JPH02218205A - 電流―電圧変換回路および電流―電流変換回路 - Google Patents
電流―電圧変換回路および電流―電流変換回路Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体集積回路内に形成される電流−電圧変
換回路に係り、特に低電圧（例えば１．０ｖ以下）でも
十分動作する電流−電圧変換回路に関する。
換回路に係り、特に低電圧（例えば１．０ｖ以下）でも
十分動作する電流−電圧変換回路に関する。
（従来の技術）
従来、差動的な入力信号電流を差動的な出力信号電圧に
変換するための電流−電圧変換回路は、例えば米国特許
第３，６７１，８７７号公報に開示されており、これは
第６図に示すように構成されている。
変換するための電流−電圧変換回路は、例えば米国特許
第３，６７１，８７７号公報に開示されており、これは
第６図に示すように構成されている。
即ち、６１およ−び６２は直流成分■と差動的な交流成
分（十Δｌあるいは−Δｉ）とを含んだ差動的な入力信
号電流（■十Δｌ）および（■−Δｉ）を供給する入力
信号電流源、６３および６４は対応して入力信号電流源
６１および６２にベースが接続され、各コレクタがＶｃ
ｃ電源電位に接続され、各エミッタが共通接続された差
動対をなすＮＰＮ トランジスタ、６５はこの差動対ト
ランジスタ６３および６４のエミッタ共通接続点と接地
電位との間にコレクタ・エミッタ間が接続され、コレク
タ・ベース相互が接続された定電流源用のＮＰＮ ）ラ
ンジスタ、６６および６７はこの定電流源用トランジス
タ６５とベース相互・エミッタ相互が共通接続され、各
コレクタが対応して入力信号電流源６１および６２に接
続されたＮＰＮトランジスタであり、これらのトランジ
スタ６５〜６７はカレントミラー回路６８を形成してい
る。
分（十Δｌあるいは−Δｉ）とを含んだ差動的な入力信
号電流（■十Δｌ）および（■−Δｉ）を供給する入力
信号電流源、６３および６４は対応して入力信号電流源
６１および６２にベースが接続され、各コレクタがＶｃ
ｃ電源電位に接続され、各エミッタが共通接続された差
動対をなすＮＰＮ トランジスタ、６５はこの差動対ト
ランジスタ６３および６４のエミッタ共通接続点と接地
電位との間にコレクタ・エミッタ間が接続され、コレク
タ・ベース相互が接続された定電流源用のＮＰＮ ）ラ
ンジスタ、６６および６７はこの定電流源用トランジス
タ６５とベース相互・エミッタ相互が共通接続され、各
コレクタが対応して入力信号電流源６１および６２に接
続されたＮＰＮトランジスタであり、これらのトランジ
スタ６５〜６７はカレントミラー回路６８を形成してい
る。
しかし、この第６図の電流−電圧変換回路は、Ｖｃｃ電
源電位と接地電位との間に、差動対トランジスタ６３お
よび６４のコレクタ・エミッタ間と定電流源用トランジ
スタ６５のベース・エミッタ間とが直列に挿入されてお
り、差動対トランジスタ６３および６４のエミッタ共通
接続点の電位は定電流源用トランジスタ６５のベース・
エミッタ間電圧ＶＢＥ（約０．．７Ｖ）となっており、
この差動対トランジスタ６３および６４が動作するため
には、そのベースにエミッタ電位（約０．７Ｖ）よりも
さらに約０，７■高い約１，４ｖの電圧が必要となる。
源電位と接地電位との間に、差動対トランジスタ６３お
よび６４のコレクタ・エミッタ間と定電流源用トランジ
スタ６５のベース・エミッタ間とが直列に挿入されてお
り、差動対トランジスタ６３および６４のエミッタ共通
接続点の電位は定電流源用トランジスタ６５のベース・
エミッタ間電圧ＶＢＥ（約０．．７Ｖ）となっており、
この差動対トランジスタ６３および６４が動作するため
には、そのベースにエミッタ電位（約０．７Ｖ）よりも
さらに約０，７■高い約１，４ｖの電圧が必要となる。
従って、第６図の電流−電圧変換回路は、特に例えば］
、ＯＶ以下の低電圧での動作を必要とする回路には使用
することができない。
、ＯＶ以下の低電圧での動作を必要とする回路には使用
することができない。
（発明が解決しようとする課題）
」１記したように従来の電流−電圧変換回路は、ＶＣＣ
電源電位と接地電位との間に、差動対トランジスタのコ
レクタ・エミッタ間と定電流源用トランジスタのベース
・エミッタ間とが直列に挿入されているので、特に例え
ば１．ＯＶ以下の低電圧での動作を必要とする回路には
使用することかできないという問題がある。
電源電位と接地電位との間に、差動対トランジスタのコ
レクタ・エミッタ間と定電流源用トランジスタのベース
・エミッタ間とが直列に挿入されているので、特に例え
ば１．ＯＶ以下の低電圧での動作を必要とする回路には
使用することかできないという問題がある。
本発明は、−１−記問題点を解決すべくなされたちので
、その目的は、例えば１．０Ｖ以下の低い電源電圧まで
動作が可能であり、しかも、比較的簡易な回路構成によ
り差動入力信号電流を差動出力信号電圧に変換すること
が可能な電流−電圧変換回路を提供することにある。
、その目的は、例えば１．０Ｖ以下の低い電源電圧まで
動作が可能であり、しかも、比較的簡易な回路構成によ
り差動入力信号電流を差動出力信号電圧に変換すること
が可能な電流−電圧変換回路を提供することにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明の電流−電圧変換回路は、それぞれ直流成分と交
流成分とを含んだ差動的な入力信号電流を供給する第１
の入力信号電流源および第２の入力信号電流源と、この
２個の入力信号電流源に対応してベースが接続され、各
コレクタが共通接続され、各エミッタが共通接続されて
第１の電源電位に接続される差動対をなす第１のバイポ
ーラトランジスタおよび第２のバイポーラトランジスタ
と、前記２個の入力信号電流源と前記第１の電源電位と
の間にそれぞれのコレクタ・エミッタ間が接続され、前
記差動対をなす２個のトランジス夕と同一極性の第３の
バイポーラトランジスタおよび第４のバイポーラトラン
ジスタと、第２の電源電位と上記差動対をなす２個のト
ランジスタのコレクタ共通接続点との間にエミッタ・コ
レクタ間が接続され、ベース・コレクタ相互が接続され
、上記差動対をなす２個のトランジスタとは逆極性の定
電流源用の第５のバイポーラトランジスタと、この第５
のバイポーラトランジスタとベース相互・エミッタ相互
が接続され、コレクタが前記第３のバイポーラトランジ
スタおよび第４のバイポーラトランジスタの各ベースに
接続され、上記第５のバイポーラトランジスタと同一極
性の第６のバイポーラトランジスとを具備し、前記差動
対をなす２個のトランジスタのベース相互間から差動出
力信号電圧が取り出されることを特徴とする。
流成分とを含んだ差動的な入力信号電流を供給する第１
の入力信号電流源および第２の入力信号電流源と、この
２個の入力信号電流源に対応してベースが接続され、各
コレクタが共通接続され、各エミッタが共通接続されて
第１の電源電位に接続される差動対をなす第１のバイポ
ーラトランジスタおよび第２のバイポーラトランジスタ
と、前記２個の入力信号電流源と前記第１の電源電位と
の間にそれぞれのコレクタ・エミッタ間が接続され、前
記差動対をなす２個のトランジス夕と同一極性の第３の
バイポーラトランジスタおよび第４のバイポーラトラン
ジスタと、第２の電源電位と上記差動対をなす２個のト
ランジスタのコレクタ共通接続点との間にエミッタ・コ
レクタ間が接続され、ベース・コレクタ相互が接続され
、上記差動対をなす２個のトランジスタとは逆極性の定
電流源用の第５のバイポーラトランジスタと、この第５
のバイポーラトランジスタとベース相互・エミッタ相互
が接続され、コレクタが前記第３のバイポーラトランジ
スタおよび第４のバイポーラトランジスタの各ベースに
接続され、上記第５のバイポーラトランジスタと同一極
性の第６のバイポーラトランジスとを具備し、前記差動
対をなす２個のトランジスタのベース相互間から差動出
力信号電圧が取り出されることを特徴とする。
（作用）
入力信号電流源の差動的な交流成分が差動対をなす２個
のトランジスタのベース電流となり、この差動対トラン
ジスタのベース相互間から差動出力信号電圧が取り出さ
れるようになる。この場合、第２の電源電位・第１の電
源電位間の電源電圧が例えば１．０ｖ以下の低電圧であ
っても、この１．Ｏｖよりも定電流源用トランジスタの
ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ（約０．７Ｖ）だけ小さ
い約０．３Ｖの電圧が差動対トランジスタのコレクタ・
エミッタ間電圧にかかっているので、この差動対トラン
ジスタのベース・エミッタ間に約０．７Ｖの電圧をかけ
ることにより、この差動対トランジスタが動作すること
が可能になる。従って、この電流−電圧変換回路は、例
えば１．ＯＶ以下の低電圧での動作を必要とする回路に
も使用することが可能になる。
のトランジスタのベース電流となり、この差動対トラン
ジスタのベース相互間から差動出力信号電圧が取り出さ
れるようになる。この場合、第２の電源電位・第１の電
源電位間の電源電圧が例えば１．０ｖ以下の低電圧であ
っても、この１．Ｏｖよりも定電流源用トランジスタの
ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ（約０．７Ｖ）だけ小さ
い約０．３Ｖの電圧が差動対トランジスタのコレクタ・
エミッタ間電圧にかかっているので、この差動対トラン
ジスタのベース・エミッタ間に約０．７Ｖの電圧をかけ
ることにより、この差動対トランジスタが動作すること
が可能になる。従って、この電流−電圧変換回路は、例
えば１．ＯＶ以下の低電圧での動作を必要とする回路に
も使用することが可能になる。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は、半導体集積回路内に形成された電流−電圧変
換回路を示しており、１および２は直流成分■と差動的
な交流成分（＋ΔｉあるいはΔｉ）とを含んだ差動的な
入力信号電流を供給する入力信号電流源、ＱｌおよびＱ
ｌは対応して入力信号電流源１および２にベースが接続
され、各コレクタが共通接続され、各エミッタが共通接
続されて低電位側の電源電位（本例では接地電位）に接
続される差動対をなすＮＰＮ ）ランジスタ、Ｒはこの
差動対トランジスタＱ１およびＱｌのエミッタ共通接続
点と接地電位との間に必要に応じて挿入された抵抗、Ｑ
３およびＱ４は対応して入力信号電流源１および２と接
地電位との間にコレクタ・エミッタ間が接続されている
ＮＰＮ ）ランジスタ、Ｑ５は高電位側の電源電位（本
例ではＶＣＣ電源電位）と差動対トランジスタＱ１およ
びＱｌのコレクタ共通接続点との間にエミッタ・コレク
タ間が接続され、ベース・コレクタ相互が接続された定
電流源用のＰＮＰ ｌ−ランジスタ、Ｑ６はこの定電流
源用トランジスタＱ、とベース相互・エミッタ相互が接
続され、コレクタがＮＰＮトランジスタＱ３およびＱ４
の各ベースに接続されたＰＮＰ ）ランジスタであり、
これらのＰＮＰトランジスタＱ５およびＱ６はカレント
ミラー回路ＣＭＩを形成している。そして、差動対をな
す２個のトランジスタＱ１およびＱｌのベース相互間か
ら差動出力信号電圧が取出されるようになっている。
換回路を示しており、１および２は直流成分■と差動的
な交流成分（＋ΔｉあるいはΔｉ）とを含んだ差動的な
入力信号電流を供給する入力信号電流源、ＱｌおよびＱ
ｌは対応して入力信号電流源１および２にベースが接続
され、各コレクタが共通接続され、各エミッタが共通接
続されて低電位側の電源電位（本例では接地電位）に接
続される差動対をなすＮＰＮ ）ランジスタ、Ｒはこの
差動対トランジスタＱ１およびＱｌのエミッタ共通接続
点と接地電位との間に必要に応じて挿入された抵抗、Ｑ
３およびＱ４は対応して入力信号電流源１および２と接
地電位との間にコレクタ・エミッタ間が接続されている
ＮＰＮ ）ランジスタ、Ｑ５は高電位側の電源電位（本
例ではＶＣＣ電源電位）と差動対トランジスタＱ１およ
びＱｌのコレクタ共通接続点との間にエミッタ・コレク
タ間が接続され、ベース・コレクタ相互が接続された定
電流源用のＰＮＰ ｌ−ランジスタ、Ｑ６はこの定電流
源用トランジスタＱ、とベース相互・エミッタ相互が接
続され、コレクタがＮＰＮトランジスタＱ３およびＱ４
の各ベースに接続されたＰＮＰ ）ランジスタであり、
これらのＰＮＰトランジスタＱ５およびＱ６はカレント
ミラー回路ＣＭＩを形成している。そして、差動対をな
す２個のトランジスタＱ１およびＱｌのベース相互間か
ら差動出力信号電圧が取出されるようになっている。
」二記構成の電流−電圧変換回路においては、入力信号
電流源１および２の差動的な交流成分Δｉが差動対をな
す２個のトランジスタＱ１およびＱｌのベース電流とな
り、このΔｉによって２個のトランジスタＱ１およびＱ
ｌに変化電流ｉが生じ、この２個のトランジスタＱ１お
よびＱｌのベース相互間から差動出力信号電圧ΔＶが取
出されるようになる。
電流源１および２の差動的な交流成分Δｉが差動対をな
す２個のトランジスタＱ１およびＱｌのベース電流とな
り、このΔｉによって２個のトランジスタＱ１およびＱ
ｌに変化電流ｉが生じ、この２個のトランジスタＱ１お
よびＱｌのベース相互間から差動出力信号電圧ΔＶが取
出されるようになる。
この場合、ＮＰＮ トランジスタの形状寸法は全て等し
く、カレントミラー回路ＣＭＩを理想状態であるとする
と、入力信号電流源１および２の差動的な交流成分Δｉ
と、このΔｉによって差動対をなす２個のトランジスタ
Ｑ、およびＱｌに生じた変化電流ｉｌとの関係は次式で
示される。
く、カレントミラー回路ＣＭＩを理想状態であるとする
と、入力信号電流源１および２の差動的な交流成分Δｉ
と、このΔｉによって差動対をなす２個のトランジスタ
Ｑ、およびＱｌに生じた変化電流ｉｌとの関係は次式で
示される。
ｉｉ＝β会Δ１
ここで、βは差動対をなすＮＰＮ ｌ−ランジスタＱ１
およびＱｌのエミッタ接地電流増幅率である。
およびＱｌのエミッタ接地電流増幅率である。
また、上記構成の電流−電圧変換回路においては、Ｖｃ
ｃ電源電位が例えば１．ＯＶ以下の低電圧であっても、
この１．ＯＶよりも定電流源用トランジスタＱ５のベー
ス・エミッタ間電圧ＶＢＥ（約０．７Ｖ）だけ小さい約
０．３Ｖの電圧が差動対トランジスタＱ１およびＱ２の
コレクタ・エミッタ間電圧にかかっているので、この差
動対トランジスタＱ１およびＱ２のベース・エミッタ間
に約０．７ｖの電圧をかけることにより、この差動対ト
ランジスタＱ１およびＱ２の動作が可能になる。
ｃ電源電位が例えば１．ＯＶ以下の低電圧であっても、
この１．ＯＶよりも定電流源用トランジスタＱ５のベー
ス・エミッタ間電圧ＶＢＥ（約０．７Ｖ）だけ小さい約
０．３Ｖの電圧が差動対トランジスタＱ１およびＱ２の
コレクタ・エミッタ間電圧にかかっているので、この差
動対トランジスタＱ１およびＱ２のベース・エミッタ間
に約０．７ｖの電圧をかけることにより、この差動対ト
ランジスタＱ１およびＱ２の動作が可能になる。
なお、第１図の電流−電圧変換回路において、トランジ
スタＱ３およびＱ−ｑの各エミッタにそれぞれ抵抗を挿
入してもよく、トランジスタＱ５およびＱ６の各エミッ
タにそれぞれ抵抗を挿入してもよく、また、トランジス
タＱ、およびＱ６のエミツタ面積比は１：１であっても
１：Ｎ（≧２）であってもよい。
スタＱ３およびＱ−ｑの各エミッタにそれぞれ抵抗を挿
入してもよく、トランジスタＱ５およびＱ６の各エミッ
タにそれぞれ抵抗を挿入してもよく、また、トランジス
タＱ、およびＱ６のエミツタ面積比は１：１であっても
１：Ｎ（≧２）であってもよい。
第２図は、第１図の電流−電圧変換回路の変形例を示し
ており、第１図の電流−電圧変換回路と比べて、コレク
タ・ベース相互が接続されたＮ Ｐ Ｎ ｈランジスタ
Ｑ７のコレクタ・エミッタ間がカレントミラー回路（第
１のカレントミラー回路）ＣＭＩの出力側トランジスタ
Ｑ６のコレクタと接地電位との間に付加接続され、この
ＮＰＮ トランジスタＱ７とＮＰＮ ｌ−ランジスタＱ
３およびＱ ４が第２のカレントミラー回路ＣＭ２を形
成している点が異なり、その他は同じであるので第１図
中と同一符号を付している。
ており、第１図の電流−電圧変換回路と比べて、コレク
タ・ベース相互が接続されたＮ Ｐ Ｎ ｈランジスタ
Ｑ７のコレクタ・エミッタ間がカレントミラー回路（第
１のカレントミラー回路）ＣＭＩの出力側トランジスタ
Ｑ６のコレクタと接地電位との間に付加接続され、この
ＮＰＮ トランジスタＱ７とＮＰＮ ｌ−ランジスタＱ
３およびＱ ４が第２のカレントミラー回路ＣＭ２を形
成している点が異なり、その他は同じであるので第１図
中と同一符号を付している。
第２図の電流−電圧変換回路においては、基本的な動作
は第１図の回路と同様であるが、ＮＰＮトランジスタＱ
７を付加接続し、このＮＰＮトランジスタＱ７にＮＰＮ
）ランジスタＱ３およびＱ４をカレントミラー接続し
ているので、第１図の回路に比べて、ＮＰＮ ｌ−ラン
ジスタの動作電流を増すことができ、ＮＰＮ ｌ−ラン
ジスタのベース電流の影響を無視でき、これによりＮＰ
Ｎ ）ランジスタＱ１およびＱ２のエミッタ接地電流増
幅率β依存性を低下することができる。
は第１図の回路と同様であるが、ＮＰＮトランジスタＱ
７を付加接続し、このＮＰＮトランジスタＱ７にＮＰＮ
）ランジスタＱ３およびＱ４をカレントミラー接続し
ているので、第１図の回路に比べて、ＮＰＮ ｌ−ラン
ジスタの動作電流を増すことができ、ＮＰＮ ｌ−ラン
ジスタのベース電流の影響を無視でき、これによりＮＰ
Ｎ ）ランジスタＱ１およびＱ２のエミッタ接地電流増
幅率β依存性を低下することができる。
第３図は、第１図の電流−電圧変換回路の応用例に係る
電流−電流変換回路を示しており、第２図の電流−電圧
変換回路と比べて、差動対（第１０差動対）をなす２個
のトランジスタＱ１およびＱ２のベース相互間から取出
される差動出力信号電圧が各ベース相互間に入力し、各
エミッタが共通接続されて接地電位に接続され、各コレ
クタから差動出力信号電流が取出される第２の差動対を
なす２個のＮＰＮ ）ランジスタＱ８およびＱ、が付加
接続され、抵抗Ｒが省略されている点が異なり、その他
は同じであるので第２図中と同一符号を付している。
電流−電流変換回路を示しており、第２図の電流−電圧
変換回路と比べて、差動対（第１０差動対）をなす２個
のトランジスタＱ１およびＱ２のベース相互間から取出
される差動出力信号電圧が各ベース相互間に入力し、各
エミッタが共通接続されて接地電位に接続され、各コレ
クタから差動出力信号電流が取出される第２の差動対を
なす２個のＮＰＮ ）ランジスタＱ８およびＱ、が付加
接続され、抵抗Ｒが省略されている点が異なり、その他
は同じであるので第２図中と同一符号を付している。
第３図の電流−電流変換回路において、ＮＰＮトランジ
スタの形状寸法は全て等しく、第１のカレントミラー回
路ＣＭＩを理想状態であるとすると、入力信号電流源１
および２の差動的な交流成分ΔＩと、このΔｉによって
第１の差動対をなす２個のトランジスタＱ１およびＱ２
に生じた変化電流ｉとの関係を調べてみる。第１の差動
対をなす２個のトランジスタＱ１およびＱ２と第２の差
動対をなす２個のトランジスタＱ８およびＱ９とは形状
寸法が等しいので、第１の差動対をなす２個のトランジ
スタＱ１およびＱ２のベース相互間から取出される差動
出力信号電圧によって第２の差動対をなす２個のトラン
ジスタＱ８およびＱ９に生じる変化電流ｉｏはｉに等し
くなる。つまり、ｉｏ ＝ｉ＝ （β／２）・Δｉ となる。従って、第２の差動対をなす２個のＮＰＮ ）
ランジスタＱ８およびＱ９の各コレクタから取出される
差動出力信号電流（Ｉ□ ＋ｉｏ）、（Ｉｏ ｊｏ）
は次式で示される。
スタの形状寸法は全て等しく、第１のカレントミラー回
路ＣＭＩを理想状態であるとすると、入力信号電流源１
および２の差動的な交流成分ΔＩと、このΔｉによって
第１の差動対をなす２個のトランジスタＱ１およびＱ２
に生じた変化電流ｉとの関係を調べてみる。第１の差動
対をなす２個のトランジスタＱ１およびＱ２と第２の差
動対をなす２個のトランジスタＱ８およびＱ９とは形状
寸法が等しいので、第１の差動対をなす２個のトランジ
スタＱ１およびＱ２のベース相互間から取出される差動
出力信号電圧によって第２の差動対をなす２個のトラン
ジスタＱ８およびＱ９に生じる変化電流ｉｏはｉに等し
くなる。つまり、ｉｏ ＝ｉ＝ （β／２）・Δｉ となる。従って、第２の差動対をなす２個のＮＰＮ ）
ランジスタＱ８およびＱ９の各コレクタから取出される
差動出力信号電流（Ｉ□ ＋ｉｏ）、（Ｉｏ ｊｏ）
は次式で示される。
ＩＯ＋ ｉｏ＝ （１／２）＋ （β／２）・Δ１１ｏ
ｉｏ ＝ （β／２）−（β／２）・Δｉまた、第
１の差動対をなす２個のトランジスタＱ１およびＱ２の
ベース相互間から取出される差動出力信号電圧Δｖ１つ
まり、一方のトランジスタＱ２のベース電位に対する他
方のトランジスタＱ、のベースの微少信号電圧Δ■は、
トランジスタＱ１の小信号エミッタ抵抗ｒｅｌとトラン
ジスタＱ２の小信号エミッタ抵抗ｒｅ２とが等しいと、
Δ ｖ＝２ Ｑ ｒｅｌ Ｉ １ｒｅｄ−ｒｅ２ −ＶＴ ／ （Ｉ／２） ＝２−ＶＴ ／Ｉで
ある。ここで、ＶＴは熱電圧である。また、トランジス
タＱ８の小信号エミッタ抵抗ｒｅＢとトランジスタＱ９
の小信号エミッタ抵抗ｒｅ９とが等しいと、 ΔＶ’＝２”ｒｅＢ ｉｏ ｒ ｅ ８− ｒ ｅ ９ ＝ＶＴ ／ （１／２） −２・ ＶＴ／１＝ｒ
ｅ １ ＝ｒｅ２ となり、 １ｏ−ｉ＝（β／２）・Δｉ である。つまり、電流変換利得Ｇｉは、Ｇｉ＝ｉ０／Δ
ｉ＝β／２ となり・大きな電流変換利得が得られる。
ｉｏ ＝ （β／２）−（β／２）・Δｉまた、第
１の差動対をなす２個のトランジスタＱ１およびＱ２の
ベース相互間から取出される差動出力信号電圧Δｖ１つ
まり、一方のトランジスタＱ２のベース電位に対する他
方のトランジスタＱ、のベースの微少信号電圧Δ■は、
トランジスタＱ１の小信号エミッタ抵抗ｒｅｌとトラン
ジスタＱ２の小信号エミッタ抵抗ｒｅ２とが等しいと、
Δ ｖ＝２ Ｑ ｒｅｌ Ｉ １ｒｅｄ−ｒｅ２ −ＶＴ ／ （Ｉ／２） ＝２−ＶＴ ／Ｉで
ある。ここで、ＶＴは熱電圧である。また、トランジス
タＱ８の小信号エミッタ抵抗ｒｅＢとトランジスタＱ９
の小信号エミッタ抵抗ｒｅ９とが等しいと、 ΔＶ’＝２”ｒｅＢ ｉｏ ｒ ｅ ８− ｒ ｅ ９ ＝ＶＴ ／ （１／２） −２・ ＶＴ／１＝ｒ
ｅ １ ＝ｒｅ２ となり、 １ｏ−ｉ＝（β／２）・Δｉ である。つまり、電流変換利得Ｇｉは、Ｇｉ＝ｉ０／Δ
ｉ＝β／２ となり・大きな電流変換利得が得られる。
第４図は、第３図の電流−電流変換回路の変形例を示し
ており、第３図の電流−電流変換回路と比べて、第２の
差動対をなす２個のＮＰＮ トランジスタＱ８およびＱ
９のエミッタ共通接続点と接地電位との間に定電流（２
・Ｉｏ）を流す定電流源３が挿入されている点と、第１
の差動対をなす２個のトランジスタＱ１およびＱ２のエ
ミッタ共通接続点と接地電位との間に抵抗Ｒが接続され
ている点が異なり、その他は同じであるので第３図中と
同一符号を付している。
ており、第３図の電流−電流変換回路と比べて、第２の
差動対をなす２個のＮＰＮ トランジスタＱ８およびＱ
９のエミッタ共通接続点と接地電位との間に定電流（２
・Ｉｏ）を流す定電流源３が挿入されている点と、第１
の差動対をなす２個のトランジスタＱ１およびＱ２のエ
ミッタ共通接続点と接地電位との間に抵抗Ｒが接続され
ている点が異なり、その他は同じであるので第３図中と
同一符号を付している。
第４図の電流−電流変換回路においては、基本的な動作
は第３図の回路と同様である。即ち、第１の差動対をな
す２個のトランジスタＱ１およびＱ２のベース相互間か
ら取出される差動出力信号電圧ΔＶは、トランジスタＱ
１の小信号エミッタ抵抗ｒｅｌ とトランジスタＱ２の
小信号エミッタ抵抗ｒｅ２とが等しいと、 Δ■＝２１１ｒｅ１ ・ｉ となり、 ｒ ｅ ］ −ｒ ｅ ２ −ＶＴ ／ （Ｉ／２） −２・ＶＴ／１である。また
、トランジスタＱ８の小信号エミッタ抵抗ｒｅ８とトラ
ンジスタＱ９の小信号エミッタ抵抗ｒｅｇとが等しいと
、 Δ Ｖ 震２− ｒ Ｑ８ ｉ 。
は第３図の回路と同様である。即ち、第１の差動対をな
す２個のトランジスタＱ１およびＱ２のベース相互間か
ら取出される差動出力信号電圧ΔＶは、トランジスタＱ
１の小信号エミッタ抵抗ｒｅｌ とトランジスタＱ２の
小信号エミッタ抵抗ｒｅ２とが等しいと、 Δ■＝２１１ｒｅ１ ・ｉ となり、 ｒ ｅ ］ −ｒ ｅ ２ −ＶＴ ／ （Ｉ／２） −２・ＶＴ／１である。また
、トランジスタＱ８の小信号エミッタ抵抗ｒｅ８とトラ
ンジスタＱ９の小信号エミッタ抵抗ｒｅｇとが等しいと
、 Δ Ｖ 震２− ｒ Ｑ８ ｉ 。
である。しかし、エミッタ抵抗ｒｅ８およびｒｅ９は、
第３図の回路とは異なり、 ｒｅ８ｓ＝ｒｅ９ ＝ＶＴ／ＩＯ となる、ここで、ＩＯは定電流源３の定電流（２・Ｉｏ
）の１／２であり、つまり、差動出力信号電流（ＩＯ＋
１（１）、（Ｉｏ ｊｏ）の直流成分■ｏであり、説
明の簡単化のために、１、−１／２ とすると、 ｒｅＢ−ｒｅ９ ＝２−ＶＴ／Ｉ＝ｒｅ１−ｒｅ２ となり、第２の差動対をなす２個のトランジスタＱ８お
よびＱ９に生じる変化電流ｉ。および電流変換利得Ｇｉ
は、第３図の回路と同様に、ｉｏ ＝ｉ＝ （β／２）
・Δ１ Ｇｉ−ｉ０／Δｉ；β／２ となる。
第３図の回路とは異なり、 ｒｅ８ｓ＝ｒｅ９ ＝ＶＴ／ＩＯ となる、ここで、ＩＯは定電流源３の定電流（２・Ｉｏ
）の１／２であり、つまり、差動出力信号電流（ＩＯ＋
１（１）、（Ｉｏ ｊｏ）の直流成分■ｏであり、説
明の簡単化のために、１、−１／２ とすると、 ｒｅＢ−ｒｅ９ ＝２−ＶＴ／Ｉ＝ｒｅ１−ｒｅ２ となり、第２の差動対をなす２個のトランジスタＱ８お
よびＱ９に生じる変化電流ｉ。および電流変換利得Ｇｉ
は、第３図の回路と同様に、ｉｏ ＝ｉ＝ （β／２）
・Δ１ Ｇｉ−ｉ０／Δｉ；β／２ となる。
第５図は、第３図の電流−電流変換回路の他の変形例を
示しており、第３図の電流−電流変換回路と比べて、第
２の差動対をなす２個のトランジスタとしてＰＮＰ ｌ
−ランジスタＱ８ およびＱ、 が用いられ、この２個
のトランジスタＱ８ およびＱ９ のエミッタ共通接続
点とＶｃｃ電源電位との間に定電流（２・Ｉｏ）を流す
定電流源３′が挿入されている点が異なり、その他は同
じであるので第３図中と同一符号を付している。
示しており、第３図の電流−電流変換回路と比べて、第
２の差動対をなす２個のトランジスタとしてＰＮＰ ｌ
−ランジスタＱ８ およびＱ、 が用いられ、この２個
のトランジスタＱ８ およびＱ９ のエミッタ共通接続
点とＶｃｃ電源電位との間に定電流（２・Ｉｏ）を流す
定電流源３′が挿入されている点が異なり、その他は同
じであるので第３図中と同一符号を付している。
第５図の電流−電流変換回路においては、基本的な動作
は第３図の回路と同様である。即ち、第１の差動対をな
す２個のトランジスタＱ１およびＱ２のベース相互間か
ら取出される差動出力信号電圧ΔＶは、トランジスタＱ
、の小信号エミッタ抵抗ｒ＋−＋ とトランジスタＱ２
の小信号エミッタ抵抗ｒｅ２とが等しいと、 Δｖ＝２・ｒｅｌ ｉ となり、 ｒｅｌ 干ｒｅ２ ＝ＶＴ ／ （Ｉ／２） −２・ＶＴ／１である。また
、トランジスタＱ８′の小信号エミッタ抵抗ｒｅＢとト
ランジスタＱ、 の小信号工］８ ミッタ抵抗ｒｅ９とが等しいと、 Δｖ−２−ｒｅＢ ｉＯ である。しかし、エミッタ抵抗ｒｅＢとｒｅｇは、第３
図の回路とは異なり、 ｒｅＢ−ｒｅ９−ＶＴ／ＩＯ となる、ここで、Ｉｏは定電流源３′の定電流（２・Ｉ
ｏ）の１／２であり、つまり、差動出力信号電流（１０
＋ｉ、））、（１，）−ｉ、））の直流成分工０であり
、 ｌｏ−１／２ とすると、 ｒｅＢ ｓ”ｒｅ９ 一２伊ＶＴ／Ｉ＝ｒｅ１＝ｒｅ２ となり、第２の差動対をなす２個のトランジスタＱ８
およびＱ９ に生じる変化電流ｉ。および電流変換利得
Ｇｉは、第３図あるいは第４図の回路と同様に、 １（１−ｉ−（β／２）・Δｌ Ｇ１−１０／Δｉ−β／２ となる。
は第３図の回路と同様である。即ち、第１の差動対をな
す２個のトランジスタＱ１およびＱ２のベース相互間か
ら取出される差動出力信号電圧ΔＶは、トランジスタＱ
、の小信号エミッタ抵抗ｒ＋−＋ とトランジスタＱ２
の小信号エミッタ抵抗ｒｅ２とが等しいと、 Δｖ＝２・ｒｅｌ ｉ となり、 ｒｅｌ 干ｒｅ２ ＝ＶＴ ／ （Ｉ／２） −２・ＶＴ／１である。また
、トランジスタＱ８′の小信号エミッタ抵抗ｒｅＢとト
ランジスタＱ、 の小信号工］８ ミッタ抵抗ｒｅ９とが等しいと、 Δｖ−２−ｒｅＢ ｉＯ である。しかし、エミッタ抵抗ｒｅＢとｒｅｇは、第３
図の回路とは異なり、 ｒｅＢ−ｒｅ９−ＶＴ／ＩＯ となる、ここで、Ｉｏは定電流源３′の定電流（２・Ｉ
ｏ）の１／２であり、つまり、差動出力信号電流（１０
＋ｉ、））、（１，）−ｉ、））の直流成分工０であり
、 ｌｏ−１／２ とすると、 ｒｅＢ ｓ”ｒｅ９ 一２伊ＶＴ／Ｉ＝ｒｅ１＝ｒｅ２ となり、第２の差動対をなす２個のトランジスタＱ８
およびＱ９ に生じる変化電流ｉ。および電流変換利得
Ｇｉは、第３図あるいは第４図の回路と同様に、 １（１−ｉ−（β／２）・Δｌ Ｇ１−１０／Δｉ−β／２ となる。
なお、」二記各実施例における■ｃｃ電源電位を接地電
位に置き換えると共に接地電位を負のＶＥＥ電源電位に
置き換えてもよく、また、上記各実施例における高電位
側の電源電位と低電位側の電源電位とを入れ換えると共
にＰＮＰ ）ランジスタとＮＰＮ ）ランジスタとを入
れ替えてもよい。
位に置き換えると共に接地電位を負のＶＥＥ電源電位に
置き換えてもよく、また、上記各実施例における高電位
側の電源電位と低電位側の電源電位とを入れ換えると共
にＰＮＰ ）ランジスタとＮＰＮ ）ランジスタとを入
れ替えてもよい。
［発明の効果］
上述したように本発明の電流−電圧変換回路によれば、
例えば１．０Ｖ以下の低い電源電圧まで動作が可能であ
り、しかも、比較的簡易な回路構成により差動入力信号
電流を差動出力信号電圧に変換することが可能になる。
例えば１．０Ｖ以下の低い電源電圧まで動作が可能であ
り、しかも、比較的簡易な回路構成により差動入力信号
電流を差動出力信号電圧に変換することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の電流−電圧変換回路の一実施例を示す
回路図、第２図は第１図の電流−電圧変換回路の変形例
を示す回路図、第３図は第１図の電流−電圧変換回路の
応用例に係る電流−電流変換回路の一例を示す回路図、
第４図は第３図の電流−電流変換回路の変形例を示す回
路図、第５図は第３図の電流−電流変換回路の他の変形
例を示す回路図、第６図は従来の電流−電圧変換回路を
示す回路図である。 １．２・・・入力信号電流源、３，３′・・・定電流源
、Ｑ１〜Ｑ９．Ｑｓ 、Ｑ９’ ・・・トランジスタ
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２ 図 第４図
回路図、第２図は第１図の電流−電圧変換回路の変形例
を示す回路図、第３図は第１図の電流−電圧変換回路の
応用例に係る電流−電流変換回路の一例を示す回路図、
第４図は第３図の電流−電流変換回路の変形例を示す回
路図、第５図は第３図の電流−電流変換回路の他の変形
例を示す回路図、第６図は従来の電流−電圧変換回路を
示す回路図である。 １．２・・・入力信号電流源、３，３′・・・定電流源
、Ｑ１〜Ｑ９．Ｑｓ 、Ｑ９’ ・・・トランジスタ
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２ 図 第４図
Claims (3)
- （１）それぞれ直流成分と交流成分とを含んだ差動的な
入力信号電流を供給する第１の入力信号電流源および第
２の入力信号電流源と、 この２個の入力信号電流源に対応してそれぞれベースが
接続され、各コレクタが共通接続され、各エミッタが共
通接続されて第１の電源電位に接続される差動対をなす
第１のバイポーラトランジスタおよび第２のバイポーラ
トランジスタと、前記２個の入力信号電流源と前記第１
の電源電位との間にそれぞれのコレクタ・エミッタ間が
接続され、前記差動対をなす２個のトランジスタと同一
極性の第３のバイポーラトランジスタおよび第４のバイ
ポーラトランジスタと、 第２の電源電位と前記差動対をなす２個のトランジスタ
のコレクタ共通接続点との間にエミッタ・コレクタ間が
接続され、ベース・コレクタ相互が接続され、前記差動
対をなす２個のトランジスタとは逆極性の定電流源用の
第５のバイポーラトランジスタと、 この第５のバイポーラトランジスタとベース相互・エミ
ッタ相互が接続され、コレクタが前記第３のバイポーラ
トランジスタおよび第４のバイポーラトランジスタの各
ベースに接続され、前記第５のバイポーラトランジスタ
と同一極性の第６のバイポーラトランジスタとを具備し
、 前記差動対をなす２個のトランジスタのベース相互間か
ら差動出力信号電圧が取出されることを特徴とする電流
−電圧変換回路。 - （２）コレクタ・ベース相互が接続され、コレクタ・エ
ミッタ間が前記第６のバイポーラトランジスタのコレク
タと前記第１の電源電位との間に接続され、前記第３の
バイポーラトランジスタおよび第４のバイポーラトラン
ジスタと同一極性の第７のバイポーラトランジスタを具
備することを特徴とする請求項１記載の電流−電圧変換
回路。 - （３）前記差動対をなす２個のトランジスタのベース相
互間から取出される差動出力信号電圧が各ベース相互間
に入力され、各エミッタが共通接続されて直接にあるい
は定電流源を介して前記第１の電源電位または第２の電
源電位に接続され、各コレクタから差動出力信号電流が
取出される第８のバイポーラトランジスタおよび第９の
バイポーラトランジスタを具備することを特徴とする請
求項１または２記載の電流−電圧変換回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039810A JPH0622300B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 電流―電圧変換回路および電流―電流変換回路 |
| US07/476,836 US5014019A (en) | 1989-02-20 | 1990-02-08 | Amplifier circuit operable at low power source voltage |
| KR1019900002075A KR930007795B1 (ko) | 1989-02-20 | 1990-02-20 | 저전압동작형 증폭회로 |
| DE69010933T DE69010933T2 (de) | 1989-02-20 | 1990-02-20 | Schaltungsanordnung für Verstärker mit kleiner Betriebsspannung. |
| EP90301811A EP0384710B1 (en) | 1989-02-20 | 1990-02-20 | Amplifier circuit operable at low power source voltage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039810A JPH0622300B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 電流―電圧変換回路および電流―電流変換回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218205A true JPH02218205A (ja) | 1990-08-30 |
| JPH0622300B2 JPH0622300B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=12563321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1039810A Expired - Fee Related JPH0622300B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 電流―電圧変換回路および電流―電流変換回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5014019A (ja) |
| EP (1) | EP0384710B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0622300B2 (ja) |
| KR (1) | KR930007795B1 (ja) |
| DE (1) | DE69010933T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19909492A1 (de) * | 1999-03-04 | 2000-09-07 | Philips Corp Intellectual Pty | Differenzverstärker |
| GB0125827D0 (en) * | 2001-10-27 | 2001-12-19 | Koninkl Philips Electronics Nv | Balanced transconductor |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL6915478A (ja) * | 1969-10-13 | 1971-04-15 | ||
| US3887879A (en) * | 1974-04-11 | 1975-06-03 | Rca Corp | Current mirror |
| US3979689A (en) * | 1975-01-29 | 1976-09-07 | Rca Corporation | Differential amplifier circuit |
| US4147944A (en) * | 1977-10-25 | 1979-04-03 | National Semiconductor Corporation | Comparator with signal related adaptive bias |
| US4429283A (en) * | 1981-11-12 | 1984-01-31 | Rca Corporation | Differential current amplifier |
| JPS60103814A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-08 | Toshiba Corp | 信号処理回路 |
| US4607232A (en) * | 1985-04-01 | 1986-08-19 | Raytheon Company | Low voltage amplifier circuit |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1039810A patent/JPH0622300B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-02-08 US US07/476,836 patent/US5014019A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-20 EP EP90301811A patent/EP0384710B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-20 KR KR1019900002075A patent/KR930007795B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-02-20 DE DE69010933T patent/DE69010933T2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| DE69010933T2 (de) | 1995-02-09 |
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| US5014019A (en) | 1991-05-07 |
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