JP3910608B2 - バッファ回路及びプッシュプル・バッファ回路 - Google Patents
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Description
したがって、本発明の目的は、回路安定性と高電流駆動能力の双方を実現するのに適した信号伝達回路を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、このような回路デバイスを備えたプッシュプル・バッファ等のバッファを提供することである。
図1は、本発明の1実施形態による信号伝達回路Aを示すブロック図である。図示のように、この信号伝達回路Aは、電圧−電流変換回路1と、電流伝達回路3と、電流−電圧変換回路5とを備え、そして電流伝達回路3は、電流転写回路30と出力電流経路32とを備えている。詳細には、電圧−電流変換回路1は、電圧形態の信号を入力に受け、そしてこの電圧を電流に変換して電流形態の信号を出力に発生する。この信号電流Isは、電流伝達回路3の入力に結合され、そして電流伝達回路3は、その信号電流を第1基準電流I1を介して伝達して出力に発生する。この第1基準電流I1を介して伝達された電流は、電流−電圧変換回路5の入力に結合され、そして電流−電圧変換回路5は、この伝達された電流を、電圧に変換して電圧形態の信号を出力に発生する。
DR=(I1−1max)/(I1−1min)=I1/α
となる。この場合、αがゼロに近づくにつれダイナミックレンジDRは大きくなり、そしてαをほぼゼロにしたときには、ダイナミックレンジDRは無限大にまですることができる。このように、本発明の信号伝達回路Aでは、低インピーダンス経路である電流伝達回路を使って電流のダイナミックレンジを大きくすることができる。
I1 → 第1基準電流I1
IeQ3 → 第1電流部分I1−1
IcQ1 → 第2電流部分I1−2
I2 → 第2基準電流I2
IR1 → 第1電流部分I2−1
IeQ1 → 第2電流部分I2−2
図2からも分かるように、信号電流IR1は、ノードN1での電流分岐によりI2の第1部分に転写され、そしてI2のうちの転写された第1部分の残りの第2部分であるIeQ3が、ノードN2での電流分岐によって、さらに定電流I1の第2部分であるIcQ1に転写される。これにより、信号電流IR1は、I1のその転写された第2部分の残りである第1部分であるIeQ3に最終的に転写されることになる。ここで、IeQ3は、必ずしも電流IR1の大きさと等しくある必要はない。例えば、I1がI2よりも大きい場合、前述のように、正のα(=I1−I2)が生じる。仮に、I1>I2の場合には、図2にも示したように、電流IR1は、最大でI2の大きさから、最小でゼロ(これは、出力端子OUTの電圧とノードN1の電圧とが等しい場合に生じる)にまで変化することができる。この結果、コレクタ電流IcQ3は、最大でI1の大きさから、最小でαの大きさまで変化することができる。αを小さくすれば、図2でも説明したように、コレクタ電流IcQ3のダイナミックレンジを無限大にまで拡大できることが分かる。このことは、Q4とQ5のカレントミラー接続により、プル側トランジスタQ5のコレクタ電流IcQ5のダイナミックレンジを無限大にまで拡大できることも意味する。図10の従来の回路構成と対比すると分かるように、図10の差動構成のアンプでは、Q5には、I1の1/2からI1までの範囲(ダイナミックレンジは狭い)の電流しか供給できず、しかもQ5を流れる電流から発生するQ5のベース電圧、したがってQ7のベース電圧は低く、図9の回路構成におけるように電流を電圧に変換する過程で大きなダイナミックレンジを実現することもできないこととは対照的である。
3 電流伝達回路
5 電流−電圧変換回路
7 主回路
9 フィードバック回路
Claims (11)
- バッファ回路であって、
第1電圧フォロワ回路であって、該第1電圧フオロワ回路の出力に接続された可変の電流源を備え、該第1電圧フォロワ回路の出力がバッファの出力端子に接続された、前記の第1電圧フォロワと、
第2電圧フォロワ回路であって、該第2電圧フオロワ回路の出力に接続された定電流源を備えた、前記の第2電圧フォロワ回路と、
前記第1電圧フォロワ回路の出力と前記第2電圧フォロワ回路の出力との間の電位差に応答して、前記第1電圧フォロワ回路の前記可変電流源を制御する制御回路であって、信号を電流の形態で伝達する信号伝達回路を含む、前記の制御回路と、
を備え、
前記信号伝達回路が、信号を電流で伝達する電流伝達回路を備え、信号電流を第1基準電流を介して伝達すること、
を特徴とするバッファ回路。 - 請求項1記載のバッファ回路において、
前記電流伝達回路が、
前記信号電流を前記第1基準電流の第1部分に転写する電流転写回路と、
前記第1基準電流の前記第1部分を伝達する出力電流経路と、
を備えること、
を特徴とするバッファ回路。 - 請求項2記載のバッファ回路において、
前記電流転写回路が、
第1の電流分岐回路であって、前記信号電流を第2基準電流の第1部分へ転写し、前記第2基準電流の前記第1部分以外が第2部分である、前記の第1の電流分岐回路と、
第2の電流分岐回路であって、前記第2基準電流の前記第2部分を前記第1基準電流の前記第1部分以外の第2部分へ転写することにより、前記信号電流が前記第1基準電流の前記第1部分へ転写される、前記の第2の電流分岐回路と、
を備えること、
を特徴とするバッファ回路。 - 請求項3記載のバッファ回路において、
前記第1電流分岐回路が、
前記第2基準電流を通す第1岐路と、
前記第2基準電流の前記第1部分を通す第2岐路と、
前記第2基準電流の前記第2部分を通す第3岐路と、
を備え、
前記第2電流分岐回路が、
前記第1基準電流を通す第1岐路と、
前記第1基準電流の前記第2部分を通す第2岐路と、
前記第1基準電流の前記第1部分を通す第3岐路と、
を備えること、
を特徴とするバッファ回路。 - 請求項3または4に記載のバッファ回路において、
前記第2基準電流の前記第1部分が、ゼロから前記第2基準電流の大きさまでの範囲で変化可能であり、
前記第1基準電流の前記第1部分が、前記第1基準電流と前記第2基準電流との差から前記第1基準電流の大きさまでの範囲で変化可能であること、
を特徴とするバッファ回路。 - 請求項1から5のいずれかに記載のバッファ回路において、
前記信号伝達経路が、
入力端に位置する、電圧に依存した信号電流を発生する電圧一電流変換回路と、
出力端に位置する、前記信号電流に依存した電圧を発生する電流一電圧変換回路と、
を含むこと、
を特徴とするバッファ回路。 - 請求項1から6のいずれかに記載のバッファ回路において、
前記電流伝達回路が少なくとも1つのノードを含み、該少なくとも1つのノードの各々が低インピーダンスを有する低インピーダンス・ノードであること、
を特徴とするバッファ回路。 - 入力信号を受ける入力端子と、
出力信号を供給する出力端子と、
前記入力端子に電気的に接続され、前記出力端子に電流を供給するための第1の回路と、
前記入力端子に電気的に接続され、第1のノードに電流を供給するための、前記第1のノードと第2のノードとの間に接続された第2の回路と、
前記出力端子と前記第1のノードとの間に電気的に接続され、前記出力端子と前記第1のノードとの間の電圧を電流に変換して第1の電流として供給するための第3の回路と、
前記第2のノードに第1の定電流を供給するための第1の定電流源と、
前記第1のノードに第2の定電流を供給するための第2の定電流源と、
前記第1の定電流と前記第2の定電流との差である第2の電流と前記第1の電流との加算電流を供給する第4の回路と、
前記加算電流に応じた電流を前記出力端子に供給する第5の回路と、
を有するプッシュプル・バッファ回路。 - 請求項8記載のプッシュプル・バッファ回路において、
前記加算電流の電流範囲が前記第2の電流の大きさと前記第1の定電流の大きさとの間にあること、を特徴とするプッシュプル・バッファ回路。 - 請求項8または9に記載のプッシュプル・バッファ回路において、
前記第1の回路が第1のトランジスタを有し、前記第2の回路が第2のトランジスタを有し、前記第4の回路が第3のトランジスタを有し、前記第5の回路がカレントミラー回路を有し、前記第3の回路が抵抗器を有すること、を特徴とするプッシュプル・バッファ回路。 - 請求項10に記載のプッシュプル・バッファ回路において、
前記第1のトランジスタが、ベースが前記入力端子に接続されたNPNトランジスタであり、
前記第2のトランジスタが、ベースが前記入力端子に接続され、エミッタが前記第1のノードに接続され、コレクタが前記第2のノードに接続されたNPNトランジスタであり、
前記第3のトランジスタが、ベースが定電圧源に接続され、エミッタが前記第2のノードに接続されたPNPトランジスタであり、
前記カレントミラー回路が、コレクタおよびベースが前記PNPトランジスタのコレクタに接続された第4のNPNトランジスタと、ベースが前記第4のNPNトランジスタのベースに接続され、コレクタが前記出力端子に接続された第5のNPNトランジスタとを有し、
前記抵抗器が前記出力端子と前記第1のノードとの間に接続されていること、
を特徴とするプッシュプル・バッファ回路。
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