JP3211169B2 - Circuit that converts voltage to current - Google Patents

Circuit that converts voltage to current

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JP3211169B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は同調可能な相互コンダク
タンス素子及びモノリシック連続時間フィルタの設計に
関する。
This invention relates to the design of tunable transconductance devices and monolithic continuous-time filters.

【0002】[0002]

【従来の技術】モノリシック、連続時間、高周波フィル
タは演算増幅器よりもコンデンサと相互コンダクタンス
に準拠することが好ましい。一般に、相互コンダクタン
ス構成ブロックには多くの厳密な要求基準がある。これ
らのブロックは大きいダイナミック・レンジを有してい
なければならない。更に、高周波動作時の寄生的キャパ
シタンス特性を縮減するため簡単な回路で構成されなけ
ればならない。更に、通常の用途であるプログラム可能
フィルタで使用するため容易に同調可能でなければなら
ない。これらのブロックは優れたPSRR(電力供給阻止
率)、CMRR(共通モード阻止率)及び2次ひずみ相殺の
ために完全な微分回路として構成されることが好まし
い。また、これらのブロックは5ボルトで動作すること
が好ましい。
2. Description of the Related Art Monolithic, continuous-time, high-frequency filters preferably conform to capacitors and transconductance rather than to operational amplifiers. In general, there are many strict requirements for transconductance building blocks. These blocks must have a large dynamic range. Furthermore, it must be configured with a simple circuit in order to reduce the parasitic capacitance characteristic during high frequency operation. In addition, it must be easily tunable for use with conventional applications, such as programmable filters. These blocks are preferably configured as perfect differentiators for excellent PSRR (Power Supply Rejection), CMRR (Common Mode Rejection) and second order distortion cancellation. Also, these blocks preferably operate at 5 volts.

【0003】従来は相互コンダクタンスの同調が困難で
あった。従来型の回路は高周波数には適さず、前述の望
ましい判定基準には適合しない。理論上は高周波フィル
タには最も望ましい構成ブロックである相互コンダクタ
ンスを用いて実施された高周波フィルタは帯域幅及びダ
イナミック・レンジの双方又は一方の制約のため有用で
はなかった。
Conventionally, it has been difficult to tune mutual conductance. Conventional circuits are not suitable for high frequencies and do not meet the desirable criteria described above. In theory, high frequency filters implemented with transconductance, the most desirable building block for high frequency filters, were not useful due to bandwidth and / or dynamic range constraints.

【0004】従来型の素子では差動入力又は多重入力の
相互コンダクタンス素子を実現することが困難である。
It is difficult to realize a differential input or multiple input transconductance element with a conventional element.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って本発明が解決し
ようとする課題はダイナミック・レンジが大きい同調可
能な相互コンダクタンスの動作の達成可能な周波数範囲
を拡大することである。本発明の課題は更に、これらの
相互コンダクタンス素子に準拠した四次フィルタ構造の
極周波数と極性質係数の設定を容易にすることである。
本発明の課題は更に、寄生キャバシタンス及び出力コン
ダクタンスが最小限である相互コンダクタンス回路素子
を提供することである。本発明の別の課題は基本設計が
単一又は多重入力のいずれにも適応できる相互コンダク
タンス素子を作製することである。さらに、本発明の課
題は低い出力アドミタンス( 高い出力インピーダンス)
を維持する多重入力相互コンダクタンスを設計すること
である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to extend the achievable frequency range of operation of a tunable transconductance with a large dynamic range. It is a further object of the present invention to facilitate the setting of the pole frequency and the polar quality factor of a fourth-order filter structure based on these transconductance elements.
It is a further object of the present invention to provide a transconductance circuit element with minimal parasitic capacitance and output conductance. Another object of the present invention is to produce a transconductance element whose basic design can accommodate either single or multiple inputs. Furthermore, the subject of the present invention is low output admittance (high output impedance)
Is to design a multi-input transconductance that maintains

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は入力電圧の正と
負の端を受領する対称形の並列接続回路から成ってい
る。相互コンダクタンス素子であるので、入力は電圧レ
ベルであり、出力は電流である。各々の対称形の回路は
縦続の入力段及び利得段から成っている。すなわち、入
力電圧の正の端は正端回路の入力段に供給され、そこで
同じ回路の半部の利得段により電流に変成される。入力
電圧の負端は負入力電圧回路の入力段に供給され、この
入力段は次に信号電力を増幅してそれぞれの利得段に出
力電流を供給する。回路の正と負の半部の利得段は、各
々バイアス・トランジスタ( 電流源負荷)を備えてお
り、これらの2つのバイアス・トランジスタのベースへ
の平均及び比較回路入力によって変調される。この平均
及び比較回路が共通モード電圧レベルを安定化する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a symmetrical parallel connection circuit that receives the positive and negative ends of an input voltage. Being a transconductance element, the input is a voltage level and the output is a current. Each symmetric circuit consists of a cascaded input stage and a gain stage. That is, the positive end of the input voltage is supplied to the input stage of the positive end circuit, where it is transformed into a current by the gain stage of the same circuit half. The negative end of the input voltage is provided to an input stage of a negative input voltage circuit, which in turn amplifies the signal power and provides an output current to each gain stage. The gain stages of the positive and negative halves of the circuit each include a bias transistor (current source load) and are modulated by the averaging and comparing circuit inputs to the bases of these two bias transistors. This averaging and comparing circuit stabilizes the common mode voltage level.

【0007】本発明を構成する正と負の回路半部の双方
の各々の入力段と利得段との間に電流を供給することに
よって本発明の相互コンダクタンス素子に新しいフレキ
シビリティが得られる。
By providing a current between the input and gain stages of each of the positive and negative circuit halves making up the present invention, a new flexibility is obtained in the transconductance element of the present invention.

【0008】[0008]

【実施例】バイポーラの同調可能な相互コンダクタンス
素子を実現するために必要な部品を説明する。以下の説
明では本発明をより完全に理解できるように、電圧の極
性、半導体の種類等の多くの特定の細目を説明する。し
かし、当業者にはそれらの特定の細目がなくても本発明
を実施できることが理解されよう。他の場合は本発明を
不要に不明確にしないため、公知の回路は説明しない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The components required to implement a bipolar tunable transconductance element are described. In the following description, numerous specific details such as voltage polarity, semiconductor type, and the like are set forth in order to provide a more thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. In other instances, well-known circuits have not been described in order not to unnecessarily obscure the present invention.

【0009】相互コンダクタンス素子は、入力電圧を出
力電流に変換する素子である。理想的な相互コンダクタ
ンスは、無限の入力及び出力インピーダンスを有してい
る。バイポーラの同調可能な相互コンダクタンス素子は
代表的にはギルバート乗算器コアに準拠している。
A transconductance element is an element that converts an input voltage into an output current. An ideal transconductance has infinite input and output impedance. Bipolar tunable transconductance elements are typically based on a Gilbert multiplier core.

【0010】伝統的なギルバート乗算器準拠の相互コン
ダクタンス素子を図1に図示してある。入力電圧Vi5
1は、入力端子46と47とに与えられている。入力端
子46は、基本的にボックス90内に囲まれた素子から
成る正端入力段に導入されている。端子47は基本的に
ボックス92で囲まれた素子から成る負端入力段に接続
されている。
A conventional Gilbert multiplier compliant transconductance element is illustrated in FIG. Input voltage Vi5
1 is provided to input terminals 46 and 47. The input terminal 46 is introduced to a positive input stage consisting essentially of elements enclosed in a box 90. Terminal 47 is connected to a negative input stage consisting essentially of an element surrounded by box 92.

【0011】正端入力段90はトランジスタQ1及びQ
2、及び抵抗器70から成っている。入力端子46はト
ランジスタQ1のベース11に接続されている。トラン
ジスタQ1のエミッタ10は抵抗器70の一端に接続さ
れている。抵抗器70の他端は節点48に接続されてい
る。トランジスタQ2のベース14はDC電圧84に接
続されている。トランジスタQ2のエミッタ13は節点
49でトランジスタQ1のコレクタ12に接続されてい
る。
The positive-end input stage 90 includes transistors Q1 and Q
2 and a resistor 70. The input terminal 46 is connected to the base 11 of the transistor Q1. The emitter 10 of the transistor Q1 is connected to one end of the resistor 70. The other end of the resistor 70 is connected to the node 48. The base 14 of transistor Q2 is connected to DC voltage 84. The emitter 13 of transistor Q2 is connected at node 49 to the collector 12 of transistor Q1.

【0012】負端入力段92はトランジスタQ5、Q6及
び抵抗器71から成っている。負の入力端子47はトラ
ンジスタQ5のベース23に接続されている。トランジ
スタQ5のエミッタ22はエミッタ抵抗器71に接続さ
れている。抵抗器71の他の端子は節点48に接続され
ている。トランジスタQ6のベース26もDC電圧84
に接続されている。トランジスタQ6のエミッタ25は
節点58でトランジスタQ5のコレクタ24に接続され
ている。トランジスタQ6のコレクタ27は供給電圧Vc
c50に接続されている。
The negative end input stage 92 comprises transistors Q5 and Q6 and a resistor 71. Negative input terminal 47 is connected to base 23 of transistor Q5. The emitter 22 of the transistor Q5 is connected to the emitter resistor 71. The other terminal of the resistor 71 is connected to the node 48. The base 26 of the transistor Q6 also has a DC voltage of 84
It is connected to the. The emitter 25 of transistor Q6 is connected at node 58 to the collector 24 of transistor Q5. The collector 27 of the transistor Q6 is connected to the supply voltage Vc.
Connected to c50.

【0013】正端入力段90は基本的にボックス91内
の素子から成る正端利得段に接続されている。正端入力
段92は基本的にボックス93内の素子から成る負端利
得段に接続されている。
The positive input stage 90 is connected to a positive gain stage consisting essentially of the elements in box 91. Positive end input stage 92 is connected to a negative end gain stage consisting essentially of the elements in box 93.

【0014】正端利得段91はトランジスタQ3とQ4と
から成っている。トランジスタQ3のベース15は節点
49でトランジスタQ2のエミッタ13とトランジスタ
Q1のコレクタ12との接部に接続されている。トラ
ンジスタQ3のエミッタ16は節点60に接続されてい
る。トランジスタQ4のエミッタ21は供給電圧Vcc5
0に接続され、トランジスタQ4のコレクタ19は節点
44でトランジスタQ3のコレクタ18に接続されてい
る。
The positive gain stage 91 comprises transistors Q3 and Q4. The base of transistor Q3 15 is connected to the connecting section between the collector 12 of the emitter 13 and the transistor Q1 of the transistor Q2 at node 49. The emitter 16 of the transistor Q3 is connected to the node 60. The emitter 21 of the transistor Q4 is connected to the supply voltage Vcc5.
0, the collector 19 of transistor Q4 is connected at node 44 to the collector 18 of transistor Q3.

【0015】トランジスタQ7のベースは節点58でト
ランジスタQ6のエミッタ25とトランジスタQ5のコレ
クタ24との接部に接続されている。トランジスタQ
7のエミッタ28は節点60に接続されている。負端利
得段93一つの入力が節点44に接続され、他の
入力がトランジスタQ8のコレクタ31とトランジス
タQ7のコレクタ30との接部である節点45に接
続されている演算増幅器43が含まれる。演算増幅器4
の出力29はトランジスタQ4とQ8のベース20と3
2に接続されている。トランジスタQ8のエミッタ33
は供給電圧Vcc50に接続されている。図1に示した相
互コンダクタンス素子の出力はトランジスタQ3とQ7の
それぞれのコレクタにおける電流I0 54である。電流
I2 80は節点60での電流であり、電流I1 81は節
点48での電流である。
[0015] The base of the transistor Q7 is connected to the connecting section of the collector 24 of the emitter 25 and the transistor Q5 of transistor Q6 at node 58. Transistor Q
7 emitter 28 is connected to node 60. The negative end gain stage 93, operations one input is connected to the node 44, the other input (a connecting section of the collector 30 of the collector 31 and the transistor Q7 of the transistor Q8) is connected to the node 45 An amplifier 43 is included. Operational amplifier 4
3 output 29 is the bases 20 and 3 of transistors Q4 and Q8.
2 are connected. Emitter 33 of transistor Q8
Are connected to the supply voltage Vcc50. The output of the transconductance device shown in FIG. 1 is a current I0 54 at the respective collectors of transistors Q3 and Q7. Current I2 80 is the current at node 60 and current I1 81 is the current at node 48.

【0016】図1の相互コンダクタンス回路は図2に記
111で表示されている。入力Vi 51は入力46及
び47にて相互コンダクタンス素子111と接続されて
いる。相互コンダクタンス素子111はバッファレベ
ル・シフタ112に出力電流I0 54を供給する。
ッファ(レベル・シフタ)112は出力電圧V0 を供給
する。このバッファは図3に詳細に示してある。トラン
ジスタT1のベースはバッファ112のA入力(正入
力)に接続されている。トランジスタT1のエミッタは
抵抗器R6を経てアースに接続されている。バッファ1
12のB(負入力)はトランジスタT2のベースに接続
されている。トランジスタT2のエミッタは抵抗器R7
を経てアースに接続されている。電圧V0はトランジス
タT1とT2のエミッタの間の電圧である。
The transconductance circuit of Figure 1 are indicated by the symbol 111 in FIG. Input V i 51 is connected to the transconductance element 111 at the input 46 and 47. The transconductance element 111 supplies an output current I0 54 to a buffer ( level shifter ) 112. Ba
A buffer ( level shifter) 112 supplies an output voltage V0. This buffer is shown in detail in FIG. The base of the transistor T1 is connected to the A input (positive input) of the buffer 112. The emitter of transistor T1 is connected to ground via resistor R6. Buffer 1
Twelve B (negative input) is connected to the base of the transistor T2. The emitter of the transistor T2 is a resistor R7
Connected to ground via Voltage V0 is the voltage between the emitters of transistors T1 and T2.

【0017】図1に示した回路の相互コンダクタンスは
次ので表される。
The transconductance of the circuit shown in FIG. 1 is expressed by the following equation .

【0018】[0018]

【数1】 (Equation 1)

【0019】この相互コンダクタンスが高周波フィルタ
における構成ブロックとして使用される場合は、次の制
約を受ける。すなわち、入力のダイナミック・レンジを
考慮することが積RE×I1の最小値を決定する。他方で
は、相互コンダクタンスはコンデンサC装荷されるの
、次の定数が生ずる。
When this transconductance is used as a building block in a high frequency filter, the following restrictions are imposed. That is, consideration of the dynamic range of the input determines the minimum value of the product RE × I1. On the other hand, the transconductance capacitor C Ru is loaded
Then, the following time constant occurs.

【0020】[0020]

【数2】 (Equation 2)

【0021】この定数は所望の極周波数と反比例し、
従って次のとなる。
This time constant is inversely proportional to the desired pole frequency,
Therefore, the following equation is obtained.

【0022】[0022]

【数3】 (Equation 3)

【0023】高周波フィルタの実現は次の困難さにより
著しく妨げられる。 1)積RE×I1が既に定まっている。 2)Cは設計の予測性を保持するため、出力節点でのモ
デル形成が困難な寄生遊キャパシタンスよりも少なく
ともひとまわりは大きくなければならないのでCを任意
に小さく作製することができない。 3)I2を増大することは次の2つの理由から解決には
ならない。 a)電力消費が過剰になる。 b)高電流トランジスタが入手できない。
The realization of high frequency filters is severely hindered by the following difficulties. 1) The product RE × I1 has already been determined. 2) C is to hold the predictability of the design, it can not be made arbitrarily small C so should be greater at least one size than model formation are difficult to parasitic floating Yu capacitance at the output node. 3) Increasing I2 is not a solution for two reasons. a) The power consumption becomes excessive. b) High current transistors are not available.

【0024】大部分のバイポーラ工程では電流が厳しく
限定されているラテラルPNP 型トランジスタしか得られ
ない。従って、電流I2の増流にはトランジスタの寸法
の増大が必要であり、それには遊キャパシタンスの増
大が付随する。更に、トランジスタの出力コンダクタン
スはそのコレクタ電流と比例するので、電流I2を増流
することによって最適な相互コンダクタンスが益々得ら
れなくなる。この問題はトランジスタの出力抵抗が低い
ことが特徴である新型の高周波の浅い接合のバイポーラ
工程において特に重大である。出力抵抗を増大する公知
の回路技術は回路に対する要求、すなわち大きいダイナ
ミック・レンジを有し、回路が簡単であり、5ボルトで
動作するという要求を達成しない。
Most bipolar processes yield only lateral PNP transistors whose current is severely limited. Therefore, the increase flow of current I2 is required increase in the size of transistors, an increase of floating Yu capacitance associated to it. Furthermore, since the output conductance of a transistor is proportional to its collector current, increasing the current I2 makes it increasingly difficult to obtain an optimum transconductance. This problem is particularly acute in a new type of high frequency shallow junction bipolar process characterized by low transistor output resistance. Known circuit techniques for increasing the output resistance do not meet the requirements for the circuit, i.e., having a large dynamic range, the circuit being simple and operating at 5 volts.

【0025】このような明白な矛盾は図4に示した電流
源82と83とを経た電流の供給によって解決される。
図4には更にレベル・シフト出力バッファ、バイアス回
路94も含まれている。共通モード出力電圧レベルはPN
P 電流源Q4及びQ8を制御することにより安定化され
る。
Such a contradiction is resolved by the supply of current through the current sources 82 and 83 shown in FIG.
FIG. 4 further includes a level shift output buffer and a bias circuit 94. Common mode output voltage level is PN
It is stabilized by controlling the P current sources Q4 and Q8.

【0026】図4に示した本発明のバイポーラ相互コン
ダクタンス素子は供給電圧Vcc50と電流源81との間
に接続された一対の入力段90及び92と、同様に供給
電圧Vcc50と電流源80との間に並列接続された一対
の利得段91及び93とから成っている。入力段90及
び92はそれぞれ利得段91及び93と縦続され、差動
入力電圧Vi 51の正と負の端にそれぞれ対応してい
る。これらの正と負の半部は対称である。
The bipolar transconductance element of the present invention shown in FIG. 4 includes a pair of input stages 90 and 92 connected between a supply voltage Vcc 50 and a current source 81, and a similar connection between the supply voltage Vcc 50 and a current source 80. And a pair of gain stages 91 and 93 connected in parallel between them. Input stages 90 and 92 are cascaded with gain stages 91 and 93, respectively, corresponding to the positive and negative ends of differential input voltage Vi 51, respectively. These positive and negative halves are symmetric.

【0027】入力段90と92はDC電圧供給VDC84
によりバイアスをかけられる。同様に、利得段91と9
3はバイアス回路94によりバイアスをかけられる。正
端利得段91と負端利得段93はそれぞれ出力端子52
と53を有している。出力端子52と53とに跨がって
出力電流I0 54がある。出力電流I054は正端入力
段90上の入力端子46と負端入力段92上の入力端子
47との間の差動電圧入力Vi51と比例する。
The input stages 90 and 92 include a DC voltage supply VDC 84
Biased by Similarly, gain stages 91 and 9
3 is biased by a bias circuit 94. The positive-end gain stage 91 and the negative-end gain stage 93 are connected to the output terminal 52, respectively.
And 53. An output current I0 54 extends across the output terminals 52 and 53. The output current I054 is proportional to the differential voltage input Vi51 between the input terminal 46 on the positive input stage 90 and the input terminal 47 on the negative input stage 92.

【0028】正端入力段90と負端入力段92は双方と
も直列接続されたトランジスタと抵抗器とから成ってい
る。入力段90にはバイアス・トランジスタQ2があ
り、そのコレクタ15は供給電圧Vcc50に接続され、
ベース14はDC電圧源84に接続され、エミッタ13
はトランジスタQ1のコレクタ12に接続されている。
トランジスタQ2はDCバイアス電圧をトランジスタQ3
への入力用に設定し、乗算器の全体の機能を直線化する
ため対数前置補償を実施する。能動トランジスタである
トランジスタQ1はそのベース11でVi51の正の差動
入力を受領する。能動トランジスタQ1のエミッタ10
は抵抗器70に直列接続されている。抵抗器70の他端
はアースに至る電流源81に接続されている。正の入力
段90のバイアス・トランジスタQ2は基準電圧84に
接続されている。能動トランジスタQ1のコレクタ12
に接続されている正の入力段90のバイアス・トランジ
スタQ2のエミッタ13は入力段90の出力節点57と
して機能する。利得段91が直列接続されているのは入
力段90上のこの節点である。入力段92の回路はあら
ゆる側面で前述の回路と対称である。
Both the positive-end input stage 90 and the negative-end input stage 92 comprise a transistor and a resistor connected in series. The input stage 90 has a bias transistor Q2, the collector 15 of which is connected to the supply voltage Vcc 50,
The base 14 is connected to a DC voltage source 84 and the emitter 13
Is connected to the collector 12 of the transistor Q1.
Transistor Q2 applies a DC bias voltage to transistor Q3.
And performs log pre-compensation to linearize the overall function of the multiplier. Transistor Q1, the active transistor, receives at its base 11 a positive differential input of Vi51. Emitter 10 of active transistor Q1
Are connected in series with the resistor 70. The other end of the resistor 70 is connected to a current source 81 to ground. The bias transistor Q2 of the positive input stage 90 is connected to a reference voltage 84. The collector 12 of the active transistor Q1
The emitter 13 of the bias transistor Q2 of the positive input stage 90 connected to the input stage 90 functions as the output node 57 of the input stage 90. It is at this node on the input stage 90 that the gain stage 91 is connected in series. The circuit of the input stage 92 is symmetrical in all aspects to the circuit described above.

【0029】電圧ViがトランジスタQ1、Q5のベース
相互間に印加された場合、次のようになる。
The voltage Vi is applied to the bases of the transistors Q1 and Q5.
When applied between each other :

【0030】[0030]

【数4】 (Equation 4)

【0031】その結果、トランジスタQ3、Q7のベース
相互間には次の数式で表すことができる電圧差△V が
生ずる。
As a result, the bases of the transistors Q3 and Q7
Voltage difference therebetween can be represented by the following formula △ V is generated.

【0032】[0032]

【数5】 (Equation 5)

【0033】この電圧差ΔVはトランジスタQ3とQ7と
の間に次の数式で表すことができる電流差ΔIが生ず
る。
This voltage difference ΔV results in a current difference ΔI between the transistors Q3 and Q7 which can be expressed by the following equation.

【0034】[0034]

【数6】 (Equation 6)

【0035】固定電流I2/2を有する電差△/2 は
一方の端子で回路内に流入し、他方の端子で回路から流
出する。正端入力段90は正端利得段91と縦続接続さ
れている。負端入力段92は負端利得段93に同様に縦
続接続されている。利得段91及び93は入力段90及
び92と同様に対称である。
The current difference with a fixed current I2 / 2 △ I / 2 is
One terminal enters the circuit and the other terminal exits the circuit. Positive end input stage 90 is cascaded with positive end gain stage 91. The negative end input stage 92 is similarly cascaded to the negative end gain stage 93. The gain stages 91 and 93 are symmetric, as are the input stages 90 and 92.

【0036】利得段91は電圧供給Vcc50と電流源
80との間に直列接続されたバイアス・トランジスタQ
4と能動トランジスタQ3とから成っている。能動トラン
ジスタQ3のエミッタ16は電流源80に接続されてい
る。利得段の能動トランジスタQ3のベース17は利得
段91用の入力端子55として機能する。すなわち、入
力段90の出力端子57は利得段91の入力端子55(
能動トランジスタQ3のベース17)に接続する。能動
トランジスタQ3のベース17には更に電圧供給Vcc
50に接続された電流源82が接続されている。電流源
82は入力段90及び利得段91の接部55へと電流
を供給する。利得段91内のバイアス・トランジスタQ
4のベースは、(相互コンダクタンス素子の共通モード
電圧を安定化するバイアス回路94に接続されてい
る。バイアス・トランジスタQ4のエミッタ21は電圧
供給Vcc50に接続されている。利得段91のバイア
ス・トランジスタQ4のコレクタ18は同じ利得段の能
動トランジスタQ3のコレクタ18に接続されている。
このコレクタ- コレクタ接続は利得段91用の電流出力
端子52として機能する。利得段93の回路はあらゆる
側面で前述の回路と対称である。
The gain stage 91 includes a bias transistor Q connected in series between the voltage source Vcc 50 and the current source 80.
4 and an active transistor Q3. The emitter 16 of the active transistor Q3 is connected to a current source 80. The base 17 of the gain stage active transistor Q3 functions as the input terminal 55 for the gain stage 91. That is, the output terminal 57 of the input stage 90 is connected to the input terminal 55 (
It is connected to the base 17) of the active transistor Q3. Furthermore the voltage supply source Vcc to the base 17 of the active transistor Q3
A current source 82 connected to 50 is connected. Current source 82 supplies current to the connecting section 55 of the input stage 90 and gain stage 91. Bias transistor Q in gain stage 91
The base of 4 is connected to a bias circuit 94 ( which stabilizes the common mode voltage of the transconductance element ) . The emitter 21 of the bias transistor Q4 is connected to a voltage supply source Vcc50. The collector 18 of the bias transistor Q4 of the gain stage 91 is connected to the collector 18 of the active transistor Q3 of the same gain stage.
This collector-collector connection functions as the current output terminal 52 for the gain stage 91. The circuit of the gain stage 93 is symmetrical in all aspects to the circuit described above.

【0037】利得段91の動作は節点57と58の間の
電圧差に左右される。入力段90からの出力電圧57が
降下すると(同時に節点58での電圧が上昇する)、そ
の利得段の能動トランジスタQ3のコレクタ18に流入
する電流も降下する。利得段91のバイアス・トランジ
スタQ4は一定の電流源として機能する。従って、能動
トランジスタQ3のコレクタ電流が減少されると、余剰
定電流が利得段91の出力端子52に分流される。逆
に、利得段91の能動トランジスタQ3のベース17
(この利得段の入力端子)での電圧が上昇すると(か
つ、ベース29での電圧が降下すると)、能動トランジ
スタQ3のコレクタ電流は上昇し、電流を利得段91の
出力端子52から引きす。負端利得段93の機能は前
述のものとと同一である。
The operation of gain stage 91 depends on the voltage difference between nodes 57 and 58. When the output voltage 57 from the input stage 90 drops (and at the same time the voltage at node 58 rises), the current flowing into the collector 18 of the active transistor Q3 of that gain stage also drops. Bias transistor Q4 of gain stage 91 functions as a constant current source. Therefore, when the collector current of the active transistor Q3 is reduced, the surplus constant current is shunted to the output terminal 52 of the gain stage 91. Conversely, the base 17 of the active transistor Q3 of the gain stage 91
When the voltage at (the input terminal of the gain stage) is increased (and, if the voltage at the base 29 drops), the collector current of the active transistor Q3 rises, to pull out current from the output terminal 52 of the gain stage 91 . The function of the negative end gain stage 93 is the same as described above.

【0038】利得段91及び93内のバイアス・トラン
ジスタQ4及びQ8のベースはバイアス回路94に接続さ
れている。バイアス回路94の出力59は、正入力4
2で基準電圧85を受比較器86からの出力であ
り、前記基準電圧85はバイアス・トランジスタのベー
スにて休止バイアス電圧を供給する。比較器86の反転
入力41は正及び負端利得段の出力端子にある電圧の平
均値(従ってDC値のみ)を受る。出力端子52と5
3はバイアス回路94内のトランジスタQ9とQ10 のベ
ース36と39とに接続されている。トランジスタQ9
とQ10のコレクタ37と40は供給電圧Vcc50に接
続されている。トランジスタQ9とQ10のエミッタ35
と38は抵抗器72と73を経てアース電圧に接続され
ている。
The bases of bias transistors Q 4 and Q 8 in gain stages 91 and 93 are connected to bias circuit 94. The output 59 of the bias circuit 94 is ( positive input 4
That accept a reference voltage 85 in 2) is the output from the comparator 86, the reference voltage 85 provides a quiescent bias voltage at the base of the bias transistor. Inverting input 41 of the comparator 86 is the average value of the voltage at the output terminal of the positive and Ftan gain stage (hence DC value only) that accept the. Output terminals 52 and 5
3 is connected to the bases 36 and 39 of the transistors Q9 and Q10 in the bias circuit 94. Transistor Q9
And the collectors 37 and 40 of Q10 are connected to a supply voltage source Vcc50. Emitter 35 of transistors Q9 and Q10
And 38 are connected to ground voltage via resistors 72 and 73.

【0039】電流源82と83からの集合電流IDCによ
って回路の自由度が付加される。入力ダイナミック・レ
ンジは積RE×I1によって決定されるものの、この場合
のτ及びω0は次の方程式によって得られる。
The degree of freedom of the circuit is added by the collective current IDC from the current sources 82 and 83. Although the input dynamic range is determined by the product RE × I1, τ and ω0 in this case are obtained by the following equations.

【0040】[0040]

【数7】 (Equation 7)

【数8】 (Equation 8)

【0041】図4に示した回路のモデルを図5に図示し
てある。入力電圧Vi は入力46と47で相互コンダク
タンス素子113 に接続されている。相互コンダクタ
ンス素子113 の出力Io 54は単一利得バッファ
レベル・シフタ114 に接続されている。レベル
・シフタ114 は出力V0 を供給する。
A model of the circuit shown in FIG. 4 is shown in FIG. Input voltage V i is connected to the transconductance element 113 at the input 46 and 47. The output Io 54 of the transconductance element 113 is a single gain buffer.
( Level shifter ) 114. Level shifter 114 provides output V0.

【0042】図6に示すように、2つ又はそれ以上の新
規の相互コンダクタンスを容易に一つの回路に組み入れ
ることが可能である。図6の回路は補足的なトランジス
タQ11 とQ12 及びエミッタ抵抗76と77を付加して
いる。正入力62と負入力63には第2の入力電圧79
が供給される。(入力46と47への最初の入力電圧も
供給される。)正端子62はトランジスタQ11 のベー
ス65に接続されている。トランジスタQ11 のコレク
タ66は節点57でトランジスタQ1のコレクタ12に
接続されている。トランジスタQ11 のエミッタ64は
抵抗器76を経て節点78に接続されている。
As shown in FIG. 6, two or more new transconductances can be easily incorporated into one circuit. The circuit of FIG. 6 adds additional transistors Q11 and Q12 and emitter resistors 76 and 77. A second input voltage 79 is applied to the positive input 62 and the negative input 63.
Is supplied. (The first input voltage to inputs 46 and 47 is also provided.) Positive terminal 62 is connected to base 65 of transistor Q11. The collector 66 of transistor Q11 is connected at node 57 to the collector 12 of transistor Q1. The emitter 64 of transistor Q11 is connected to node 78 via resistor 76.

【0043】負入力63はトランジスタQ12 のベース
68に接続されている。トランジスタQ12 のコレクタ
69は節点58でトランジスタQ5のコレクタ24に接
続されている。トランジスタQ12 のエミッタ67は抵
抗器77を経て節点78に接続されている。電流I18
5は節点78から供給される。
The negative input 63 is connected to the base 68 of the transistor Q12. The collector 69 of transistor Q12 is connected at node 58 to the collector 24 of transistor Q5. The emitter 67 of transistor Q12 is connected to node 78 via resistor 77. Current I18
5 is supplied from node 78.

【0044】この二重入力の利得は次のとおりである。The gain of this double input is as follows.

【0045】[0045]

【数9】 ここに:(Equation 9) here:

【0046】[0046]

【数10】 (Equation 10)

【数11】 [Equation 11]

【0047】IDC*=IDC+I1を選択すると、方程式6は
次のようになる。
If we choose IDC * = IDC + I1, Equation 6 becomes:

【0048】[0048]

【数12】 (Equation 12)

【0049】この数式は2つの相互コンダクタンス(図
4に示す)を並列に接続した場合に得られるものと全く
同じ数式である。しかし、トランジスタの個数とそれが
占める面積と、(特にPNPトランジスタは大型であ
る。)図6の構造によって実現される電力消費の大幅な
節減は明白である。更に、図6の出力アドミタンス(G
0+C0)は入力の数に影響されない。これに対して単に
並列された2つの単一入力相互コンダクタンスの出力ア
ドミタンスは2倍になるであろう。
This equation is exactly the same as that obtained when two transconductances (shown in FIG. 4) are connected in parallel. However, the significant savings in power consumption realized by the structure of FIG. 6 are evident, as is the number of transistors and the area they occupy (especially PNP transistors are large). Further, the output admittance (G
0 + C0) is independent of the number of inputs. In contrast, the output admittance of two single-input transconductances simply in parallel will be doubled.

【0050】図6の多重入力相互コンダクタンス素子の
モデルは図7に示してある。相互コンダクタンス素子1
15 は二重入力を受る。すなわち入力46と47で
の入力電圧V1 51と、入力62と63での入力電圧V
2 79である。これらの電圧は等価抵抗RE1 とRE2 に
それぞれ接続されている。二重入力相互コンダクタンス
素子115 はバッファ(レベル・シフタ114 に出
力を供給する。レベル・シフタ114 は出力V0 を供
給する。
A model of the multiple input transconductance element of FIG. 6 is shown in FIG. Transconductance element 1
15 that accept the double input. That is, the input voltage V1 51 at inputs 46 and 47 and the input voltage V1 at inputs 62 and 63
279. These voltages are connected to equivalent resistors RE1 and RE2, respectively. Dual input transconductance element 115 provides an output to buffer ( level shifter ) 114. Level shifter 114 provides output V0.

【0051】完全に差動化された状態可変のフィルタ構
造を実現するためのこの新規のアプローチの利点が図1
0に示されている。図10の回路は図7に示した二重差
動入力・単一差動出力の相互コンダクタンスを使用して
いる。Vi 51は入力46と47で第1相互コンダクタ
ンス素子88に接続されている。相互コンダクタンス素
子88の節点95と96での出力はバッファレベル・
シフタ118 の入力として供給される。レベル・シ
フタ118 の出力は相互コンダクタンス素子89への
入力として供給される。節点95もコンデンサC1を経
てアースに接続され、節点96は等価コンデンサC1 を
経てアースに接続されている。相互コンダクタンス89
の節点97と98での出力はバッファ(レベル・シフタ)
119に接続されている。レベル・シフタ119 の節
点120 と12での出力は帰還ループ内で相互コン
ダクタンス素子88と89のそれぞれの第2入力に接続
されている。節点97もコンデンサC2を経てアースに
接続され、節点98は等価コンデンサC2を経てアース
に接続されている。電圧VLPは節点120 と121と
の間で供給される。
The advantage of this novel approach to achieving a fully differential state variable filter structure is shown in FIG.
0 is shown. The circuit of FIG. 10 uses the double differential input / single differential output transconductance shown in FIG. Vi 51 is connected to a first transconductance element 88 at inputs 46 and 47. The outputs at nodes 95 and 96 of transconductance element 88 are buffered ( level
(Shifter ) 118. The output of level shifter 118 is provided as an input to transconductance element 89. Node 95 is also connected to ground via capacitor C1, and node 96 is connected to ground via equivalent capacitor C1. Transconductance 89
Outputs at nodes 97 and 98 are buffers ( level shifters )
119 is connected. Output at node 120 and 12 7 of the level shifter 119 is connected to respective second inputs of the transconductance elements 88 and 89 in the feedback loop. Node 97 is also connected to ground via capacitor C2, and node 98 is connected to ground via equivalent capacitor C2. Voltage VLP is provided between nodes 120 and 121.

【0052】図10は図8、図9の技術に対する進歩を
示している。単一端のViとVLPを有する伝統的な差動
入力・単一端出力の四次相互コンダクタンス-Cの構成
が図8に示してある。入力Viは相互コンダクタンス素
子100の正の入力に接続されている。節点102での
相互コンダクタンス素子100の出力はコンデンサC1
を経てアースに、又、レベル・シフタ116 を経て帰
還ループ内で相互コンダクタンス素子100 のそれぞ
れの負入力に接続されている。電圧VLPは節点99で供
給される。
FIG. 10 illustrates an advance over the technique of FIGS. A traditional differential input single-ended output fourth-order transconductance-C configuration having single-ended Vi and VLP is shown in FIG. Input Vi is connected to the positive input of transconductance element 100. The output of transconductance element 100 at node 102 is a capacitor C1
To ground and through a level shifter 116 to a respective negative input of the transconductance element 100 in a feedback loop. Voltage VLP is provided at node 99.

【0053】図9は従来型の完全に差動的な構成を示し
ている。入力電圧Viは入力46と47で相互コンダク
タンス素子100に接続されている。素子100の出力
は節点103と104で供給される。節点103はコン
デンサC1を経てアースに接続され、節点104はコン
デンサC1を経てアースに接続されている。節点103
と104もレベル・シフタ122を経て相互コンダクタ
ンス素子101への入力として接続されている。相互コ
ンダクタンス素子101の出力はコンデンサC2を経て
アースに接続された節点105と106で供給される。
更にレベル・シフタ123を経た相互コンダクタンス素
子107への入力として節点105と106も備えられ
ている。相互コンダクタンス素子107の節点109と
110での出力は帰還ループ内でレベル・シフタ123
の入力に接続されている。レベル・シフタ123 の出
力は節点124 と125で相互コンダクタンス素子1
08の入力に接続されている。節点124と125は更
に出力電圧VLPを供給する。相互コンダクタンス素子1
08の出力は帰還ループ内で節点103と104とに接
続されている。
FIG. 9 shows a conventional fully differential configuration. The input voltage Vi is connected to the transconductance element 100 at inputs 46 and 47. The output of element 100 is provided at nodes 103 and 104. Node 103 is connected to ground via capacitor C1, and node 104 is connected to ground via capacitor C1. Node 103
And 104 are also connected as inputs to the transconductance element 101 via the level shifter 122. The output of transconductance element 101 is provided at nodes 105 and 106 which are connected to ground via capacitor C2.
Further, nodes 105 and 106 are provided as inputs to the transconductance element 107 via the level shifter 123. Outputs at nodes 109 and 110 of transconductance element 107 are connected to level shifter 123 in a feedback loop.
Connected to the input. The output of the level shifter 123 is at nodes 124 and 125 at the transconductance element 1
08 is connected to the input. Nodes 124 and 125 also provide the output voltage VLP. Transconductance element 1
The output of 08 is connected to nodes 103 and 104 in a feedback loop.

【0054】図10のフィルタの伝達関数は次の数式で
示すとおりである。
The transfer function of the filter of FIG. 10 is as shown by the following equation.

【0055】[0055]

【数13】 (Equation 13)

【0056】図10の回路においては、コンデンサ、抵
抗及び電流の関数として極周波数と極性質を次のように
表すことができる。
In the circuit of FIG. 10, the pole frequency and polarity can be expressed as a function of capacitor, resistance and current as follows:

【0057】[0057]

【数14】 [Equation 14]

【数15】 (Equation 15)

【0058】C1=C2=C 、RE1= RE2=RE、すなわち
最適な対称形及び可能な最良の部品の整合の結果、コン
デンサ及び抵抗が全て同一であるとした場合は、極周波
数Qは次の数式で表される。
C1 = C2 = C, RE1 = RE2 = RE, ie, as a result of the optimal symmetry and the best possible component matching, if the capacitors and resistors are all identical, the pole frequency Q is It is represented by an equation.

【0059】[0059]

【数16】 (Equation 16)

【数17】 [Equation 17]

【0060】(必要ならばIDC及びIDC2を負にするこ
ともできることに留意されたい。)
(Note that IDC and IDC2 can also be negative if desired.)

【0061】結論として、供給される電流IDC1及びID
C2を適切に選択することによって、コンデンサの比率化
なしで任意の極周波数と極性質係数を実現することがで
きる。これは従来の四次構造と比較した本発明の新規の
アプローチのもう一つの明白な利点である。ここで、規
則的な乗算器コア、最適な直線正及び小型のベース抵抗
に起因する寄生作用の相殺と同様に、乗算器トランジス
タの占める面積がそれぞれの電流と比例して基準化され
ることを付記しておく。
In conclusion, the supplied currents IDC1 and ID
By proper selection of C2, any pole frequency and polarity quality factor can be achieved without rationalization of the capacitors. This is another obvious advantage of the novel approach of the present invention over conventional quaternary structures. Here, it is assumed that the area occupied by the multiplier transistors is scaled in proportion to the respective currents, as well as the cancellation of parasitic effects due to the regular multiplier core, optimal linear positive and small base resistance. Please note.

【0062】これまで説明したように、バイポーラの同
調可能な相互コンダクタンス素子、及び完全に差動化さ
れた状態可変の構造におけるその利用を開示するもので
ある。
As previously described, a bipolar tunable transconductance element and its use in a fully differential state-variable structure is disclosed.

【0063】[0063]

【発明の効果】バイポーラの同調可能な相互コンダクタ
ンス素子に関する帯域幅の問題を解決できる点で本発明
は従来の設計と比較して進歩したものである。本発明は
相互コンダクタンス構成ブロックに追加の電流源を付加
することによって、相互コンダクタンス- C フィルタ
素子の極周波数の設定と極性質係数をより自由に予め決
定することができる。新規の設計の結果、同調可能な相
互コンダクタンス素子を一層容易に製造することができ
る。本発明には多重入力の相互コンダクタンス素子の新
規のアイデアを実現する回路も開示されている。
The present invention is an improvement over prior designs in that the bandwidth problem associated with a bipolar tunable transconductance element can be solved. The present invention allows more freedom to set the pole frequency and polar quality factor of the transconductance-C filter element by adding an additional current source to the transconductance building block. As a result of the new design, tunable transconductance elements can be more easily manufactured. The present invention also discloses a circuit for implementing the novel idea of a multi-input transconductance element.

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

【図1】従来の相互コンダクタンス素子の実施例であ
る。
FIG. 1 is an embodiment of a conventional transconductance element.

【図2】図1の回路のモデルである。FIG. 2 is a model of the circuit of FIG. 1;

【図3】バッファ/ レベル・シフタの回路である。FIG. 3 is a circuit diagram of a buffer / level shifter.

【図4】本発明の実施例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図5】図4の回路のモデルである。FIG. 5 is a model of the circuit of FIG. 4;

【図6】多重入力相互コンダクタンス素子用の本発明の
別の実施例である。
FIG. 6 is another embodiment of the present invention for a multiple input transconductance device.

【図7】図6の回路のモデルである。FIG. 7 is a model of the circuit of FIG. 6;

【図8】差動入力・単一端出力の相互コンダクタンスを
備えた状態可変四次構成の回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a state variable fourth-order configuration having a differential input and single-ended output mutual conductance.

【図9】従来の差動入力・差動出力相互コンダクタンス
で構成した図8の完全に差動化された等価回路図であ
る。
FIG. 9 is a fully differential equivalent circuit diagram of FIG. 8 configured with a conventional differential input / differential output transconductance.

【図10】差動入力・差動出力の状態可変四次構成用の
本発明の実施例である。
FIG. 10 is an embodiment of the present invention for a quaternary state variable configuration of differential input and differential output.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

29:出力 41:反転入力 42:正入力 43:演算増幅器 44、45:節点 82、83:電流源 84:基準電圧 90:正端入力段 91:正端利得段 92:負端入力段 93:負端利得段 29: output 41: inverting input 42: positive input 43: operational amplifier 44, 45: nodes 82, 83: current source 84: reference voltage 90: positive terminal input stage 91: positive terminal gain stage 92: negative terminal input stage 93: Negative gain stage

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−52615(JP,A) 特開 昭62−160805(JP,A) 特開 昭63−158903(JP,A) 特開 平2−27806(JP,A) 特開 平3−16305(JP,A) 特開 平3−104407(JP,A) 米国特許3989958(US,A) 米国特許3989959(US,A) 米国特許4374335(US,A) 米国特許4823092(US,A) 米国特許4881043(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 1/00 - 1/56 H03F 3/00 - 3/45 H03F 3/50 - 3/52 H03H 11/00 - 11/54 PCI(DIALOG) WPI(DIALOG)Continuation of front page (56) References JP-A-55-52615 (JP, A) JP-A-62-160805 (JP, A) JP-A-63-158903 (JP, A) JP-A-2-27806 (JP) US Pat. No. 3,89,958 (US, A) US Pat. No. 3,899,959 (US, A) US Pat. No. 4,374,335 (US, A) US Pat. Patent 4823092 (US, A) US Patent 4881043 (US, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03F 1/00-1/56 H03F 3/00-3/45 H03F 3 / 50-3/52 H03H 11/00-11/54 PCI (DIALOG) WPI (DIALOG)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電圧を電流に変換する回路であってアースへの第1の電流源(81)と供給電圧(Vcc)との間に
あって並列に結合された第1および第2の入力段(90,9
2) を備え、前記第1の入力段(90)は、変換されるべき
前記電圧を伝える一方の端子に結合された入力を有し、
前記第2の入力段(92)は、変換されるべき前記電圧を伝
える他方の端子に結合された入力を有しており前記第1および第2の入力段(90;92) それぞれには、能
動トランジスタ(Q1;Q5)および抵抗(70;71)の直列接続体
に接続されたバイアス・トランジスタ(Q2;Q6)が含ま
れ、前記第1および第2の入力段(90;92)の前記バイア
ス・トランジスタ(Q2;Q6)は、それらのベースとアース
との間の第1の電圧源(84)によってバイアスされてお
アースへの第2の電流源(80)と供給電圧(Vcc)との間に
あって並列に結合された第1および第2の利得段(91,9
3) を備え、前記第1および第2の利得段(91,93) それ
ぞれには、直列に接続されたバイアス・トランジスタ(Q
4,Q8)および能動トランジスタ(Q3,Q7)が含まれ、それら
のバイアス・トランジスタ(Q4,Q8)は比較器(86)によっ
てバイアスされており前記第1の利得段(91)は、前記第1の利得段(91)の前記
能動トランジスタ(Q3)のベースと前記第1の入力段(90)
の前記能動トランジスタ(Q1)のコレクタの第1の接続点
(55)にて、前記第1の入力段(90)に結合され、前記第2
の利得段(93)は、前記第2の利得段(93)の前記能動トラ
ンジスタ(Q7)のベースと前記第2の入力段(92)の前記能
動トランジスタ(Q5)のコレクタの第2の接続点(56)に
て、前記第2の入力段(92)に結合されており前記第1の接続点(55)に電流を供給する第3の電流源(8
2)と、前記第2の接続点(56)に電流を供給する第4の電
流源(83)とを備え、これらの第3の電流源(82)および第
4の電流源(83)は前記供給電圧(Vcc)に結合されてお
り; 前記比較器(86)は、第2の電圧源(85)からの電圧レベル
を第1の入力として受け、且つ、前記第1の利得段(91)
の能動トランジスタ(Q3)のコレクタに現れる電圧および
前記第2の利得段(93)の能動トランジスタ(Q7)のコレク
タに現れる電圧 の平均電圧を第2の入力として受けるよ
う構成されている、 ことを特徴とする電圧を電流に変換する回路
1. A circuit for converting a voltage to a current, said circuit being provided between a first current source (81) to ground and a supply voltage (Vcc).
And the first and second input stages (90, 9
2) wherein said first input stage (90) is to be transformed
An input coupled to one terminal for transmitting the voltage;
The second input stage (92) carries the voltage to be converted.
An input coupled to the other input terminal ; each of said first and second input stages (90; 92) has an
Series connection of the active transistor (Q1; Q5) and the resistor (70; 71)
Includes bias transistors (Q2; Q6) connected to
The vias of the first and second input stages (90; 92).
Transistors (Q2; Q6) are connected to their base and ground.
Biased by a first voltage source (84) between
Between the second current source (80) to earth and the supply voltage (Vcc).
And the first and second gain stages (91, 9
3) wherein said first and second gain stages (91, 93)
Each has a series connected bias transistor (Q
4, Q8) and active transistors (Q3, Q7)
Bias transistors (Q4, Q8) are
Is biased Te; said first gain stage (91), the said first gain stage (91)
A base of an active transistor (Q3) and the first input stage (90);
First connection point of the collector of the active transistor (Q1)
At (55) the second input stage (90) is coupled to the second input stage (90).
The gain stage (93) of the second gain stage (93)
The base of the transistor (Q7) and the function of the second input stage (92).
To the second connection point (56) of the collector of the driving transistor (Q5).
And a third current source (8) for supplying a current to the first connection point (55).
2) and a fourth power supply for supplying a current to the second connection point (56).
And a third current source (82) and a third current source (83).
4 is connected to the supply voltage (Vcc).
The comparator (86) has a voltage level from the second voltage source (85);
As a first input, and said first gain stage (91)
Voltage appearing at the collector of the active transistor (Q3) and
The collector of the active transistor (Q7) of the second gain stage (93)
The average voltage of the voltage appearing at the
Circuitry for converting cormorants are configured, a voltage, wherein the current.
【請求項2】 電圧を電流に変換する回路であって第1および第2の入力段(90,92) を備え、前記第1の入
力段(90)は、変換されるべき前記電圧を伝える一方の端
子に結合された入力を有し、前記第2の入力段(92)は、
変換されるべき前記電圧を伝える他方の端子に結合され
た入力を有しており前記第1の入力段(90)には、直列に接続した能動トラン
ジスタ(Q1,Q11)と抵抗(70,76)とをそれぞれ含む一対の
分岐であって相互に並列に接続された一対の分岐と、こ
の一対の分岐に直列に結合されたバイアス・トランジス
タ(Q2)とが備えられ、前記第2の入力段(92)には、直列
に接続した能動トランジスタ(Q5,Q12)と抵抗(71,77)と
をそれぞれ含む一対の分岐であって相互に並列に接続さ
れた一対の分岐と、この一対の分岐に直列に結合された
バイアス・トランジスタ(Q6)とが備えられており、前記
第1の入力段の前記バイアス・トランジスタ(Q2)と前記
第1の入力段の一方の分岐(Q1,70) との直列接続体、お
よび、前記第2の入力段の前記バイアス・トランジスタ
(Q6)と前記第2の入力段の一方の分岐(Q5,71) との直列
接続体は、それぞれ、供給電圧(Vcc) と第1の電流源(8
1)との間に結合され、そして、前記第1の入力段の前記
バイアス・トランジスタ(Q2)と前記第1の入力段の他方
の分岐(Q11,76) との直列接続体、および、前記第2の
入力段の前記バイアス・トランジスタ(Q6)と前記第2の
入力段の他方の分岐(Q12,77) との直列接続体は、それ
ぞれ、供給電圧(Vcc) と第2の電流源(85)との間に結合
されており前記第1および第2の入力段の前記バイアス・トランジ
スタ(Q2,Q6)は、それらのベースとアースとの間を第1
の電圧源(84)によってバイアスされており; アースへの第3の電流源(80)と供給電圧(Vcc)との間に
あって並列に結合された第1および第2の利得段(91,9
3) を備え、前記第1および第2の利得段(91,93) それ
ぞれには、直列に接続されたバイアス・トランジスタ(Q
4,Q8)および能動トランジスタ(Q3,Q7)が含まれ、それら
のバイアス・トランジスタ(Q4,Q8)は比較器(86)によっ
てバイアスされており前記第1の利得段(91)は、前記第1の利得段(91)の前記
能動トランジスタ(Q3)のベースと前記第1の入力段(90)
の一方および他方の分岐中の前記能動トランジスタ(Q1,
Q11)のコレクタの第1の接続点(55)にて、前記第1の入
力段(90)に結合され、前記第2の利得段(93)は、前記第
2の利得段(93)の前記能動トランジスタ(Q7)のベースと
前記第2の入力段(92)の一方および他方の分岐中の前記
能動トランジスタ(Q5,Q12)のコレクタの第2の接続点(5
6)にて、前記第2の入力段(92)に結合されており前記第1の接続点(55)に電流を供給する第4の電流源(8
2)と、前記第2の接続点(56)に電流を供給する第5の電
流源(83)とを備え、これらの第4の電流源(82)および第
5の電流源(83)は前記供給電圧(Vcc)に結合されてお
前記比較器(86)は、第2の電圧源(85)からの電圧レベル
を第1の入力として受け、且つ、前記第1の利得段(91)
の能動トランジスタ(Q3)のコレクタに現れる電圧および
前記第2の利得段(93)の能動トランジスタ(Q7)のコレク
タに現れる電圧の平均電圧を第2の入力として受けるよ
う構成されていることを特徴とする電圧を電流に変換する回路
2. A circuit for converting a voltage into a current, comprising a first and a second input stage (90, 92),
The power stage (90) has one end carrying said voltage to be converted.
A second input stage (92) having an input coupled to the
Coupled to the other terminal carrying said voltage to be converted
And it has an input; said first input stage (90), an active Trang connected in series
A pair of resistors each including a resistor (Q1, Q11) and a resistor (70, 76).
A pair of branches connected in parallel with each other;
Bias transistors coupled in series to a pair of branches
(Q2), and the second input stage (92) is connected in series.
Active transistors (Q5, Q12) and resistors (71, 77) connected to
Are connected in parallel with each other.
And a pair of branches connected in series to the pair of branches.
A bias transistor (Q6).
The bias transistor (Q2) of the first input stage and the bias transistor (Q2);
A series connection with one branch (Q1,70) of the first input stage,
And the bias transistor of the second input stage
(Q6) and one branch (Q5, 71) of the second input stage in series
The connections are respectively connected to the supply voltage (Vcc) and the first current source (8
1) and said first input stage
A bias transistor (Q2) and the other of the first input stage
A series connection with the branch (Q11, 76) of
The bias transistor (Q6) of the input stage and the second
The series connection with the other branch of the input stage (Q12, 77)
Respectively coupled between the supply voltage (Vcc) and the second current source (85)
The bias transistors of the first and second input stages.
Stars (Q2, Q6) are the first between the bases and ground.
Between the third current source (80) to ground and the supply voltage (Vcc).
And the first and second gain stages (91, 9
3) wherein said first and second gain stages (91, 93)
Each has a series connected bias transistor (Q
4, Q8) and active transistors (Q3, Q7)
Bias transistors (Q4, Q8) are
Is biased Te; said first gain stage (91), the said first gain stage (91)
A base of an active transistor (Q3) and the first input stage (90);
The active transistors (Q1,
At the first connection point (55) of the collector of Q11), the first input
Coupled to the power stage (90), the second gain stage (93)
The base of the active transistor (Q7) of the second gain stage (93);
The second input stage (92) in one and the other branch thereof;
The second connection point (5) of the collectors of the active transistors (Q5, Q12)
6) coupled to the second input stage (92) ; a fourth current source (8) for supplying current to the first connection point (55).
2) and a fifth power supply for supplying a current to the second connection point (56).
And a fourth current source (82) and a fourth current source (83).
5 is connected to the supply voltage (Vcc).
The comparator (86) has a voltage level from the second voltage source (85);
As a first input, and said first gain stage (91)
Voltage appearing at the collector of the active transistor (Q3) and
The collector of the active transistor (Q7) of the second gain stage (93)
The average voltage of the voltage that appears at the second input
Circuitry for converting cormorants are configured, a voltage, wherein the current.
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