional expression is satisfied. I C1 + I C2 + I C3 + I C4 = α F I 0 (17) where α F is a DC current gain of the transistor.

【0017】(14)式〜(18)式を解くと次式にな
る。
Solving equations (14) to (18) gives the following equation.

【数4】 したがって、バイポーラ・クァドリテールセルの差動出
力電流ΔIは、次式のように求まる。
(Equation 4) Accordingly, the differential output current ΔI of the bipolar quadritail cell is obtained by the following equation.

【数5】 (Equation 5)

【0018】図20は、バイポーラ・クァドリテールセ
ルによるマルチプライヤ・コア回路に第1のタイプの組
み合わせの入力電圧を加えたときのようすを表わしたも
のである。図19と同一の回路部分には同一の符号を付
してその説明を適宜省略する。定電流源115によって
駆動されることによって、入力はフローティングされて
いる。V1 は(VX +VY )/2、V2 は−(VX +V
Y )/2、V3 は−(VX −VY )/2、そしてV4
(VX −VY )/2である。これらを(19)式に代入
すると、バイポーラ・クァドリテールセルの差動出力電
流ΔIは次式のように表わされる。
FIG. 20 shows a state in which the input voltage of the first type combination is applied to the multiplier core circuit using the bipolar quadrature cell. The same circuit portions as those in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. The input is floating by being driven by the constant current source 115. V 1 was (V X + V Y) / 2, V 2 is - (V X + V
Y) / 2, V 3 is - (V X -V Y) / 2 and V 4, is (V X -V Y) / 2 . By substituting these into equation (19), the differential output current ΔI of the bipolar quadritail cell is expressed by the following equation.

【数6】 この式の右辺にαF を掛けると、良く知られているギル
バート・マルチプライヤ・セル(Gilbert multiplier c
ell )の差動出力電流を表わしたものと等しくなる。一
般的なバイポーラプロセスでは、αF は、0.98〜
0.99であり、ほぼ、“1”に近い値になっている。
したがって、入力電圧をこのような組み合わせに変換し
てバイポーラ・クァドリテールセルの各トランジスタに
加えることで、ギルバート・マルチプライヤ・セルとそ
の伝達特性のほぼ等しいマルチプライヤ・コア回路を得
ることができる。ただし、ギルバート・マルチプライヤ
・セル比べて、トランジスタが縦積みされていないので
低電圧で動作が可能になっている。バイポーラ・トラン
ジスタの場合には、エミッタを接地すると、マルチプラ
イヤ・コア回路として動作しない。エミッタを接地した
場合の差動出力電流ΔIは次式で表わされる。
(Equation 6) Multiplying the right-hand side of this equation by α F gives the well-known Gilbert multiplier c
ell) of the differential output current. In a typical bipolar process, α F is between 0.98 and
0.99, which is almost a value close to “1”.
Therefore, by converting the input voltage into such a combination and applying it to each transistor of the bipolar quadritail cell, it is possible to obtain a multiplier core circuit having almost the same transfer characteristics as the Gilbert multiplier cell. . However, compared to the Gilbert multiplier cell, since the transistors are not stacked vertically, operation at a low voltage is possible. In the case of a bipolar transistor, if the emitter is grounded, it will not operate as a multiplier core circuit. The differential output current ΔI when the emitter is grounded is expressed by the following equation.

【数7】 ただし、I0 =IS exp(VR /VT )である。(Equation 7) However, it is I 0 = I S exp (V R / V T).

【0019】図21は、バイポーラ・クァドリテールセ
ルによるマルチプライヤ・コア回路に第2のタイプの組
み合わせの入力電圧を加えたときのようすを表わしたも
のである。図20と同一の回路部分には同一の符号を付
してその説明を適宜省略する。V1 はVX /2、V2
−VX /2−VY 、V3 はVX /2−VY 、そしてV 4
は−VX /2である。これらを(19)式に代入する
と、バイポーラ・クァドリテールセルの差動出力電流Δ
Iは次式のように表わされる。
FIG. 21 shows a bipolar quadrilateral cell.
The second type of set in the multiplier core circuit by
It shows the state when the combined input voltage is applied.
It is. The same circuit parts as those in FIG.
The description is omitted as appropriate. V1Is VX/ 2, VTwoIs
-VX/ 2-VY, VThreeIs VX/ 2-VYAnd V Four
Is -VX/ 2. Substitute these into equation (19)
And the differential output current Δ of the bipolar quadritail cell
I is represented by the following equation.

【数8】 この式の右辺にαF を掛けると、図20の場合と同様に
ギルバート・マルチプライヤ・セルの差動出力電流を表
わしたものと等しくなる。したがって、マルチプライヤ
・コア回路として動作させることができる。ただし、エ
ミッタを接地した場合の差動出力電流ΔIは次式で表わ
される。
(Equation 8) By multiplying the right side of this equation by α F , it becomes equal to the one expressing the differential output current of the Gilbert multiplier cell as in the case of FIG. Therefore, it can be operated as a multiplier core circuit. However, the differential output current ΔI when the emitter is grounded is expressed by the following equation.

【数9】 この場合には、マルチプライヤ・コア回路とは呼べない
伝達特性になっている。
(Equation 9) In this case, the transmission characteristics cannot be called a multiplier core circuit.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】近年、プロセスのファ
イン化が進み、これに伴ってLSIの電源電圧も5Vか
ら3.3Vあるいは3V程度に低電圧化されている。さ
らに、CMOSプロセスがLSI化には最適のプロセス
技術であることが広く認められるようになり、CMOS
プロセスでマルチプライヤを実現するための回路が求め
られている。従来から存在するギルバート・マルチプラ
イヤ・セルを用いたマルチプライヤは、トランジスタが
縦積みされる個数が多いために、低電圧で動作させるこ
とはできない。一方、4つのトランジスタを用いたマル
チプライヤ・コア回路では、トランジスタの縦積みが少
なく、低電圧で動作させることができる。しかしなが
ら、現在提案されている第1および第2のタイプの電圧
の組み合わせは、乗算すべき2つの電圧信号を組み合わ
せた4つの電圧信号に変換するための回路規模が大き
く、マルチプライヤ全体としての回路構成が複雑になる
という問題がある。
In recent years, the process has become finer, and accordingly, the power supply voltage of the LSI has been lowered from 5 V to about 3.3 V or about 3 V. Furthermore, it has been widely accepted that the CMOS process is the most suitable process technology for LSI integration.
There is a demand for a circuit for realizing a multiplier in a process. A conventional multiplier using a Gilbert multiplier cell cannot be operated at a low voltage because a large number of transistors are stacked vertically. On the other hand, in a multiplier core circuit using four transistors, transistors are not stacked vertically and can be operated at a low voltage. However, the combination of the first and second types of voltages proposed at present has a large circuit scale for converting two voltage signals to be multiplied into four voltage signals, and the circuit as a whole multiplier is required. There is a problem that the configuration is complicated.

【0021】そこで本発明の目的は、新たな入力電圧の
組み合わせにより線形な特性を備えた低電圧動作可能な
マルチプライヤ・コア回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multiplier core circuit having a linear characteristic by a new combination of input voltages and capable of operating at a low voltage.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、第1の電圧信号の逆相信号と第2の電圧信号の半分
の大きさの電圧信号の和信号がそのゲートあるいはベー
スに入力された第1のトランジスタと、第1の電圧信号
と第2の電圧信号の和信号がそのゲートあるいはベース
に入力されるとともにそのドレインあるいはコレクタが
第1のトランジスタのドレインあるいはコレクタと共通
接続された第2のトランジスタと、第1の電圧信号の逆
相信号と第2の電圧信号の和信号がそのゲートあるいは
ベースに入力された第3のトランジスタと、第1の電圧
信号と第2の電圧信号の半分の大きさの電圧信号の和信
号がそのゲートあるいはベースに入力されるとともに、
そのドレインあるいはコレクタが第3のトランジスタの
ドレインあるいはコレクタと共通接続された第4のトラ
ンジスタと、第1から第4のトランジスタを共通のテー
ル電流で駆動する定電流源とをマルチプライヤ・コア回
路に具備させている。
According to the first aspect of the present invention, a sum signal of a reverse phase signal of the first voltage signal and a voltage signal having half the magnitude of the second voltage signal is input to its gate or base. And the sum signal of the first voltage signal and the second voltage signal is input to its gate or base, and its drain or collector is commonly connected to the drain or collector of the first transistor. A second transistor, a third transistor having a gate or a base to which a sum signal of the opposite phase signal of the first voltage signal and the second voltage signal is input, and a first voltage signal and a second voltage signal The sum signal of the voltage signal of half the magnitude of is input to its gate or base,
A fourth core transistor having its drain or collector commonly connected to the drain or collector of the third transistor, and a constant current source for driving the first to fourth transistors with a common tail current are provided in the multiplier core circuit. I have it.

【0023】すなわち請求項1記載の発明では、乗算の
対象になる第1の電圧信号をVX 、第2の電圧信号をV
Y とすると、第1のトランジスタには−VX +VY
2、第2のトランジスタにはVX +VY の電圧がそれぞ
れ印加されている。さらに、第3のトランジスタには−
X +VY 、第4のトランジスタにはVX +VY /2の
電圧がそれぞれ印加されている。このような組み合わせ
に入力電圧を変換してマルチプライヤ・コア回路の各ト
ランジスタに印加することによって、スレッショルド電
圧の影響を消去した線形な特性のマルチプライヤを得る
ことができる。また、4つのトランジスタを共通のテー
ル電流によって駆動することによって、入力はフローテ
ィングされるとともに、マルチプライヤ・コア回路にリ
ミッティング特性を持たせることができる。
That is, according to the first aspect of the present invention, the first voltage signal to be multiplied is V X , and the second voltage signal is V V
Assuming that Y , the first transistor has −V X + V Y /
2, the voltage of the second transistor V X + V Y are respectively applied. Further, the third transistor has-
V X + V Y, the voltage of V X + V Y / 2 are respectively applied to the fourth transistor. By converting the input voltage to such a combination and applying it to each transistor of the multiplier core circuit, a multiplier having a linear characteristic in which the influence of the threshold voltage is eliminated can be obtained. Also, by driving the four transistors with a common tail current, the inputs can be floated and the multiplier core circuit can have limiting characteristics.

【0024】請求項2記載の発明では、第1の電圧信号
の逆相信号と第2の電圧信号の半分の大きさの電圧信号
の和信号がそのゲートに入力されかつソース接地された
第1のMOSトランジスタと、第1の電圧信号と第2の
電圧信号の和信号がそのゲートに入力されかつソース接
地されるとともにそのドレインが第1のMOSトランジ
スタのドレインと共通接続された第2のMOSトランジ
スタと、第1の電圧信号の逆相信号と第2の電圧信号の
和信号がそのゲートに入力されかつソース接地された第
3のMOSトランジスタと、第1の電圧信号と第2の電
圧信号の半分の大きさの電圧信号の和信号がそのゲート
に入力されかつソース接地されるとともに、そのドレイ
ンが第3のMOSトランジスタのドレインと共通接続さ
れた第4のMOSトランジスタとをマルチプライヤ・コ
ア回路に具備させている。
According to the second aspect of the present invention, the sum signal of the opposite phase signal of the first voltage signal and the voltage signal having half the magnitude of the second voltage signal is input to its gate and the first source is grounded. And a second MOS transistor having a gate to which a sum signal of the first voltage signal and the second voltage signal is input and grounded at the source, and having a drain commonly connected to a drain of the first MOS transistor A transistor; a third MOS transistor having a gate to which a sum signal of a reverse phase signal of the first voltage signal and a second voltage signal is input and grounded to a source; a first voltage signal and a second voltage signal A fourth MOS transistor having a gate connected to a gate of a sum signal of voltage signals having a magnitude of half of that of the fourth MOS transistor and having a drain commonly connected to a drain of the third MOS transistor And it is provided with a transistor in multiplier core circuit.

【0025】すなわち請求項2記載の発明では、乗算の
対象になる第1の電圧信号をVX 、第2の電圧信号をV
Y とすると、第1のMOSトランジスタには−VX +V
Y /2、第2のMOSトランジスタにはVX +VY の電
圧がそれぞれ印加されている。さらに、第3のMOSト
ランジスタには−VX +VY 、第4のMOSトランジス
タにはVX +VY /2の電圧がそれぞれ印加されてい
る。このような組み合わせに入力電圧を変換してマルチ
プライヤ・コア回路の各MOSトランジスタに印加する
ことによって、スレッショルド電圧の影響を消去した線
形な特性のマルチプライヤを得ることができる。また、
ソース接地しているので、定電流源が不要になる。ま
た、回路電流はMOSトランジスタの内部抵抗等の要因
で制限されるまで流すことができ、入力電圧範囲を広く
することができる。
That is, according to the second aspect of the present invention, the first voltage signal to be multiplied is V X , and the second voltage signal is V
Assuming Y , the first MOS transistor has −V X + V
A voltage of V X + V Y is applied to Y / 2 and the second MOS transistor, respectively. Further, the third MOS transistor is -V X + V Y, the fourth MOS transistor voltage V X + V Y / 2 in is applied, respectively. By converting the input voltage into such a combination and applying it to each MOS transistor of the multiplier core circuit, a multiplier having a linear characteristic in which the influence of the threshold voltage is eliminated can be obtained. Also,
Since the source is grounded, a constant current source becomes unnecessary. Further, the circuit current can flow until it is limited by factors such as the internal resistance of the MOS transistor, and the input voltage range can be widened.

【0026】請求項3記載の発明では、第1の電圧信号
の逆相信号と第2の電圧信号の半分の大きさの電圧信号
の和信号がそのゲートに入力されかつソース接地された
第1の電界効果型トランジスタと、第1の電圧信号と第
2の電圧信号の和信号がそのゲートに入力されかつソー
ス接地されるとともにそのドレインが第1の電界効果型
トランジスタのドレインと共通接続された第2の電界効
果型トランジスタと、第1の電圧信号の逆相信号と第2
の電圧信号の和信号がそのゲートに入力されかつソース
接地された第3の電界効果型トランジスタと、第1の電
圧信号と第2の電圧信号の半分の大きさの電圧信号の和
信号がそのゲートに入力されかつソース接地されるとと
もに、そのドレインが第3の電界効果型トランジスタの
ドレインと共通接続された第4の電界効果型トランジス
タとをマルチプライヤ・コア回路に具備させている。
According to the third aspect of the present invention, the sum signal of the opposite phase signal of the first voltage signal and the voltage signal of half the magnitude of the second voltage signal is input to its gate and the first source is grounded. And a sum signal of the first voltage signal and the second voltage signal is input to its gate and grounded, and its drain is commonly connected to the drain of the first field effect transistor. A second field-effect transistor, a signal having a reverse phase to the first voltage signal, and a second signal;
A third field effect transistor whose gate is input to the gate thereof and whose source is grounded, and a sum signal of a voltage signal having half the magnitude of the first voltage signal and the second voltage signal are the same. The multiplier core circuit has a fourth field-effect transistor having a gate input and a source grounded, and a drain commonly connected to the drain of the third field-effect transistor.

【0027】すなわち請求項3記載の発明では、乗算の
対象になる第1の電圧信号をVX 、第2の電圧信号をV
Y とすると、第1の電界効果型トランジスタには−VX
+V Y /2、第2の電界効果型トランジスタにはVX
Y の電圧がそれぞれ印加されている。さらに、第3の
電界効果型トランジスタには−VX +VY 、第4の電界
効果型トランジスタにはVX +VY /2の電圧がそれぞ
れ印加されている。このような組み合わせに入力電圧を
変換してマルチプライヤ・コア回路の各電界効果型トラ
ンジスタに印加することによって、スレッショルド電圧
の影響を消去した線形な特性のマルチプライヤを得るこ
とができる。また、ソース接地しているので、定電流源
が不要になる。また、回路電流は電界効果型トランジス
タの内部抵抗等の要因で制限されるまで流すことがで
き、入力電圧範囲を広くすることができる。
That is, according to the third aspect of the present invention, the multiplication
The first voltage signal of interest is VX, The second voltage signal to V
YThen, the first field-effect transistor has -VX
+ V Y/ 2, V for the second field-effect transistorX+
VYAre applied respectively. In addition, the third
-V for a field effect transistorX+ VY, The fourth electric field
V for effect type transistorsX+ VY/ 2 voltage
Is applied. Input voltage to such a combination
Convert and convert each field-effect transformer in the multiplier core circuit.
The threshold voltage
To obtain a multiplier with linear characteristics eliminating the effects of
Can be. Also, since the source is grounded, the constant current source
Becomes unnecessary. The circuit current is controlled by a field-effect transistor.
Flow until it is limited by factors such as the internal resistance of the
Therefore, the input voltage range can be widened.

【0028】[0028]

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to embodiments.

【0029】図1は本発明の一実施例におけるマルチプ
ライヤ・コア回路の構成を表わしたものである。第1〜
第4のMOSトランジスタ11〜14はそれぞれソース
が共通接続された後、定電流源15を介して接地されて
いる。第1と第2のMOSトランジスタ11、12のド
レインは共通接続されて、そのドレイン電流が加算され
出力電流IL 16になっている。また、第3と第4のM
OSトランジスタ13、14のドレインも共通接続さ
れ、そのドレイン電流が加算されて出力電流IR17に
なっている。IL からIR を差し引いた差動出力電流Δ
Iがマルチプライヤ・コア回路の出力電流になってい
る。
FIG. 1 shows the configuration of a multiplier core circuit according to an embodiment of the present invention. First to first
The fourth MOS transistors 11 to 14 are grounded via a constant current source 15 after their sources are commonly connected. The drain of the first and second MOS transistors 11 and 12 are commonly connected, as an output current I L 16 and the drain current is added. Also, the third and fourth M
The drains of the OS transistors 13 and 14 are also commonly connected, and their drain currents are added to form an output current I R 17. Differential output current Δ obtained by subtracting I R from I L
I is the output current of the multiplier core circuit.

【0030】乗算されるべき入力信号の電圧をVX 、V
Y としたとき、第1のMOSトランジスタ11のゲート
に、図示しない周辺回路によって−VX +VY /2が加
えられるようになっている。第2のMOSトランジスタ
12のゲートには、VX +V Y が加えられるようになっ
ている。同様に第3のMOSトランジスタ13には、−
X +VY の電圧が、第4のMOSトランジスタ14に
は、VX +VY /2の電圧がそれぞれ印加されるように
なっている。
The voltage of the input signal to be multiplied is VX, V
Y, The gate of the first MOS transistor 11
In addition, a peripheral circuit (not shown)X+ VY/ 2 is added
Can be obtained. Second MOS transistor
12 gates have VX+ V YCan be added
ing. Similarly, the third MOS transistor 13 has-
VX+ VYIs applied to the fourth MOS transistor 14
Is VX+ VY/ 2 voltage is applied respectively
Has become.

【0031】ところで、不要なパラメータcを含んだ4
つの2乗の和と差を用いて、次式のような線形関数を定
義することができる。 (−a+b/2−c)2 +(a+b−c)2 −(−a+b−c)2 −(a+b /2−c)2 =2ab (24) この場合の入力電圧の組み合わせは(V1 、V2
3 、V4 )=(−a+b/2、a+b、−a+b、a
+b/2)で表わされる。これを(8)式に代入する
と、V1 −V4 =−2a、V1 +V4 −V2 −V3 =−
b(ただし、V1 +V 4 =b、V2 +V3 =2b)とな
り、ΔI/β=2abと求まる。これら4つの電圧の関
係は丁度、図1に示したマルチプライヤ・コア回路の各
MOSトランジスタに加えられている電圧の関係に相当
する。したがって、このような電圧の組み合わせによっ
ても不要なパラメータcの消去されたマルチプライヤを
形成することができる。
By the way, 4 including unnecessary parameter c
Using the sum and difference of the two squares, define a linear function such as
Can be justified. (-A + b / 2-c)Two+ (A + bc)Two-(-A + bc)Two− (A + b / 2−c)Two= 2ab (24) In this case, the combination of input voltages is (V1, VTwo,
VThree, VFour) = (− A + b / 2, a + b, −a + b, a
+ B / 2). Substitute this into equation (8)
And V1-VFour= -2a, V1+ VFour-VTwo-VThree= −
b (however, V1+ V Four= B, VTwo+ VThree= 2b)
ΔI / β = 2ab. The relationship between these four voltages
The person in charge of each of the multiplier core circuits shown in FIG.
Corresponds to the voltage applied to the MOS transistor
I do. Therefore, such a combination of voltages
Even if the multiplier with unnecessary parameter c is deleted,
Can be formed.

【0032】図1に示した、共通のテール電流で駆動さ
れた4つのトランジスタで構成されたクァドリテールセ
ルにおける各トランジスタのドレイン電流は次式で表わ
される。
The drain current of each transistor in the quad tail cell shown in FIG. 1 and composed of four transistors driven by a common tail current is expressed by the following equation.

【数10】 ただし、VR は入力信号の直流電圧、VS は共通ソース
電圧である。テール電流の条件より次式が成立する。 ID1+ID2+ID3+ID4=I0 (29)
(Equation 10) However, the V R DC voltage of the input signal, the V S is the common source voltage. The following equation is established from the condition of the tail current. I D1 + I D2 + I D3 + I D4 = I 0 (29)

【0033】MOS4象限アナログマルチプライヤの差
動出力電流ΔIは次式で示される。
The differential output current ΔI of the MOS 4-quadrant analog multiplier is represented by the following equation.

【数11】 [Equation 11]

【0034】(30)式はバルトとワリンガが提案した
マルチプライヤの伝達特性、およびワンの再提案したマ
ルチプライヤの伝達特性と等しくなっている。また、M
OSトランジスタの2乗則を仮定すれば、4つのMOS
トランジスタのいずれもがカットオフしない入力電圧範
囲(30a式の範囲)においては、理想的なマルチプラ
イヤの特性が得られる。入力電圧が大きくなるに従っ
て、回路内のMOSトランジスタがカットオフし始め、
理想的なマルチプライヤの特性からは次第にずれが生じ
てくる。
Equation (30) is equal to the transfer characteristic of the multiplier proposed by Balt and Waringer and the transfer characteristic of one of the re-proposed multipliers. Also, M
Assuming the square law of the OS transistor, four MOS transistors
In the input voltage range in which none of the transistors are cut off (the range of the expression 30a), ideal multiplier characteristics can be obtained. As the input voltage increases, the MOS transistors in the circuit begin to cut off,
The characteristics gradually deviate from the characteristics of the ideal multiplier.

【0035】図2は、図1に示した入力電圧の組み合わ
せによるマルチプライヤ・コア回路の伝達特性を表わし
たものである。これは(30)式を基に、VY をパラメ
ータにして、その伝達特性を表わしてある。この図か
ら、大信号の入力に対しては、テール電流により、マル
チプライヤ・コア回路がリミッティング特性を有してい
ることが分かる。
FIG. 2 shows the transfer characteristics of the multiplier core circuit according to the combination of the input voltages shown in FIG. This represents the transfer characteristic based on equation (30), using V Y as a parameter. From this figure, it can be seen that the tailor current causes the multiplier core circuit to have limiting characteristics for large signal inputs.

【0036】(30)式を微分すればマルチプライヤの
トランスコンダクタンス特性を求めることができる。次
式は差動出力電流ΔIをVX で微分した結果を表わして
いる。
The transconductance characteristic of the multiplier can be obtained by differentiating the equation (30). The following equation shows the result of differentiating the differential output current ΔI with V X.

【数12】 (Equation 12)

【0037】図3は、マルチプライヤのトランスコンダ
クタンス特性を表わしたものである。これは(31)式
を基に求めたものである。またVY をパラメータにして
表わしてある。このようにVX が所定の範囲内では、ト
ランスコンダクタンス特性は完全にフラットになってお
り、入力電圧と出力電流の関係が直線化された線形な特
性を有していることが分かる。また、VX 、VY のいず
れに対しても等しいトランスコンダクタンス特性を備え
ていることが分かる。
FIG. 3 shows the transconductance characteristics of the multiplier. This is obtained based on the equation (31). Also, V Y is represented as a parameter. This is within the range V X is given as the transconductance characteristic is in a fully flat, it can be seen that the relation between the input voltage and the output current has a linear characteristic which is linearized. Further, it can be seen that with equal transconductance characteristics for any V X, V Y.

【0038】図4は、図1に示したマルチプライヤ・コ
ア回路に入力回路を加えたマルチプライヤの全体の回路
構成を表わしたものである。この回路では、入力電圧V
Y は回路部分21によって1/2の大きさに変換される
ようになっている。2分の1された入力電圧VY はトラ
ンジスタ22、23、24、25を介して、他の入力電
圧VX と加算されマルチプライヤ・コア回路26のトラ
ンジスタ27のゲートには、VX +VY /2の電圧が印
加されるようになっている。また、トランジスタ22、
28、29、31を介して、トランジスタ32からの入
力電圧−VX と加算され、トランジスタ33のゲート
に、−VX +VY /2の電圧が印加されるようになって
いる。同様に、入力電圧VY は、トランジスタ35、3
6、37、38を介して入力電圧VX と加算されて、ト
ランジスタ39のゲートにはVX +VY の電圧が印加さ
れている。また、トランジスタ35、41、42、32
によって、入力電圧−VX と加算されて、トランジスタ
43のゲートには−VX +V Y の電圧が印加されるよう
になっている。この回路では、入力加算回路を構成する
差動対の数が多くなり、消費電流が多くなる。,また、
Y を2分の1にするための回路部分21により、3個
のトランジスタが縦積みになる。このため、3ボルト程
度の動作電圧が必要になる。
FIG. 4 shows the multiplier code shown in FIG.
A Multiplier whole circuit with input circuit added to circuit
It shows the configuration. In this circuit, the input voltage V
YIs converted to half the size by the circuit portion 21
It has become. Input voltage V reduced by halfYIs a tiger
Via the transistors 22, 23, 24, 25
Pressure VXIs added to the signal of the multiplier core circuit 26.
The gate of transistor 27 has VX+ VY/ 2 voltage is marked
To be added. Also, the transistor 22,
Inputs from the transistor 32 through 28, 29 and 31
Force voltage -VXAnd the gate of the transistor 33
And -VX+ VY/ 2 voltage is applied
I have. Similarly, the input voltage VYAre transistors 35, 3
6, 37 and 38, the input voltage VXIs added to
V at the gate of transistor 39X+ VYVoltage is applied
Have been. Also, transistors 35, 41, 42, 32
The input voltage −VXIs added to the transistor
-V at the gate of 43X+ V YVoltage is applied
It has become. In this circuit, an input addition circuit is configured
The number of differential pairs increases, and the current consumption increases. ,Also,
VYBy the circuit part 21 for halving
Transistors are stacked vertically. For this reason, about 3 volts
Operating voltage is required.

【0039】図5は、テール電流で駆動されるクァドリ
テールセルのマルチプライヤとしての正常動作範囲を示
したものである。入力がフローティングされているマル
チプライヤ・コア回路では、理想的なマルチプライヤと
しての動作範囲51は、図示しなようなダイヤモンド型
をしている。MOSトランジスタがカットオフし始める
に従ってマルチプライヤとして理想的な特性からずれが
生じる。図中、4枚の葉の様な形状の範囲521 〜52
4 は、理想的なマルチプライヤの特性に比べてある程度
の欠陥のある特性範囲である。
FIG. 5 shows a normal operating range of a quad tail cell driven by a tail current as a multiplier. In a multiplier core circuit whose input is floating, the operating range 51 as an ideal multiplier has a diamond shape as shown. As the MOS transistor starts to cut off, a characteristic deviates from an ideal characteristic as a multiplier. In the figure, the range 52 1 to 52 of the shape like four leaves
4 is a characteristic range with some defects compared to the characteristics of an ideal multiplier.

【0040】図6は、ソース接地されたカスコード・ト
ランジスタを入力回路に用いた4象限アナログマルチプ
ライヤの全体の回路構成を表わしたものである。ソース
接地されたカスコード・トランジスタからなる入力回路
を定電流源駆動として入力をフローティング入力にする
と、差動動作となる。このため、MOSマルチプライヤ
・コア回路への入力電圧はワンが再提案したものと同様
になる。図4に示した、CMOS4象限マルチプライヤ
の全体回路は、バルトとワリンガの提案したマルチプラ
イヤおよび、ワンの再提案したマルチプライヤの全体回
路に比べるとトランジスタの数が少なくなっている。ま
た低電圧動作も可能である。
FIG. 6 shows the overall circuit configuration of a four-quadrant analog multiplier using a cascode transistor whose source is grounded as an input circuit. When the input circuit consisting of a cascode transistor whose source is grounded is a constant current source drive and the input is a floating input, a differential operation is performed. Thus, the input voltage to the MOS multiplier core circuit will be similar to that re-proposed by Wan. The overall circuit of the CMOS four-quadrant multiplier shown in FIG. 4 has fewer transistors than the Baltic and Waringer proposed multiplier and Wang's re-proposed multiplier overall circuit. Low voltage operation is also possible.

【0041】図7は、ソース接地した場合におけるMO
Sマルチプライヤ・コア回路の構成およびその入力電圧
の組み合わせを表わしたものである。図1と同一部分に
ついては同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
図7の回路は、図1に比べて、各MOSトランジスタを
定電流源で駆動するか、ソース接地されているかが異な
る。入力電圧の組み合わせは図1の場合と同じになって
いる。このように入力電圧を印加した場合の各トランジ
スタのドレイン電流は次式で表わされる。
FIG. 7 shows an MO in the case where the source is grounded.
It shows a configuration of an S multiplier core circuit and a combination of input voltages thereof. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
The circuit of FIG. 7 differs from that of FIG. 1 in that each MOS transistor is driven by a constant current source or is grounded. The combination of the input voltages is the same as in FIG. The drain current of each transistor when the input voltage is applied as described above is expressed by the following equation.

【数13】 (Equation 13)

【0042】また、ソース接地されたMOSマルチプラ
イヤ・コア回路の差動出力電流ΔIは次式で表わされ
る。
The differential output current ΔI of the grounded source MOS multiplier core circuit is expressed by the following equation.

【数14】 [Equation 14]

【0043】トランジスタがカットオフする条件は、
(VX 、VY )の各象限で異なり、第1象限(VX >=
0、VY >=0)では、いずれのトランジスタもカット
オフしない。図7に示したマルチプライヤ・コア回路に
おける入力信号の直流電圧VRは任意に設定することが
できる。また、入力信号の各電圧も、適当なアッティネ
ータにより、トランジスタがカットオフしない範囲に設
定することができる。したがって、(32)式〜(3
6)式より、入力電圧範囲を|VX |+|VY |=<V
R −VTHに設定すれば、いずれの象限でもトランジスタ
はカットオフしない。(36a)式は、いずれのトラン
ジスタもカットオフしないときの差動出力電流特性を表
わしたものであり、この式は線形な伝達特性になってい
る。すなわち、MOSトランジスタの2乗特性を仮定す
れば、直流電圧VR および入力電圧範囲を適当に設定
し、いずれのトランジスタもカットオフしない領域で用
いることによって、理想的なマルチプライヤ特性を得る
ことができる。
The conditions under which the transistor is cut off are as follows:
(V X , V Y ) differs in each quadrant, and the first quadrant (V X > =
0, V Y > = 0), no transistor is cut off. The DC voltage V R of the input signal in the multiplier core circuit shown in FIG. 7 can be set arbitrarily. Also, each voltage of the input signal can be set to a range in which the transistor is not cut off by an appropriate attenuator. Therefore, equations (32) to (3)
From equation (6), the input voltage range is | V X | + | V Y | = <V
If R - VTH is set, the transistor does not cut off in any quadrant. Equation (36a) expresses the differential output current characteristic when none of the transistors is cut off, and this equation has a linear transfer characteristic. That is, assuming a square characteristic of the MOS transistors, appropriately setting the DC voltage V R and the input voltage range by using any of the transistors no cut-off area, it is possible to obtain an ideal multiplier characteristics it can.

【0044】図8は、入力電圧に対する各トランジスタ
がカットオフする領域を表わしたものである。図中の斜
線部分は、4つのトランジスタがいずれもカットオフし
ない領域を示している。この斜線部分の入力電圧範囲
は、|VX |+|VY |=<V R −VTHで表わされる。
入力電圧が大きくなるに従って、回路内のMOSトラン
ジスタがカットオフし始め、理想的なマルチプライヤの
特性からずれてくる。
FIG. 8 shows each transistor with respect to the input voltage.
Indicates a region to be cut off. Oblique in the figure
The line section shows that all four transistors are cut off.
Indicates no area. Input voltage range of this shaded area
Is | VX| + | VY| = <V R-VTHIs represented by
As the input voltage increases, the MOS transistors in the circuit
As the register begins to cut off, the ideal multiplier
Deviates from characteristics.

【0045】トランジスタがカットオフしない場合にお
ける差動出力電流を表わした(36a)式を、VX で微
分するとトランクコンダクタンス特性が求まり、次式に
なる。
When the equation (36a) representing the differential output current when the transistor is not cut off is differentiated by V X , the trunk conductance characteristic is obtained, and the following equation is obtained.

【数15】 (36a)式をVY で微分したときも同様の結果とな
り、マルチプライヤ・コア回路は、トランジスタがカッ
トオフしない入力電圧範囲では、VX 、VY のいずれに
対しても、等しいトランスコンダクタンス特性をもって
いることが分かる。
(Equation 15) A similar result is obtained when the equation (36a) is differentiated by V Y , and the multiplier core circuit has the same transconductance characteristic for both V X and V Y in the input voltage range where the transistor is not cut off. You can see that you have.

【0046】次に、バイポーラ・トランジスタを用いた
マルチプライヤ・コア回路について説明する。
Next, a multiplier core circuit using bipolar transistors will be described.

【0047】図9は、バイポーラ・トランジスタを用い
たマルチプライヤ・コア回路の構成およびその入力電圧
の組み合わせを表わしたものである。第1〜第4のバイ
ポーラ・トランジスタ61〜64のエミッタは互いに共
通接続された後、定電流源65を介して接地されてい
る。また、第1のバイポーラ・トランジスタ61と第2
のバイポーラ・トランジスタ62のコレクタは共通接続
され、それらのコレクタ電流が加算され、出力電流IL
66になっている。一方第3のバイポーラ・トランジス
タ63と第4のバイポーラ・トランジスタ64のコレク
タも共通接続され、それらのコレクタ電流が加算され、
出力電流IR 67になっている。IL からIR を差し引
いた差動出力電流はマルチプライヤ・コア回路の出力電
流になっている。この回路では、第1のトランジスタ6
1のベースには、V1 =−VX +V Y /2の電圧が印加
されている。第2のトランジスタ62のベースには、V
2 =VX +VY が印加されている。同様に第3のトラン
ジスタ63には、V3 =−V X +VY が、第4のトラン
ジスタ64には、V4 =VX +VY /2がそれぞれ印加
されている。これらの電圧を(19)式に代入すると、
バイポーラ・クァドリテールセルの差動出力電流ΔIは
次式のように求まる。
FIG. 9 shows the case where a bipolar transistor is used.
Of Multiplier Core Circuit and its Input Voltage
Is a combination. 1st to 4th buy
The emitters of polar transistors 61 to 64 share one another.
And then grounded via the constant current source 65.
You. Further, the first bipolar transistor 61 and the second
The collectors of the bipolar transistors 62 are commonly connected
And their collector currents are added, and the output current IL
It is 66. On the other hand, the third bipolar transistor
Of the transistor 63 and the fourth bipolar transistor 64
Are also connected in common, their collector currents are added,
Output current IRIt is 67. ILTo IRDeduct
Differential output current is the output voltage of the multiplier core circuit.
It is flowing. In this circuit, the first transistor 6
The base of 1 is V1= -VX+ V Y/ 2 voltage applied
Have been. The base of the second transistor 62 has V
Two= VX+ VYIs applied. Similarly, the third
V isThree= -V X+ VYBut the fourth tran
The register 64 has VFour= VX+ VY/ 2 applied
Have been. Substituting these voltages into equation (19) gives
The differential output current ΔI of the bipolar quadritail cell is
It is obtained as follows.

【数16】 これは、(20)式および(22)式と等しい。すなわ
ち、良く知られたギルバート・マルチプライヤ・セルの
差動出力電流を表わしたものと等しくなっている。一般
的にバイポーラプロセスでは、αF は、0.98〜0.
99である、およそ“1”に近い。したがって、このよ
うな入力電圧の組み合わせによって、バイポーラクァド
リテールセルは、マルチプライヤ・コア回路として動作
させることができる。ギルバート・マルチプライヤ・セ
ルに比べて、トランジスタを縦積みしていないため、低
電圧動作が可能になっている。
(Equation 16) This is equal to equations (20) and (22). That is, it is equal to the well-known difference output current of the Gilbert multiplier cell. Generally, in a bipolar process, α F ranges from 0.98 to 0.
99, which is close to "1". Therefore, such a combination of input voltages allows the bipolar quadruple retail cell to operate as a multiplier core circuit. Compared with the Gilbert multiplier cell, the transistor is not stacked vertically, so that low voltage operation is possible.

【0048】図10は、図9に示した入力電圧の組み合
わせによるバイポーラ・マルチプライヤ・コア回路の伝
達特性を表わしたものである。(38)式を基に、VY
をパラメータにして、その伝達特性を表わしてある。V
X が“0”を中心として+−1VT 程度の範囲では、ほ
ぼ直線的な特性になっている。また、大信号の入力に対
しては、テール電流によりリミッティング特性を有して
いることが分かる。
FIG. 10 shows the transfer characteristics of the bipolar multiplier core circuit according to the combination of the input voltages shown in FIG. Based on equation (38), V Y
Is used as a parameter to express the transfer characteristic. V
X is in the range of "0" about + -1 V T around the, are substantially linear characteristics. Also, it can be seen that a large signal input has limiting characteristics due to the tail current.

【0049】図11は、図10に示した伝達特性をVX
で微分したときのトランスコンダクタンス特性を表わし
たものである。この図は、VY をパラメータにして表わ
してある。図から分かるように、VX が“0”の近傍で
は、dΔI/dVX はフラットに近い。したがって、マ
ルチプライヤとしてほぼ線形な特性が得られていること
が分かる。しかしながら、MOSマルチプライヤ・コア
回路にように完全に直線的な線形特性が得られていない
ことが分かる。
[0049] Figure 11, the transfer characteristics shown in FIG. 10 V X
5 shows transconductance characteristics when differentiated by. In this figure, V Y is represented as a parameter. As can be seen from the figure, when V X is near “0”, dΔI / dV X is nearly flat. Therefore, it can be seen that a substantially linear characteristic is obtained as a multiplier. However, it can be seen that a completely linear characteristic is not obtained as in the MOS multiplier core circuit.

【0050】図9に示したバイポーラ・マルチプライヤ
・コア回路のように、定電流源65によって駆動せず
に、各トランジスタのエミッタを接地した場合には、同
じ入力電圧の組み合わせに対して、その差動出力電流は
次式で表わされる。
When the emitter of each transistor is grounded without being driven by the constant current source 65 as in the bipolar multiplier core circuit shown in FIG. The differential output current is represented by the following equation.

【数17】 この式から分かるように、ソース接地した場合には、マ
ルチプライヤ・コア回路とは呼べない伝達特性になって
いる。したがって、バイポーラトランジスタを用いる場
合には、定電流源で駆動しなければ、マルチプライヤ・
コア回路として動作させることはできない。
[Equation 17] As can be seen from this equation, when the source is grounded, the transfer characteristic cannot be called a multiplier core circuit. Therefore, when using a bipolar transistor, unless driven by a constant current source,
It cannot operate as a core circuit.

【0051】マルチプライヤ・コア回路の各トランジス
タのソースあるいはゲートに印加すべき電圧の組み合わ
せは、次の一般式で表わすことができる。 V1 =aVX +bVY (40a) V2 =(a−c)VX +(b−1/c)VY (40b) V3 =(a−c)VX +bVY (40c) V4 =aVX +(b−1/c)VY (40d) ここで、a、b、cはそれぞれ任意の整数である。これ
らの式の間には、次の関係が成立している。 V1 −V3 =V4 −V2 =cVX (41a) V1 −V4 =V3 −V2 =VY /c (41b) V1 〜V4 の各電圧をMOSトランジスタのゲートに印
加した場合におけるドレイン電流は、二乗則より次式の
ようになる。
The combination of voltages to be applied to the source or gate of each transistor of the multiplier core circuit can be represented by the following general formula. V 1 = aV X + bV Y (40a) V 2 = (a-c) V X + (b-1 / c) V Y (40b) V 3 = (a-c) V X + bV Y (40c) V 4 = aV X + (b-1 / c) V Y (40d) where, a, b, c are arbitrary integers, respectively. The following relationship holds between these equations. V 1 −V 3 = V 4 −V 2 = cV X (41a) V 1 −V 4 = V 3 −V 2 = V Y / c (41b) Each voltage of V 1 to V 4 is applied to the gate of the MOS transistor. The drain current when applied is given by the following equation according to the square law.

【数18】 (Equation 18)

【0052】したがって、マルチプライヤ・コア回路の
出力電流ΔIは次式で表わされる。
Therefore, the output current ΔI of the multiplier core circuit is expressed by the following equation.

【数19】 このように、各トランジスタのゲートに印加する電流
が、(40)式で表わした関係にあるときには、マルチ
プライヤとして動作することが分かる。
[Equation 19] As described above, when the current applied to the gate of each transistor has the relationship represented by the equation (40), the transistor operates as a multiplier.

【0053】図12は、このような4つの電圧を形成す
るためのマルチプライヤ・コア回路の入力回路の概要を
表わしたものである。V1 はVX をa倍した電圧とVY
をb倍した電圧の和になっている。これらは、トランジ
スタを用いたアクティブ回路によって構成することがで
きる。(40)式の右辺の係数が負になるような場合に
は、このようなアクティブな回路素子によってマルチプ
ライヤ・コア回路の各トランジスタのゲートあるいはベ
ースに印加する電圧を生成する必要がある。
FIG. 12 shows an outline of an input circuit of a multiplier core circuit for forming such four voltages. V 1 is a voltage obtained by multiplying V X by a and V Y
Is b times the sum of the voltages. These can be configured by an active circuit using a transistor. When the coefficient on the right side of the equation (40) becomes negative, it is necessary to generate a voltage to be applied to the gate or base of each transistor of the multiplier core circuit by such an active circuit element.

【0054】a=1/2、b=1、c=1とすると、V
1 〜V4 はそれぞれ以下のように表わされる。 V1 =VX +VY (44a) V2 =VX /2−VY (44b) V3 =VX /2+VY (44c) V4 =VX −VY (44d) ここで、VX とVY を入れ換えれば、これらの電圧の関
係は図1に示したマルチプライヤ・コア回路の入力電圧
の組み合わせと一致している。
If a = 1/2, b = 1 and c = 1, V
Each 1 ~V 4 is expressed as follows. V 1 = V X + V Y (44a) V 2 = V X / 2-V Y (44b) V 3 = V X / 2 + V Y (44c) V 4 = V X -V Y (44d) where, V X if replaced with each other and V Y and the relation of these voltages match the combination of the input voltage of the multiplier core circuit shown in FIG.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、乗算すべき2つの入力電圧をVX 、VY とし
たとき、−VX +VY /2、VX +VY 、−VX
Y 、VX+VY /2の組み合わせに変換して各トラン
ジスタに電圧を印加している。これにより、直線性に優
れた特性を持ち、低電圧動作可能なマルチプライヤ・コ
ア回路を得ることができる。また、乗算すべき入力電圧
を変換するための入力回路の規模を小さくすることがで
きる。さらに、一方の入力電圧をその利得を制御する信
号として用いれば、所定のリミッティング特性を有して
いることからAGC(Auto Gain Control)回路として使
用することもできる。また、ODA回路として使用する
場合に、その入力回路の回路構成を小さくすることがで
きる。
According to the invention of claim 1, wherein, as described in the foregoing, when the two input voltages to be multiplied was set to V X, V Y, -V X + V Y / 2, V X + V Y, −V X +
V Y, and a voltage is applied is converted into a combination of V X + V Y / 2 to each transistor. As a result, a multiplier core circuit having excellent linearity and capable of operating at a low voltage can be obtained. Further, the scale of an input circuit for converting an input voltage to be multiplied can be reduced. Furthermore, if one of the input voltages is used as a signal for controlling the gain, it can be used as an AGC (Auto Gain Control) circuit because it has a predetermined limiting characteristic. When used as an ODA circuit, the circuit configuration of the input circuit can be reduced.

【0056】また請求項2記載の発明によれば、MOS
型のトランジスタを用いてマルチプライヤ・コア回路を
構成しているので、ソース接地することができる。これ
により定電流源が不要になり、回路規模を小さくするこ
とができる。さらに、入力電圧範囲も広くとることがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, the MOS
Since the multiplier core circuit is formed using the transistors of the type, the source can be grounded. This eliminates the need for a constant current source and can reduce the circuit scale. Further, the input voltage range can be widened.

【0057】さらに請求項3記載の発明によれば、電界
効果型のトランジスタを用いてマルチプライヤ・コア回
路を構成しているので、ソース接地することができる。
これにより定電流源が不要になり、回路規模を小さくす
ることができる。さらに、入力電圧範囲も広くとること
ができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, since the multiplier core circuit is constituted by using the field effect transistor, the source can be grounded.
This eliminates the need for a constant current source and can reduce the circuit scale. Further, the input voltage range can be widened.

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

【図1】本発明の一実施例におけるMOSマルチプライ
ヤ・コア回路の構成およびその入力電圧の組み合わせを
表わした回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a MOS multiplier core circuit and a combination of input voltages thereof in an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したMOSマルチプライヤ・コア回路
の入出力特性を表わした特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing input / output characteristics of the MOS multiplier core circuit shown in FIG.

【図3】図1に示したMOSマルチプライヤ・コア回路
のトランスコンダクタンス特性を表わした特性図であ
る。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a transconductance characteristic of the MOS multiplier core circuit shown in FIG.

【図4】図1に示したMOSマルチプライヤ・コア回路
を用いたマルチプライヤ全体の回路構成の一例を表わし
た回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration of the entire multiplier using the MOS multiplier core circuit shown in FIG.

【図5】入力がフローティングされたマルチプライヤ・
コア回路の正常動作範囲を表わした特性図である。
FIG. 5: Multiplier with input floating
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a normal operation range of the core circuit.

【図6】図1に示したMOSマルチプライヤ・コア回路
を用いたマルチプライヤ全体の回路構成の他の例を表わ
した回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of a circuit configuration of the entire multiplier using the MOS multiplier core circuit shown in FIG.

【図7】ソース接地されたMOSマルチプライヤ・コア
回路の構成およびその入力電圧の組み合わせを表わした
回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a MOS multiplier core circuit whose source is grounded and a combination of input voltages thereof.

【図8】図1に示したMOSマルチプライヤ・コア回路
の理想動作入力電圧範囲を表わした特性図である。
8 is a characteristic diagram showing an ideal operation input voltage range of the MOS multiplier core circuit shown in FIG.

【図9】バイポーラ・マルチプライヤ・コア回路の構成
およびその入力電圧の組み合わせを表わした回路図であ
る。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a bipolar multiplier core circuit and a combination of input voltages thereof.

【図10】図9に示したバイポーラ・マルチプライヤ・
コア回路の入出力特性を表わした特性図である。
FIG. 10 shows a bipolar multiplier shown in FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating input / output characteristics of a core circuit.

【図11】図9に示したバイポーラ・マルチプライヤ・
コア回路のトランスコンダクタンス特性を表わした特性
図である。
FIG. 11 shows a bipolar multiplier shown in FIG.
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a transconductance characteristic of a core circuit.

【図12】マルチプライヤ・コア回路の入力回路の構成
の概要を表わしたブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing an outline of a configuration of an input circuit of the multiplier core circuit.

【図13】フローティング入力を持つMOSマルチプラ
イヤ・コア回路の構成を表わした回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of a MOS multiplier core circuit having a floating input.

【図14】ソース接地されたMOSマルチプライヤ・コ
ア回路の構成を表わした回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of a MOS multiplier core circuit whose source is grounded.

【図15】バルトとワリンガによって提案された従来か
ら使用されているフローティング入力を持つMOSマル
チプライヤ・コア回路の構成およびその入力電圧の組み
合わせを表わした回路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration of a conventionally used MOS multiplier core circuit having a floating input proposed by Balut and Warringer and a combination of input voltages thereof.

【図16】バルトとワリンガによって提案された従来か
ら使用されているソース接地されたMOSマルチプライ
ヤ・コア回路の構成およびその入力電圧の組み合わせを
表わした回路図である。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a conventionally used MOS multiplier core circuit with a grounded source proposed by Balt and Waringer and a combination of input voltages thereof.

【図17】ワンによって再提案された従来から使用され
ているフローティング入力を持つMOSマルチプライヤ
・コア回路の構成およびその入力電圧の組み合わせを表
わした回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration of a conventionally used MOS multiplier core circuit having a floating input and a combination of its input voltages, which is re-proposed by Wan;

【図18】ウーとスチューマンによって提案された従来
から使用されているソース接地されたMOSマルチプラ
イヤ・コア回路の構成およびその入力電圧の組み合わせ
を表わした回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration of a conventionally used MOS multiplier core circuit with a grounded source proposed by Wu and Stuman and a combination of input voltages thereof.

【図19】フローッティング入力を持つバイポーラ・マ
ルチプライヤ・コア回路の構成を表わした回路図であ
る。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration of a bipolar multiplier core circuit having a floating input.

【図20】バルトとワリンガによって提案されたMOS
マルチプライヤ・コア回路をバイポーラ・トランジスタ
に置き換えたマルチプライヤ・コア回路の構成およびそ
の入力電圧の組み合わせを表わした回路図である。
FIG. 20: MOS proposed by Balt and Waringah
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of a multiplier core circuit in which the multiplier core circuit is replaced with a bipolar transistor and a combination of input voltages thereof.

【図21】ワンによって再提案されたMOSマルチプラ
イヤ・コア回路をバイポーラ・トランジスタに置き換え
たマルチプライヤ・コア回路の構成およびその入力電圧
の組み合わせを表わした回路図である。
FIG. 21 is a circuit diagram showing a configuration of a multiplier core circuit in which a MOS multiplier core circuit re-proposed by Wan is replaced with a bipolar transistor and a combination of input voltages thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11〜14 MOSトランジスタ 15、55 定電流源 16、17、56、57 出力電流 51、52、53、54 バイポーラ・トランジスタ 72、73、81 抵抗器 11 to 14 MOS transistors 15, 55 Constant current sources 16, 17, 56, 57 Output currents 51, 52, 53, 54 Bipolar transistors 72, 73, 81 Resistors

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の電圧信号の逆相信号と第2の電圧
信号の半分の大きさの電圧信号の和信号がそのゲートあ
るいはベースに入力された第1のトランジスタと、 前記第1の電圧信号と前記第2の電圧信号の和信号がそ
のゲートあるいはベースに入力されるとともにそのドレ
インあるいはコレクタが前記第1のトランジスタのドレ
インあるいはコレクタと共通接続された第2のトランジ
スタと、 前記第1の電圧信号の逆相信号と前記第2の電圧信号の
和信号がそのゲートあるいはベースに入力された第3の
トランジスタと、 前記第1の電圧信号と前記第2の電圧信号の半分の大き
さの電圧信号の和信号がそのゲートあるいはベースに入
力されるとともに、そのドレインあるいはコレクタが前
記第3のトランジスタのドレインあるいはコレクタと共
通接続された第4のトランジスタと、 前記第1から第4のトランジスタを共通のテール電流で
駆動する定電流源とを具備することを特徴とするマルチ
プライヤ・コア回路。
A first transistor having a gate or a base supplied with a sum signal of a voltage signal having a phase opposite to that of the first voltage signal and half of a voltage signal of the second voltage signal; A second transistor having a gate or a base that receives a sum signal of a voltage signal and the second voltage signal and having a drain or a collector commonly connected to a drain or a collector of the first transistor; A third transistor having a gate or a base to which a sum signal of the opposite phase signal of the voltage signal and the second voltage signal is input to a gate or a base thereof; and a half of the first voltage signal and the second voltage signal. Signal is input to the gate or base of the third transistor and the drain or collector of the third transistor is connected to the drain or collector of the third transistor. And a fourth transistor commonly connected to the first and fourth transistors; and a constant current source for driving the first to fourth transistors with a common tail current.
【請求項2】 第1の電圧信号の逆相信号と第2の電圧
信号の半分の大きさの電圧信号の和信号がそのゲートに
入力されかつソース接地された第1のMOSトランジス
タと、 前記第1の電圧信号と前記第2の電圧信号の和信号がそ
のゲートに入力されかつソース接地されるとともにその
ドレインが前記第1のMOSトランジスタのドレインと
共通接続された第2のMOSトランジスタと、 前記第1の電圧信号の逆相信号と前記第2の電圧信号の
和信号がそのゲートに入力されかつソース接地された第
3のMOSトランジスタと、 前記第1の電圧信号と前記第2の電圧信号の半分の大き
さの電圧信号の和信号がそのゲートに入力されかつソー
ス接地されるとともに、そのドレインが前記第3のMO
Sトランジスタのドレインと共通接続された第4のMO
Sトランジスタとを具備することを特徴とするマルチプ
ライヤ・コア回路。
2. A first MOS transistor having a gate that is supplied with a sum signal of a voltage signal having a phase opposite to that of the first voltage signal and a half of the voltage signal of the second voltage signal and having a source grounded; A second MOS transistor having a gate to which a sum signal of the first voltage signal and the second voltage signal is input and whose source is grounded and whose drain is commonly connected to the drain of the first MOS transistor; A third MOS transistor having a gate to which a sum signal of the opposite phase signal of the first voltage signal and the second voltage signal is input and whose source is grounded; and the first voltage signal and the second voltage A sum signal of a voltage signal having half the magnitude of the signal is input to its gate and grounded, and its drain is connected to the third MO.
Fourth MO commonly connected to the drain of the S transistor
A multiplier core circuit comprising an S transistor.
【請求項3】 第1の電圧信号の逆相信号と第2の電圧
信号の半分の大きさの電圧信号の和信号がそのゲートに
入力されかつソース接地された第1の電界効果型トラン
ジスタと、 前記第1の電圧信号と前記第2の電圧信号の和信号がそ
のゲートに入力されかつソース接地されるとともにその
ドレインが前記第1の電界効果型トランジスタのドレイ
ンと共通接続された第2の電界効果型トランジスタと、 前記第1の電圧信号の逆相信号と前記第2の電圧信号の
和信号がそのゲートに入力されかつソース接地された第
3の電界効果型トランジスタと、 前記第1の電圧信号と前記第2の電圧信号の半分の大き
さの電圧信号の和信号がそのゲートに入力されかつソー
ス接地されるとともに、そのドレインが前記第3の電界
効果型トランジスタのドレインと共通接続された第4の
電界効果型トランジスタとを具備することを特徴とする
マルチプライヤ・コア回路。
3. A first field-effect transistor, wherein a sum signal of a voltage signal having a phase opposite to that of the first voltage signal and half the magnitude of the second voltage signal is input to its gate and grounded at the source. A second signal in which a sum signal of the first voltage signal and the second voltage signal is input to the gate thereof, is grounded at the source, and has a drain commonly connected to a drain of the first field effect transistor; A field-effect transistor; a third field-effect transistor having a gate to which a sum signal of the opposite phase signal of the first voltage signal and the second voltage signal is input and grounded at the source; A sum signal of a voltage signal and a voltage signal having half the magnitude of the second voltage signal is input to its gate and grounded at the source, and its drain is connected to the drain of the third field effect transistor. And a fourth field-effect transistor commonly connected to the multiplier core circuit.
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