JP3116544B2 - 遅延回路 - Google Patents

遅延回路

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JP3116544B2
JP3116544B2 JP04111077A JP11107792A JP3116544B2 JP 3116544 B2 JP3116544 B2 JP 3116544B2 JP 04111077 A JP04111077 A JP 04111077A JP 11107792 A JP11107792 A JP 11107792A JP 3116544 B2 JP3116544 B2 JP 3116544B2
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capacitor
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emitter
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雅文 下田代
吉夫 東田
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Panasonic Holdings Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/26Time-delay networks
    • H03H11/265Time-delay networks with adjustable delay

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSI化が容易な半導
体素子を用いて構成した遅延回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の遅延回路であり、ベースが
入力端子4に、エミッタが第6の抵抗R6を介して接地
と第7の抵抗R7の一端に、コレクタが第5の抵抗R5
を介して電源端6と第5の容量C5の一端に接続された
一導電型のエミッタホロワ用の第3のトランジスタQ3
とを備え、前記第7の抵抗R7の一端と前記第5の容量
C5の一端が出力端子5に接続された構成からなる。
【0003】以上のように構成された遅延回路につい
て、以下にその動作を説明する。まず、電源端子6にD
C電圧Vccが加えられており、入力端子4には、トラ
ンジスタQ3が動作可能なDCバイアス電圧V1が加え
られているとする。次に、トランジスタQ3の浮遊容量
と抵抗R5とR6とR7の浮遊容量は、十分に小さいと
すると、入力端子4から出力端子5までの伝達関数H
(ω)は式(1)で示される。 H(ω)={1−jωC(R+re)}/{1+jωC(R+re)} ・・・(1) (但し、j;虚数、ω;角周波数、C;コンデンサC5
の容量値、R;抵抗R7の抵抗値、re;トランジスタ
Q3のエミッタ抵抗値である。)ここで、トランジスタ
Q3に流れているエミッタ電流をIeとすると、Ieは
式(2)で示される。 Ie=(V1−Vbe)/R6 ・・・(2) (但し、V1;入力端子4に加えられているDC電圧、
Vbe;トランジスタQ3のベース・エミッタ間の電
圧、R6;抵抗R6の抵抗値である。)また、reとI
eには式(3)の関係が成り立つ。 re=kT/qIe ・・・(3) (但し、k;ボルツマン定数、T;絶対温度、q;電子
の電荷、Ie;トランジスタQ3に流れているエミッタ
電流値である。)式(1)より遅延時間Tdを求めると
式(4)になる。 Td=2C(R+re)/[1+{ωC(R+re)}2] ・・・(4) また、低域での遅延時間Td0は式(5)で示される。 Td0=2C(R+re) ・・・(5)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来例の問題点としては、 (1) 伝達関数H(ω)を構成している定数はすべて
固定値なので、伝達関数H(ω)の可変が困難であり、
従って遅延回路の周波数特性の可変が困難であった。 (2) 遅延量の値を可変するには、抵抗値と容量値を
可変させて対応し、容易に変化させることは困難であっ
た。 という欠点を有していた。
【0005】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、伝達関数H(ω)の可変が可能であり、遅延量の可
変が容易にできる遅延回路を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の遅延回路は、ベースが入力端子に、エミッタ
が第1の電流源を介して第1の電位点と第1の抵抗の一
端と第1の容量を介して第1もしくは第2の電位点に、
コレクタが第2の抵抗を介して第2の電位点と第2の容
量の一端に接続された一導電型の第1のトランジスタ
と、ベースが前記第1の抵抗の他端と前記第2の容量の
他端に、エミッタが第2の電流源を介して第2の電位点
と第3の抵抗の一端と第3の容量を介して第1もしくは
第2の電位点に、コレクタが第4の抵抗を介して第1の
電位点と第4の容量の一端に接続された逆導電型の第2
のトランジスタとを備え、前記第3の抵抗の他端と前記
第4の容量の他端を接続してこれを出力端子とした構成
を有している。
【0007】
【作用】この構成によって、第1と第2の電流源の電流
値を変化させることで、第1と第2のトランジスタのエ
ミッタ抵抗が変化して、周波数特性と遅延量の可変が可
能になる。
【0008】また、一導電型と逆導電型のエミッタホロ
ワと抵抗とコンデンサを使用しているので、低電源電圧
で動作させてもダイナミックレンジが広くとれ、低電源
電圧での動作が可能である。
【0009】また、前記一導電型と逆導電型のエミッタ
ホロワと抵抗とコンデンサと電流源の構成を多段に接続
すれば周波数特性が高帯域までー定で、遅延量可変範囲
が大きい遅延回路を構成できる。
【0010】また、前記第1と第2の電流源の電流値に
温度勾配を持たせれば、遅延量の温度勾配を少なくする
ことができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施例における遅延
回路の基本回路を示すものである。図1の回路は、ベー
スが入力端子1に、エミッタが第1の電流源I1を介し
て接地と第1の抵抗R1の一端と第1の容量C1を介し
て電源端3に、コレクタが第2の抵抗R2を介して電源
端3と第2の容量C2の一端に接続された一導電型のエ
ミッタホロワ用の第1のトランジスタQ1(例えば、N
PN型)と、ベースが第1の抵抗R1の他端と第2の容
量C2の他端に、エミッタが第2の電流源I2を介して
電源端3と第3の抵抗R3の一端と第3の容量C3を介
して接地に、コレクタが第4の抵抗R4を介して接地と
第4の容量C4の一端に接続された逆導電型のエミッタ
ホロワ用の第2のトランジスタQ2(例えば、PNP
型)とを備え、第3の抵抗R3の他端と第4の容量C4
の他端を接続してこれを出力端子2とした構成を有して
いる。
【0013】まず、電源端子3にDC電圧Vccが加え
られており、入力端子1には、トランジスタQ1とQ2
が動作可能なDCバイアス電圧V1が加えられていると
する。ここで、電流源I1とI2の電流値がそれぞれI
0で等しいとすると、トランジスタQ1とQ2のエミッ
タ抵抗は等しくなり、これをreとすると式(6)で示
される。 re=kT/qI0 ・・・(6) (但し、k;ボルツマン定数、T;絶対温度、q;電子
の電荷、I0;電流源I1とI2の電流値である。)式
(6)より、reは電流源I1とI2の電流値I0によ
って可変が可能であることがわかる。
【0014】次に、トランジスタQ1とQ2の電流増幅
率hfeが十分大きく、かつ、トランジスタQ1とQ2
の浮遊容量と抵抗R1とR2とR3とR4の浮遊容量は
十分に小さいとすると、入力端子1から出力端子2まで
の伝達関数H(ω)は式(7)で示される。 H(ω)={(1−jωCR)/(1+jω2Cre)}2 ・・・(7) (但し、j;虚数、ω;角周波数、C;コンデンサC1
とC2とC3とC4の容量値、R;抵抗R1とR2とR
3とR4の抵抗値、re;トランジスタQ1とQ2のエ
ミッタ抵抗値である。)式(7)より、図1の回路は遅
延回路の特性を有しており、かつ、電流値I0によりr
eの可変が可能であるので、伝達関数H(ω)の可変が
可能となる。
【0015】また、式(7)より遅延時間Tdを求める
と式(8)になる。 Td=2[CR/{1+(ωCR)2}+2Cre/{1+(ω2Cre)2}] ・・・(8) また、低域での遅延時間Td0は、式(9)で示され
る。 Td0=2C(R+2re) ・・・(9) 式(8)と式(9)より、電流値I0を可変することで
reが変化するので、図1の回路は遅延時間TdとTd
0の可変が可能となる。
【0016】また、図1において、カットオフ周波数F
cは、式(10)で示される。 Fc=1/{4πC(R+re)} ・・・(10) 式(10)より、reを小さい値にすることにより、図
1の周波数特性は、高帯域まで一定な特性を得ることが
可能である。
【0017】また、reは電流値I0で決定されるの
で、コンデンサの容量値Cの温度変化が小さいとする
と、電流値I0の温度変化を抵抗Rの温度変化と一定の
関係を持たせれば、遅延時間TdとTd0の温度変化を
小さくできる。
【0018】なお、コンデンサC1とコンデンサC3を
接続する電位点は、接地もしくは電源端どちらでもよ
い。
【0019】また、ここで図1の回路を図2に示すよう
に多段に接続する。図1は、式(8)と式(9)と式
(10)から明かなように、周波数特性を高帯域まで一
定にすれば、遅延時間が小さくなる問題がある。
【0020】よって、図2のごとく、周波数特性を満足
できる領域まで1段の周波数特性を設定して、遅延時間
を同一回路をn段接続することで増加させて、使用可能
な特性を実現できる。
【0021】また、図2の構成では、1段ごとにトラン
ジスタQ1に流れる電流とトランジスタQ2に流れる電
流を可変すれば、式(8)と式(9)から明かなよう
に、かなりの範囲で遅延時間を可変できる。
【0022】また、可変量が大きすぎる場合は、数段お
きに電流源の電流値を固定に設定すればよく、回路が簡
単化される。また、図1の回路では、NPN型とPNP
型の直列回路としたが、これを入れ換えて、PNP型と
NPN型の直列回路としても同じ特性が得られることは
言うまでもない。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明は、NPN型とPN
P型のトランジスタとコンデンサと抵抗を基本にした簡
単な回路で遅延回路を実現している。
【0024】また、NPN型とPNP型のトランジスタ
に接続された電流源の電流値を変化させることで、容易
に周波数特性と遅延時間を可変できる。
【0025】また、周波数特性を高帯域化して遅延時間
を大きくしたい場合には、NPN型とPNP型のトラン
ジスタとコンデンサと抵抗を基本した簡単な回路を多段
接続すれば実現できる。
【0026】また、多段接続の回路は基本回路の繰り返
しとなるため、レイアウト設計が容易で集積度を向上さ
せられるので、LSI化に適した構成となる。
【0027】また、電流源の電流値に温度特性を持たせ
れば、遅延時間の温度変化を小さくできる。
【0028】また、NPN型とPNP型のトランジスタ
とコンデンサと抵抗を基本した簡単な回路で遅延回路を
構成しているので、ダイナミックレンジが広くできて、
低電源電圧での動作が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における遅延回路の構成を示す
回路図
【図2】同実施例における遅延回路をn段接続した回路
構成を示すブロック図
【図3】従来の遅延回路の構成を示す回路図
【符号の説明】 1,1−1〜1−n 入力端子 2,2−1〜2−n 出力端子 3 電源端子 a−1,a−2,a−n 遅延回路 Q1,Q2 トランジスタ C1〜C4 コンデンサ I1,I2 電流源 R1〜R4 抵抗
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−314005(JP,A) 特開 昭52−123843(JP,A) 特開 昭48−43850(JP,A) 特開 昭55−158726(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 11/18 H03H 11/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベースが入力端子に、エミッタが第1の
    電流源を介して第1の電位点と第1の抵抗の一端と第1
    の容量を介して第1もしくは第2の電位点に、コレクタ
    が第2の抵抗を介して第2の電位点と第2の容量の一端
    に接続された一導電型の第1のトランジスタと、 ベースが前記第1の抵抗の他端と前記第2の容量の他端
    に、エミッタが第2の電流源を介して第2の電位点と第
    3の抵抗の一端と第3の容量を介して第1もしくは第2
    の電位点に、コレクタが第4の抵抗を介して第1の電位
    と第4の容量の一端に接続された逆導電型の第2のト
    ランジスタとを備え、 前記第3の抵抗の他端と前記第4の容量の他端を接続し
    てこれを出力端子として、前記第1の電流源の電流値と
    前記第2の電流源の電流値とを変化させることにより、
    前記第1のトランジスタのエミッタ抵抗と、前記第2の
    トランジスタのエミッタ抵抗を変化させて遅延量を変化
    させることを特徴とする遅延回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の遅延回路を基本回路と
    し、前記基本回路をn段(nは2以上の整数)直列に接
    続することを特徴とする遅延回路。
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