JP3109138B2 - Multiplier - Google Patents

Multiplier

Info

Publication number
JP3109138B2
JP3109138B2 JP15515391A JP15515391A JP3109138B2 JP 3109138 B2 JP3109138 B2 JP 3109138B2 JP 15515391 A JP15515391 A JP 15515391A JP 15515391 A JP15515391 A JP 15515391A JP 3109138 B2 JP3109138 B2 JP 3109138B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
equation
differential pair
transistor
transistors
input terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP15515391A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04354075A (en
Inventor
克治 木村
博 浅澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP15515391A priority Critical patent/JP3109138B2/en
Publication of JPH04354075A publication Critical patent/JPH04354075A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3109138B2 publication Critical patent/JP3109138B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【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、アナログ信号を乗算す
るマルチプライヤに係り、特にC−MOS集積回路上に
構成されるマルチプライヤに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiplier for multiplying an analog signal, and more particularly to a multiplier configured on a C-MOS integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、マルチプライヤとして
は、ギルバートマルチプライヤが知られており、これは
バイポーラ集積回路上に構成されるが、これをC−MO
S集積回路上に構成するとすれば図5に示すようにな
る。図5において、この擬似ギルバートマルチプライヤ
は、(第1の)入力端子対(1、2)間に2組の差動対
トランジスタ((M1、M2)、(M3、M4))を配
置し、また(第2の)入力端子対(3、4)間に前記2
組の差動対トランジスタそれぞれを駆動する1個の差動
対トランジスタ(M5、M6)を配置し、この1個の差
動対トランジスタを1つの定電流源I0 で駆動するよう
にしたものである。
2. Description of the Related Art As is well known, a Gilbert multiplier is known as a multiplier, which is formed on a bipolar integrated circuit.
FIG. 5 shows a configuration on an S integrated circuit. In FIG. 5, the pseudo Gilbert multiplier includes two differential pair transistors ((M1, M2), (M3, M4)) between a (first) input terminal pair (1, 2), The second input terminal pair (3, 4)
One of the differential pair transistors for driving the respective pairs of the differential pair transistors (M5, M6) disposed, which has so as to drive the one of the differential pair transistors in one of the constant current source I 0 is there.

【0003】即ち、2組の差動対トランジスタ((M
1、M2)、(M3、M4))では、一方のトランジス
タ(M1、M3)のドレイン同士及び他方のトランジス
タ(M2、M4)のドレイン同士がそれぞれ共通接続さ
れ、(第1の)差動対トランジスタ(M1、M2)の一
方のトランジスタM1のゲートと(第2の)差動対トラ
ンジスタの他方のトランジスタM3のゲートとが共通に
入力端子対(1、2)の一方の入力端子1に接続され、
差動対トランジスタ(M1、M2)の他方のトランジス
タM2のゲートと差動対トランジスタ(M3、M4)の
一方のトランジスタM3のゲートとが共通に入力端子対
(1、2)の他方の入力端子2に接続される。そして、
1個の差動対トランジスタ(M5、M6)では、一方の
トランジスタM5が、ドレインが差動対トランジスタ
(M1、M2)のソースに接続され、ゲートが入力端子
対(3、4)の一方の入力端子3に接続され、また一方
のトランジスタM6が、ドレインが差動対トランジスタ
(M3、M4)のソースに接続され、ゲートが入力端子
対(3、4)の一方の入力端子4に接続される。
That is, two pairs of differential pair transistors ((M
1, M2), (M3, M4)), the drains of one transistor (M1, M3) and the drains of the other transistor (M2, M4) are connected in common, respectively, and the (first) differential pair The gate of one transistor M1 of the transistors (M1, M2) and the gate of the other transistor M3 of the (second) differential pair transistor are commonly connected to one input terminal 1 of the input terminal pair (1, 2). And
The gate of the other transistor M2 of the differential pair transistor (M1, M2) and the gate of the one transistor M3 of the differential pair transistor (M3, M4) are commonly used as the other input terminal of the input terminal pair (1, 2). 2 is connected. And
In one differential pair transistor (M5, M6), one transistor M5 has a drain connected to the source of the differential pair transistor (M1, M2), and a gate connected to one of the input terminal pair (3, 4). The transistor M6 is connected to the input terminal 3 and has a drain connected to the source of the differential pair transistor (M3, M4) and a gate connected to one input terminal 4 of the input terminal pair (3, 4). You.

【0004】この擬似ギルバートマルチプライヤでは、
2つの入力信号(電圧V1 、同V2)に対し、差動出力
電流I1 、同I2 の差(I1 −I2 )が次の数式1に示
すように、電圧V1 、同V2 の積に比例する。なお、式
中、α1 及びα2 は、トランジスタの移動度をμn 、ゲ
ート酸化膜容量をCOXとして、数式2、同3で示され
る。
In this pseudo Gilbert multiplier,
Two input signals (voltage V 1, the V 2) with respect to the differential output current I 1, the difference between the I 2 (I 1 -I 2) is as shown in the following Equation 1, voltage V 1, the proportional to the product of V 2. Note that in the formulas, α 1 and α 2 are represented by Expressions 2 and 3, where μ n is the mobility of the transistor and C OX is the capacitance of the gate oxide film.

【0005】[0005]

【数1】 (Equation 1)

【0006】[0006]

【数2】 (Equation 2)

【0007】[0007]

【数3】 (Equation 3)

【0008】また、数式2、同3において、W1/L
1、W5/L5はトランジスタM1、同M5のゲート幅
Wとゲート長Lの比(W/L)であるが、トランジスタ
(M2、M3、M4)のW/LはトランジスタM1のそ
れに等しく(数式4)、トランジスタM6のW/Lはト
ランジスタM5のそれに等しい(数式5)。
In equations 2 and 3, W1 / L
1, W5 / L5 is the ratio (W / L) of the gate width W and the gate length L of the transistors M1 and M5, and the W / L of the transistors (M2, M3, M4) is equal to that of the transistor M1 (formula (1)). 4), W / L of the transistor M6 is equal to that of the transistor M5 (Equation 5).

【0009】[0009]

【数4】 (Equation 4)

【0010】[0010]

【数5】 (Equation 5)

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述した擬似ギルバー
トマルチプライヤの構成では、第2の入力電圧(V2
について得られる直線性の範囲に比べて、第1の入力電
圧(V1 )について得られる直線性の範囲が狭いので、
アナログマルチプライヤとしての利用が困難であるとい
う問題がある。この問題の根拠は、従来、必ずしも明確
ではなかったが、数式1の導出過程を詳細に検討した結
果、その根拠が明らかになった。以下、説明する。
In the pseudo-Gilbert multiplier described above, the second input voltage (V 2 )
Since the range of linearity obtained for the first input voltage (V 1 ) is smaller than the range of linearity obtained for
There is a problem that it is difficult to use as an analog multiplier. Conventionally, the grounds for this problem have not always been clear, but as a result of a detailed study of the derivation process of Equation 1, the grounds have been clarified. This will be described below.

【0012】トランジスタ(M1、M2、M3、M4、
M5、M6)それぞれのドレイン電流(Id1、Id2、I
d3、Id4、Id5、Id6)は次の数式6〜同11となる。
なお、式中、Vgsi (i=1、2、……、6)はトラン
ジスタMiのゲート・ソース間電圧、Vt はトランジス
タのピンチオフ電圧である。
The transistors (M1, M2, M3, M4,
M5, M6) The respective drain currents (I d1 , I d2 , I
d3 , Id4 , Id5 , Id6 ) are given by the following equations 6 to 11.
In the formulas, V gsi (i = 1,2, ......, 6) is a gate-source voltage of the transistor Mi, the V t is a pinch-off voltage of the transistor.

【0013】[0013]

【数6】 (Equation 6)

【0014】[0014]

【数7】 (Equation 7)

【0015】[0015]

【数8】 (Equation 8)

【0016】[0016]

【数9】 (Equation 9)

【0017】[0017]

【数10】 (Equation 10)

【0018】[0018]

【数11】 [Equation 11]

【0019】ここで、Id5、Id6、I0 、V1 、V2
次の数式12〜同16と置ける。
Here, I d5 , I d6 , I 0 , V 1 and V 2 can be expressed by the following equations (12) to (16).

【0020】[0020]

【数12】 (Equation 12)

【0021】[0021]

【数13】 (Equation 13)

【0022】[0022]

【数14】 [Equation 14]

【0023】[0023]

【数15】 (Equation 15)

【0024】[0024]

【数16】 (Equation 16)

【0025】そして、IV2を次の数式17のように置く
と、数式14と同17とから、Id5、Id6は次の数式1
8、同19のように求まる。
Then, if I V2 is placed as shown in the following Expression 17, from Expressions 14 and 17, I d5 and I d6 become the following Expression 1.
8 and 19 are obtained.

【0026】[0026]

【数17】 [Equation 17]

【0027】[0027]

【数18】 (Equation 18)

【0028】[0028]

【数19】 [Equation 19]

【0029】また、IV1を次の数式20のように置く
と、入力電圧V1 は次の数式21のように求まる。
When I V1 is set as in the following equation 20, the input voltage V 1 is obtained as in the following equation 21.

【0030】[0030]

【数20】 (Equation 20)

【0031】[0031]

【数21】 (Equation 21)

【0032】そうすると、I1 −I2 は、次の数式22
のようになる。
Then, I 1 -I 2 is given by the following equation (22).
become that way.

【0033】[0033]

【数22】 (Equation 22)

【0034】ここで、f(x)、g(x)、h(x)を
次の数式23〜同25のように置いて、h(x)を級数
展開すると、数式26となる。
Here, when f (x), g (x), and h (x) are placed as shown in the following Expressions 23 to 25 and h (x) is series-expanded, Expression 26 is obtained.

【0035】[0035]

【数23】 (Equation 23)

【0036】[0036]

【数24】 (Equation 24)

【0037】[0037]

【数25】 (Equation 25)

【0038】[0038]

【数26】 (Equation 26)

【0039】数式23において、f(x)の1回微分は
数式27であり、これのx=0の値は数式28である。
また、f(x)の2回微分は数式29であり、これのx
=0の値は数式30である。以下、同様に高次の値が求
められる。
In Equation 23, the one-time derivative of f (x) is Equation 27, and the value of x = 0 is Equation 28.
The second derivative of f (x) is given by Expression 29, and x
The value of = 0 is Equation 30. Hereinafter, higher order values are similarly obtained.

【0040】[0040]

【数27】 [Equation 27]

【0041】[0041]

【数28】 [Equation 28]

【0042】[0042]

【数29】 (Equation 29)

【0043】[0043]

【数30】 [Equation 30]

【0044】また、数式24において、g(x)の1回
微分は数式31であり、これのx=0の値は数式32で
ある。また、g(x)の2回微分は数式33であり、こ
れのx=0の値は数式34である。以下、同様に高次の
値が求められる。
In equation (24), the first derivative of g (x) is equation (31), and the value of x = 0 is equation (32). The second derivative of g (x) is represented by Expression 33, and the value of x = 0 is Expression 34. Hereinafter, higher order values are similarly obtained.

【0045】[0045]

【数31】 (Equation 31)

【0046】[0046]

【数32】 (Equation 32)

【0047】[0047]

【数33】 [Equation 33]

【0048】[0048]

【数34】 (Equation 34)

【0049】但し、f(0)=g(0)=1であるの
で、h(0)=0である。以上のことから、h(x)=
ax+……となるので、結局、I1 −I2 は、次の数式
35となり、さらに数式20と同21の関係を考慮する
と、数式36となる。
However, since f (0) = g (0) = 1, h (0) = 0. From the above, h (x) =
ax +..., and eventually I 1 −I 2 becomes the following Expression 35, and further, when Expression 20 and 21 are considered, Expression 36 is obtained.

【0050】[0050]

【数35】 (Equation 35)

【0051】[0051]

【数36】 [Equation 36]

【0052】そして、数式36において、第2項以降を
無視し、またV1 2項をV1 2=0として無視すると、I1
−I2 は、次の数式37のように求まる。
[0052] In Equation 36, ignoring the second and subsequent terms, also ignoring V 1 binomial as V 1 2 = 0, I 1
−I 2 is obtained as in the following Expression 37.

【0053】[0053]

【数37】 (37)

【0054】また、数式36を更に級数展開すると、I
1 −I2 は、次の数式38となるので、V1 ,V2 それ
ぞれの2次以上の項を無視すると、数式39が得られ
る。これは、前記数式1そのものである。
Further, when Equation 36 is further expanded into a series, I
Since 1− I 2 is given by the following equation 38, ignoring the quadratic terms of V 1 and V 2 yields equation 39. This is Equation 1 itself.

【0055】[0055]

【数38】 (38)

【0056】[0056]

【数39】 [Equation 39]

【0057】さて、数式37であるが、この数式37か
ら、図5に示す擬似ギルバートマルチプライヤの等化回
路として図6に示す回路が得られる。従って、IV1は、
入力電圧V1 に対する定電流源I0 /2で駆動される差
動増幅器の差動出力電流(トランスファー・カーブ)に
相当し、また、IV2は、入力電圧V2 に対する定電流源
0で駆動される差動増幅器の差動出力電流(トランス
ファー・カーブ)に相当することを表しているのであ
る。
Now, from Expression 37, a circuit shown in FIG. 6 can be obtained from Expression 37 as an equalizing circuit of the pseudo Gilbert multiplier shown in FIG. Therefore, I V1 is
Corresponds to the differential output current of the constant current source I 0/2 in driven differential amplifier (transfer curve) with respect to the input voltage V 1, also, I V2 is a constant current source I 0 to the input voltage V 2 This corresponds to the differential output current (transfer curve) of the driven differential amplifier.

【0058】要するに、差動増幅器のトランスファー・
カーブは、入力電圧が小さければ直線とみなせるので、
数式37は入力電圧V1 、同V2 が小さい範囲で動作す
る乗算器を示しているのであるが、数式36から、入力
電圧V2 について得られる直線性の良好な電圧範囲に対
し、入力電圧V1 について得られる直線性の良好な電圧
範囲が狭くなるのである。例えば、同一サイズのトラン
ジスタで構成する場合には、入力電圧V1 の動作範囲は
入力電圧V2 の動作範囲の1/√2になるのである。
In short, the transfer of the differential amplifier
Since the curve can be regarded as a straight line if the input voltage is small,
Expression 37 shows a multiplier operating in a range where the input voltages V 1 and V 2 are small. From Expression 36, the input voltage V 1 and the voltage range with good linearity obtained for the input voltage V 2 good voltage range of linearity obtained for V 1 is from becoming narrow. For example, in the case of a transistor of the same size, the operating range of input voltages V 1 is become 1 / √2 of the operating range of the input voltage V 2.

【0059】本発明の目的は、擬似ギルバートマルチプ
ライヤにおいて、第1の入力電圧の動作範囲の拡大を図
ることによって、直線性の大幅な改善を可能にするマル
チプライヤを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a pseudo-Gilbert multiplier capable of greatly improving the linearity by expanding the operating range of the first input voltage.

【0060】[0060]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明のマルチプライヤは次の如き構成を有する。即
ち、本発明のマルチプライヤは、第1の入力端子対間に
配置される第1及び第2の差動対トランジスタであっ
て、この2組の差動対トランジスタは、相互間におい
て、一方のトランジスタのドレイン同士及び他方のトラ
ンジスタのドレイン同士がそれぞれ共通接続され、第1
の差動対トランジスタの一方のトランジスタのゲートと
第2の差動対トランジスタの他方のトランジスタのゲー
トとが共通に第1の入力端子対の一方の入力端子(一方
の極性)に接続され、第1の差動対トランジスタの他方
のトランジスタのゲートと第2の差動対トランジスタの
一方のトランジスタのゲートとが共通に第1の入力端子
対の他方の入力端子(他方の極性)に接続される第1及
び第2の差動対トランジスタと; 第2の入力端子対間
に配置されるn(n≧2)組の差動対トランジスタであ
って、このn組の差動対トランジスタは、一方のトラン
ジスタが、ドレイン同士が共通に前記第1の差動対トラ
ンジスタのソースに接続され、ゲート同士が共通に第2
の入力端子対の一方の入力端子(一方の極性)に共通接
続され、他方のトランジスタが、ドレイン同士が共通に
前記第2の差動対トランジスタのソースに接続され、ゲ
ート同士が共通に第2の入力端子対の他方の入力端子
(他方の極性)に共通接続されるn組の差動対トランジ
スタ; 前記n組の差動対トランジスタそれぞれを駆動
する同一内容のn個の定電流源と; を備えたことを特
徴とするものである。
In order to achieve the above object, a multiplier according to the present invention has the following configuration. That is, the multiplier of the present invention is a first and a second differential pair transistor arranged between the first input terminal pair, and the two pairs of differential pair transistors are connected to each other by one of them. The drains of the transistors and the drains of the other transistors are commonly connected, and the first
The gate of one transistor of the differential pair transistor and the gate of the other transistor of the second differential pair transistor are commonly connected to one input terminal (one polarity) of the first input terminal pair. The gate of the other of the one differential pair transistor and the gate of one of the second differential pair transistors are commonly connected to the other input terminal (the other polarity) of the first input terminal pair. First and second differential pair transistors; n (n ≧ 2) pairs of differential pair transistors arranged between the second input terminal pairs, wherein the n pairs of differential pair transistors are: Are connected to the source of the first differential pair transistor in common with the drains, and are connected in common to the second gate in the gate of the first differential pair transistor.
, And the other transistor has a drain connected to the source of the second differential pair transistor in common and a gate connected in common to the second terminal of the second differential pair transistor. N pairs of differential pair transistors commonly connected to the other input terminal (the other polarity) of the pair of input terminals; n constant current sources having the same contents for driving each of the n pairs of differential pair transistors; It is characterized by having.

【0061】[0061]

【作用】次に、前記の如く構成される本発明のマルチプ
ライヤの作用を説明する。本発明のマルチプライヤは、
第1の入力端子対間に2組の差動対トランジスタを配置
し、また第2の入力端子対間に同一構成のn組(n≧
2)の差動対トランジスタを並列接続して配置し、この
並列接続したn組の差動対トランジスタそれぞれのドレ
インを前記2組の差動対トランジスタの対応するソース
に接続し、且つ、このn組の差動対トランジスタそれぞ
れを同一内容の定電流源で駆動するようにしてある。な
お、「同一構成」とは、ゲート幅とゲート長の比が等し
いことを言う。
Next, the operation of the multiplier of the present invention configured as described above will be described. The multiplier of the present invention
Two differential pair transistors are arranged between the first input terminal pair, and n sets (n ≧ n) of the same configuration are arranged between the second input terminal pairs.
2) The differential pair transistors are connected in parallel, and the drains of the n sets of differential pair transistors connected in parallel are connected to the corresponding sources of the two sets of differential pair transistors. Each set of differential pair transistors is driven by a constant current source having the same contents. Note that “the same configuration” means that the ratio between the gate width and the gate length is equal.

【0062】その結果、第1の入力端子対に印加される
第1の入力電圧動作範囲を広げることができ、直線性を
大幅に改善できることになる。
As a result, the operating range of the first input voltage applied to the first input terminal pair can be expanded, and the linearity can be greatly improved.

【0063】[0063]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の一実施例に係るマルチプライヤ
を示す。図1において、このマルチプライヤは、図5に
示した擬似ギルバートマルチプライヤにおいて、1組の
差動対トランジスタ(M5、M6)に、nをn≧2とし
たとき、(n−1)組の差動対トランジスタ(M{2
(n+2)−1}、M{2(n+2)})を並列接続
し、差動対トランジスタ(M5、M6)を含むn組のそ
れぞれを同一内容の定電流源I0で駆動するようにして
ある。なお、(n−1)個の差動対トランジスタ(M
{2(n+2)−1}、M{2(n+2)})それぞれ
のゲート幅とゲート長の比は、差動対トランジスタ(M
5、M6)のそれに等しくしてある。以下、n=2の場
合、即ち、追加差動対トランジスタが1つの場合(これ
を、M7、M8とする)について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a multiplier according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, in the pseudo Gilbert multiplier shown in FIG. 5, when one pair of differential pair transistors (M5, M6) has n ≧ 2, (n−1) sets Differential pair transistor (M {2
(N + 2) -1}, M {2 (n + 2)}) and the parallel connection, so as to drive each of the n sets including differential pair transistors (M5, M6) in the constant current source I 0 of the same content is there. Note that (n-1) differential pair transistors (M
{2 (n + 2) -1}, M {2 (n + 2)}) The ratio of the gate width to the gate length is determined by the differential pair transistor (M
5, M6). Hereinafter, the case where n = 2, that is, the case where there is one additional differential pair transistor (this is referred to as M7 and M8) will be described.

【0064】追加のトランジスタM7、同M8は、それ
ぞれ、ゲート幅Wとゲート長Lの比(W/L)がトラン
ジスタM5、同M6のそれに等しい(数式40)。
The ratio (W / L) of the gate width W to the gate length L of each of the additional transistors M7 and M8 is equal to that of the transistors M5 and M6 (Equation 40).

【0065】[0065]

【数40】 (Equation 40)

【0066】従って、追加のトランジスタM7、同M8
のドレイン電流Id7、同Id8及びこれらと入力電圧V
2 、定電流源I0 の関係はそれぞれ次の数式41〜同4
4となるが、これらはトランジスタM5、同M6のそれ
と同一となる。
Therefore, additional transistors M7 and M8
Currents I d7 , I d8 and the input voltage V
2, the respective relationship of the constant current source I 0 is the following equation 41 to the 4
4, which are the same as those of the transistors M5 and M6.

【0067】[0067]

【数41】 [Equation 41]

【0068】[0068]

【数42】 (Equation 42)

【0069】[0069]

【数43】 [Equation 43]

【0070】[0070]

【数44】 [Equation 44]

【0071】よって、IV2を前記の数式17と同様に次
の数式45のように置くと、数式44と同45とから、
d7、Id8は次の数式46、同47のように求まり、こ
れらはId5、Id6と等しい。
Accordingly, if I V2 is placed as in the following equation 45 in the same manner as in the above equation 17, from equations 44 and 45,
I d7 and I d8 are obtained as in the following Expressions 46 and 47, which are equal to I d5 and I d6 .

【0072】[0072]

【数45】 [Equation 45]

【0073】[0073]

【数46】 [Equation 46]

【0074】[0074]

【数47】 [Equation 47]

【0075】また、IV1を次の数式48のように置く
と、入力電圧V1 は次の数式49のように求まる。
When I V1 is set as in the following equation (48), the input voltage V 1 is obtained as in the following equation (49).

【0076】[0076]

【数48】 [Equation 48]

【0077】[0077]

【数49】 [Equation 49]

【0078】そうすると、I1 −I2 は、次の数式50
のようになるが、これを級数展開して数式51のように
する。
Then, I 1 -I 2 is given by the following equation (50).
Which is expanded into a series to obtain Equation 51.

【0079】[0079]

【数50】 [Equation 50]

【0080】[0080]

【数51】 (Equation 51)

【0081】そして、I1 −I2 は、数式48、同49
を考慮すると、次の数式52のようになり、更に、第2
項以降を無視し、またV1 2項をV1 2=0として無視する
と、数式53のように求まる。
Then, I 1 -I 2 are given by the following equations (48) and (49).
Is considered, the following Expression 52 is obtained.
Ignoring the later sections, also ignoring V 1 2 wherein the V 1 2 = 0, obtained as in Equation 53.

【0082】[0082]

【数52】 (Equation 52)

【0083】[0083]

【数53】 (Equation 53)

【0084】ここで、この数式53から、IV1は、入力
電圧V1 に対する定電流源I0(従来はI0 /2であっ
た)で駆動される差動増幅器の差動出力電流(トランス
ファー・カーブ)に相当し、また、IV2は、入力電圧V
2 に対する定電流源I0 で駆動される差動増幅器の差動
出力電流(トランスファー・カーブ)に相当することを
表している。
Here, from equation 53, I V1 is the differential output current (transfer) of the differential amplifier driven by the constant current source I 0 (conventionally I 0/2 ) with respect to the input voltage V 1 . Curve), and I V2 is the input voltage V
Indicates that the corresponding differential output current of the differential amplifier which is driven by a constant current source I 0 (transfer curve) for 2.

【0085】要するに、差動増幅器のトランスファー・
カーブは、入力電圧が小さければ直線とみなせるので、
数式53は入力電圧V1 、同V2 が小さい範囲で動作す
る乗算器を示しているのである。この点に関しては、図
5に示す擬似ギルバートマルチプライヤと同様である。
In short, the transfer of the differential amplifier
Since the curve can be regarded as a straight line if the input voltage is small,
Equation 53 shows a multiplier operating in a range where the input voltages V 1 and V 2 are small. This is the same as the pseudo Gilbert multiplier shown in FIG.

【0086】しかし、数式45と同48との比較から、
同一サイズのトランジスタで構成すれば、即ち、α1
α2 とすれば、2つの入力電圧V1 、同V2 の何れにつ
いても乗算器の特性は、ほぼ等しくなるので、その分だ
け入力電圧V1 の動作範囲は、図5に示す擬似ギルバー
トマルチプライヤの場合よりも広くなり、乗算器の直線
性が改善されることが理解できる。具体的には、n=2
(α1 =α2 )の構成においては√2倍、図1に示す一
般の構成においては√n倍だけ広くなる。
However, from the comparison between Expressions 45 and 48,
If they are composed of transistors of the same size, that is, α 1 =
Assuming that α 2 , the characteristics of the multiplier become substantially equal for both of the two input voltages V 1 and V 2 , so that the operating range of the input voltage V 1 is correspondingly reduced by the pseudo Gilbert multiplication shown in FIG. It can be seen that the width is wider than that of the pliers, and the linearity of the multiplier is improved. Specifically, n = 2
In the configuration of (α 1 = α 2 ), the width becomes √2 times, and in the general configuration shown in FIG. 1, the width becomes √n times.

【0087】以上のことから、図1に示す一般的な構成
のマルチプライヤの等化回路は、図2に示すようにな
り、その特性は図3、図4に示すようになる。但し、I
V1は、次の数式54である。
From the above, the equalizer circuit of the multiplier having the general configuration shown in FIG. 1 is as shown in FIG. 2, and its characteristics are as shown in FIG. 3 and FIG. Where I
V1 is the following Expression 54.

【0088】[0088]

【数54】 (Equation 54)

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマルチプ
ライヤによれば、第1の入力端子対間に2組の差動対ト
ランジスタを配置し、また第2の入力端子対間に同一構
成のn組の差動対トランジスタを並列接続して配置し、
この並列接続したn組の差動対トランジスタそれぞれの
ドレインを前記2組の差動対トランジスタの対応するソ
ースに接続し、且つ、このn組の差動対トランジスタそ
れぞれを同一内容の定電流源で駆動するようにしたの
で、第1の入力端子対に印加される第1の入力電圧動作
範囲を広げることができ、直線性を大幅に改善できる効
果がある。
As described above, according to the multiplier of the present invention, two pairs of differential pair transistors are arranged between the first input terminal pair, and the same configuration is provided between the second input terminal pair. And n pairs of differential pair transistors are connected in parallel,
The drains of each of the n sets of differential pair transistors connected in parallel are connected to corresponding sources of the two sets of differential pair transistors, and each of the n sets of differential pair transistors is connected to a constant current source having the same contents. Since the driving is performed, the operation range of the first input voltage applied to the first input terminal pair can be expanded, and the linearity can be greatly improved.

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

【図1】本発明の一実施例にかかるマルチプライヤの回
路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a multiplier according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すマルチプライヤの等化回路図であ
る。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the multiplier shown in FIG.

【図3】入力電圧V2 をパラメータとした場合の入力電
圧V1と出力電流(I1 、I2)の関係図である。
FIG. 3 is a relationship diagram between an input voltage V 1 and output currents (I 1 , I 2 ) when the input voltage V 2 is used as a parameter.

【図4】入力電圧V1 をパラメータとした場合の入力電
圧V2と出力電流(I1 、I2)の関係図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an input voltage V 2 and an output current (I 1 , I 2 ) when the input voltage V 1 is used as a parameter.

【図5】擬似ギルバートマルチプライヤの回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram of a pseudo Gilbert multiplier.

【図6】擬似ギルバートマルチプライヤの等化回路図で
ある。
FIG. 6 is an equalization circuit diagram of a pseudo Gilbert multiplier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 入力端子 3 入力端子 4 入力端子 M1 トランジスタ M2 トランジスタ M3 トランジスタ M4 トランジスタ M5 トランジスタ M6 トランジスタ M{2(n+2)−1} トランジスタ M{2(n+2)} トランジスタ I0 定電流源 V1 入力電圧 V2 入力電圧First input terminal second input terminal 3 input terminal 4 input terminals M1 transistor M2 transistor M3 transistor M4 transistor M5 transistor M6 transistor M {2 (n + 2) -1} transistor M {2 (n + 2) } transistor I 0 a constant current source V 1 input voltage V 2 input voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−24377(JP,A) 特開 昭63−308687(JP,A) 特開 昭60−146371(JP,A) 特開 平3−72704(JP,A) 特開 平4−156612(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06G 7/16 H03D 1/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-24377 (JP, A) JP-A-63-308687 (JP, A) JP-A-60-146371 (JP, A) JP-A-3-3 72704 (JP, A) JP-A-4-156612 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06G 7/16 H03D 1/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の入力端子対間に配置される第1及
び第2の差動対トランジスタであって、この2組の差動
対トランジスタは、相互間において、一方のトランジス
タのドレイン同士及び他方のトランジスタのドレイン同
士がそれぞれ共通接続され、第1の差動対トランジスタ
の一方のトランジスタのゲートと第2の差動対トランジ
スタの他方のトランジスタのゲートとが共通に第1の入
力端子対の一方の入力端子(一方の極性)に接続され、
第1の差動対トランジスタの他方のトランジスタのゲー
トと第2の差動対トランジスタの一方のトランジスタの
ゲートとが共通に第1の入力端子対の他方の入力端子
(他方の極性)に接続される第1及び第2の差動対トラ
ンジスタと; 第2の入力端子対間に配置されるn(n
≧2)組の差動対トランジスタであって、このn組の差
動対トランジスタは、一方のトランジスタが、ドレイン
同士が共通に前記第1の差動対トランジスタのソースに
接続され、ゲート同士が共通に第2の入力端子対の一方
の入力端子(一方の極性)に共通接続され、他方のトラ
ンジスタが、ドレイン同士が共通に前記第2の差動対ト
ランジスタのソースに接続され、ゲート同士が共通に第
2の入力端子対の他方の入力端子(他方の極性)に共通
接続されるn組の差動対トランジスタ; 前記n組の差
動対トランジスタそれぞれを駆動する同一内容のn個の
定電流源と; を備えたことを特徴とするマルチプライ
ヤ。
1. A first and a second differential pair transistor disposed between a first input terminal pair, wherein the two pairs of differential pair transistors are connected to each other by drains of one of the transistors. And the drains of the other transistors are commonly connected, and the gate of one of the first differential pair transistors and the gate of the other of the second differential pair transistors are commonly connected to the first input terminal pair. Connected to one input terminal (one polarity)
The gate of the other transistor of the first differential pair transistor and the gate of one of the second differential pair transistors are commonly connected to the other input terminal (the other polarity) of the first input terminal pair. First and second differential pair transistors; and n (n
≧ 2) sets of differential pair transistors, wherein one of the n pairs of differential pair transistors has a drain connected in common to the source of the first differential pair transistor, and a gate connected to the other. The other transistor is commonly connected to one input terminal (one polarity) of the second input terminal pair, the other transistor is connected to the source of the second differential pair transistor and the drain is commonly connected, and the gates are connected to each other N sets of differential pair transistors commonly connected to the other input terminal (the other polarity) of the second input terminal pair; n sets of the same contents for driving the n sets of differential pair transistors, respectively; A current source; and a multiplier.
JP15515391A 1991-05-31 1991-05-31 Multiplier Expired - Fee Related JP3109138B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15515391A JP3109138B2 (en) 1991-05-31 1991-05-31 Multiplier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15515391A JP3109138B2 (en) 1991-05-31 1991-05-31 Multiplier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04354075A JPH04354075A (en) 1992-12-08
JP3109138B2 true JP3109138B2 (en) 2000-11-13

Family

ID=15599691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15515391A Expired - Fee Related JP3109138B2 (en) 1991-05-31 1991-05-31 Multiplier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3109138B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7268608B2 (en) * 2005-08-18 2007-09-11 Linear Technology Corporation Wideband squaring cell

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04354075A (en) 1992-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2556173B2 (en) Multiplier
JP2556293B2 (en) MOS OTA
JP2841978B2 (en) Frequency multiplication / mixer circuit
JP2661394B2 (en) Multiplication circuit
JPH06195484A (en) Multiplyer
US6611171B2 (en) Linear transconductance amplifier
JP3109138B2 (en) Multiplier
JPH10154194A (en) Cmos multiplier
JPS6132842B2 (en)
JP2836358B2 (en) Differential amplifier circuit
JP2556188B2 (en) Multiplier
JP2707667B2 (en) Comparison circuit
JP3036121B2 (en) Pseudo-log IF amplifier
JP3030985B2 (en) Frequency mixer circuit
JP2730489B2 (en) Differential amplifier circuit
JP2514066Y2 (en) FET amplifier circuit
JPH061901B2 (en) A buffer circuit using MOS transistors
JP2630230B2 (en) Amplifier circuit
JP2596256B2 (en) Square circuit
JP2551386B2 (en) Multiplier
JPH07112136B2 (en) Differential input differential output amplifier
JP2000251007A (en) Mos multiplication circuit
JP3117048B2 (en) Multiplication circuit
JP2526805B2 (en) Multiplier
JPH05129849A (en) If limiter amplifier circuit

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080914

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees