JPH02159117A - 電流スイッチ回路 - 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 本発明は高速度の電流スイッチ回路に関するものである
。

従来の技術 従来、この種の電流スイッチ回路は、第７図に示すよう
な構成であった。第７図において、一対をなすトランジ
スタ回路１の第１のトランジスタＱ１のベースには一定
電圧が印加され、第２のトランジスタＱ２のベースには
第３のトランジスタＱ３から抵抗Ｒ２全通して駆動信号
が印加され、そして、トランジスタＱ１．Ｑ２のエミッ
タは共通に接続されるとともに、トランジスタＱ４．抵
抗Ｒ１，一定電圧源から成る第１の定電流回路２に接続
され、第１のトランジスタＱ１のコレクタから出力電流
１　ｏｕｔをとりだしている。

以下にその動作について説明する。第１の定電流回路で
発生した電流は、一対をなすトランジスタＱ１．Ｑ２の
うちトランジスタＱ１がＯＮの時のみ電流出力端子Ｉ　
ｏｕｔに出力される。第７図の従来例の場合、入力Ｗｉ
ｎがＬｏｗＯ時第２のトランジスタＱ２はＯＦＦ、第１
のトランジスタＱ２はＯＮとなり、定電流が出力される
。

このような従来回路では、？ｌ！流出力をスイッチする
トランジスタＱ１の電流増幅率ｈｆｅの変化によりその
出力は変化する。これは、Ｄ／ムコンパータのような精
度の高い電流をスイッチする時は無視できなくなるなど
大きな欠点を持っていた。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような問題点を解決するもので。

高速でかつトランジスタ特性の影響を受ない安定な電流
スイッチ回路を実現することを目的とするものである。

課題を解決するだめの手段 この問題点を解決するために本発明は、定電流源をスイ
ッチングするトランジスタの一方についてはベースとコ
レクタを共通に接続したダイオード構成として出力電流
を取り出し、他方のトランジスタに駆動信号を印加する
ようにしたものである。

作用 この構成により、高速でトランジスタ特性の影響を受け
ない電流スイッチ回路とすることができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例による電流スイッチ回路の構
成を示す図で、ベースとコレクタが接続された第１のト
ランジスタＱ１１と、第１のトランジスタＱ１１と一対
をなす第２のトランジスタＱ１２でトランジスタ回路１
１を構成している。

トランジスタ回路１１を構成する２つのトランジスタＱ
１ｉ、Ｑ１２のエミフタは共通に接続されて、トランジ
スタＱ４．電圧源Ｖｒｅ　ｆ　、抵抗Ｒ１より構成され
る第１の定電流回路２に接続され、第２のトランジスタ
Ｑ１２のベースには、第３のトランジスタＱ３による駆
動信号が抵抗Ｒ２を介して印加されている。第１の定電
流回路２で発生した定電流は、トランジスタ回路１を構
成する第１のトランジスタＱ１１のコレクタから電流出
力端子ｘｏｕｔより取り出す。第１図の実施例では。

駆動信号は入力信号端子Ｗｉｎの信号でトランジスタＱ
３．抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ１２に印加される
。

トランジスタ回路１１の２つのトランジスタＱ１１．Ｑ
１２のスイッチ動作を確実にするため。

バイアス電圧ｖ２及び抵抗Ｒ３が接続されている。

次に第１図に示すスイッチ回路の精度について説明する
。トランジスタ回路１１の第２のトランジスタＱ１２が
ｏｆｆの時、第１のトランジスタＱ１１はｏｎとなり、
第１の定電流回路２で発生させた定電流は瀉１のトラン
ジスタＱ１１より電流出力端子ｒｏｕｔに出力される。

本発明のスイッチ回路では第１のトランジスタｑ１１の
コレクタとベースは接続されており、ダイオード動作す
る。

従って出力電流Ｉｏｕｔは、第１の定電流回路２で発生
した電流値と完全に一致する。第７図に示した従来の回
路の場合、第１のトランジスタＱ１１は通常のトランジ
スタ動作であり、トランジスタ特性、特に電流増幅率Ｉ
ｆ’θの変化が出力電流の精度に直接影響する。今、１
ｍ人の電流をスイッチする場合について、電流増幅率Ｈ
ｆａ変化の影響を説明する。電流増幅率Ｈｆａ＝１００
のトランジスタを第７図に示す従来の回路でスイッチし
、そのＨｆｅが僅か１％変化したとすると、出力電流１
ｏｕ　ｔの変化△ｌ０ｕｔは次式で示され、る。

△Ｉｏｕｔ＝（１ｍＡ、４Ｉｆ’ｅ　）ｘ△Ｈｆａ＝＝
（ｊｍム、／ＩＣ０）Ｘ　Ｏ，０１：１／１ｄｒｎム一
方、電流の精度を１４ビツトＤ／ムコンパータ精変とす
ると、求められる電流精度は１ＬＳＢ精度＝　１／２１
４＝１／１ａ３ｓ＋ｍ人となり、上で算出した電流増幅
率Ｈｒθの変化に伴う精度変動よりも醸しい値となって
いる。第１図に示す本発明の実施例では、第１のトラン
ジスタＱ１１がダイオード動作となるため、電流増幅率
Ｉｒｅの変化の影響を全く受けず、第１の定電流回路２
の定電流をそのまま電流出力端子Ｉｏｕｔに出力する。

本発明の他の実施例について第２図により説明する。第
２図の実施例では、第３のトランジス、りＱ３からの駆
動信号が第２のトランジスタＱ１２のベースに接続され
、かつ第２のトランジスタＱ１２のベースには第２の定
電流回路３が接続されている。スイッチ動作を高速化す
るため第２のトランジスタＱ１２のベース蓄積電荷を急
速に放電することが必要である。第２図の実施例では、
この急速放電を第２の定電流回路３の電流で実施するよ
うにしたものである。

本発明のスイッチ回路を応用した他の実施例を第３図に
より説明する。第３図の実施例では、複数個の電流スイ
ッチ回路の第１の定電流回路の電流値に１　：１／２：
１／４：１／８・・・・・・のように重みを付け、それ
ぞれの出力電流を加算することにより、Ｄ／Ａコンバー
タを構成した電流スイッチに関するものである。各ビッ
トに相当するディジタル信号はそれぞれの入力端子マ１
ｎ−１，マ１ｎ−２゜マ１ｎ−ｓ・・・・・・に印加さ
れる。各ビットに対応する出力電流はダイオード接続さ
れた第１のトランジスタＱ１１−１　、Ｑｌｌ−２，Ｑ
ｌｌ−３、・・・・・・より出力される。一方、各ビッ
トの出力電流値は。

第１の定電流回路を構成する抵抗Ｒ１−１，Ｒ１−２Ｒ
１−３・・・・・・の比により１：１／２：１／４：１
／８・・・・・・のようにその電流値に重みを付けてお
く。また複数個の電流スイッチ回路の出力は共通に電流
出力端子ｌ０ｕｔに接続することにより、かくビットの
出力電流は加算されて出力される。これにより、第３図
のスイッチ回路は精度の高いＤ／ムコンバータとして動
作する。

また、第４図のように、Ｄ／Ａコンバータ４の出力に入
力アナログ信号を抵抗を通して接続してコンパレータ５
の入力とし、このコンパレータ５の出力を逐次近似レジ
スタ６の入力とし、さらにこのレジスタ出力をＤ／ムコ
ンバータ入力として接続することにより、逐次比較形Ａ
／Ｄコンバータとなる。本発明の電流スイッチ回路を用
いたＡ／Ｄコンバータもまた。トランジスタ特性の影響
を受けない安定で高精度な特性を実現することができる
。

次に本発明の他の実施例について第６図によりりＱｌｌ
、Ｑ１２のエミッタは共通に接続されて第１の定電流回
路２に接続されているが、その第１の定電流回路１２を
構成するトランジスタＱ４の周辺には浮遊容量、Ｃｃ−
ｂ、Ｃｃ−ｓ等が存在スル。一方、トランジスタ回路１
１の共通エミッタ部分は、入力信号マ１ｎに応じてパル
ス動作している。このパルス動作成分は浮遊容量Ｃｃ−
ｓの影響でトランジスタＱ４のコレクタに振動波を発生
させ、さらに浮遊容１１ｃｃ−ｂでトランジスタＱ４の
ベースに印加され、結果として電流出力ｌ０ｕｔにも振
動波が出力される。不要な振動波を出力させないために
は、トランジスタ回路１の共通エミッタ部分の振動部分
をできるだけ小さくすればよい。第６図はこのような目
的を実現するもので、第２の定電流回路の電流値を、連
続または段階的に切り替えるようにした電流スイッチ回
路を構成している。

複数個のトランジスタ回路の共通エミッタ部分の信号マ
ロー１．マｅ−２，・・・・・・のパルス振動分を小さ
くするには、入カマｉｎの振幅は一定であり。

第２のトランジスタＱ１２のベースに駆動信号を伝える
抵抗Ｒ２−１、Ｒ２−２、Ｒ２−３・・・・・・を大き
くするか、第２の定電流回路の電流値を大きくすること
により達成できる。このようなスイッチ回路を構成する
とき、高速動作を主目的とするときは、これらの抵抗Ｒ
２を最初から大きくしたり。

第２の定電流回路の電流値を大きくすることになるが、
結果として入力信号マ１ｎ−１，Ｗｉｎ−２゜・・・・
・・の入力信号振幅があまり小さくなると、その動作が
保証できなくなってくる。そこで、第６図の例では、第
６図ａに示すように、第２の定電流回路の電流値を、Ｉ
ｂ、Ｉｃと二段階に切り替えるようになっている。入力
信号Ｗｉｎに対して、第２の定電流回路の電流をＩｎ　
、Ｉｃと切り替えたときの共通エミッタ部分信号振幅を
第６図すに示す。

発明の効果 以上のように本発明によれば、トランジスタ回路を構成
する２つのトランジスタの一方をダイオード接続し、２
つのトランジスタのエミッタを共通に接続して第１の定
電流回路に接続し、ダイオ−ド接続されたトランジスタ
のコレクタかう出力電流を取り出すようにし、また、第
３のトランジスタカラの駆動信号を第２のトランジスタ
のペースに接続し、かつ第２のトランジスタのベースに
は第２の定電流回路を接続することにより、トランジス
タ特性、特にｈｆｅの影響を受けない安定で、高精度な
電流スイッチ回路を構成することができる。またこのよ
うなスイッチ回路を応用することにより、安定で高精度
なり／ムコンパータや。

ム／Ｄコンバータが構成できる。さらには、第２の定電
流回路の電流値を連続または段階的に切り替えて動作さ
せることにより、高速動作と、広い入力信号振幅動作と
を切り替えて動作させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はそれぞれ１本発明の実施例による電流
スイッチ回路を説明するための回路図。 第６図ａ、ｂは同じく本発明の実施例を示す回路図及び
要部波形図、第７図は従来の回路の構成を示す回路図で
ある。 Ｑｌｌ・・・・・・第１のトランジスタ、Ｑ１２・・・
・・・第２のトランジスタ、Ｑ３・・・・・・第３トラ
ンジスタ。 １１・・・・・・トランジスタ回路、２．１２・・・・
・・第１の定電流回路、３・・・・・・第２の定電流回
路。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名ド　
エ　斧に瓢 区 ◇− 第 図 第 図 第 図 ［（Ｌ） 第 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベースとコレクタが接続された第１のトランジス
   タのエミッタと、この第１のトランジスタと一対をなす
   第２のトランジスタのエミッタとを共通に接続して第１
   の定電流回路に接続し、第２のトランジスタのベースに
   は駆動信号を印加し、第１のトランジスタのコレクタか
   ら出力電流を取り出すように構成した電流スイッチ回路
   。
2. （２）第３のトランジスタからの駆動信号が第２のトラ
   ンジスタのベースに入力され、かつ第２のトランジスタ
   のベースには第２の定電流回路を接続した請求項１記載
   の電流スイッチ回路。
3. （３）複数個の電流スイッチ回路の第１の定電流回路の
   電流値に重みを付け、それぞれの出力電流を加算するこ
   とにより、Ｄ／Ａコンバータを構成した請求項１記載の
   電流スイッチ回路。
4. （４）第２の定電流回路の電流値を切り替えるように構
   成した請求項２記載の電流スイッチ回路。