JPH01311610A - 可変リアクタンス回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可変リアクタンス回路に関するもので、特にコ
ンデンサやコイル等の基本リアクタンス素子に基き負の
所定値から正の所定値迄変化する等価リアクタンスを発
生させることの出来る可変リアクタンス回路に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、この種の可変リアクタンス回路としては特開昭５
９−５７５１５号公報に記載されている可変リアクタン
ス回路がある。第４図にその回路を示す。トランジスタ
２０，２１，２３，２４、容量２５、抵抗２６、電流源
２２によって構成される第１の増幅回路は、正の等価リ
アクタンスとして動作し、トランジスタ２７，２８，３
０゜３１、容量３２、抵抗３３、電流源２９によって構
成される第２の増幅回路は負の等価リアクタンスとして
動作し、出力端子ＯＵＴには前記第１及び第２の増幅回
路の出力端が接続されている。第１の増幅回路は、トラ
ンジスタ２０．トランジスタ２１のエミッターが共通に
接続されており、さらにトランジスタ２０．トランジス
タ２１の共通エミッタに可変電流源２２が接続されてお
り、トランジスタ２０とトランジスタ２１のコレクタに
それぞれトランジスタ２３とトランジスタ２４のコレク
タが接続され、トランジスタ２３と２４とで第１のカレ
ントミラー回路が構成されている。

また、トランジスタ２０のコレクタ・ベース間にコンデ
ンサ２５とトランジスタ２０及びトランジスタ２１０ベ
ース間に抵抗２６が接続されている。

第２増幅回路は、トランジスタ２７．トランジスタ２８
のエミッターが共通に接続されており、さらにトランジ
スタ２７．トランジスタ２８の共通エミッタに可変電流
源２９が接続されており、トランジスタ２７及びトラン
ジスタ２８のコレクタにそれぞれトランジスタ３０とト
ランジスタ３１のコレクタが接続され、トランジスタ３
０と３１とで第２のカレントミラー回路を構成している
。

トランジスタ２７のコレクタと、トランジスタ２８のベ
ースとの間にコンデンサ３２とトランジスタ２７及びト
ランジスタ２８０ベース間に抵抗３３が接続されている
。つまり第１の増幅回路と第２の増幅回路とでは、逆の
帰還がなされている。

いま、第１の増幅回路について可変電流源２２に流れる
電流を工１、可変電流源２９　流れる電流な０、出力端
子０ＴＪＴの電圧を８０、コンデンサ２５に流れる電流
を１１とすれば、前記出力電圧ｅ。と電流１１とは９０
度の位相差を持つことになり、前記出力電圧ｅ０に対し
位相が９０度ずれた電流１１がコンデンサ２５から抵抗
２６に流れる。その時トランジスタ２０のベース電圧ｅ
１は（１）式 ％式％（１） （但し、Ｒは抵抗２６の抵抗値） トナリ、またコンデンサ２５に流れる電流１１は、ｉ （但し、Ｃはコンデンサ２５の容量値、ωは角周波数）
となる。

また出力端子ＯＵＴに流入する電流１２は、ｉ　２＝　
ｅ　ｔ−ｇ　ｍ＋ｉ　１−＝（３）（但し、ｇｍは前記
第１の差動の相互コンダクタンス）となりトランジスタ
２０のコレクタ電流ｉ、（＝ｅ１・ｇｍ）がコンデンサ
２５に流れる電流１１よりも充分大きい場合は、 ｉ　２　：　ｅ　＋　°ｇ　ｍ　　　　　　　　　　−
°°°（３）’となる。尚トランジスタ２０のコレクタ
電流ｉ３の位相はコンデンサ２５に流れる電流１１の位
相に等しい。従って（１）式及び（２）式及び（３）′
式から出力端子ＯＵＴに流入する電流１２は ８　＾ となり、これは出力端子ＯＵＴから見た場合、第４図の
回路が第５図に示す如く、抵抗値が−の抵抗ｍ ３５と、容量３６とから成る直列回路に等価変換される
ことを示している。そして−が十分小さｇｍ いと仮定すれば第４図の回路は等価容量がＲ−Ｃ・ｇｍ
のコンデンサであると見なすことができる。

相互コンダクタンスｇｍは可変電流源２２に流れる電流
工、と比例する為、第１の増幅回路における等価容量は
可変電流源２２と比例関係となり、可変電流源２２の電
流値により０から正の所定個迄変化する等価容量を発生
させることができる。

逆に第２の増幅回路においては、第１の増幅回路とは逆
の帰還がなされているため負の等価容量を発生させるこ
とができる。すなわち可変電流源２２に流れる電流な０
、可変電流源２９に流れる電流を■２、コンデンサ３２
に流れる電流を１４とすれば、トランジスタ２８のベー
ス電圧ｅ、はｅ、＝Ｒ−１４・・・・・・（５） （但し、Ｒ：抵抗３３の抵抗値） となり、コンデンサ３２に流れる電流ｉ４はｅ　ロ （但し、Ｃ：コンデンサ３２の容量値）となる。また出
力端子ＯＵＴにおける電流ｉ、は１ｓ＝ｅｓ・ｇｍ＋　
ｉ　４　　　　　　・・・・・・（７）（但し、ｇｍは
前記第２の差動の相互コンダクタンス）となりトランジ
スタ２７のコレクタ電流（−８゜・ｇｍ）がコンデンサ
３２に流れる電流ｉ４よりも十分大の場合は ｉｓ”　　ｅ３”ｇｍ＝　　Ｒ−ｉ４・ｇｍ　　　−−
（７）’となる。（７）′式からトランジスタ２７のコ
レクタ電流の位相はコンデンサ３２に流れる電流ｉ４の
位相と逆相になる。よって、 ｈ となり、これは出力端子ＯＵＴから見た場合、第４図の
回路が、抵抗値がｍ１の抵抗と、容量が５ｍ −Ｒ−Ｃ，ｇｍのコンデンサから成る直列回路に等価変
換されることを示している。そして−一を小ｍ と仮定すれば第４図の回路は等価容量が−Ｒ−Ｃ・ｇｍ
のコンデンサであると見なすことができる。

相互コンダクタンスｇｍは可変電流源２９に流れる電流
と比例する為、第２の増幅回路における等価容合は可変
電流源２９と比例関係となり、可変電流源２９の電流値
によりＯから負の所定値迄変化する等価容量を発生させ
ることができる。

以上のことより可変電流源２２と可変電流源２９の電流
値を制御すれば、出力端子ＯＵＴから見た等価容量は負
の容量成分から正の容量成分まで可変できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来の可変リアクタンス回路においては、（４
）、　（８）式よりわかるように可変リアクタンス範囲
は容量値のみならず、抵抗値、電流値でも決まってしま
う為、希望の可変範囲の設定が困難であり、さらにその
バラツキ範囲も容量値のバラツキのみでなく抵抗値、電
流値のバラツキも関係し、大きいものとなってしまう欠
点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の可変リアクタンス回路は、第１のトランジスタ
のエミッタと第２のトランジスタのエミッタの間に接続
された容量と、該第１のトランジスタのエミッタに接続
された第１の電流源と、該２のトランジスタのエミッタ
に接続された第２の電流源と、該第１のトランジスタの
ベースに接続されたバイアス電圧源と、第１のトランジ
スタのコレクタに接続された第１の帰還量可変回路と、
第２のトランジスタのコレクタに接続された第２の帰還
量可変回路とを有し、該第１の帰還量可変回路の一方の
出力と該第２の帰還量可変回路の一方の出力が接続され
て第１の出力端を形成し、該第１の帰還量可変回路の他
方の出力と該第２の帰還量可変回路の他方の出力が接続
されて第２の出力端を形成し、該第１の出力端に流れる
電流と該第２の出力端に流れる電流との差が前記第２の
トランジスタのベースに帰還されるとともに出力端子が
接続され、前記第１および第２の帰還量可変回路の帰還
量を制御することにより、前記出力端子から見た等価リ
アクタンスが負の所定値から正の所定値迄変化するよう
にしたことを特徴とする。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す。回路はトランジスタ
１．トランジスタ２との差動回路と、トランジスタ３．
トランジスタ４との差動回路と、トランジスタ５．トラ
ンジスタ６との差動回路により双差動増幅器を構成し、
トランジスタ２と３のベース端と、トランジスタ１と４
のベース端にはそれぞれ制御端子１０．１１が接続され
ている。

トランジスタ５．トランジスタ６のエミッタ間に容量７
を有し、さらにトランジスタ５．トランジスタ６のエミ
ッタにはそれぞれ定電流源８，９が接続されている。太
差動増幅器の出力であるトランジスタ１とトランジスタ
３のコレクタと、トランジスタ２とトランジスタ４のコ
レクタは共通接続され、さらにカレントミラー構成のト
ランジスタ１２．トランジスタ１３．カレントミラー構
成のトランジスタ１４．トランジスタ１５．カレントミ
ラー構成のトランジスタ１６．トランジスタ１７により
トランジスタ６のベースに帰還されている。このトラン
ジスタ６０ベースが可変リアクタンス回路の出力端子Ｏ
ＵＴとなる。

次にこの回路動作を説明する。制御端子１０の電位が制
御端子１１に比べて高い時、つまりｌ・ラソジスタ１．
トランジスタ４に電流が流れなくなる方向に制御した場
合、出力端子ＯＵＴからみた可変リアクタンス回路の等
価容量は正の容量成分となり、トランジスタ１．トラン
ジスタ４の電流をまったく流さない時が最大制御量とな
る。その時、第１図の可変リアクタンス回路動作は第２
図の動作と等価となる。そこで第１図の可変リアクタン
ス回路の正の容量成分の最大制御量を第２図により説明
する。第２図において端子ＯＵＴからみたインピーダン
スＺ１は（９）式となる。

第１図においてはダブルエンド出力をカレントミラー回
路により合成して出力端子ＯＵＴに帰還させている為出
力端子ＯＵＴのインピーダンス２はＺｌの半分となる。

つまり（Ｉｆ）式となる。

’１’　　　　　　１ ｚ２　　”　　”−４ａｈ−５−””””００）式より
第】図における可変リアクタンス回路の正の容量成分は
回路容量７の容量値の２倍まで可変することができる。

逆に第１図において、制御端子１１の電位が制御端子ｌ
Ｏに比べて高い時、つまりトランジスタ２、トランジス
タ３に電流が流れなくなる方向に制御した場合、出力端
子ＯＵＴからへた可変リアクタンス回路のインピーダン
スは負の容量成分となりトランジスタ２．トランジスタ
３に電流をまったく流さない時が最大制御量となる。そ
の時、第１図の可変リアクタンス回路動作は第３図の動
作と等価となる。そこで第１図の可変リアクタンス回路
の負の容量成分の最大制御量を第３図により説明する。

第３図において端子ＯＵＴからみたインピーダンスｚ２
は０１）式となる。

ｉｚ　　　−ｇｍＶｔ　　　ｊωＣ 第１図においては、ダブルエンド出力をカレントミラー
回路により合成して出力端子ＯＵＴに帰還させている為
、出力端子ＯＵＴのインピーダンス２はＺ２の半分とな
る。つまり、 ゛　１　°　−二旦一　　　　・・・・・・Ｑ２１””
　　２　　Ｘｚ２　　ｊω２ｃ となる。

０の式より第１図における可変リアクタンス回路の負の
容量成分は、回路容量７の容量値の２倍まで可変するこ
とができる。

以上のことより第１図において制御端子１０゜１１の電
位差を制御することにより出力端子ＯＵＴの容量成分を
一２０≦州力端子ＯＵＴの容量成分）≦２０まで可変す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の可変リアクタンス回路は、
可変範囲が容量のみで設定できる為希望の可変範囲を容
易に設定できる。さらにバラツキを考えた場合、容量の
みがバラツキ要因となり他の素子のバラツキによる影響
を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す可変リアクタンス回路
、第２図は第１図に示した可変リアクタンス回路の正の
容量成分の等価回路、第３図は第１図に示した可変リア
クタンス回路の負の容量成分の等価回路、第４図は従来
の可変リアクタンス回路、第５図は第４図に示した可変
リアクタンス回路の等価回路である。 １〜６，２０，２１，２７．２８・・・・・・差動増幅
器用トランジスタ、７，２５．３２・・・・・・容！、
８．９・・・・・・定電流源、１０．１１・・・・・・
制御端子、１２〜１７，２３，２４，３０，３１・・・
・・・カレントミラー回路用トランジスタ、１８．３４
・・・・・・定電圧源、２２．２９・・・・・・可変電
流源、２６．３３・・・・・・抵抗、３５・・・・・・
等価抵抗、３６・・・・・・等価容量。 代理人　弁理士　　内　原　　　音 ′ｆＪ１図 万２面　　　　　　第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　第１のトランジスタのエミッタと第２のトランジスタ
   のエミッタの間に接続された容量と、該第１のトランジ
   スタのエミッタに接続された第１の電流源と、該第２の
   トランジスタのエミッタに接続された第２の電流源と、
   該第１のトランジスタのベースに接続されたバイアス電
   圧源と、第１のトランジスタのコレクタに接続された第
   １の帰還量可変回路と、第２のトランジスタのコレクタ
   に接続された第２の帰還量可変回路とを有し、該第１の
   帰還可変回路の一方の出力と該第２の帰還量可変回路の
   一方の出力が接続されて第１の出力端を形成し、該第１
   の帰還量可変回路の他方の出力と該第２の帰還量可変回
   路の他方の出力が接続されて第２の出力端を形成し、該
   第１の出力端に流れる電流と該第２の出力端に流れる電
   流との差が前記第２のトランジスタのベースに帰還され
   るとともに出力端子が接続され、前記第１および第２の
   帰還量可変回路の帰還量を制御することにより、前記出
   力端子から見た等価リアクタンスが負の所定値から正の
   所定値迄変化するようにしたことを特徴とする可変リア
   クタンス回路。