JPH0315366B2 - - Google Patents
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- JPH0315366B2 JPH0315366B2 JP15060687A JP15060687A JPH0315366B2 JP H0315366 B2 JPH0315366 B2 JP H0315366B2 JP 15060687 A JP15060687 A JP 15060687A JP 15060687 A JP15060687 A JP 15060687A JP H0315366 B2 JPH0315366 B2 JP H0315366B2
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Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、集積回路化されたリアクタンス回路
に関するもので、特に発振の可能性を防止したリ
アクタンス回路に関する。
(ロ) 従来の技術
負のリアクタンスとして動作する等価リアクタ
ンス回路を半導体集積回路化したものが、特開昭
59−57515号公報に記載されている。第2図は、
前記公報に記載された負のリアクタンス回路を示
すもので、1はエミツタが共通接続された第1及
び第2トランジスタ2及び3と、該第1及び第2
トランジスタ2及び3の共通エミツタに接続され
た可変電流源4と、前記第1トランジスタ2のコ
レクタに入力側が前記第2トランジスタ3のコレ
クタに出力側が接続された電流ミラー回路5と、
前記第1及び第2トランジスタ2及び3のベース
間に接続された抵抗6と、一端が入力端子7に他
端が前記抵抗6に接続されたコンデンサ8とから
成り、入力端子7から見て、負の等価リアクタン
スとして動作するリアクタンス回路である。前記
リアクリタンス回路1のリアクタンスXは、
X≒−2ωgmRC ……(1)
[ただし、ωは角周波数、gmは第1及び第2ト
ランジスタ2及び3からなる差動増幅回路の相互
コンダクタンス、Rは抵抗6の抵抗値、Cはコン
デンサ8の容量]
となる。また差動増幅回路の相互コンダクタンス
gmは、
gm=αqI/4KT=α/104I ……(2)
[ただし、Tは絶対温度、qは電子の電荷量、K
はボルツマン定数、αは電流増幅率、Iは差動増
幅回路の可変電流源4に流れる電流]
と表わすことが出来るので、第2図のリアクタン
ス回路1は、前記第(1)式で示される負の容量性リ
アクタンスXを有し、前記負の容量性リアクタン
スXを前記可変電流源4の電流値を変えることに
より、変化させることが出来る可変リアクタンス
回路と言うことが出来る。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
しかしながら、第2図の回路は正帰還ループを
有しており、大きな負のリアクタンスを得ようと
して、可変電流源4に流れる電流を大とし、第1
及び第2トランジスタ2及び3から成る差動増幅
回路の利得を上昇させると発振が生ずる可能性が
あつた。すなわち、今、第1トランジスタ2のベ
ース電圧が入力端子7からの入力信号に応じて上
昇したとする。すると、第1トランジスタ2のコ
レクタ電流が大となり、電流ミラー回路5の入力
側の電流が大となる。その為、前記入力側に流れ
る電流と等しい電流が電流ミラー回路5の出力側
に流れる。一方、前記第1トランジスタ2のベー
ス電圧の上昇に伴い第2トランジスタ3のコレク
タ電流が減少する。その為、入力端子7には高い
レベルの電圧が生じ前記高いレベルの電圧がコン
デンサ8を介して第1トラジスタ2のベースに正
帰還される為、発振が生ずる可能性があつた。
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明は、上述の点に鑑み成されたもので、エ
ミツタが共通接続された第1及び第2トランジス
タと、該第1及び第2トランジスタの共通エミツ
タに接続された電流源と、前記第1トランジスタ
のコレクタと電源との間に接続された負荷と、前
記第1トランジスタのベースと基準電源との間に
接続されたリアクタンス素子と、前記第1トラン
ジスタのコレクタと前記リアクタンス素子との間
に直列接続された抵抗及びコンデンサからなる直
列回路とからなることを特徴とする。
(ホ) 作用
本発明に依れば、第1トランジスタのベース・
コレクタ間に正帰還路を設けなくとも負のリアク
タンスを得ることが出来るので、電流値を増大さ
せたとしても、発振が無く安定な動作を得ること
が出来る。
(ヘ) 実施例
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図で、
9は、エミツタが共通接続された第1及び第2ト
ランジスタ10及び11と、該第1及び第2トラ
ンジスタ10及び11の共通エミツタに接続され
た可変電流源(大抵抗)12と、前記第2トラン
ジスタ11のコレクタに入力側が、前記第1トラ
ンジスタ10のコレクタに出力側が接続された電
流ミラー回路13と、前記第1トランジスタ10
のベースと基準電位点Aとの間に接続されたコン
デンサ14及び抵抗15と、前記基準電位点Aと第
2トランジスタ11のベースとの間に接続された
抵抗30と、前記第1トランジスタ10のコレクタ
とベースとの間に接続された結合コンデンサ16
及び抵抗17とから成り、入力端子18から見て
負の等価リアクタンスとして動作するリアクタン
ス回路である。
いま、可変電流源12に前流I0が流れ、リアク
タンス回路9が動作しているとする。この状態
で、入力端子18にepの入力信号が印加され、そ
れに応じて結合コンデンサ16にicの電流が流れ
たとすれば、該電流icは、
ic=ep/Z1+Z2 ……(3)
[ただし、
Z1は抵抗17と結合コンデンサ16との合成イ
ンピーダンス
Z2はコンデサ14と抵抗15との合成インピーダ
ンス]
となる。尚、インピーダンスZ1及びZ2は
Z1=Ra+1/jωC1 ……(4)
Z2=1/1/R1+jωCa ……(5)
[ただし、
Raは抵抗17の抵抗値
C1は結合コンデンサ16の容量値R1は抵抗15
の抵抗値
Caはコンデンサ14の容量値
ωは角周波数]
と表わされる。第1トランジスタ10のベース電
圧ecは
ec=icZ2 ……(6)
となる。一方第1トランジスタ10のコレクタ電
流i1は、
i1=gmec ……(7)
となるので、第(7)式に第(6)式を代入すればコレク
タ電流i1は
i1=gmicZ2 ……(8)
となるので、入力端子18にepの入力信号を印加
したとき前記入力端子18に流れる電流iは、
i=2i1+ic ……(9)
と表わされ、第(9)式に第(3)式及び第(8)式を代入す
れば、電流iは、
i=(2gm/1/R1+jωCa+1)
e/{Ra+1/jωC1}+{1/(1/R1+jωCa)}
……(9)′
と表わすことができる。
ここで、第(9)′式にRa≫1/ωC1、R1≫1/
ωCaという条件を代入すれば、電流iは
i≒(1+2gm/jωCa)e/Ra+1/jωCa……(9)″
となり、更に第(9)″式にRa≫1/ωCaという条件
を代入すれば、電流iは
i≒(1/Ra+2gm/jωCaRa)e ……(9)≫
と近似できる。これは、入力端子18から見た場
合、第1図のリアクタンス回路9が、第3図に示
す如く、抵抗値がRaの抵抗19と、誘導リアクタ
ンスがωCaRa/2gmのコイル20とから成る並列
回路に等価変換されることを示している。
また、前記誘導リアクタンスωCaRa/2gmに
第(2)式で示されるgm=αI0/104を代入すれば、
前記誘導リアクタンスXは
X=ωCaRa(52/αI0) ……(10)
となり、可変電流源12の電流I0を変化させるこ
とにより第1図の回路が負の可変リアクタンス回
路として動作することが解かる。
さて、第1図のリアクタンス回路9は、正帰還
ループを有さない。従つて、大きな負のリアクタ
ンスを得ようとして、可変電流源12に大なる電
流を流したとしても発振の可能性が無い。更に、
負帰還ループを2つ有しているので動作が安定す
るという利点も有する。尚、第1図の実施例にお
いては、第1及び第2トランジスタ10及び11
の負荷として電流ミラー回路13を接続する場合
について説明したが、抵抗等でも良い。
第4図は、本発明の別の実施例を示すもので、
第1図のコンデンサ14の代わりに、コイル21を
接続し入力端子22に等価容量リアクタンスを発生
せしめんとするものである。回路動作及び負帰還
ループは、第1図の場合と同様で、入力端子22に
は正の等価容量リアクタンスが発生する。
(ト) 発明の効果
以上述べた如く、本発明によれば負のリアクタ
ンス回路を負帰還ループで構成することが出来る
ので、発振の可能性が無く、安定な負のリアクタ
ンス特性を呈するリアクタンス回路が得られる。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a reactance circuit integrated into an integrated circuit, and particularly to a reactance circuit that prevents the possibility of oscillation. (b) Conventional technology A semiconductor integrated circuit of an equivalent reactance circuit that operates as a negative reactance was developed in JP-A-Sho.
It is described in Publication No. 59-57515. Figure 2 shows
This shows the negative reactance circuit described in the above-mentioned publication, in which 1 includes first and second transistors 2 and 3 whose emitters are commonly connected;
a variable current source 4 connected to a common emitter of transistors 2 and 3; a current mirror circuit 5 whose input side is connected to the collector of the first transistor 2 and whose output side is connected to the collector of the second transistor 3;
It consists of a resistor 6 connected between the bases of the first and second transistors 2 and 3, and a capacitor 8 whose one end is connected to the input terminal 7 and the other end is connected to the resistor 6, and when viewed from the input terminal 7, This is a reactance circuit that operates as a negative equivalent reactance. The reactance X of the reactance circuit 1 is as follows: 6 and C is the capacitance of capacitor 8]. Also, the mutual conductance of the differential amplifier circuit
gm is gm=αqI/4KT=α/104I...(2) [where, T is the absolute temperature, q is the amount of charge of the electron, and K
is the Boltzmann constant, α is the current amplification factor, and I is the current flowing through the variable current source 4 of the differential amplifier circuit.] Therefore, the reactance circuit 1 in FIG. 2 can be expressed by the above equation (1). It can be said to be a variable reactance circuit which has a negative capacitive reactance X and can change the negative capacitive reactance X by changing the current value of the variable current source 4. (C) Problems to be Solved by the Invention However, the circuit shown in FIG. 2 has a positive feedback loop, and in order to obtain a large negative reactance, the current flowing through the variable current source 4 is increased, and the
If the gain of the differential amplifier circuit made up of the second transistors 2 and 3 is increased, there is a possibility that oscillation will occur. That is, assume that the base voltage of the first transistor 2 has now increased in response to the input signal from the input terminal 7. Then, the collector current of the first transistor 2 becomes large, and the current on the input side of the current mirror circuit 5 becomes large. Therefore, a current equal to the current flowing to the input side flows to the output side of the current mirror circuit 5 . On the other hand, as the base voltage of the first transistor 2 increases, the collector current of the second transistor 3 decreases. Therefore, a high level voltage is generated at the input terminal 7, and the high level voltage is positively fed back to the base of the first transistor 2 via the capacitor 8, so that oscillation may occur. (d) Means for Solving Problems The present invention has been made in view of the above points, and includes first and second transistors whose emitters are commonly connected, and a common emitter of the first and second transistors. a load connected between the collector of the first transistor and a power source, a reactance element connected between the base of the first transistor and a reference power source, and a current source connected to the first transistor; It is characterized by comprising a series circuit consisting of a resistor and a capacitor connected in series between the collector of the reactance element and the reactance element. (E) Effect According to the present invention, the base of the first transistor
Since negative reactance can be obtained without providing a positive feedback path between the collectors, stable operation can be obtained without oscillation even if the current value is increased. (F) Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
9 includes first and second transistors 10 and 11 whose emitters are commonly connected, a variable current source (large resistance) 12 which is connected to the common emitters of the first and second transistors 10 and 11, and the second transistor 9. a current mirror circuit 13 whose input side is connected to the collector of the transistor 11 and whose output side is connected to the collector of the first transistor 10;
a capacitor 14 and a resistor 15 connected between the base of the first transistor 10 and the reference potential point A; a resistor 30 connected between the reference potential point A and the base of the second transistor 11; Coupling capacitor 16 connected between collector and base
and a resistor 17, and is a reactance circuit that operates as a negative equivalent reactance when viewed from the input terminal 18. Assume now that a forward current I 0 flows through the variable current source 12 and the reactance circuit 9 is operating. In this state, if an input signal e p is applied to the input terminal 18 and a current i c flows through the coupling capacitor 16 in response, the current i c is i c = e p /Z 1 + Z 2 ...(3) [However, Z 1 is the composite impedance of the resistor 17 and the coupling capacitor 16, and Z 2 is the composite impedance of the capacitor 14 and the resistor 15]. Note that the impedances Z 1 and Z 2 are Z 1 = Ra + 1/jωC 1 ... (4) Z 2 = 1/1/R 1 + jωCa ... (5) [However, Ra is the resistance value of resistor 17, and C 1 is the coupling Capacitance value R1 of capacitor 16 is resistance 15
The resistance value Ca is the capacitance value of the capacitor 14, and ω is the angular frequency]. The base voltage e c of the first transistor 10 is e c =i c Z 2 (6). On the other hand, the collector current i 1 of the first transistor 10 is i 1 = gme c (7), so by substituting equation (6) into equation (7), the collector current i 1 is i 1 = gmi c Z 2 ...(8) Therefore, when the input signal e p is applied to the input terminal 18, the current i flowing through the input terminal 18 is expressed as i=2i 1 +i c ...(9) , by substituting equations (3) and (8) into equation (9), the current i is: i=(2gm/1/R 1 +jωCa+1) e/{Ra+1/jωC 1 }+{1/ (1/R 1 +jωCa)} ...(9)' Here, Ra≫1/ωC 1 and R 1≫1 /
If we substitute the condition ωCa, the current i becomes i≒(1+2gm/jωCa)e/Ra+1/jωCa...(9)'', and if we further substitute the condition Ra≫1/ωCa into equation (9)'', we get , the current i can be approximated as i≒(1/Ra+2gm/jωCaRa)e...(9)≫. When viewed from the input terminal 18, the reactance circuit 9 in Fig. 1 is a parallel circuit consisting of a resistor 19 with a resistance value of Ra and a coil 20 with an inductive reactance of ωCaRa/2gm, as shown in Fig. 3. This shows that it is equivalently converted to . Moreover, if gm=αI 0 /104 shown in equation (2) is substituted for the inductive reactance ωCaRa/2gm,
The inductive reactance X is expressed as I understand. Now, the reactance circuit 9 in FIG. 1 does not have a positive feedback loop. Therefore, even if a large current is passed through the variable current source 12 in an attempt to obtain a large negative reactance, there is no possibility of oscillation. Furthermore,
Since it has two negative feedback loops, it also has the advantage of stable operation. In the embodiment shown in FIG. 1, the first and second transistors 10 and 11
Although the case where the current mirror circuit 13 is connected as a load has been described, a resistor or the like may be used. FIG. 4 shows another embodiment of the present invention,
In place of the capacitor 14 in FIG. 1, a coil 21 is connected to generate an equivalent capacitance reactance at the input terminal 22. The circuit operation and negative feedback loop are the same as in the case of FIG. 1, and a positive equivalent capacitance reactance is generated at the input terminal 22. (G) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a negative reactance circuit can be configured with a negative feedback loop, so a reactance circuit that has no possibility of oscillation and exhibits stable negative reactance characteristics can be created. can get.
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図、第
2図は従来の負の等価リアクタンス回路、第3図
は第1図の部分等価回路図、及び第4図は本発明
の別の実施例を示す回路図である。
10……第1トランジスタ、11……第2トラ
ンジスタ、12……可変電流源、13……電流ミ
ラー回路、14……コンデンサ、16……結合コ
ンデンサ、17……抵抗、18……入力端子。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a conventional negative equivalent reactance circuit, Fig. 3 is a partial equivalent circuit diagram of Fig. 1, and Fig. 4 is an alternative circuit diagram of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 10...First transistor, 11...Second transistor, 12...Variable current source, 13...Current mirror circuit, 14 ...Capacitor, 16...Coupling capacitor, 17...Resistor, 18...Input terminal.
Claims (1)
と、前記第1トランジスタのコレクタと電源との
間に接続された負荷と、前記第1トランジスタの
ベースと基準電源との間に接続されたリアクタン
ス素子と、前記第1トランジスタのコレクタと前
記リアクタンス素子との間に直列接続された抵抗
及びコンデンサからなる直列回路とから成り、前
記第1トランジスタのコレクタを制御端子とした
ことを特徴とするリアクタンス回路。1 differentially connected first and second transistors, a load connected between the collector of the first transistor and a power source, and a reactance element connected between the base of the first transistor and a reference power source. and a series circuit consisting of a resistor and a capacitor connected in series between the collector of the first transistor and the reactance element, and the collector of the first transistor is used as a control terminal.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62150606A JPS63314012A (en) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | Reactance circuit |
US07/206,272 US4990872A (en) | 1987-06-17 | 1988-06-13 | Variable reactance circuit producing negative to positive varying reactance |
CA000569568A CA1289619C (en) | 1987-06-17 | 1988-06-15 | Reactance circuit |
KR1019880007212A KR970004620B1 (en) | 1987-06-17 | 1988-06-16 | Reactance circuit |
DE88109694T DE3887009T2 (en) | 1987-06-17 | 1988-06-16 | Electronic network for simulating reactance resistors. |
EP88109694A EP0295704B1 (en) | 1987-06-17 | 1988-06-16 | Reactance circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62150606A JPS63314012A (en) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | Reactance circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS63314012A JPS63314012A (en) | 1988-12-22 |
JPH0315366B2 true JPH0315366B2 (en) | 1991-02-28 |
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Family Applications (1)
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JP62150606A Granted JPS63314012A (en) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | Reactance circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS63314012A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4649275B2 (en) * | 2005-06-21 | 2011-03-09 | 日本電波工業株式会社 | Voltage controlled crystal oscillator |
-
1987
- 1987-06-17 JP JP62150606A patent/JPS63314012A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS63314012A (en) | 1988-12-22 |
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Legal Events
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