JP3247401B2 - 複数個の電源から動作する共通エミッタ増幅器 - Google Patents
複数個の電源から動作する共通エミッタ増幅器Info
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- FHIJMQWMMZEFBL-HLAPJUAOSA-N DISS Natural products COc1cc(C=CC(=O)OC[C@H]2O[C@H](O[C@]3(CO)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]3OC(=O)C=Cc3cc(OC)c(O)c(OC)c3)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]2O)cc(OC)c1O FHIJMQWMMZEFBL-HLAPJUAOSA-N 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
-
- G—PHYSICS
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- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/26—Current mirrors
- G05F3/265—Current mirrors using bipolar transistors only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/30—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
- H03F3/3066—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the collectors of complementary power transistors being connected to the output
-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子回路に関するもので
あって、更に詳細には、複数個の電源から動作すること
の可能な共通エミッタ及び共通ソース増幅器に関するも
のである。
あって、更に詳細には、複数個の電源から動作すること
の可能な共通エミッタ及び共通ソース増幅器に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】複数個の電源から動作することの可能な
電子回路を提供することが所望されることがしばしばあ
る。例えば、ポータブルコンピュータは、内部バッテリ
又は商用ＡＣ電源の何れかからの電源の印加により適切
に動作することを可能とするために電源及びバッテリ充
電回路を有している場合がある。
電子回路を提供することが所望されることがしばしばあ
る。例えば、ポータブルコンピュータは、内部バッテリ
又は商用ＡＣ電源の何れかからの電源の印加により適切
に動作することを可能とするために電源及びバッテリ充
電回路を有している場合がある。
【０００３】図１は、例えばポータブルパーソナルコン
ピュータなどのような装置を供給することを可能とする
従来の回路１００を示した概略図である。回路１００
は、電源選択回路１０１を有しており、それは、整流さ
れたＡＣ電源から端子１０５へ印加されるＤＣ電圧を受
取るか、又はバッテリ１０３からのＤＣ電源を受取る。
更に、充電回路１０４が示されており、それは、ＤＣ電
源が端子１０５に印加される場合に、バッテリ１０３を
充電すべく作用する。電源選択回路１０１は、ワイヤー
ドＯＲ形態で接続されているダイオード１０６及び１０
７を有しており、端子１０５からのＤＣ電力か又はバッ
テリ１０３からのＤＣ電力でその端子が一層高い電圧に
接続されているものをＰＮＰトランジスタ１１２のエミ
ッタ１０８へ印加させる。ＰＮＰトランジスタ１１２か
らのベース電流は、適宜の回路（不図示）を介して接地
へ流れ、該回路はトランジスタ１１２を電圧レギュレー
タとして作用させ、トランジスタ１１２のコレクタ１０
９を介して端子１１０上に所望の電圧レベルを与える。
ピュータなどのような装置を供給することを可能とする
従来の回路１００を示した概略図である。回路１００
は、電源選択回路１０１を有しており、それは、整流さ
れたＡＣ電源から端子１０５へ印加されるＤＣ電圧を受
取るか、又はバッテリ１０３からのＤＣ電源を受取る。
更に、充電回路１０４が示されており、それは、ＤＣ電
源が端子１０５に印加される場合に、バッテリ１０３を
充電すべく作用する。電源選択回路１０１は、ワイヤー
ドＯＲ形態で接続されているダイオード１０６及び１０
７を有しており、端子１０５からのＤＣ電力か又はバッ
テリ１０３からのＤＣ電力でその端子が一層高い電圧に
接続されているものをＰＮＰトランジスタ１１２のエミ
ッタ１０８へ印加させる。ＰＮＰトランジスタ１１２か
らのベース電流は、適宜の回路（不図示）を介して接地
へ流れ、該回路はトランジスタ１１２を電圧レギュレー
タとして作用させ、トランジスタ１１２のコレクタ１０
９を介して端子１１０上に所望の電圧レベルを与える。
【０００４】５．０Ｖよりも僅かに大きい入力電圧を受
取って５．０Ｖの所望の出力電圧を与える電源回路を提
供することが望ましい。回路１０２は、コレクタ１０９
へ接続されている端子１１０上に５．０Ｖを供給するた
めには、少なくとも５．１Ｖをそのエミッタ１０８へ印
加することを必要とする。電源選択回路１０１は満足い
く程度に動作するが、ダイオード１０６及び１０７は約
０．７Ｖの電圧降下を発生し、その際に回路１０２が出
力端子１１０上に所望の５．０Ｖを供給することを可能
とするためには、バッテリ１０３からの電圧が約５．８
Ｖ以上に維持されることを必要とする。ＰＮＰトランジ
スタ１１２が高βであると仮定すると、図１の電圧レギ
ュレータの電力散逸はＰDISS＝（Ｖin−Ｖout ）Ｉout
で表わされる。尚、ＰDISSは、電圧レギュレータ１０１
の電力散逸であり、Ｖinは電圧レギュレータ１０１への
入力電圧であり、Ｖout は端子１１０上の電圧レギュレ
ータ１０１の出力電圧であり、Ｉout は電圧レギュレー
タ１０１の出力電流である。
取って５．０Ｖの所望の出力電圧を与える電源回路を提
供することが望ましい。回路１０２は、コレクタ１０９
へ接続されている端子１１０上に５．０Ｖを供給するた
めには、少なくとも５．１Ｖをそのエミッタ１０８へ印
加することを必要とする。電源選択回路１０１は満足い
く程度に動作するが、ダイオード１０６及び１０７は約
０．７Ｖの電圧降下を発生し、その際に回路１０２が出
力端子１１０上に所望の５．０Ｖを供給することを可能
とするためには、バッテリ１０３からの電圧が約５．８
Ｖ以上に維持されることを必要とする。ＰＮＰトランジ
スタ１１２が高βであると仮定すると、図１の電圧レギ
ュレータの電力散逸はＰDISS＝（Ｖin−Ｖout ）Ｉout
で表わされる。尚、ＰDISSは、電圧レギュレータ１０１
の電力散逸であり、Ｖinは電圧レギュレータ１０１への
入力電圧であり、Ｖout は端子１１０上の電圧レギュレ
ータ１０１の出力電圧であり、Ｉout は電圧レギュレー
タ１０１の出力電流である。
【０００５】従って、Ｉout が一定であり且つ出力電圧
が５．０Ｖであるためには、電圧レギュレータの電力散
逸は、トランジスタ１１２のベース電流を無視した場
合、入力電圧が５．１Ｖの場合と比較して、入力電圧が
５．８Ｖの場合には７００％も大きい。５．１Ｖ最小入
力電圧の場合、３セル鉛−酸又は５セルニッケル−カド
ミウムバッテリが必要である。５．８Ｖ最小入力電圧の
場合、４セル鉛−酸又は６セルニッケル−カドミウムバ
ッテリが必要とされる。従って、５．１Ｖに対して５．
８Ｖを必要とする回路の場合には、図１の回路に関連し
付加的なコスト及び重量に関する犠牲は、鉛−酸セルを
使用する場合には３３％であり且つニッケル−カドミウ
ムセルを使用する場合には２０％である。
が５．０Ｖであるためには、電圧レギュレータの電力散
逸は、トランジスタ１１２のベース電流を無視した場
合、入力電圧が５．１Ｖの場合と比較して、入力電圧が
５．８Ｖの場合には７００％も大きい。５．１Ｖ最小入
力電圧の場合、３セル鉛−酸又は５セルニッケル−カド
ミウムバッテリが必要である。５．８Ｖ最小入力電圧の
場合、４セル鉛−酸又は６セルニッケル−カドミウムバ
ッテリが必要とされる。従って、５．１Ｖに対して５．
８Ｖを必要とする回路の場合には、図１の回路に関連し
付加的なコスト及び重量に関する犠牲は、鉛−酸セルを
使用する場合には３３％であり且つニッケル−カドミウ
ムセルを使用する場合には２０％である。
【０００６】１９８８年１０月１８日付で発行された米
国特許第４，７７９，０３７号（ＬｏＣａｓｃｉｏ）は
本願出願人であるナショナルセミコンダクタコーポレー
ションへ譲渡されており、その特許は、マルチエミッタ
トランジスタを使用する別の電圧レギュレータを記載し
ており、それは図１における如くダイオードＯＲ回路を
使用することに関連するダイオード降下を発生すること
なしに、バッテリ及び貯蔵コンデンサによって与えられ
る供給電圧に応答して調整された出力電圧を供給するこ
とが可能である。
国特許第４，７７９，０３７号（ＬｏＣａｓｃｉｏ）は
本願出願人であるナショナルセミコンダクタコーポレー
ションへ譲渡されており、その特許は、マルチエミッタ
トランジスタを使用する別の電圧レギュレータを記載し
ており、それは図１における如くダイオードＯＲ回路を
使用することに関連するダイオード降下を発生すること
なしに、バッテリ及び貯蔵コンデンサによって与えられ
る供給電圧に応答して調整された出力電圧を供給するこ
とが可能である。
【０００７】図２は、単一供給電圧Ｖ+ から動作する従
来の電圧レギュレータを示した概略図である。電圧レギ
ュレータ３００は、基準電圧Ｖref に接続されている反
転用入力リード３０２を具備する差動入力増幅器３０１
を有している。正電圧が、ＰＮＰトランジスタ３０６の
エミッタ３０７へ接続されているリード３０４へ印加さ
れる。トランジスタ３０６のベース３０８は、差動増幅
器３０１の出力リードへ接続されており、且つトランジ
スタ３０６のコレクタ３１２は出力端子３１０へ接続さ
れており且つ出力電圧Ｖout を供給する。出力端子３１
０と接地との間に接続されている抵抗３０９及び３１１
から抵抗分割器が形成されており、該抵抗分割器のタッ
プは差動増幅器３０１の非反転入力リード３０５へ接続
されている。
来の電圧レギュレータを示した概略図である。電圧レギ
ュレータ３００は、基準電圧Ｖref に接続されている反
転用入力リード３０２を具備する差動入力増幅器３０１
を有している。正電圧が、ＰＮＰトランジスタ３０６の
エミッタ３０７へ接続されているリード３０４へ印加さ
れる。トランジスタ３０６のベース３０８は、差動増幅
器３０１の出力リードへ接続されており、且つトランジ
スタ３０６のコレクタ３１２は出力端子３１０へ接続さ
れており且つ出力電圧Ｖout を供給する。出力端子３１
０と接地との間に接続されている抵抗３０９及び３１１
から抵抗分割器が形成されており、該抵抗分割器のタッ
プは差動増幅器３０１の非反転入力リード３０５へ接続
されている。
【０００８】動作について説明すると、電圧レギュレー
タ３００は、抵抗３０９及び３１１の比を調節すること
により所望の出力電圧Ｖout へ設定される。例えば、温
度、入力電圧、又は外部回路によって引出される電流に
おける変化に起因して、トランジスタ３０５によって要
求されるベース駆動が変化すると、差動増幅器３０１の
出力電圧及び電流が変化し、Ｖout の大きさを所望のレ
ベルに維持すべく作用する。差動増幅器３０１は高利得
を有しているので、差動入力リード３０２と３０５との
間の電圧差は非常に低い。差動増幅器３０１の非反転入
力リード３０５へ印加されるバイアス電流も非常に低
い。その結果、差動増幅器３０１は、差動入力リード３
０５上の電圧を、差動入力リード３０２へ印加されるＶ
ref と等しくさせる。従って、所望の出力電圧Ｖout を
供給するためには、Ｖref は次式の如くに設定される。
タ３００は、抵抗３０９及び３１１の比を調節すること
により所望の出力電圧Ｖout へ設定される。例えば、温
度、入力電圧、又は外部回路によって引出される電流に
おける変化に起因して、トランジスタ３０５によって要
求されるベース駆動が変化すると、差動増幅器３０１の
出力電圧及び電流が変化し、Ｖout の大きさを所望のレ
ベルに維持すべく作用する。差動増幅器３０１は高利得
を有しているので、差動入力リード３０２と３０５との
間の電圧差は非常に低い。差動増幅器３０１の非反転入
力リード３０５へ印加されるバイアス電流も非常に低
い。その結果、差動増幅器３０１は、差動入力リード３
０５上の電圧を、差動入力リード３０２へ印加されるＶ
ref と等しくさせる。従って、所望の出力電圧Ｖout を
供給するためには、Ｖref は次式の如くに設定される。
【０００９】Ｖref ＝Ｖout ／（１＋Ｒ309 ／Ｒ311 ） 尚、Ｒ309 ：抵抗３０９の抵抗値、 Ｒ311 ：抵抗３１１の抵抗値。
【００１０】図３は単一供給電圧Ｖ+ から動作する従来
のオペアンプ、即ち演算増幅器を示した概略図である。
オペアンプ４００は、リード４０７上で正の供給電圧を
受取り且つリード４０８上で負の供給電圧を受取る。差
動入力トランスコンダクタンス増幅器４０１は差動入力
信号を受取る。トランスコンダクタンス増幅器４０１か
らの出力電流は、増幅器４０２の入力リードへ印加さ
れ、該増幅器の出力信号はドライバ回路４０３へ印加さ
れる。ドライバ回路４０３は、出力トランジスタ４０４
及び４０５のベースへ制御信号を供給し、該出力トラン
ジスタは、共通エミッタ形態で接続されており、それら
のコレクタは出力端子４０６へ共通接続されている。
のオペアンプ、即ち演算増幅器を示した概略図である。
オペアンプ４００は、リード４０７上で正の供給電圧を
受取り且つリード４０８上で負の供給電圧を受取る。差
動入力トランスコンダクタンス増幅器４０１は差動入力
信号を受取る。トランスコンダクタンス増幅器４０１か
らの出力電流は、増幅器４０２の入力リードへ印加さ
れ、該増幅器の出力信号はドライバ回路４０３へ印加さ
れる。ドライバ回路４０３は、出力トランジスタ４０４
及び４０５のベースへ制御信号を供給し、該出力トラン
ジスタは、共通エミッタ形態で接続されており、それら
のコレクタは出力端子４０６へ共通接続されている。
【００１１】図４は、典型的な従来の電流ミラー回路５
０６を示した概略図であり、該回路は単一の電源電圧Ｖ
+ から動作する。電流ミラー回路５０６は、エミッタを
正の電圧リード５０１へ接続しており、コレクタ及びベ
ースを電流源５０４へ共通接続している第一ＰＮＰトラ
ンジスタ５０２を有している。電流ミラートランジスタ
５０３は、そのエミッタをトランジスタ５０２のエミッ
タへ接続しており、そのベースをトランジスタ５０２の
ベースへ接続しており、且つそのコレクタを出力端子５
０５へ接続している。トランジスタ５０３のエミッタ・
ベース電圧はトランジスタ５０２のエミッタ・ベース電
圧と等しいので、トランジスタ５０３のコレクタは、出
力端子５０５へ電流Ｉout を供給し、それは、電流源５
０４によって供給される電流Ｉにトランジスタ５０２及
び５０３のエミッタ面積比を掛けたものと等しい。例え
ば、トランジスタ５０２及び５０３がマッチされている
場合には、Ｉout ＝Ｉである。
０６を示した概略図であり、該回路は単一の電源電圧Ｖ
+ から動作する。電流ミラー回路５０６は、エミッタを
正の電圧リード５０１へ接続しており、コレクタ及びベ
ースを電流源５０４へ共通接続している第一ＰＮＰトラ
ンジスタ５０２を有している。電流ミラートランジスタ
５０３は、そのエミッタをトランジスタ５０２のエミッ
タへ接続しており、そのベースをトランジスタ５０２の
ベースへ接続しており、且つそのコレクタを出力端子５
０５へ接続している。トランジスタ５０３のエミッタ・
ベース電圧はトランジスタ５０２のエミッタ・ベース電
圧と等しいので、トランジスタ５０３のコレクタは、出
力端子５０５へ電流Ｉout を供給し、それは、電流源５
０４によって供給される電流Ｉにトランジスタ５０２及
び５０３のエミッタ面積比を掛けたものと等しい。例え
ば、トランジスタ５０２及び５０３がマッチされている
場合には、Ｉout ＝Ｉである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数個
の供給電圧から動作することが可能であり、簡単で、廉
価で、且つ複数個の供給電圧から動作する能力のために
著しい電力量を消費することのない回路を提供する必要
性が存在している。
の供給電圧から動作することが可能であり、簡単で、廉
価で、且つ複数個の供給電圧から動作する能力のために
著しい電力量を消費することのない回路を提供する必要
性が存在している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数個
の供給電圧から共通エミッタ回路を動作する新規な技術
を使用している。本発明の１実施形態においては、ベー
スを共通接続しコレクタを共通接続し且つ各々がエミッ
タを複数個の供給電圧のうちの関連する一つへ接続して
いる複数個のトランジスタを有する電圧選択回路が設け
られている。該トランジスタは、最も高い供給電圧から
電流を引出す。
の供給電圧から共通エミッタ回路を動作する新規な技術
を使用している。本発明の１実施形態においては、ベー
スを共通接続しコレクタを共通接続し且つ各々がエミッ
タを複数個の供給電圧のうちの関連する一つへ接続して
いる複数個のトランジスタを有する電圧選択回路が設け
られている。該トランジスタは、最も高い供給電圧から
電流を引出す。
【００１４】本発明の１実施形態においては、電流源と
複数個の供給電圧のうちの関連する一つとの間に接続さ
れた複数個のダイオード接続型トランジスタを有する新
規な電流ミラーが提供される。対応する数の電流ミラー
装置が、出力端子と複数個の供給電圧リードのうちの関
連する一つとの間に接続されており、その際に、該供給
電圧のうちのどの一つ又はそれ以上のものがある与えら
れた時間において活性化されているかに拘らず、且つそ
れらの特定のレベルに拘らずに、該出力端子は該電流源
からミラー動作された電流を供給する。
複数個の供給電圧のうちの関連する一つとの間に接続さ
れた複数個のダイオード接続型トランジスタを有する新
規な電流ミラーが提供される。対応する数の電流ミラー
装置が、出力端子と複数個の供給電圧リードのうちの関
連する一つとの間に接続されており、その際に、該供給
電圧のうちのどの一つ又はそれ以上のものがある与えら
れた時間において活性化されているかに拘らず、且つそ
れらの特定のレベルに拘らずに、該出力端子は該電流源
からミラー動作された電流を供給する。
【００１５】本発明の別の実施形態においては、各々が
複数個の供給電圧のうちの関連する一つへ接続されてい
る複数個の第一電流取扱端子と、出力端子へ結合されて
いる第二電流取扱端子とを具備する出力トランジスタを
有するレギュレータ回路が提供される。該出力トランジ
スタの出力及び制御端子の間に制御が与えられ、その際
に供給電圧のうちのどの一つ又はそれ以上のものが任意
の与えられた時間において活性状態にあるかということ
に拘らず、且つ複数個の供給電圧の特定のレベルに関係
することなしに、所望のレベルの調整された出力信号を
確保している。
複数個の供給電圧のうちの関連する一つへ接続されてい
る複数個の第一電流取扱端子と、出力端子へ結合されて
いる第二電流取扱端子とを具備する出力トランジスタを
有するレギュレータ回路が提供される。該出力トランジ
スタの出力及び制御端子の間に制御が与えられ、その際
に供給電圧のうちのどの一つ又はそれ以上のものが任意
の与えられた時間において活性状態にあるかということ
に拘らず、且つ複数個の供給電圧の特定のレベルに関係
することなしに、所望のレベルの調整された出力信号を
確保している。
【００１６】本発明の別の実施形態においては、制御手
段が、差動入力増幅器などを有することが可能である。
所望により、該制御手段は、種々の供給電圧のレベルに
関係なく、適切な供給電圧が制御手段へ供給されること
を確保するために、ダイオードＯＲ接続を使用する複数
個の供給リードからそれ自身の供給電圧を派生させるこ
とが可能である。
段が、差動入力増幅器などを有することが可能である。
所望により、該制御手段は、種々の供給電圧のレベルに
関係なく、適切な供給電圧が制御手段へ供給されること
を確保するために、ダイオードＯＲ接続を使用する複数
個の供給リードからそれ自身の供給電圧を派生させるこ
とが可能である。
【００１７】本発明の別の実施形態においては、オペア
ンプ（演算増幅器）回路が、プルアップ及びプルダウン
出力トランジスタを有しており、その各々は、そのコレ
クタを出力端子へ接続しており、且つ複数個のエミッタ
のうちの一つは複数個の正供給電圧及び負供給電圧の一
つへ接続されている。
ンプ（演算増幅器）回路が、プルアップ及びプルダウン
出力トランジスタを有しており、その各々は、そのコレ
クタを出力端子へ接続しており、且つ複数個のエミッタ
のうちの一つは複数個の正供給電圧及び負供給電圧の一
つへ接続されている。
【００１８】
【実施例】図５は本発明の一実施例に基づいて構成され
た電源選択回路６００を示した概略図であり、それは、
図１に示したものと類似しているが、ダイオード１０６
及び１０７（図１）のワイヤードＯＲ接続を必要とする
ことがないように構成されている。図５に示した如く、
共通エミッタ電圧レギュレータ回路６０２のパストラン
ジスタ６１２及び６１３は、２個のエミッタ６０８−１
及び６０８−２を有している。エミッタ６０８−１は、
ＤＣ電源端子６０５へ接続されている。エミッタ６０８
−２は、バッテリ６０３へ接続されている。一方のエミ
ッタ上の電圧が５．１Ｖよりも高い場合には、そのエミ
ッタは、順方向バイアスし、且つ端子６１０は調整され
た電圧である５．０Ｖを供給する。バッテリが接続され
ており且つＤＣ電源が遮断されている場合には、端子６
０６は低電圧にあり、且つトランジスタ６１３がターン
オフし、トランジスタ６１２が通常の動作を行なうこと
を可能とする高抵抗状態に到達する。この回路において
は、図１の従来技術の回路の２個のダイオード１０６，
１０７及びトランジスタ１１２は、２個のトランジスタ
６１２及び６１３によって置換されている。図１の従来
技術の回路の場合における如く、電流は、エミッタ６０
８−１及び６０８−２へ印加される二つの電圧のうちの
より高いほうのものによって引出される。両方の電圧が
等しい場合には、電流はそれらのエミッタ面積に比例し
て両方のエミッタ６０８−１及び６０８−２によって引
出される。集積回路においては、ダイオードはベースを
コレクタへ接続したトランジスタとして製造され且つパ
ストランジスタの面積と等しい面積を有しているので、
図１の回路に対して必要とされる集積回路表面積は、３
個の単位寸法パワートランジスタを与えるために必要と
される表面積と等しい。図５の回路の集積回路表面積
は、２個の単位寸法のパワートランジスタに対して必要
とされる表面積と等しい。従って、電圧降下、電力消費
及び集積回路表面積は、図５の回路を使用することによ
って、同時的に減少される。モノリシック製造プロセス
において、コレクタ領域とベース領域とを共用するため
に並列接続したパストランジスタ６１２及び６１３が製
造され、その際に必要とされる集積回路表面積を更に著
しく減少させている。
た電源選択回路６００を示した概略図であり、それは、
図１に示したものと類似しているが、ダイオード１０６
及び１０７（図１）のワイヤードＯＲ接続を必要とする
ことがないように構成されている。図５に示した如く、
共通エミッタ電圧レギュレータ回路６０２のパストラン
ジスタ６１２及び６１３は、２個のエミッタ６０８−１
及び６０８−２を有している。エミッタ６０８−１は、
ＤＣ電源端子６０５へ接続されている。エミッタ６０８
−２は、バッテリ６０３へ接続されている。一方のエミ
ッタ上の電圧が５．１Ｖよりも高い場合には、そのエミ
ッタは、順方向バイアスし、且つ端子６１０は調整され
た電圧である５．０Ｖを供給する。バッテリが接続され
ており且つＤＣ電源が遮断されている場合には、端子６
０６は低電圧にあり、且つトランジスタ６１３がターン
オフし、トランジスタ６１２が通常の動作を行なうこと
を可能とする高抵抗状態に到達する。この回路において
は、図１の従来技術の回路の２個のダイオード１０６，
１０７及びトランジスタ１１２は、２個のトランジスタ
６１２及び６１３によって置換されている。図１の従来
技術の回路の場合における如く、電流は、エミッタ６０
８−１及び６０８−２へ印加される二つの電圧のうちの
より高いほうのものによって引出される。両方の電圧が
等しい場合には、電流はそれらのエミッタ面積に比例し
て両方のエミッタ６０８−１及び６０８−２によって引
出される。集積回路においては、ダイオードはベースを
コレクタへ接続したトランジスタとして製造され且つパ
ストランジスタの面積と等しい面積を有しているので、
図１の回路に対して必要とされる集積回路表面積は、３
個の単位寸法パワートランジスタを与えるために必要と
される表面積と等しい。図５の回路の集積回路表面積
は、２個の単位寸法のパワートランジスタに対して必要
とされる表面積と等しい。従って、電圧降下、電力消費
及び集積回路表面積は、図５の回路を使用することによ
って、同時的に減少される。モノリシック製造プロセス
において、コレクタ領域とベース領域とを共用するため
に並列接続したパストランジスタ６１２及び６１３が製
造され、その際に必要とされる集積回路表面積を更に著
しく減少させている。
【００１９】図６は本発明の別の実施例に基づいて構成
された電流ミラー回路７００を示した概略図であり、そ
れは複数個の電圧源の何れか一つ又はそれ以上のものか
ら動作することが可能である。電流ミラー回路７００
は、それぞれ、複数個の供給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN + を受
取るために、複数個の電源リード７０１−１乃至７０１
−Ｎを有している。回路７００は、複数個のＰＮＰトラ
ンジスタ７０２−１乃至７０２−Ｎを有しており、それ
らのベースはそれらのコレクタと共通接続されており、
且つそれらのコレクタも共通接続されており、且つ電流
源７０４へ接続されている。トランジスタ７０２−１乃
至７０２−Ｎのエミッタは、それぞれ、電源リード７０
１−１乃至７０１−Ｎへ接続されている。この様に、電
流源７０４によって引出される電流Ｉが与えられ、且つ
一組の供給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN + が与えられると、トラ
ンジスタ７０２−１乃至７０２−Ｎの各々は、それと関
連する対応したエミッタ・ベース電圧を有する。電流ミ
ラー回路７００は、更に、ミラー動作用トランジスタ７
０３−１乃至７０３−Ｎを有しており、それらのベース
はトランジスタ７０２−１乃至７０２−Ｎのベースへ共
通的に接続されており、且つそれらのコレクタは出力端
子７０５へ共通的に接続されている。トランジスタ７０
３−１乃至７０３−Ｎのエミッタは、それぞれ、電源リ
ード７０１−１乃至７０１−Ｎへ接続されている。従っ
て、トランジスタ７０３−Ｊのエミッタ・ベース電圧は
（尚、１≦Ｊ≦Ｎ）、トランジスタ７０２−Ｊのエミッ
タ・ベース電圧と等しい。電圧Ｖ1 + 乃至ＶN + の大き
さは、トランジスタ７０２−１乃至７０２−Ｎ、従って
それぞれ、トランジスタ７０３−１乃至７０３−Ｎのエ
ミッタ・ベース電圧を決定する。これらのエミッタ・ベ
ース電圧及びエミッタ面積は、電流Ｉ1 がどの様にして
トランジスタ７０２−１乃至７０２−Ｎの間で分割され
るかを決定し、且つ電流Ｉout がどの様にしてトランジ
スタ７０３−１乃至７０３−Ｎの間で分割されるかを決
定する。従って、出力端子７０５は特定の電圧Ｖ1 + 乃
至ＶN + とは無関係に、電流源７０４によって供給され
る電流Ｉに等しい電流Ｉout を供給する。本明細書を参
照して当業者が容易に理解する如く、図６の実施例に関
連して、多様な電流比及びデジェネレーション（縮退）
技術を使用することが可能であることが明らかである。
された電流ミラー回路７００を示した概略図であり、そ
れは複数個の電圧源の何れか一つ又はそれ以上のものか
ら動作することが可能である。電流ミラー回路７００
は、それぞれ、複数個の供給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN + を受
取るために、複数個の電源リード７０１−１乃至７０１
−Ｎを有している。回路７００は、複数個のＰＮＰトラ
ンジスタ７０２−１乃至７０２−Ｎを有しており、それ
らのベースはそれらのコレクタと共通接続されており、
且つそれらのコレクタも共通接続されており、且つ電流
源７０４へ接続されている。トランジスタ７０２−１乃
至７０２−Ｎのエミッタは、それぞれ、電源リード７０
１−１乃至７０１−Ｎへ接続されている。この様に、電
流源７０４によって引出される電流Ｉが与えられ、且つ
一組の供給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN + が与えられると、トラ
ンジスタ７０２−１乃至７０２−Ｎの各々は、それと関
連する対応したエミッタ・ベース電圧を有する。電流ミ
ラー回路７００は、更に、ミラー動作用トランジスタ７
０３−１乃至７０３−Ｎを有しており、それらのベース
はトランジスタ７０２−１乃至７０２−Ｎのベースへ共
通的に接続されており、且つそれらのコレクタは出力端
子７０５へ共通的に接続されている。トランジスタ７０
３−１乃至７０３−Ｎのエミッタは、それぞれ、電源リ
ード７０１−１乃至７０１−Ｎへ接続されている。従っ
て、トランジスタ７０３−Ｊのエミッタ・ベース電圧は
（尚、１≦Ｊ≦Ｎ）、トランジスタ７０２−Ｊのエミッ
タ・ベース電圧と等しい。電圧Ｖ1 + 乃至ＶN + の大き
さは、トランジスタ７０２−１乃至７０２−Ｎ、従って
それぞれ、トランジスタ７０３−１乃至７０３−Ｎのエ
ミッタ・ベース電圧を決定する。これらのエミッタ・ベ
ース電圧及びエミッタ面積は、電流Ｉ1 がどの様にして
トランジスタ７０２−１乃至７０２−Ｎの間で分割され
るかを決定し、且つ電流Ｉout がどの様にしてトランジ
スタ７０３−１乃至７０３−Ｎの間で分割されるかを決
定する。従って、出力端子７０５は特定の電圧Ｖ1 + 乃
至ＶN + とは無関係に、電流源７０４によって供給され
る電流Ｉに等しい電流Ｉout を供給する。本明細書を参
照して当業者が容易に理解する如く、図６の実施例に関
連して、多様な電流比及びデジェネレーション（縮退）
技術を使用することが可能であることが明らかである。
【００２０】図７は本発明の更に別の実施例に基づいて
構成した電圧レギュレータ回路８００を示した概略図で
あり、それは複数個の供給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN + から動
作することが可能なものである。出力トランジスタ８０
６は複数個のエミッタ８０７−１乃至８０７−Ｎを有し
ており、その各々はそれぞれ、供給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN
+ を受取るために電圧供給リード８０４−１乃至８０４
−Ｎへ接続されている。差動増幅器８０１が、それぞ
れ、電圧供給リード８０４−１乃至８０４−Ｎへ接続さ
れているダイオード８２０−１乃至８２０−Ｎを介して
その正の供給電圧を受取る。この様に、供給電圧Ｖ1 +
乃至ＶN + のうちの少なくとも一つが差動増幅器８０１
の供給電圧条件よりも少なくとも約０．７Ｖ大きい限
り、差動入力増幅器８０１は十分な供給電圧を受取る。
更に、供給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN + のうちの少なくとも一
つがトランジスタ８０６を介して電流の流れを与えるの
に十分に高いものである限り、出力電圧Ｖout は抵抗８
０９及び８１１の抵抗分割回路及び差動入力増幅器８０
１の非反転入力リード８０５を介してのフィードバック
経路の作用により所望のレベルに維持される。
構成した電圧レギュレータ回路８００を示した概略図で
あり、それは複数個の供給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN + から動
作することが可能なものである。出力トランジスタ８０
６は複数個のエミッタ８０７−１乃至８０７−Ｎを有し
ており、その各々はそれぞれ、供給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN
+ を受取るために電圧供給リード８０４−１乃至８０４
−Ｎへ接続されている。差動増幅器８０１が、それぞ
れ、電圧供給リード８０４−１乃至８０４−Ｎへ接続さ
れているダイオード８２０−１乃至８２０−Ｎを介して
その正の供給電圧を受取る。この様に、供給電圧Ｖ1 +
乃至ＶN + のうちの少なくとも一つが差動増幅器８０１
の供給電圧条件よりも少なくとも約０．７Ｖ大きい限
り、差動入力増幅器８０１は十分な供給電圧を受取る。
更に、供給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN + のうちの少なくとも一
つがトランジスタ８０６を介して電流の流れを与えるの
に十分に高いものである限り、出力電圧Ｖout は抵抗８
０９及び８１１の抵抗分割回路及び差動入力増幅器８０
１の非反転入力リード８０５を介してのフィードバック
経路の作用により所望のレベルに維持される。
【００２１】図８は、図３の従来技術のオペアンプに類
似したオペアンプ９００を示した概略図であるが、それ
は複数個の正の供給電圧Ｖ1 +乃至ＶN + 及び複数個の
負の供給電圧Ｖ1 +乃至ＶM + から動作するように本発
明の更に別の実施例に基づいて構成されている。正の供
給リード９０７−１乃至９０７−Ｎは、それぞれ、ダイ
オード９２０−１乃至９２０−Ｎを介して、Ｖ＋供給バ
ス９０７へ接続されている。同様に、負の供給リード９
０８−１乃至９０８−Ｍは、ダイオード９３０−１乃至
９３０−Ｍを介してＶ−供給バス９０８へ接続されてい
る。供給バス９０７及び９０８は、少なくとも１個の供
給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN +及び少なくとも１個の負の供給
電圧Ｖ1 -乃至ＶM -が所要の大きさである限り、差動増
幅器９０１、増幅器９０２及びドライバ９０３へ正及び
負の供給電圧を供給する。出力トランジスタ９０４は、
それぞれ、正の供給リード９０７−１乃至９０７−Ｎへ
接続されている複数個のエミッタ９１４−１乃至９１４
−Ｎを有している。同様に、出力トランジスタ９０５
は、それぞれ、負の供給リード９０８−１乃至９０８−
Ｍへ接続されている複数個のエミッタ９１５−１乃至９
１５−Ｍを有している。正の供給電圧Ｖ1 +乃至ＶN +の
うちの少なくとも一つが、トランジスタ９０４を介して
電流を流させるのに十分な大きさのものであり、且つ負
の供給電圧Ｖ1 -乃至ＶM -のうちの少なくとも一つがト
ランジスタ９０５を介して電流を流させるのに十分な大
きさのものであると、出力トランジスタ９０４及び９０
５は、ドライバ９０３によって与えられるドライブ信号
に応答して適切に動作し、出力端子９２５上に所望の出
力電圧を供給する。出力端子９２５上の出力電圧は、差
動入力増幅器９０１の差動入力リードへ印加されるフィ
ードバック信号によって所望のレベルに維持される。
似したオペアンプ９００を示した概略図であるが、それ
は複数個の正の供給電圧Ｖ1 +乃至ＶN + 及び複数個の
負の供給電圧Ｖ1 +乃至ＶM + から動作するように本発
明の更に別の実施例に基づいて構成されている。正の供
給リード９０７−１乃至９０７−Ｎは、それぞれ、ダイ
オード９２０−１乃至９２０−Ｎを介して、Ｖ＋供給バ
ス９０７へ接続されている。同様に、負の供給リード９
０８−１乃至９０８−Ｍは、ダイオード９３０−１乃至
９３０−Ｍを介してＶ−供給バス９０８へ接続されてい
る。供給バス９０７及び９０８は、少なくとも１個の供
給電圧Ｖ1 + 乃至ＶN +及び少なくとも１個の負の供給
電圧Ｖ1 -乃至ＶM -が所要の大きさである限り、差動増
幅器９０１、増幅器９０２及びドライバ９０３へ正及び
負の供給電圧を供給する。出力トランジスタ９０４は、
それぞれ、正の供給リード９０７−１乃至９０７−Ｎへ
接続されている複数個のエミッタ９１４−１乃至９１４
−Ｎを有している。同様に、出力トランジスタ９０５
は、それぞれ、負の供給リード９０８−１乃至９０８−
Ｍへ接続されている複数個のエミッタ９１５−１乃至９
１５−Ｍを有している。正の供給電圧Ｖ1 +乃至ＶN +の
うちの少なくとも一つが、トランジスタ９０４を介して
電流を流させるのに十分な大きさのものであり、且つ負
の供給電圧Ｖ1 -乃至ＶM -のうちの少なくとも一つがト
ランジスタ９０５を介して電流を流させるのに十分な大
きさのものであると、出力トランジスタ９０４及び９０
５は、ドライバ９０３によって与えられるドライブ信号
に応答して適切に動作し、出力端子９２５上に所望の出
力電圧を供給する。出力端子９２５上の出力電圧は、差
動入力増幅器９０１の差動入力リードへ印加されるフィ
ードバック信号によって所望のレベルに維持される。
【００２２】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。例えば、上述した実施例においてはバイポーラトラ
ンジスタを使用しているが、本発明を、その他のタイプ
のトランジスタ、例えばＦＥＴを使用して構成すること
が可能であることは勿論である。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。例えば、上述した実施例においてはバイポーラトラ
ンジスタを使用しているが、本発明を、その他のタイプ
のトランジスタ、例えばＦＥＴを使用して構成すること
が可能であることは勿論である。
【図１】 典型的な従来の電圧選択回路を示した概略
図。
図。
【図２】 典型的な従来のレギュレータ回路を示した概
略図。
略図。
【図３】 従来のオペアンプ回路を示した概略図。
【図４】 典型的な従来の電流ミラー回路を示した概略
図。
図。
【図５】 本発明の一実施例に基づいて構成された電圧
選択回路であって各々を関連するパストランジスタのエ
ミッタへ接続させることにより選択される２個の電源電
圧を使用する構成を示した概略図。
選択回路であって各々を関連するパストランジスタのエ
ミッタへ接続させることにより選択される２個の電源電
圧を使用する構成を示した概略図。
【図６】 本発明の別の実施例に基づいて構成された電
流ミラーを示した概略図。
流ミラーを示した概略図。
【図７】 本発明の更に別の実施例に基づいて構成され
たレギュレータ回路を示した概略図。
たレギュレータ回路を示した概略図。
【図８】 本発明の更に別の実施例に基づいて構成され
たオペアンプを示した概略図。
たオペアンプを示した概略図。
６００ 電源選択回路 ６０２ 電圧レギュレータ回路 ６０３ バッテリ ６０５ ＤＣ電源端子 ６１０ 端子 ６１２，６１３ パストランジスタ ７００ 電流ミラー回路 ７０１ 電源リード ７０２ ＰＮＰトランジスタ ７０３ ミラー動作トランジスタ ７０４ 電流源 ７０５ 出力端子 ８００ 電圧レギュレータ回路 ８０１ 差動増幅器 ８０４ 電圧供給リード ８０６ 出力トランジスタ ８２０ ダイオード ９００ オペアンプ ９０１ 差動増幅器 ９０２ 増幅器 ９０３ ドライバ ９０４，９０５ 出力トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−39271（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−78024（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05F 1/445,1/56 G05F 1/613,1/618 G05F 3/00 - 3/30 H03F 3/45,1/30
Claims (4)
- 【請求項１】 第一供給電圧を受取るための第一供給電
圧リード、前記第一供給電圧と異なる電圧を有すること
の可能な第二供給電圧を受取るための第二供給電圧リー
ド、電流源、出力リード、前記第一供給電圧リードと前
記電流源との間における負荷装置として接続されている
第一トランジスタ、前記第二供給電圧リードと前記電流
源との間において負荷装置として接続されている第二ト
ランジスタ、前記第一トランジスタを介して流れる電流
を前記出力リードに対してミラー動作させるために前記
第一供給電圧リードと前記出力リードとの間に結合され
ている第一ミラートランジスタ、前記第二トランジスタ
を介して流れる電流を前記出力リードに対してミラー動
作させるために前記第二供給電圧リードと前記出力リー
ドとの間に結合されている第二ミラートランジスタ、を
有することを特徴とする電流ミラー。 - 【請求項２】 各々が複数個の供給電圧のうちの関連す
る一つを受取る複数個の供給電圧リード、電流源、出力
リード、各々が前記供給電圧のうちの関連する一つと前
記電流源との間において負荷装置として接続されている
複数個のトランジスタ、各々が前記トランジスタのうち
の対応する一つを介して流れる電流を前記出力リードに
対してミラー動作させるために前記供給電圧リードのう
ちの関連する一つと前記出力リードとの間に結合されて
いる複数個のミラートランジスタ、を有することを特徴
とする電流ミラー。 - 【請求項３】 各々が複数個の第一供給電圧の関連する
一つを受取る複数個の第一供給電圧リード、各々が複数
個の第二供給電圧のうちの関連する一つを受取る複数個
の第二供給電圧リード、出力端子、前記複数個の第一供
給電圧リードと前記出力端子との間に結合されている第
一出力手段、前記複数個の第二供給電圧リードと前記出
力端子との間に結合されている第二出力手段、を有して
おり、 前記第一出力手段が、各々が前記第一供給電圧リードの
関連する一つへ結合されている複数個の第一電流取扱端
子と、前記出力端子へ結合されている第二電流取扱端子
と、第一制御信号を受取る制御端子とを具備する第一ト
ランジスタ回路を有しており、且つ前記第二出力手段
が、各々が前記第二供給電圧リードのうちの関連する一
つへ 結合されている複数個の第一電流取扱端子と、前記
出力端子へ結合されている第二電流取扱端子と、第二制
御信号を受取る制御端子とを具備する第二トランジスタ
回路を有している、 ことを特徴とする演算増幅器回路。 - 【請求項４】 請求項３において、差動入力信号が入力
される第一及び第二入力リードと、前記第一及び第二制
御信号を与える出力リードと、第一電源リードと、第二
電源リードとを具備する差動入力増幅器、各々が前記第
一供給電圧リードのうちの関連する一つと前記差動入力
増幅器の前記第一電源リードとの間に結合されている第
一複数個のダイオード、各々が前記第二供給電圧リード
のうちの関連する一つと前記差動入力増幅器の前記第二
電源リードとの間に結合されている第二複数個のダイオ
ード、を有することを特徴とする演算増幅器回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/551,427 US5103157A (en) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | Common emitter amplifiers operating from a multiplicity of power supplies |
| US551427 | 2000-04-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06342313A JPH06342313A (ja) | 1994-12-13 |
| JP3247401B2 true JP3247401B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=24201224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16847291A Expired - Fee Related JP3247401B2 (ja) | 1990-07-10 | 1991-07-09 | 複数個の電源から動作する共通エミッタ増幅器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5103157A (ja) |
| EP (1) | EP0465933B1 (ja) |
| JP (1) | JP3247401B2 (ja) |
| KR (1) | KR100222114B1 (ja) |
| DE (1) | DE69119655T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5559423A (en) * | 1994-03-31 | 1996-09-24 | Norhtern Telecom Limited | Voltage regulator including a linear transconductance amplifier |
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| US5686820A (en) * | 1995-06-15 | 1997-11-11 | International Business Machines Corporation | Voltage regulator with a minimal input voltage requirement |
| FR2755316B1 (fr) * | 1996-10-25 | 1999-01-15 | Sgs Thomson Microelectronics | Regulateur de tension a selection automatique d'une tension d'alimentation la plus elevee |
| DE19710440A1 (de) * | 1997-03-13 | 1998-09-24 | Bosch Gmbh Robert | Stromversorgungsschaltung |
| KR100321976B1 (ko) | 1997-12-29 | 2002-05-13 | 윤종용 | 인텔프로세서를위한오류허용전압조절모듈회로 |
| US6078169A (en) * | 1998-09-30 | 2000-06-20 | Siemens Medical Systems, Inc. | Amplifier for interpolating the power supply from multiple supply voltages |
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| JP2002042468A (ja) * | 2000-07-21 | 2002-02-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路 |
| US6572546B1 (en) | 2001-07-03 | 2003-06-03 | Acuson Corporation | Two level power supply and method for ultrasound transmission |
| GB0413610D0 (en) * | 2004-06-18 | 2004-07-21 | Melexis Nv | DVD reading apparatus |
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| JP4822941B2 (ja) * | 2006-06-12 | 2011-11-24 | 株式会社東芝 | 電源電圧制御回路および半導体集積回路 |
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