JPH0191520A - 電荷ポンプ回路 - Google Patents

電荷ポンプ回路

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JPH0191520A
JPH0191520A JP63115942A JP11594288A JPH0191520A JP H0191520 A JPH0191520 A JP H0191520A JP 63115942 A JP63115942 A JP 63115942A JP 11594288 A JP11594288 A JP 11594288A JP H0191520 A JPH0191520 A JP H0191520A
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JP
Japan
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resistor
turned
current
circuit
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP63115942A
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English (en)
Inventor
John D Morgan
ジョン ディー.モーガン
William H Giolma
ウイリアム エイチ.ギオルマ
Richard Boucher
リチャード ボウシャー
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of JPH0191520A publication Critical patent/JPH0191520A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/62Switching arrangements with several input- output-terminals, e.g. multiplexers, distributors
    • H03K17/6242Switching arrangements with several input- output-terminals, e.g. multiplexers, distributors with several inputs only and without selecting means
    • H03K17/625Switching arrangements with several input- output-terminals, e.g. multiplexers, distributors with several inputs only and without selecting means using current steering means
    • HELECTRICITY
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    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/603Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors with coupled emitters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K4/00Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • H03K4/066Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape using a Miller-integrator

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  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

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 この発明は、2本の入ツノ線の入力パルスを、入力情報
に関係する出力電流に変換することが出来る高周波電荷
ポンプ及び積分回路に関する。
50メガヘルツ又はそれ以上の周波数で動作し得る高周
波電荷ポンプは、多くの用途で必要な個別部品、並びに
回路の通路内に集積PNPトランジスタを使うことに伴
う漂遊静電容量の為に、設計が困難である。現在製造さ
れているPNPトランジスタは、高周波特性が良くない
−形式の電荷ポンプは三状態ゲート方式を外部直列抵抗
と共に用いて、能動フィルタを駆動する充電及び放電電
流を決定する。この方式はPNPトランジスタを使うの
に比べると幾分かの改良であるが、個別抵抗に伴う漂遊
静電容量の為に、高周波性能を犠牲にしている。従って
、電荷ポンプ/積分回路で速度を改善する為には、信号
通路からPNPトランジスタ及び外部抵抗の両方を除い
た回路を開発することが必要である。
問題点を解決するための手段及び作用 この発明の一実施例では、降F抵抗と、該降下紙、抗に
結合されていて、何れもl311辻する対応する入力信
号に応答して、前記降下抵抗に電流を通し又は通さなく
なる様に作用しく9る一対の差動電流方向ぎめベアを設
【ノる。入力を降下抵抗に結合した積分回路が、降Ft
抗の両端の電圧変化によって生ずる電流を積分する。
降下抵抗を集積することが好ましい。差動ベアを使うこ
とにより、信号通路にPNPトランジスタを使う必要を
避けることが出来る。集積抵抗を使うことにより、外部
抵抗に関連する比較的大きい漂遊静電寄倒が避けられる
1サイクル当たりの正味の出力電流が非常に正確に入力
情報と関係を持ち、この状態は温度及び半導体プロセス
の変動に対しても維持され、サイクルが完全である場合
、非常に小さい洩れ電流を達成することが出来る。
この発明に特有と考えられる新規な特徴は特許請求の範
囲に記載しであるが、この発明自体並びにその他の特徴
及び利点は、以下図面について詳しく説明J°るところ
から明らかになろう。
実  施  例 第1図には、従来の電荷ポンプの一方式が示されている
。この場合、キャパシタ14が、ベース線2oの低レベ
ル信号に応答して、定電流源12からPNPトランジス
タ10を介して充電され、又は線22の高レベル信号に
応答して、定電流発生器18がNPNトランジスタ16
を介して通す電流によって放電させられる。PNPトラ
ンジスタ10を使うことが、回路の速度を制限する。
この発明の好ましい実施例の電荷ポンプ/積分回路が第
2図に示されており、一対の差動スイッチ31.33が
抵抗42に結合されている。差動ベア31はNPNトラ
ンジスタ30.32で構成され、トランジスタ3oのコ
レクタが高圧電源端子64に直結であり、トランジスタ
32のコレクタが抵抗42の一端に接続されている。抵
抗42の他端が高圧端子64に接続される。トランジス
タ30.32のエミッタが一緒になって、定電流発生器
38に接続される。トランジスタ30のベースが、アー
スに接続された抵抗56によってバイアスされる。入力
信号Aがダイオード66を介してトランジスタ300ベ
ースに結合される。差動ベア33がトランジスタ34.
36で構成され、トランジスタ34のコレクタが抵抗4
2の一端並びにエミッタ・フォロワ・トランジスタ70
0ベースに接続される。トランジスタ70のエミッタが
並列逆接続のショットキー・ダイオード71゜73を介
して抵抗46の一端に接続される。ショットキー・ダイ
オード71.73は、電圧Vre4を中心として約0.
6ボルトの小さな不感帯を作り、この為トランジスタ7
0のエミッタの小さなオフセットが洩れ電流の原因にな
らない。抵抗46が、演算増幅器50及びフィードバッ
ク・キャパシタ48で構成された積分回路の入力抵抗を
形成する。演算増幅器50の非反転入力が基準電圧52
に結合される。他方のNPNトランジスタ36のコレク
タが高圧端子64に結合される。トランジスタ34.3
6のエミッタが共に定電流発生器40に接続される。ト
ランジスタ32.34のベースが、抵抗ストリング60
.62によってバイアスされる。トランジスタ36のベ
ースが、アースに接続された抵抗58によってバイアス
される。入力信号Bがダイオード68を介してトランジ
スタ36のベースに供給される。
動作について説明すると、信号Bは通常紙であって、ト
ランジスタ36は、アースに結合された抵抗58により
、オフにバイアスされる。従って、トランジスタ34が
オンであって、そのエミッタに結合された定電流源40
の電流条件に従って、抵抗42に電流を通す。同時に、
トランジスタ30のベースに加わる高レベルの信号Aが
、このトランジスタをオンに保ち、定電?1iEI38
の電流条件を満たす。この為、トランジスタ32はオフ
に保たれる。
第3図に示す様に、信号Bが高になると、それがトラン
ジスタ36をターンオンすると共に、トランジスタ34
をターンオフする。従って、トランジスタ32.34の
コレクタの電圧Cが高になり、線54に出る積分器から
の出力りが、キャパシタ48の充電につれて低下する。
信号Bが再び低になり、信号Aも低になると、トランジ
スタ34がターンオンし、トランジスタ32もターンオ
ンし、共に抵抗42に電流を通す。
従って、積分器の入力の電圧Cは最小値に下がり、フィ
ードバック・キャパシタ48を放電し、こうして出力が
前のレベルに戻る様に上昇する。
然し、第3図の第2組のパルスで示す様に、信号Bが信
号へより長い間オンに止まると、キャパシタ48の充電
が、放電よりも一層長い期間にわたって起こり、線54
に出る出力電圧りに正味の低下が生ずる。同様に、信号
Bが信号へよりも短い期間の間、オンに止まると、線5
4の出力電圧りが上界する。この代わりに、信号Aのパ
ルスの持続時間を変え、出力りを上昇又は下降させるこ
とが出来る。
第4図に示す様に、第2図の回路を構成する他の電荷ポ
ンプ回路72と共に、降ド抵抗42及びポンプ抵抗46
を半導体チップ70に集積することにより、外部抵抗に
関連する小さい並列漂遊静電容量が避けられる。この静
電容量は非常に小さいけれども、高い切換え速度で電流
設定抵抗46と並列の平均交流結合により、ショットキ
ー・ダイオードの対71.73が持つ非直線性並びに演
算増幅器50の有限の帯域幅の為に、正味の不平衡誤差
が生ずる。更に、PNPトランジスタを使っていないの
で、PNPトランジスタの低い周波数制限が避けられる
この発明を実施例について説明したが、以上の説明はこ
の発明を制限するものと解してはならない。図示の実施
例の種々の変更並びにこの発明のその他の実施例は、以
上の説明から当業者に容易に考えられよう。従って、特
許請求の範囲は、この発明の範囲内に含まれるこの様な
全ての変更及び実施例を包括するものであることを承知
されたい。
以上の説明に関連して更に下記の項を開示する。
(1)  降4下抵抗と、該降下抵抗に結合されていて
、一対の入力信号に応答して、該降下抵抗に電流を通さ
ないか、第1レベルの電流を通すか、又は該第1レベル
の電流より大きな第2レベルの電流を通す様に作用する
電流方向ぎめ回路と、入力が前記降下抵抗に結合されて
いて、前記降下抵抗に流れる第1レベルの電流によって
定められた電圧からの、該抵抗の両端の電圧の変化によ
って起こる電流を積分する積分回路とを有する電荷ポン
プ回路。
(2)  第1項に記載した電荷ポンプ回路に於いて、
電流方向ぎめ回路が2つの差動電流方向ぎめベア回路を
有する電荷ポンプ回路。
(3)  第2項に記載した電荷ポンプ回路に於いて、
各々の電流方向ぎめベアが、一対のNPNトランジスタ
を持ち、その一方のコレクタが前記降下抵抗の一端に結
合され、他方のコレクタ及び前記降下抵抗の他端が高圧
源に結合され、各ベアのエミッタが共通に対応する定電
流発生器に結合されている電荷ポンプ回路。
(4)  第3項に記載した電荷ポンプ回路に於いて、
前記積分器が、第1の端がエミッタ・フォロワを介して
、前記降下抵抗と前記一方のトランジスタのコレクタの
接続点に結合され、第2の端が演算増幅器の反転入力に
結合されている積分器ポンプ抵抗と、前記演算増幅器の
反転入力及び出力の間に結合されたキャパシタと、前記
演算増幅器の非反転入力に結合された基準電圧とを含み
、前記基準電圧の値が、第1レベルの電流だけが前記降
下抵抗に流れる時の前記接続点の電圧に等しい電荷ポン
プ回路。
(5)  ポンプ抵抗と、該降下抵抗の第1の端に結合
された一対の差動電流方向ぎめベアとを有し、各ベアは
、関連した対応する入力信号に応答して、降F抵抗に電
流を通し又は通さなくなる様に作用し得る電荷ポンプ回
路。
(6)  第5項に記載した電荷ポンプ回路に於いて、
積分器が、一方のベアだけが前記ポンプ抵抗に電流を通
す時の電圧の値からの、前記接続点に於ける電圧によっ
て生ずる電流の差を積分する電荷ポンプ回路。
(7)  第5項に記載した電荷ポンプ回路に於いて、
前記降下抵抗及びポンプ抵抗が前記電荷ポンプ回路と共
に半導体チップに集積されているm ?4ポンプ回路。
(8)  第5項に記載した電荷ポンプ回路に於いて、
各々の差動ベアが一対のNPNトランジスタを持ち、そ
の一方のコレクタが前記降下抵抗の一端に結合され、他
方のコレクタ及び前記降下抵抗の細端が高圧源に結合さ
れ、各ペアのエミッタが共通に対応する定電流発生器に
結合されている電荷ポンプ回路。
(9)  第6項に記載した電荷ポンプ回路に於いて、
前記積分器が、第1の端がエミッタ・フォロワを介して
前記降下抵抗及び前記一方のトランジスタのコレクタの
接続点に結合され、且つ第2の端が演算増幅器の反転入
力に結合された積分器ポンプ抵抗と、前記演算増幅器の
反転入力及び出力の間に結合されたキャパシタと、前記
演算増幅器の非反転入力に結合された基準電圧とを含み
、該基準電圧の値が、一方の差動ペアだけが前記降下抵
抗に電流を通す時の前記接続点の電圧に等しい電荷ポン
プ回路。
(10)第6項に記載した電荷ポンプ回路に於いて、前
記降下抵抗及び積分器の入力の間にエミッタ・フォロワ
が接続され、該エミッタ・フォロワの−Lミッタと該エ
ミッタ・フォロワに対する入力の間に一対の並列逆接続
のショットキー・ダイオードを接続した電荷ポンプ回路
(11)降下抵抗と、この降下抵抗に結合した一対の差
動電流方向ぎめペアとを設ける。各々のペアは、関連す
る対応した入力信号に応答して、この抵抗に電流を通し
又は、通さなくなる様に作用し得る。積分器がエミッタ
・フォロワを介して抵抗の一端に結合され、一方のペア
だけが抵抗に電流を通す時に設定された電圧からの、電
圧の差による電流を積分する。この抵抗は、電荷ポンプ
及び積分回路の他の部分と共に、半導体チップに一緒に
集積することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電荷ポンプの回路図、第2図はこの発明
の好ましい実施例の電荷ポンプ/積分器の回路図、第3
図は回路内の種々の点に於ける波形を示す波形図、第4
図は半導体チップ上にポンプ抵抗及び降下抵抗を集積し
た電荷ポンプの斜視図である。 主な符号の説明 31.33:差動ベア 42:降下抵抗 46:抵抗 48:キャパシタ 50:演算増幅器 Δ、B:入力

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)降下抵抗と、該降下抵抗に結合されていて、一対
    の入力信号に応答して、該降下抵抗に電流を通さないか
    、第1レベルの電流を通すか、又は該第1レベルの電流
    より大きな第2レベルの電流を通す様に作用する電流方
    向ぎめ回路と、入力が前記降下抵抗に結合されていて、
    前記降下抵抗に流れる第1レベルの電流によつて定めら
    れた電圧からの、該抵抗の両端の電圧の変化によって起
    こる電流を積分する積分回路とを有する電荷ポンプ回路
JP63115942A 1987-05-13 1988-05-12 電荷ポンプ回路 Pending JPH0191520A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US049632 1987-05-13
US07/049,632 US4798973A (en) 1987-05-13 1987-05-13 High frequency charge pump/integrator circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0191520A true JPH0191520A (ja) 1989-04-11

Family

ID=21960851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63115942A Pending JPH0191520A (ja) 1987-05-13 1988-05-12 電荷ポンプ回路

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JP (1) JPH0191520A (ja)

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JPS60148220A (ja) * 1984-01-13 1985-08-05 Nec Corp チヤ−ジポンプ回路

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US4798973A (en) 1989-01-17

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