JP4892368B2 - Constant charge output circuit - Google Patents

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本発明は、1個のクロック信号入力に対して所定の正確な量の電荷を出力する定電荷出力回路に関するものである。   The present invention relates to a constant charge output circuit that outputs a predetermined accurate amount of charge with respect to one clock signal input.

図9に、従来のD/A変換回路の一例を示す。入力端子in10〜in13に入力するデジタルデータは、4ビットである。このD/A変換回路は、4個のインバータINV10〜INV13と4個の抵抗R10〜R13からなり、出力端子outには負荷側のキャパシタ(図示せず)が接続される。   FIG. 9 shows an example of a conventional D / A conversion circuit. The digital data input to the input terminals in10 to in13 is 4 bits. The D / A conversion circuit includes four inverters INV10 to INV13 and four resistors R10 to R13, and a load side capacitor (not shown) is connected to the output terminal out.

このD/A変換回路は加算回路として機能し、4つの入力信号が“L”であれば出力端子outはVDDに、1つの入力信号が“H”であれば3/4・VDDに、2つの入力信号が“H”であれば1/2・VDDに、3つの入力信号が“H”であれば1/4・VDDに、4つの入力信号が“H”であればGNDに、ぞれぞれレベルが決まる。抵抗R10〜R13と負荷キャパシタ(図示せず)によりフィルタが構成されるため、入力信号のデジタル値がアナログ値に変換される。このようなD/A回路は、非特許文献1に記載されている。
菊池正典著、「やさしく分かる半導体」、株式会社日本実業出版社、2001年5月20日、139頁。
This D / A converter circuit functions as an adder circuit. When four input signals are “L”, the output terminal “out” is VDD, and when one input signal is “H”, it is 3/4 · VDD. If one input signal is “H”, it is 1/2 · VDD; if three input signals are “H”, it is 1/4 · VDD; if four input signals are “H”, it is GND. Each level is determined. Since the resistors R10 to R13 and the load capacitor (not shown) constitute a filter, the digital value of the input signal is converted into an analog value. Such a D / A circuit is described in Non-Patent Document 1.
Written by Masanori Kikuchi, “Easy-to-understand Semiconductor”, Nihon Jitsugyo Publishing Co., Ltd., May 20, 2001, page 139.

ところが、上記従来のD/A変換回路では、連続した論理データのタイミングずれによりグリッチが発生してエラーが発生する。また、クロックジッタによってタイミング毎に積分される時間が異なると、論理値と異なる出力電圧値となり、エラー分が発生するという問題があった。   However, in the conventional D / A conversion circuit described above, a glitch occurs due to a timing shift of continuous logical data, and an error occurs. Further, if the integration time differs for each timing due to the clock jitter, there is a problem that an output voltage value different from the logical value is generated and an error occurs.

図10はグリッチによるエラー発生の説明図である。各インバータINV10〜INV13の出力電圧out10〜out13が図示の通りである場合は、合成した出力電圧Voは、理想的には(a)に示すように1/2・VDDとなるべきであるが、現実では各データのタイミングずれによりグリッチが生じ、(b)に示すように、ノイズ成分が含まれてしまい、エラーが発生する。   FIG. 10 is an explanatory diagram of error occurrence due to glitches. When the output voltages out10 to out13 of the inverters INV10 to INV13 are as illustrated, the synthesized output voltage Vo should ideally be 1/2 · VDD as shown in (a). In reality, a glitch occurs due to a timing shift of each data, and as shown in (b), a noise component is included and an error occurs.

図11はクロックジッタによるエラー発生の説明図である。理想的には(a)に示すように積分電圧が変化すべきであるが、現実ではジッタによるデータ幅の時間差の分だけ出力電圧Voに差分が生じ、(b)に示すように、エラーが積分電圧に現れる。   FIG. 11 is an explanatory diagram of error occurrence due to clock jitter. Ideally, the integrated voltage should change as shown in (a), but in reality, a difference occurs in the output voltage Vo by the time difference of the data width due to jitter, and an error occurs as shown in (b). Appears in the integral voltage.

本発明の目的は、1個のクロック信号入力に対して所定の正確な量の電荷を出力させるようにして、グリッチやクロックジッタによるエラーが発生しないようにした定電荷出力回路を提供することである。   An object of the present invention is to provide a constant charge output circuit that outputs a predetermined accurate amount of charge for one clock signal input so that no error due to glitch or clock jitter occurs. is there.

請求項1に係る発明の定電荷出力回路は、ソース又はエミッタが第1の電源に接続された基準側トランジスタと出力側トランジスタからなり該出力側トランジスタのドレイン又はコレクタが出力端子に接続されたカレントミラー回路と、該カレントミラー回路の前記基準側トランジスタのドレイン又はコレクタと第2の電源との間に直列接続された第1のスイッチおよびキャパシタと、該キャパシタに並列接続された第2のスイッチと、前記第1のスイッチをOFFし前記第2のスイッチをONした状態から、前記第1のスイッチをONすると共に前記第2のスイッチをOFFし、又は前記第2のスイッチをOFFした後に第1のスイッチをONする制御回路と、を備えたことを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の定電荷出力回路において、前記制御回路は、前記第1のスイッチがONし且つ第2のスイッチがOFFしている期間が、前記キャパシタの両端の電圧が前記第1の電源と前記第2の電源の間の電位差から前記基準側トランジスタの閾値電圧を差し引いた電圧に充電されるまでの時間よりも長くなるよう制御することを特徴とする。
請求項3に係る発明の定電荷出力回路は、ソース又はエミッタが第1の電源に接続された基準側トランジスタと出力側トランジスタからなり該出力側トランジスタのドレイン又はコレクタが出力端子に接続された第1のカレントミラー回路と、ソース又はエミッタが第2の電源に接続された基準側トランジスタと出力側トランジスタからなり該出力側トランジスタのドレイン又はコレクタが前記出力端子に接続された第2のカレントミラー回路と、前記第1のカレントミラー回路の前記基準側トランジスタのドレイン又はコレクタと前記第2のカレントミラー回路の前記基準側トランジスタのドレイン又はコレクタとの間に直列接続された第1および第3のスイッチと、第4のスイッチが前記第1の電源側、第5のスイッチが前記第2の電源側となるように、前記第1の電源と前記第2の電源の間に直列接続された第4および第5のスイッチと、前記第1および第3のスイッチの共通接続点と前記第4および第5のスイッチの共通接続点との間に接続されたキャパシタと、該キャパシタに並列接続された第2のスイッチと、前記第1、第3、第4、第5のスイッチをOFFし前記第2のスイッチをONした状態から、前記第1および第5のスイッチをONすると共に前記第2のスイッチをOFFし、あるいは前記第2のスイッチをOFFした後に第1および第5のスイッチをONし、又は、前記第1、第3、第4、第5のスイッチをOFFし前記第2のスイッチをONした状態から、前記第3および第4のスイッチをONすると共に前記第2のスイッチをOFFし、あるいは前記第2のスイッチをOFFした後に第3および第4のスイッチをONする制御回路と、を備えたことを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項3に記載の定電荷出力回路において、前記制御回路は、前記第1および第5のスイッチがONし且つ第2のスイッチがOFFしている期間が、前記キャパシタの両端の電圧が前記第1の電源と前記第2の電源の間の電位差から前記第1のカレントミラー回路の基準側トランジスタの閾値電圧を差し引いた電圧に充電されるまでの時間よりも長くなるよう制御し、前記第3および第4のスイッチがONし且つ第2のスイッチがOFFしている期間が、前記キャパシタの両端の電圧が前記第1の電源と前記第2の電源の間の電位差から前記第2のカレントミラー回路の基準側トランジスタの閾値電圧を差し引いた電圧に充電されるまでの時間よりも長くするよう制御する、ことを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項3又は4に記載の定電荷出力回路において、前記第1の電源と前記キャパシタとの間において、前記第4のスイッチに直列に、前記第1のカレントミラー回路を構成するトランジスタと同極性のトランジスタからなる第1のダイオードを接続し、前記第2の電源と前記キャパシタとの間において、前記第5のスイッチに直列に、前記第2のカレントミラー回路を構成するトランジスタと同極性のトランジスタからなる第2のダイオードを接続した、ことを特徴とする。
請求項6に係る発明は、請求項3、4又は5に記載の定電荷出力回路において、前記第1および第2のカレントミラー回路の前記出力側トランジスタをそれぞれ複数とし、該各複数の出力側トランジスタのドレイン又はコレクタを、前記制御回路によりON/OFF制御される個々のスイッチを介して前記出力端子に接続した、ことを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項3、4又は5に記載の定電荷出力回路において、前記第1のカレントミラー回路に前記出力側トランジスタと別の第2の出力側トランジスタを接続し、前記第2のカレントミラー回路に前記出力側トランジスタと別の第3の出力側トランジスタを接続し、前記第1のカレントミラー回路と前記第1のスイッチとの間に、前記第1のカレントミラー回路と縦続接続される第3のカレントミラー回路を設け、前記第2のカレントミラー回路と前記第3のスイッチとの間に、前記第2のカレントミラー回路と縦続接続される第4のカレントミラー回路を設け、前記第1のカレントミラー回路の前記第2の出力側トランジスタのドレイン又はコレクタと前記出力端子との間に第1のトランスミッションゲートを接続し、前記第2のカレントミラー回路の前記第3の出力側トランジスタのドレイン又はコレクタと前記出力端子との間に第2のトランスミッションゲートを接続し、前記第3のカレントミラー回路のゲート又はベースと前記第1の電源との間に、前記第1のトランスミッションゲートのON/OFFを制御する第1および第2のCMOSインバータを接続して、該第1および第2のCMOSインバータを前記制御回路により制御し、前記第4のカレントミラー回路のゲート又はベースと前記第2の電源との間に、前記第2のトランスミッションゲートのON/OFFを制御する第3および第4のCMOSインバータを接続して、該第3および第4のCMOSインバータを前記制御回路により制御する、ことを特徴とする。
The constant charge output circuit according to the first aspect of the present invention includes a reference-side transistor and an output-side transistor whose source or emitter is connected to a first power supply, and a current whose drain or collector is connected to an output terminal. A mirror circuit; a first switch and a capacitor connected in series between the drain or collector of the reference-side transistor of the current mirror circuit and a second power supply; and a second switch connected in parallel to the capacitor From the state where the first switch is turned off and the second switch is turned on, the first switch is turned on and the second switch is turned off, or the first switch is turned off and then the first switch is turned on. And a control circuit for turning on the switch.
According to a second aspect of the present invention, in the constant charge output circuit according to the first aspect, the control circuit is configured such that the first switch is turned on and the second switch is turned off at both ends of the capacitor. Is controlled to be longer than the time until the voltage is charged to a voltage obtained by subtracting the threshold voltage of the reference side transistor from the potential difference between the first power supply and the second power supply.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a constant charge output circuit comprising: a reference side transistor having a source or emitter connected to a first power source and an output side transistor; and a drain or collector of the output side transistor connected to an output terminal. A first current mirror circuit, and a second current mirror circuit including a reference-side transistor and an output-side transistor whose source or emitter is connected to a second power source, and a drain or collector of the output-side transistor connected to the output terminal And first and third switches connected in series between the drain or collector of the reference side transistor of the first current mirror circuit and the drain or collector of the reference side transistor of the second current mirror circuit And the fourth switch is the first power supply side, and the fifth switch is the second power supply. The fourth and fifth switches connected in series between the first power supply and the second power supply, the common connection point of the first and third switches, and the fourth and second switches A capacitor connected between a common connection point of the five switches, a second switch connected in parallel to the capacitor, and turning off the first, third, fourth, and fifth switches. From the state in which the switch is turned on, the first and fifth switches are turned on and the second switch is turned off, or the first and fifth switches are turned on after the second switch is turned off, Or, from the state in which the first, third, fourth, and fifth switches are turned off and the second switch is turned on, the third and fourth switches are turned on and the second switch is turned off. Or the above A control circuit for turning ON the third and fourth switch of the switch after the OFF, the comprising the.
According to a fourth aspect of the present invention, in the constant charge output circuit according to the third aspect, the control circuit has a period during which the first and fifth switches are on and the second switch is off. More than the time until the voltage across the capacitor is charged to a voltage obtained by subtracting the threshold voltage of the reference-side transistor of the first current mirror circuit from the potential difference between the first power supply and the second power supply. In the period when the third and fourth switches are ON and the second switch is OFF, the voltage across the capacitor is between the first power source and the second power source. Control is performed so as to be longer than the time until the voltage is charged by subtracting the threshold voltage of the reference-side transistor of the second current mirror circuit from the potential difference.
According to a fifth aspect of the present invention, in the constant charge output circuit according to the third or fourth aspect, the first current mirror is connected in series with the fourth switch between the first power source and the capacitor. A first diode composed of a transistor having the same polarity as a transistor constituting the circuit is connected, and the second current mirror circuit is connected in series with the fifth switch between the second power source and the capacitor. A second diode composed of a transistor having the same polarity as that of the transistor to be configured is connected.
According to a sixth aspect of the present invention, in the constant charge output circuit according to the third, fourth, or fifth aspect, the output side transistors of the first and second current mirror circuits are plural, and the plural output sides The drain or collector of the transistor is connected to the output terminal via an individual switch that is ON / OFF controlled by the control circuit.
According to a seventh aspect of the present invention, in the constant charge output circuit according to the third, fourth, or fifth aspect, the second output side transistor different from the output side transistor is connected to the first current mirror circuit, and A second current mirror circuit is connected to the output transistor and a third output side transistor, and the first current mirror circuit and the first switch are connected between the first current mirror circuit and the first switch. A third current mirror circuit connected in cascade is provided, and a fourth current mirror circuit connected in cascade with the second current mirror circuit is provided between the second current mirror circuit and the third switch. Providing a first transmission gate between the drain or collector of the second output-side transistor of the first current mirror circuit and the output terminal; A second transmission gate is connected between the drain or collector of the third output-side transistor of the second current mirror circuit and the output terminal, and the gate or base of the third current mirror circuit and the first current mirror circuit are connected. The first and second CMOS inverters for controlling ON / OFF of the first transmission gate are connected to a power source of one, and the first and second CMOS inverters are controlled by the control circuit. A third and a fourth CMOS inverter for controlling ON / OFF of the second transmission gate are connected between the gate or base of the fourth current mirror circuit and the second power supply; The third and fourth CMOS inverters are controlled by the control circuit.

請求項1に係る発明によれば、請求項2に係る発明のように制御回路を制御することで、1クロック信号当りの出力電荷量を一定値とすることができ、1クロック信号に対して正確な量の電荷を出力させるので、クロックジッタの影響を受け難くすることができる。
請求項3に係る発明によれば、出力電荷の極性を切り替えることができ、このとき共通のキャパシタを使用するので、請求項4に係る発明のように制御回路を制御することで、吐出電荷量と吸込み電荷量を同一とすることができる。
請求項5に係る発明によれば、いずれの極性の出力電荷であっても、トランジスタの極性によった誤差が発生することを防止することができる。
請求項6に係る発明によれば、複数の出力電荷を加算又は減算するとき、第1又は第2のカレントミラー回路の複数の出力側トランジスタの内の所定数が選択されてから、第1又は第2のカレントミラー回路の基準側トランジスタに電流が流れることにより、前記選択された出力側トランジスタより同時に電荷が出力されるので、多ビットにより制御する際のグリッチの発生を回避できる。
請求項7に係る発明によれば、第1乃至第4のカレントミラー回路を精度高く動作させることが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, by controlling the control circuit as in the second aspect of the invention, the amount of output charge per clock signal can be set to a constant value. Since an accurate amount of electric charge is output, it is difficult to be affected by clock jitter.
According to the third aspect of the invention, the polarity of the output charge can be switched, and at this time, a common capacitor is used. Therefore, by controlling the control circuit as in the fourth aspect of the invention, the discharge charge amount And the suction charge amount can be made the same.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent an error due to the polarity of the transistor from occurring regardless of the output charge of any polarity.
According to the sixth aspect of the present invention, when adding or subtracting a plurality of output charges, the first or second current mirror circuit after the predetermined number of the plurality of output side transistors is selected, Since a current flows through the reference-side transistor of the second current mirror circuit, charges are output simultaneously from the selected output-side transistor, so that it is possible to avoid the occurrence of glitches when controlling with multiple bits.
According to the seventh aspect of the invention, the first to fourth current mirror circuits can be operated with high accuracy.

<第1の実施例>
図1は本発明の第1の実施例の定電荷出力回路の構成を示す回路図である。M1,M2はカレントミラーミラー比がAのカレントミラー回路を構成するPMOSトランジスタであり、その基準側トランジスタM1のドレインとGNDとの間にスイッチSW1とキャパシタC1が直列接続され、そのキャパシタC1には並列にスイッチSW2が接続されている。そして、これらスイッチSW1,SW2は、入力するクロック信号clockに応じて、制御回路10により、そのON/OFFが制御される。
<First embodiment>
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a constant charge output circuit according to a first embodiment of the present invention. M1 and M2 are PMOS transistors constituting a current mirror circuit having a current mirror mirror ratio of A, and a switch SW1 and a capacitor C1 are connected in series between the drain of the reference side transistor M1 and GND, and the capacitor C1 includes A switch SW2 is connected in parallel. The switches SW1 and SW2 are ON / OFF controlled by the control circuit 10 in accordance with the input clock signal clock.

本実施例では、クロック信号clockが“L”のとき、まず、スイッチSW2がON、スイッチSW1がOFFになり、キャパシタC1の両端を同電位にしてその電荷を消滅させる。次に、クロック信号clockが“H”になると、スイッチSW2がOFFになり、その後(又は同時)にスイッチSW1がONになって、トランジスタM1に流れるドレイン電流がキャパシタC1に充電される。この後に、キャパシタC1の両端の電圧が、VDDよりもトランジスタM1の閾値電圧Vthだけ低い電圧にまで達すると、そのキャパシタC1への充電が終了する。この間、トランジスタM2を通して出力信号outとして出力する電荷の合計は、キャパシタC1に充電された電荷量のカレントミラー比Aに等しくなる。   In this embodiment, when the clock signal clock is “L”, first, the switch SW2 is turned on and the switch SW1 is turned off to make both ends of the capacitor C1 have the same potential, and the charge is extinguished. Next, when the clock signal clock becomes “H”, the switch SW2 is turned OFF, and thereafter (or simultaneously) the switch SW1 is turned ON, and the drain current flowing through the transistor M1 is charged in the capacitor C1. After this, when the voltage across the capacitor C1 reaches a voltage lower than VDD by the threshold voltage Vth of the transistor M1, the charging of the capacitor C1 is finished. During this time, the total charge output as the output signal out through the transistor M2 is equal to the current mirror ratio A of the amount of charge charged in the capacitor C1.

したがって、スイッチSW2がOFFし、スイッチSW1がONしている期間をTaとし、キャパシタC1の両端の電圧がGNDからVDDよりもトランジスタM1の閾値電圧Vthだけ低い電圧にまで達する時間をTbとすると、Ta≧Tbが確保されている限り、トランジスタM2から出力される電荷量は正確な一定値となる。   Therefore, when the switch SW2 is OFF and the switch SW1 is ON is Ta, and the time when the voltage across the capacitor C1 reaches the voltage lower than GND by the threshold voltage Vth of the transistor M1 than VDD is Tb. As long as Ta ≧ Tb is secured, the amount of charge output from the transistor M2 becomes an accurate constant value.

以上から、クロック信号clockの“H”の期間にバラツキがあっても、その期間が上記した期間Tbよりも長い限り、その“H”の期間の影響は受けない。つまり、この条件下では、クロックジッタの影響を受けることなく、クロック信号clockが“H”になるごとに、正確な一定量の電荷を出力する。   From the above, even if there is a variation in the “H” period of the clock signal clock, as long as the period is longer than the above-described period Tb, the “H” period is not affected. That is, under this condition, an accurate fixed amount of charge is output every time the clock signal clock becomes “H” without being affected by the clock jitter.

したがって、例えば、PWM信号のパルス幅(クロック信号clockの周期の整数倍)に応じて、前段の回路(図示せず)によって、クロック信号clockの制御回路10への入力をON/OFFすれば、トランジスタM2から出力する電荷量の合計が、PWM信号のパルス幅に正確に応じた電荷量となり、その負荷をキャパシタとすれば、PWM信号のパルス幅に応じた積分電圧を得ることができる。   Therefore, for example, according to the pulse width of the PWM signal (integer multiple of the period of the clock signal clock), if the input of the clock signal clock to the control circuit 10 is turned ON / OFF by the preceding circuit (not shown), The total amount of charges output from the transistor M2 becomes the amount of charges accurately corresponding to the pulse width of the PWM signal, and if the load is a capacitor, an integrated voltage corresponding to the pulse width of the PWM signal can be obtained.

図2は第1の実施例の変形例の定電荷出力回路の構成を示す回路図である。これは、カレントミラー比がAのカレントミラー回路としてNMOSトランジスタMN3,MN4を使用し、トランジスタM3のドレインとVDDの電源ラインとの間にキャパシタC1とスイッチSW3を直列接続したものである。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a constant charge output circuit according to a modification of the first embodiment. In this example, NMOS transistors MN3 and MN4 are used as a current mirror circuit having a current mirror ratio of A, and a capacitor C1 and a switch SW3 are connected in series between the drain of the transistor M3 and the power supply line of VDD.

ここでは、クロック信号clockに応じて、スイッチSW2,SW3のON/OFFを制御する。本実施例では、クロック信号clockが“L”のとき、まず、スイッチSW2がON、スイッチSW3がOFFになり、キャパシタC1の両端を同電位にしてその電荷を消滅させる。次に、クロック信号clockが“H”になると、スイッチSW2がOFFになり、その後(又は同時)にスイッチSW3がONになって、トランジスタM3に流れるドレイン電流がキャパシタC1に充電される。この変形例は、出力信号が図1の回路の吐出電流に対して、吸込電流となる点が異なるが、他は同じである。   Here, ON / OFF of the switches SW2 and SW3 is controlled according to the clock signal clock. In this embodiment, when the clock signal clock is “L”, first, the switch SW2 is turned on and the switch SW3 is turned off, so that both ends of the capacitor C1 have the same potential and the charge is extinguished. Next, when the clock signal clock becomes “H”, the switch SW2 is turned OFF, and thereafter (or simultaneously) the switch SW3 is turned ON, and the drain current flowing through the transistor M3 is charged in the capacitor C1. This modified example is different in that the output signal becomes a suction current with respect to the discharge current of the circuit of FIG.

なお、以上の図1,図2の動作は、クロック信号clockの“H”と“L”で逆の動作が行われるようにしてもよい。つまり、“L”の期間にキャパシタC1が充電されるようにしてもよい。   1 and FIG. 2 may be reversed by “H” and “L” of the clock signal clock. That is, the capacitor C1 may be charged during the “L” period.

<第2の実施例>
図3は本発明の第2の実施例の定電荷出力回路の構成を示す回路図である。これは、図1の定電荷出力回路と図2の定電荷出力回路とを組み合わせて、両極性の出力信号を得ることができるようにしたものである。キャパシタC1は共通である。トランジスタM1,M2は請求項の第1のカレントミラー回路、トランジスタM3,M4は請求項の第2のカレントミラー回路に相当する。
<Second embodiment>
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a constant charge output circuit according to the second embodiment of the present invention. This is a combination of the constant charge output circuit of FIG. 1 and the constant charge output circuit of FIG. 2 so that an output signal with a bipolar polarity can be obtained. The capacitor C1 is common. The transistors M1 and M2 correspond to the first current mirror circuit of the claims, and the transistors M3 and M4 correspond to the second current mirror circuit of the claims.

トランジスタM2から出力電流を取り出すときは、スイッチSW1,SW2,SW5のON/OFFを制御し、スイッチSW3,SW4をOFFのままとする。また、トランジスタM4から出力電流を取り出すときは、スイッチSW2,SW3,SW4のON/OFFを制御し、スイッチSW1,SW5をOFFのままとする。トランジスタM2から吐出電流を取り出すか、トランジスタM4から吸込電流を取り出すかは、極性信号push/pullに応じて制御回路12によって制御する。   When the output current is taken out from the transistor M2, the ON / OFF of the switches SW1, SW2, and SW5 is controlled, and the switches SW3 and SW4 are kept OFF. When the output current is taken out from the transistor M4, the switches SW2, SW3, SW4 are controlled to be turned on / off, and the switches SW1, SW5 are kept off. Whether the discharge current is taken out from the transistor M2 or the suction current is taken out from the transistor M4 is controlled by the control circuit 12 according to the polarity signal push / pull.

図4に図3の回路の動作の波形図を示した。本実施例では、キャパシタC1が共通であるので、吐出信号push_outと、吸込信号pull_outの両者で、電荷量が等しくなる。本実施例では、極性信号push/pullを1ビットの入力デジタル信号とすれば、クロック信号clockに同期して、入力信号push/pullが“L”のとき、吸込信号pull_outが出力し、“H”のとき吐出信号push_outが出力する。   FIG. 4 shows a waveform diagram of the operation of the circuit of FIG. In the present embodiment, since the capacitor C1 is common, the charge amount is equal for both the ejection signal push_out and the suction signal pull_out. In this embodiment, if the polarity signal push / pull is a 1-bit input digital signal, the suction signal pull_out is output when the input signal push / pull is “L” in synchronization with the clock signal clock, and “H "", The discharge signal push_out is output.

したがって、吸込信号pull_outと、吐出信号push_outを共通の負荷に供給し、極性信号push/pullとして入力される信号をPWM信号とすれば、そのPWM信号の“L”期間がクロック信号clockの2個分であるとすると、吸込信号pull_outが2回続けて出力し、出力電圧が2段だけ低下する。また、そのPWM信号の“H”期間がクロック信号clockの3個分であるとすると、吐出信号push_outが3回続けて出力し、出力電圧が3段だけ上昇する。   Therefore, if the suction signal pull_out and the discharge signal push_out are supplied to a common load and the signal input as the polarity signal push / pull is a PWM signal, the “L” period of the PWM signal has two clock signals clock. If it is minutes, the suction signal pull_out is output twice in succession, and the output voltage decreases by two stages. If the “H” period of the PWM signal is equivalent to three clock signals clock, the ejection signal push_out is output three times in succession, and the output voltage increases by three stages.

<第3の実施例>
図5は本発明の第3の実施例の定電荷出力回路の構成を示す回路図である。ここでは、図3におけるスイッチSW4とVDDの電源ラインとの間にダイオード接続のPMOSトランジスタM5を接続し、スイッチSW5とGNDの接地ラインとの間にダイオード接続のNMOSトランジスタM6を接続し、トランジスタM2,M4のドレインを出力信号outを取り出す端子に共通接続したものである。
<Third embodiment>
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a constant charge output circuit according to a third embodiment of the present invention. Here, a diode-connected PMOS transistor M5 is connected between the switch SW4 and the VDD power line in FIG. 3, a diode-connected NMOS transistor M6 is connected between the switch SW5 and the GND ground line, and a transistor M2 is connected. , M4 drains are commonly connected to a terminal for taking out the output signal out.

前記した図3の回路では、PMOSトランジスタとNMOSトランジスタの閾値電圧が異なる場合、吐出電荷量と吸込電荷量に差分が生じる。これに対し、図5の回路では、キャパシタC1への充電時に、その両端に印加する電圧が電荷吐出時と電荷吸込時で同一となるので、吐出電荷量と吸込電荷量を同一にすることができる。このように、本実施例では、相補トランジスタを使用するにも拘わらず、トランジスタの特性の差が出力電荷に及ぼす影響がなくなる。動作は図3と全く同じである。   In the circuit of FIG. 3 described above, when the threshold voltages of the PMOS transistor and the NMOS transistor are different, there is a difference between the discharge charge amount and the suction charge amount. On the other hand, in the circuit of FIG. 5, the voltage applied to both ends of the capacitor C1 is the same when discharging the charge and when sucking the charge, so that the discharge charge amount and the suction charge amount can be the same. it can. As described above, in this embodiment, although the complementary transistor is used, the influence of the difference in the characteristics of the transistors on the output charge is eliminated. The operation is exactly the same as in FIG.

<第4の実施例>
図6は本発明の第4の実施例の定電荷出力回路の構成を示す回路図である。ここでは、図5の回路に対して、トランジスタM1とカレントミラー回路を構成する出力側トランジスタM7、およびトランジスタM3とカレントミラー回路を構成する出力側トランジスタM8を追加し、またスイッチSW6〜SW9を追加したものである。そして、倍率信号ampの値に応じて制御回路13によりスイッチSW6〜SW9を制御し、出力信号outの電荷量と極性を切り替え可能とすることにより、マルチビットの変換を実現可能としたものである。
<Fourth embodiment>
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a constant charge output circuit according to a fourth embodiment of the present invention. Here, the output side transistor M7 that forms the current mirror circuit with the transistor M1 and the output side transistor M8 that forms the current mirror circuit with the transistor M1 are added to the circuit of FIG. 5, and switches SW6 to SW9 are added. It is a thing. Then, the control circuit 13 controls the switches SW6 to SW9 according to the value of the magnification signal amp so that the charge amount and polarity of the output signal out can be switched, thereby realizing multi-bit conversion. .

本実施例では、図7に示すように、倍率信号ampに応じて、スイッチSW6〜SW9を所定の状態に切り替えておく。例えば、トランジスタM1,M2,M7,M4,M3,M8のミラー比がいずれもAであるとすると、スイッチSW6をON、SW8をOFFにしておけば、吐出電流はキャパシタC1への充電電荷量のA倍であり、スイッチSW6とSW8をONにしておけば、2A倍となる。また、スイッチSW7をON、SW9をOFFにしておけば、吸込電流はキャパシタC1への充電電荷量のA倍であり、スイッチSW7とSW9をONにしておけば、2A倍となる。   In this embodiment, as shown in FIG. 7, the switches SW6 to SW9 are switched to a predetermined state in accordance with the magnification signal amp. For example, if the mirror ratios of the transistors M1, M2, M7, M4, M3, and M8 are all A, if the switch SW6 is turned on and the switch SW8 is turned off, the discharge current is the charge amount of the capacitor C1. If it is A times and the switches SW6 and SW8 are turned on, it becomes 2A times. If the switch SW7 is turned on and the switch SW9 is turned off, the suction current is A times the amount of charge charged to the capacitor C1, and if the switches SW7 and SW9 are turned on, the suction current is 2A.

このため、倍率信号ampを1ビットデータとし、極性信号push/pullを別の1ビットデータとすれば、この2ビットデータによって、キャパシタC1に充電される電荷量に対して、+A倍、+2A倍、−A倍、−2A倍の4種類の電荷量を選択的に出力させることができるので、2ビットの入力データをD/A変換できる。このとき、キャパシタC1への電荷充電の開始点は共通であり、終了点も共通であるので、従来例で発生していた各ビットのデータの信号経路の時間差によって発生するグリッチの影響をなくすことができる。   Therefore, if the magnification signal amp is 1-bit data and the polarity signal push / pull is another 1-bit data, the 2-bit data is + A and + 2A times the amount of charge charged in the capacitor C1. , -A times and -2A times can be selectively output, so that 2-bit input data can be D / A converted. At this time, since the start point of charge charging to the capacitor C1 is common and the end point is also common, the influence of the glitch caused by the time difference of the signal path of the data of each bit which has occurred in the conventional example is eliminated. Can do.

<第5の実施例>
図8は第5の実施例の定電荷出力回路の構成を示す回路図である。ここでは、制御回路14はインバータINV1〜INV8、ナンド回路NAND1,NAND2、ノア回路NOR1から構成されている。M11〜M13,M19〜M21,M25,M26,M29,M31,M35,M37,M38,M39,M41,M43,M45,M49,M51〜M53,M55はPMOSトランジスタであり、他のトランジスタはNMOSトランジスタである。
<Fifth embodiment>
FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of the constant charge output circuit of the fifth embodiment. Here, the control circuit 14 includes inverters INV1 to INV8, NAND circuits NAND1 and NAND2, and a NOR circuit NOR1. M11 to M13, M19 to M21, M25, M26, M29, M31, M35, M37, M38, M39, M41, M43, M45, M49, M51 to M53, and M55 are PMOS transistors, and the other transistors are NMOS transistors. is there.

図6の回路との対比では、トランジスタM11,M12はトランジスタM5に相当し、トランジスタM13はスイッチSW4に相当し、トランジスタM14はスイッチSW5に相当し、トランジスタM15,M16はトランジスタM6に相当し、トランスミッションゲートを構成するトランジスタM17,M18はスイッチSW2に相当し、トランジスタM19はトランジスタM1に相当し、トランジスタM21はスイッチSW1に相当し、トランジスタM22はスイッチSW3に相当し、トランジスタM24はトランジスタM3に相当し、トランジスタM25はトランジスタM2に相当し、トランジスタM28はトランジスタM4に相当し、トランジスタM35はトランジスタM7に相当し、トランジスタM36はトランジスタM8に相当する。   In comparison with the circuit of FIG. 6, the transistors M11 and M12 correspond to the transistor M5, the transistor M13 corresponds to the switch SW4, the transistor M14 corresponds to the switch SW5, the transistors M15 and M16 correspond to the transistor M6, and the transmission Transistors M17 and M18 constituting the gate correspond to the switch SW2, the transistor M19 corresponds to the transistor M1, the transistor M21 corresponds to the switch SW1, the transistor M22 corresponds to the switch SW3, and the transistor M24 corresponds to the transistor M3. The transistor M25 corresponds to the transistor M2, the transistor M28 corresponds to the transistor M4, the transistor M35 corresponds to the transistor M7, and the transistor M36 corresponds to the transistor M8. That.

また、トランジスタM19,M25,M35,M49は第1のカレントミラー回路を構成し、トランジスタM24,M28,M36,M50は第2のカレントミラー回路を構成し、トランジスタM20,M26は第3のカレントミラー回路を構成し、トランジスタM23,M27は第4のカレントミラー回路を構成する。なお、トランジスタM19,M25,M35,M49はW/L比が互いに同じであり、トランジスタM20,M26もW/L比が互いに同じであり、トランジスタM24,M28,M36,M50もW/L比が互いに同じであり、トランジスタM23,M27もW/L比が互いに同じである。つまり、各カレントミラー回路のカレントミラー比Aはそれぞれ1である。   Transistors M19, M25, M35, and M49 constitute a first current mirror circuit, transistors M24, M28, M36, and M50 constitute a second current mirror circuit, and transistors M20 and M26 constitute a third current mirror. A circuit is constituted, and the transistors M23 and M27 constitute a fourth current mirror circuit. The transistors M19, M25, M35, and M49 have the same W / L ratio, the transistors M20 and M26 have the same W / L ratio, and the transistors M24, M28, M36, and M50 have the same W / L ratio. The transistors M23 and M27 have the same W / L ratio. That is, the current mirror ratio A of each current mirror circuit is 1.

また、トランジスタM29とM30、M39とM40、M43とM44、M53とM54、M31とM32、M41とM42、M45とM46、M55とM56は、それぞれインバータを構成する。また、トランジスタM33とM37、M47とM51、M34とM38、M48とM52は、それぞれトランスミッションゲートを構成する。   Transistors M29 and M30, M39 and M40, M43 and M44, M53 and M54, M31 and M32, M41 and M42, M45 and M46, and M55 and M56 each constitute an inverter. Transistors M33 and M37, M47 and M51, M34 and M38, and M48 and M52 constitute transmission gates, respectively.

さて、本実施例では、極性信号push/pull1、倍率信号amp1、倍率信号amp2を、それぞれ1ビットのデータ信号とすることで、クロック信号clockに同期して、3ビットの入力データをD/A変換することができる。   In the present embodiment, the polarity signal push / pull1, the magnification signal amp1, and the magnification signal amp2 are each set as a 1-bit data signal, so that the 3-bit input data is synchronized with the clock signal clock. Can be converted.

クロック信号clockが“L”のときは、トランジスタM17,M18がONとなってキャパシタC1の両端電位が等しくなり、“H”のときは、トランジスタM17,M18がOFFとなってキャパシタC1が充電可能となる。   When the clock signal clock is “L”, the transistors M17 and M18 are turned on and the potentials at both ends of the capacitor C1 are equal. When the clock signal clock is “H”, the transistors M17 and M18 are turned off and the capacitor C1 can be charged. It becomes.

極性信号push/pullが“L”のときは、トランジスタM13、M22がON、トランジスタM14,M21がOFFとなり、“H”のときは、トランジスタM13、M22がOFF、トランジスタM14,M21がONとなる。   When the polarity signal push / pull is “L”, the transistors M13 and M22 are ON and the transistors M14 and M21 are OFF. When the polarity signal is “H”, the transistors M13 and M22 are OFF and the transistors M14 and M21 are ON. .

倍率信号amp1が“L”のときは、トランジスタM33,37からなるトランスミッションゲートと、トランジスタM34,M38からなるトランスミッションゲートがONとなり、“H”のときはOFFとなる。つまり、倍率信号amp1が“L”のときは、トランジスタ26又はM27のドレイン電流に対して、トランジスタM35又はM36のドレイン電流が加算され、“H”のときは加算されない。   When the magnification signal amp1 is “L”, the transmission gate composed of the transistors M33 and 37 and the transmission gate composed of the transistors M34 and M38 are turned on, and when the magnification signal amp1 is “H”, the transmission gate is turned off. That is, when the magnification signal amp1 is “L”, the drain current of the transistor M35 or M36 is added to the drain current of the transistor 26 or M27, and is not added when it is “H”.

また、トランジスタamp2が“L”のときは、トランジスタM47,51からなるトランスミッションゲートと、トランジスタM48,M52からなるトランスミッションゲートがONとなり、“H”のときはOFFとなる。つまり、倍率信号amp2が“L”のときは、トランジスタM26又はM27のドレイン電流に対して、トランジスタM49又はM50のドレイン電流が加算され、“H”のときは加算されない。   When the transistor amp2 is “L”, the transmission gate composed of the transistors M47 and 51 and the transmission gate composed of the transistors M48 and M52 are turned on, and when the transistor amp2 is “H”, the transmission gate is turned off. That is, when the magnification signal amp2 is “L”, the drain current of the transistor M49 or M50 is added to the drain current of the transistor M26 or M27, and when the magnification signal amp2 is “H”, it is not added.

したがって、例えば、極性信号push/pullが“H”、倍率信号amp1が“L”、倍率信号amp2が“H”のときは、キャパシタC1に充電される電荷の2倍の電荷が出力信号outとして吐き出される。以下、このときの動作を説明する。   Therefore, for example, when the polarity signal push / pull is “H”, the magnification signal amp1 is “L”, and the magnification signal amp2 is “H”, the charge twice as much as the charge charged in the capacitor C1 is used as the output signal out. Exhaled. The operation at this time will be described below.

クロック信号clockが“L”の時にトランスミッションゲートとして動作するトランジスタM17,M18がONとなり、キャパシタC1の両端電位を等しくし、トランスミッションゲートとして動作するトランジスタM33とM37,M34とM38がONし、トランジスタM47とM51、M48とM52がOFFとなり、トランジスタM49とM50のカレントミラー出力は停止し、トランジスタM13,M22はOFFに固定される。   When the clock signal clock is “L”, the transistors M17 and M18 operating as transmission gates are turned on, the potentials at both ends of the capacitor C1 are equalized, the transistors M33 and M37, M34 and M38 operating as transmission gates are turned on, and the transistor M47 M51, M48 and M52 are turned OFF, the current mirror output of the transistors M49 and M50 is stopped, and the transistors M13 and M22 are fixed to OFF.

次に、クロック信号clockが“H”になったときに、まずトランジスタM17,M18がOFFとなり、その後にトランジスタM14,M21がオンし、トランジスタM14のドレインはGNDからトランジスタM15とM16の合計ゲート・ソース間電圧分だけ高い電位に、またトランジスタM21のドレインはVDDよりトランジスタM19とM20の合計ゲート・ソース間電圧分だけ低い電位になって、キャパシタC1を充電する。   Next, when the clock signal clock becomes “H”, the transistors M17 and M18 are first turned OFF, and then the transistors M14 and M21 are turned ON. The drain of the transistor M14 is connected to the total gates of the transistors M15 and M16 from GND. The capacitor C1 is charged by a potential higher than the source voltage, and the drain of the transistor M21 is lower than VDD by the total gate-source voltage of the transistors M19 and M20.

それと同時に、トランジスタM47,M51がOFFしているために電流を流せないトランジスタM49以外の、トランジスタM19からカレントミラーされるトランジスタM25,M35にもキャパシタC1を充電する電流が流れる。このとき、トランジスタM19,M25,M35のW/L比が等しいので、出力信号outとしては、キャパシタC1を充電するトランジスタM19の電流の2倍で電流が出力され、結果として、キャパシタC1に蓄えられる電荷の2倍の電荷が出力される。   At the same time, the current for charging the capacitor C1 flows through the transistors M25 and M35 that are current mirrored from the transistor M19, other than the transistor M49 that cannot flow current because the transistors M47 and M51 are OFF. At this time, since the W / L ratios of the transistors M19, M25, and M35 are equal, a current is output as the output signal out at twice the current of the transistor M19 that charges the capacitor C1, and as a result, is stored in the capacitor C1. A charge that is twice the charge is output.

以上は、キャパシタC1に充電される電荷量の2倍の電荷量が出力信号outとして吐き出される場合であるが、1倍の電荷量を吐き出す場合は、倍率信号amp1,amp2の両者に“H”を与えて、トランジスタM26のみから電荷が吐き出されるようにする。また、3倍の電荷量を吐き出す場合は、倍率信号amp1,amp2の両者に“L”を与えて、トランジスタM26,M35,M49から吐き出されるようにする。   The above is a case where the amount of charge twice as much as the amount of charge charged in the capacitor C1 is discharged as the output signal out. However, when discharging the amount of charge equal to one time, “H” is applied to both the magnification signals amp1 and amp2. So that charges are discharged only from the transistor M26. Further, when discharging the charge amount of 3 times, “L” is given to both of the magnification signals amp1 and amp2 so as to be discharged from the transistors M26, M35, and M49.

また、キャパシタC1に充電される電荷量の1倍の電荷量が出力信号outとして吸い込まれるようにするには、極性信号push/pullに減算となる“L”を与えておく。そして、倍率入力信号amp1,amp2の両者に“H”を与えて、トランジスタM27のみから電荷が吸い込まれるようにする。また、2倍の電荷量を吸い込む場合は、倍率信号amp1に“L”を、amp2に“H”を、あるいは倍率信号amp1に“H”を、amp2に“L”を与えて、トランジスタM27とM36から、あるいはトランジスタM27とM50から吸い込まれるようにする。さらに、3倍の電荷量を吸い込む場合は、倍率入力信号amp1,amp2の両者に“L”を与えて、トランジスタM27,M36,M50から吸い込まれるようにする。   In addition, in order to absorb a charge amount that is one time larger than the charge amount charged in the capacitor C1 as the output signal out, “L” as a subtraction is given to the polarity signal push / pull. Then, “H” is given to both of the magnification input signals amp1 and amp2 so that charges are sucked only from the transistor M27. In order to absorb twice the charge amount, “L” is applied to the magnification signal amp1, “H” is applied to the amp2, or “H” is applied to the magnification signal amp1, and “L” is applied to the amp2. Suction is performed from M36 or from transistors M27 and M50. Further, when the charge amount of 3 times is sucked, "L" is given to both of the magnification input signals amp1 and amp2 so as to be sucked from the transistors M27, M36, and M50.

本実施形態では、1つの基準となるキャパシタC1を共通に使用し、カレントミラー回路の極性や倍率を切り替えて使用しているので、素子のばらつきの影響を受けにくい。   In the present embodiment, the capacitor C1 serving as one reference is used in common, and the polarity and magnification of the current mirror circuit are switched and used, so that it is not easily affected by variations in elements.

また、出力の倍率を切り替える倍率信号ampl,amp2を“L”として倍率を上げる場合に、スイッチとして動作するトランジスタM33と37、M47とM51のゲートにトランジスタM20のゲート電圧が印加し、トランジスタM34とM38、M48とM52のゲートにトランジスタM23のゲート電圧が加わるようになっているので、電流がミラーされるトランジスタM35とM49のドレイン電圧が、基準となるトランジスタM19のドレイン電圧と等しくなり、電流がミラーされるトランジスタM36とM50のドレイン電圧が、基準となるトランジスタM24のドレイン電圧と等しくなり、カレントミラーの動作精度が高くなる。   Further, when the magnification signals ampl and amp2 for switching the output magnification are set to “L” to increase the magnification, the gate voltage of the transistor M20 is applied to the gates of the transistors M33 and 37, and M47 and M51 that operate as switches, and the transistor M34 Since the gate voltage of the transistor M23 is applied to the gates of M38, M48, and M52, the drain voltages of the transistors M35 and M49 to which the current is mirrored become equal to the drain voltage of the reference transistor M19, and the current is The drain voltages of the mirrored transistors M36 and M50 are equal to the drain voltage of the reference transistor M24, and the operation accuracy of the current mirror is increased.

さらに、倍率切替にトランスミッションゲート(M33とM37、M47とM51、M34とM38、M48とM52)を用いることによってゲート・ドレイン間から漏れるスイッチ信号がキャンセルされる。   Further, by using transmission gates (M33 and M37, M47 and M51, M34 and M38, M48 and M52) for switching the magnification, the switch signal leaking from between the gate and the drain is cancelled.

さらに、複数段のカレントミラー回路に合わせて、トランジスタM11,M12,M15,M16でバランスを取る(VDDとGND間に直列接続されるトランジスタの数を同数とする)構造になっているので、PMOSトランジスタとNMOSトランジスタの特性が異なっていても、加算時と減算時でキャパシタC1にかかる電圧が等しくなるため、加算と減算での出力電荷量が等しくなり、また、チャネル長変調効果の影響を防ぐことができる。本発明はMOSトランジスタに代えてバイポーラトランジスタを使用することができ、この場合はアーリー効果の影響を防ぐことができる。   In addition, since the transistors M11, M12, M15, and M16 are balanced in accordance with a plurality of stages of current mirror circuits (the number of transistors connected in series between VDD and GND is the same), the PMOS transistor Even if the characteristics of the transistor and the NMOS transistor are different, the voltage applied to the capacitor C1 is the same at the time of addition and subtraction, so the output charge amounts at the addition and subtraction are equal, and the influence of the channel length modulation effect is prevented. be able to. In the present invention, a bipolar transistor can be used in place of the MOS transistor, and in this case, the influence of the Early effect can be prevented.

本発明の第1の実施例の定電荷出力回路である。1 is a constant charge output circuit according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施例の変形例の定電荷出力回路である。It is a constant charge output circuit of the modification of a 1st Example. 本発明の第2の実施例の定電荷出力回路である。It is a constant charge output circuit of the 2nd example of the present invention. 図3の定電荷出力回路の動作波形図である。FIG. 4 is an operation waveform diagram of the constant charge output circuit of FIG. 3. 本発明の第3の実施例の定電荷出力回路である。It is a constant charge output circuit of the 3rd example of the present invention. 本発明の第4の実施例の定電荷出力回路である。It is a constant charge output circuit of the 4th example of the present invention. 図6の定電荷出力回路の動作波形図である。FIG. 7 is an operation waveform diagram of the constant charge output circuit of FIG. 6. 本発明の第5の実施例の定電荷出力回路である。It is a constant charge output circuit of the 5th example of the present invention. 従来のD/A変換回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional D / A conversion circuit. 図9のD/A変換回路のグリッチの影響を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the influence of the glitch of the D / A converter circuit of FIG. 図9のD/A変換回路のクロックジッタの影響を示す波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram showing the influence of clock jitter in the D / A conversion circuit of FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

10〜14:制御回路   10-14: Control circuit

Claims (7)

ソース又はエミッタが第1の電源に接続された基準側トランジスタと出力側トランジスタからなり該出力側トランジスタのドレイン又はコレクタが出力端子に接続されたカレントミラー回路と、
該カレントミラー回路の前記基準側トランジスタのドレイン又はコレクタと第2の電源との間に直列接続された第1のスイッチおよびキャパシタと、
該キャパシタに並列接続された第2のスイッチと、
前記第1のスイッチをOFFし前記第2のスイッチをONした状態から、前記第1のスイッチをONすると共に前記第2のスイッチをOFFし、又は前記第2のスイッチをOFFした後に第1のスイッチをONする制御回路と、
を備えたことを特徴とする定電荷出力回路。
A current mirror circuit comprising a reference-side transistor and an output-side transistor whose source or emitter is connected to a first power supply, and a drain or collector of the output-side transistor connected to an output terminal;
A first switch and a capacitor connected in series between the drain or collector of the reference-side transistor of the current mirror circuit and a second power supply;
A second switch connected in parallel to the capacitor;
From the state in which the first switch is turned off and the second switch is turned on, the first switch is turned on and the second switch is turned off, or the second switch is turned off and then the first switch is turned on. A control circuit for turning on the switch;
A constant charge output circuit comprising:
請求項1に記載の定電荷出力回路において、前記制御回路は、
前記第1のスイッチがONし且つ第2のスイッチがOFFしている期間が、前記キャパシタの両端の電圧が前記第1の電源と前記第2の電源の間の電位差から前記基準側トランジスタの閾値電圧を差し引いた電圧に充電されるまでの時間よりも長くなるよう制御することを特徴とする定電荷出力回路。
The constant charge output circuit according to claim 1, wherein the control circuit includes:
During the period in which the first switch is ON and the second switch is OFF, the threshold voltage of the reference-side transistor is determined based on the potential difference between the first power source and the second power source. A constant charge output circuit, characterized in that control is performed so as to be longer than a time required for charging to a voltage obtained by subtracting the voltage.
ソース又はエミッタが第1の電源に接続された基準側トランジスタと出力側トランジスタからなり該出力側トランジスタのドレイン又はコレクタが出力端子に接続された第1のカレントミラー回路と、
ソース又はエミッタが第2の電源に接続された基準側トランジスタと出力側トランジスタからなり該出力側トランジスタのドレイン又はコレクタが前記出力端子に接続された第2のカレントミラー回路と、
前記第1のカレントミラー回路の前記基準側トランジスタのドレイン又はコレクタと前記第2のカレントミラー回路の前記基準側トランジスタのドレイン又はコレクタとの間に直列接続された第1および第3のスイッチと、
第4のスイッチが前記第1の電源側、第5のスイッチが前記第2の電源側となるように、前記第1の電源と前記第2の電源の間に直列接続された第4および第5のスイッチと、
前記第1および第3のスイッチの共通接続点と前記第4および第5のスイッチの共通接続点との間に接続されたキャパシタと、
該キャパシタに並列接続された第2のスイッチと、
前記第1、第3、第4、第5のスイッチをOFFし前記第2のスイッチをONした状態から、前記第1および第5のスイッチをONすると共に前記第2のスイッチをOFFし、あるいは前記第2のスイッチをOFFした後に第1および第5のスイッチをONし、又は、前記第1、第3、第4、第5のスイッチをOFFし前記第2のスイッチをONした状態から、前記第3および第4のスイッチをONすると共に前記第2のスイッチをOFFし、あるいは前記第2のスイッチをOFFした後に第3および第4のスイッチをONする制御回路と、
を備えたことを特徴とする定電荷出力回路。
A first current mirror circuit including a reference-side transistor and an output-side transistor whose source or emitter is connected to a first power supply, and a drain or collector of the output-side transistor connected to an output terminal;
A second current mirror circuit comprising a reference-side transistor and an output-side transistor whose source or emitter is connected to a second power supply, and a drain or collector of the output-side transistor connected to the output terminal;
First and third switches connected in series between the drain or collector of the reference side transistor of the first current mirror circuit and the drain or collector of the reference side transistor of the second current mirror circuit;
The fourth and second power supplies connected in series between the first power source and the second power source so that the fourth switch is on the first power source side and the fifth switch is on the second power source side. 5 switches,
A capacitor connected between a common connection point of the first and third switches and a common connection point of the fourth and fifth switches;
A second switch connected in parallel to the capacitor;
From the state in which the first, third, fourth, and fifth switches are turned off and the second switch is turned on, the first and fifth switches are turned on and the second switch is turned off, or From the state in which the first and fifth switches are turned on after turning off the second switch, or the first, third, fourth, and fifth switches are turned off and the second switch is turned on. A control circuit for turning on the third and fourth switches and turning off the second switch, or turning on the third and fourth switches after turning off the second switch;
A constant charge output circuit comprising:
請求項3に記載の定電荷出力回路において、前記制御回路は、
前記第1および第5のスイッチがONし且つ第2のスイッチがOFFしている期間が、前記キャパシタの両端の電圧が前記第1の電源と前記第2の電源の間の電位差から前記第1のカレントミラー回路の基準側トランジスタの閾値電圧を差し引いた電圧に充電されるまでの時間よりも長くなるよう制御し、
前記第3および第4のスイッチがONし且つ第2のスイッチがOFFしている期間が、前記キャパシタの両端の電圧が前記第1の電源と前記第2の電源の間の電位差から前記第2のカレントミラー回路の基準側トランジスタの閾値電圧を差し引いた電圧に充電されるまでの時間よりも長くするよう制御する、
ことを特徴とする定電荷出力回路。
The constant charge output circuit according to claim 3, wherein the control circuit includes:
During the period in which the first and fifth switches are ON and the second switch is OFF, the voltage across the capacitor is changed from the potential difference between the first power source and the second power source. Control to be longer than the time until the current mirror circuit is charged to a voltage obtained by subtracting the threshold voltage of the reference side transistor of the current mirror circuit,
During the period in which the third and fourth switches are ON and the second switch is OFF, the voltage across the capacitor is changed according to the potential difference between the first power source and the second power source. The current mirror circuit is controlled so as to be longer than the time until charging to a voltage obtained by subtracting the threshold voltage of the reference side transistor of the current mirror circuit,
A constant charge output circuit.
請求項3又は4に記載の定電荷出力回路において、
前記第1の電源と前記キャパシタとの間において、前記第4のスイッチに直列に、前記第1のカレントミラー回路を構成するトランジスタと同極性のトランジスタからなる第1のダイオードを接続し、
前記第2の電源と前記キャパシタとの間において、前記第5のスイッチに直列に、前記第2のカレントミラー回路を構成するトランジスタと同極性のトランジスタからなる第2のダイオードを接続した、
ことを特徴とする定電荷出力回路。
The constant charge output circuit according to claim 3 or 4,
A first diode composed of a transistor having the same polarity as that of the transistor constituting the first current mirror circuit is connected in series with the fourth switch between the first power source and the capacitor.
Between the second power supply and the capacitor, a second diode composed of a transistor having the same polarity as the transistor constituting the second current mirror circuit is connected in series with the fifth switch.
A constant charge output circuit.
請求項3、4又は5に記載の定電荷出力回路において、
前記第1および第2のカレントミラー回路の前記出力側トランジスタをそれぞれ複数とし、該各複数の出力側トランジスタのドレイン又はコレクタを、前記制御回路によりON/OFF制御される個々のスイッチを介して前記出力端子に接続した、
ことを特徴とする定電荷出力回路。
The constant charge output circuit according to claim 3, 4 or 5,
A plurality of the output side transistors of the first and second current mirror circuits are provided, and the drains or collectors of the plurality of output side transistors are connected via the individual switches that are ON / OFF controlled by the control circuit. Connected to the output terminal,
A constant charge output circuit.
請求項3、4又は5に記載の定電荷出力回路において、
前記第1のカレントミラー回路に前記出力側トランジスタと別の第2の出力側トランジスタを接続し、
前記第2のカレントミラー回路に前記出力側トランジスタと別の第3の出力側トランジスタを接続し、
前記第1のカレントミラー回路と前記第1のスイッチとの間に、前記第1のカレントミラー回路と縦続接続される第3のカレントミラー回路を設け、
前記第2のカレントミラー回路と前記第3のスイッチとの間に、前記第2のカレントミラー回路と縦続接続される第4のカレントミラー回路を設け、
前記第1のカレントミラー回路の前記第2の出力側トランジスタのドレイン又はコレクタと前記出力端子との間に第1のトランスミッションゲートを接続し、
前記第2のカレントミラー回路の前記第3の出力側トランジスタのドレイン又はコレクタと前記出力端子との間に第2のトランスミッションゲートを接続し、
前記第3のカレントミラー回路のゲート又はベースと前記第1の電源との間に、前記第1のトランスミッションゲートのON/OFFを制御する第1および第2のCMOSインバータを接続して、該第1および第2のCMOSインバータを前記制御回路により制御し、
前記第4のカレントミラー回路のゲート又はベースと前記第2の電源との間に、前記第2のトランスミッションゲートのON/OFFを制御する第3および第4のCMOSインバータを接続して、該第3および第4のCMOSインバータを前記制御回路により制御する、
ことを特徴とする定電荷出力回路。
The constant charge output circuit according to claim 3, 4 or 5,
A second output side transistor different from the output side transistor is connected to the first current mirror circuit;
A third output side transistor different from the output side transistor is connected to the second current mirror circuit;
A third current mirror circuit connected in cascade with the first current mirror circuit is provided between the first current mirror circuit and the first switch;
A fourth current mirror circuit connected in cascade with the second current mirror circuit is provided between the second current mirror circuit and the third switch;
A first transmission gate is connected between a drain or collector of the second output-side transistor of the first current mirror circuit and the output terminal;
A second transmission gate is connected between a drain or collector of the third output-side transistor of the second current mirror circuit and the output terminal;
First and second CMOS inverters for controlling ON / OFF of the first transmission gate are connected between the gate or base of the third current mirror circuit and the first power supply, and the first Controlling the first and second CMOS inverters by the control circuit;
Third and fourth CMOS inverters for controlling ON / OFF of the second transmission gate are connected between the gate or base of the fourth current mirror circuit and the second power supply, and the second Controlling the third and fourth CMOS inverters by the control circuit;
A constant charge output circuit.
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