JPH0333989A - Analog multiplier - Google Patents

Analog multiplier

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JPH0333989A
JPH0333989A JP16944489A JP16944489A JPH0333989A JP H0333989 A JPH0333989 A JP H0333989A JP 16944489 A JP16944489 A JP 16944489A JP 16944489 A JP16944489 A JP 16944489A JP H0333989 A JPH0333989 A JP H0333989A
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Abstract

PURPOSE:To enable operation with a low voltage source by inputting the output current of a transformer conductance amplifier, which is equipped with differential paired inputs by an NPN transistor, through a current mirror circuit to a multiplier. CONSTITUTION:NPN transistors TRQ1-Q4 in 9 multiplication block constitute the upper step part of a gilbert multiplier and TRQ5 and Q6 constitute the lower step part. The TRQ5 and Q6 to respectively determine bias currents for the differential pairs of the TRQ1 and Q2 and of the TRQ3 and Q4 are connected through the current mirror circuit, which is composed of the TRQ7 and Q8, to the transformer conductance amplifier composed of TRQ9 and Q10. A current to be generated by a constant current source IQ1 is distributed to the respective parts of the differential pairs by the current mirror circuit, which is composed of TRQ15 and Q16 and a PNP TRQ4, and becomes the bias current of a differential circuit. Thus, by controlling the current with the conductance amplifier for the control of the lower step part in the multiplier, the operation can be executed by the low voltage source such as 1V, for example.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアナログ乗算器に関し、特に電源電圧1■程度
の定電圧で高速動作をするアナログ乗算器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an analog multiplier, and more particularly to an analog multiplier that operates at high speed with a constant voltage of about 1 μm power supply voltage.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種のアナログ乗算器としては、第5図に示す
回路がギルバート乗算器という名で広く知られ使用され
ている。図において、NPNトランジスタQ!〜Q4と
負荷抵抗R1、R2との差動対で乗算器の上部ブロック
11を構成し、これら差動対からNPNトランジスタQ
31. Q10の差動回路に定電流源IO2を負荷とし
て接続される。
Conventionally, as this type of analog multiplier, the circuit shown in FIG. 5 is widely known and used as a Gilbert multiplier. In the figure, NPN transistor Q! A differential pair of ~Q4 and load resistors R1 and R2 constitutes the upper block 11 of the multiplier, and an NPN transistor Q is formed from these differential pairs.
31. A constant current source IO2 is connected to the differential circuit of Q10 as a load.

第5図において入力電圧V 1 、 V2 、出力電圧
T、は絶対温度、qは電子の電荷量〉、抵抗R,,R2
の抵抗値である。
In Fig. 5, input voltages V 1 , V 2 , output voltage T, are absolute temperature, q is electron charge amount〉, resistances R,, R2
is the resistance value of

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来のアナログ乗算器は、 R,Lは負荷 第5図に示 すように、電源と接地との間にトランジスタを縦積みに
している回路構成となっているため、電源電圧IV程度
の低電圧領域における動作は不可能であり、従って乾電
池1本で直接動作させる携帯型の電子機器への応用がで
きないという欠点があった。
The conventional analog multiplier described above has a circuit configuration in which transistors are stacked vertically between the power supply and ground, as shown in Figure 5. It is impossible to operate in the voltage range, and therefore it has the disadvantage that it cannot be applied to portable electronic devices that operate directly with a single dry cell battery.

本発明の目的は、このような欠点を除き、NPNトラン
ジスタによる差動対入力としたトランスコンダクタンス
アンプの出力電流をカレントミラー回路を介して乗算器
に入力することにより、電源電圧IV程度の低電圧で動
作可能としたアナログ乗算器を提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate such drawbacks and to input the output current of a transconductance amplifier with a differential pair input using NPN transistors to a multiplier through a current mirror circuit, thereby reducing a voltage as low as the power supply voltage IV. The purpose of the present invention is to provide an analog multiplier that can operate in the following manner.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のアナログ乗算器の構成は、第1の入力電圧を電
流に変換するトランスコンダクタンスアンプと、このト
ランスコンダクタンスアンプの出力電流により制御され
るカレントミラー回路と、このカレントミラー回路を下
段部に接続したギルバート型乗算回路上段部とを備える
事を特徴とする。
The configuration of the analog multiplier of the present invention includes a transconductance amplifier that converts a first input voltage into a current, a current mirror circuit controlled by the output current of the transconductance amplifier, and a current mirror circuit connected to the lower stage. It is characterized by comprising an upper stage part of a Gilbert-type multiplication circuit.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の回路図である。本実施例の
NPNPNトランジスタQ9Q2 、Q3Q4と負荷抵
抗R,,R2は、図に示すように、従来のギルバー1〜
乗算器の上段部(ブロック11)と同様に接続される。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the NPNPN transistors Q9Q2, Q3Q4 and load resistors R, R2 of this embodiment are similar to those of the conventional Gilbars 1 to 1.
It is connected in the same way as the upper stage (block 11) of the multiplier.

トランジスタQ9.Q2の差動対およびトランジスタQ
9.Q4の差動対をそれぞれのバイアス電流を決める定
電流源を構成するNPNPNトランジスタQ96は、ダ
イオード接続されたNPN)−ランジスタQ7.Q8に
よるカレン1−ミラー回路を介して、NPNトランジス
タQ9.QIOで構成されるトランス・コンダクタンス
アンプに接続されている。
Transistor Q9. Differential pair of Q2 and transistor Q
9. The NPNPN transistor Q96, which constitutes a constant current source that determines the bias current of each differential pair of Q4, is connected to a diode-connected NPN transistor Q7. Q8 through a Karen 1-mirror circuit to NPN transistors Q9. It is connected to a transconductance amplifier composed of QIO.

ここでトランジスタQ9.QIOによるトランス・コン
ダクタンスアンプの動作について説明する。定電流源r
o+で発生する電流は、NPN)ランジスタQ+5.Q
+6、PNP)−ランジスタQ+4からなるカレントミ
ラー回路により、差動対各部に分配されて差動回路のバ
イアス電流となる。ここでQll、 Q10. Q16
のエミッタ面積は全て等しいから、NPNPNトランジ
スタQ9+定電流源IQIの電流が流れるが、トランジ
スタQ 12. Q +3゜Q10のエミッタ面積化は
2:2:1となっているので、PNPNPトランジスタ
Q9Q10にはそれぞれ2IQ、の電流が流れる。
Here, transistor Q9. The operation of a transconductance amplifier using QIO will be explained. constant current source r
The current generated at o+ is NPN) transistor Q+5. Q
+6, PNP) - is distributed to each part of the differential pair by a current mirror circuit consisting of transistor Q+4, and becomes a bias current for the differential circuit. Here Qll, Q10. Q16
Since the emitter areas of all are equal, the current of NPNPN transistor Q9 + constant current source IQI flows, but transistor Q12. Since the emitter area ratio of Q +3°Q10 is 2:2:1, a current of 2IQ flows through each of the PNPNP transistors Q9Q10.

これにより、これら差動対の出力電流■1■2と入力電
圧Vlとの関係は、第2図の特性図に示すようになる。
As a result, the relationship between the output currents 1 and 2 of these differential pairs and the input voltage Vl becomes as shown in the characteristic diagram of FIG.

これら差動対の直流伝達特性は、電流IQI分だけバイ
アスを多くした通常の差動対の伝達特性と同じである。
The DC transfer characteristics of these differential pairs are the same as those of a normal differential pair in which the bias is increased by the current IQI.

ここでIQI分のバイアスをもたせているのは、電流1
.、I2で駆動されるカレントミラー回路Q7.Q8が
完全に遮断しないようにするためである。トランジスタ
Q9.Q8が遮断した場合、これらトランジスタのペー
スエミッタ間電位はほぼOVになってしまい、トランジ
スタQ9.QIOのコレクタ電位が○■となることによ
り、この差動対が正常に動作しなくなる事を防ぐためで
ある。
Here, the reason for providing a bias equal to IQI is the current 1
.. , I2, a current mirror circuit Q7. This is to prevent Q8 from completely blocking. Transistor Q9. When Q8 is cut off, the potential between the emitters of these transistors becomes approximately OV, and transistors Q9. This is to prevent this differential pair from malfunctioning due to the QIO collector potential becoming ○■.

また、PNPNPトランジスタQ9Q10は本差動回路
において、定電流バイアス回路としてのみ働き、入力信
号Vlの信号経路とはならない。一般に、NPNトラン
ジスタとPNP )ランジスタを較べた場合、NPNト
ランジスタは電子を多数キャリアとしているが、PNP
トランジスタではホールが多数キャリアとしているため
、その移動度の関係でNPNトランジスタの方か高速動
作に適している。
Further, in this differential circuit, the PNPNP transistors Q9Q10 function only as a constant current bias circuit and do not serve as a signal path for the input signal Vl. Generally speaking, when comparing NPN transistors and PNP transistors, NPN transistors have electrons as majority carriers, while PNP transistors have electrons as majority carriers.
In transistors, holes serve as majority carriers, so NPN transistors are more suitable for high-speed operation due to their mobility.

この差動回路においては、PNPトランジスタを信号経
路に使用しないようにしているため、高速性はNPNト
ランジスタの特性だけで決まり有利である。
In this differential circuit, PNP transistors are not used in the signal path, so high speed is determined only by the characteristics of the NPN transistors, which is advantageous.

この様にして作られた電流I、、I2はカレントミラー
Q7.Q8を介して、トランジスタQ9.Q6に流れる
。入力電圧Vlとr、、I2の関係は第2図の様に従来
の差動対回路と相互であり、さらに、トランジスタQ9
〜Q4およびR,、R2の接続は従来のギルバート乗算
器と同じであるから、入力V、、V2と出力Voの関係
のギルバート乗算器と相互となり、アナログ乗算特性が
得られる。
The currents I, , I2 created in this way are passed through the current mirror Q7. Through transistor Q8, transistor Q9. It flows to Q6. The relationship between the input voltages Vl, r, and I2 is the same as that of the conventional differential pair circuit as shown in FIG.
Since the connections of ~Q4 and R, , R2 are the same as in the conventional Gilbert multiplier, they are mutually connected to the Gilbert multiplier with the relationship between the inputs V, , V2 and the output Vo, and analog multiplication characteristics can be obtained.

第3図は、本発明の第2の実施例の回路図である。本実
施例は、トランジスタQl、Q2の差動対に抵抗R3,
R4を挿入した以外は第1図の構成と全く同じである。
FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the invention. In this embodiment, a resistor R3 is connected to a differential pair of transistors Ql and Q2.
The configuration is exactly the same as that shown in FIG. 1 except that R4 is inserted.

この様に抵抗R3,R4を挿入した以外は第1図の構成
と全く同じである。
The configuration is exactly the same as the one shown in FIG. 1 except that the resistors R3 and R4 are inserted in this way.

この様に抵抗R3,R4を挿入する事により、入力電圧
Vlに対するダイナミックレンジを広くする事ができる
事は広く知られている。
It is widely known that by inserting the resistors R3 and R4 in this manner, the dynamic range for the input voltage Vl can be widened.

第4図は本発明の第3の実施例の回路図である。トラン
ジスタQ 21〜Q26により構成される差動対回路を
使用した場合、第3図の様に抵抗R3,R4を挿入した
場合と比べて、より直線性よくダイナミックレンジを広
げる事ができる。
FIG. 4 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention. When a differential pair circuit composed of transistors Q21 to Q26 is used, the dynamic range can be expanded with better linearity than when resistors R3 and R4 are inserted as shown in FIG.

ここでは、出力電流I、、I2が零とならないように、
PNPトランジスタQ 27+ Q 2g、 Q 14
のエミツタ面積比を3:3: 1とした。
Here, so that the output currents I, I2 do not become zero,
PNP transistor Q 27+ Q 2g, Q 14
The emitter area ratio was set to 3:3:1.

これら第3図、第4図のいずれの場合も乗算ブロック1
0の下段の定電流源を制御する事により、乗算器機能を
実現しているのは第1図と全く同様である。
In both of these Figures 3 and 4, the multiplication block 1
As in FIG. 1, the multiplier function is realized by controlling the constant current source in the lower stage of 0.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、従来のギルバート乗算器
下段部の制御をトランスコンダクタンスアンプにより電
流制御し、さらにこのトランスコンダクタンスアンプの
信号経路にPNPトランジスタを使用しないような構成
による事により、電源電圧IV程度の低電圧で動作可能
な高速アナログ乗算器が得られる効果がある。
As explained above, the present invention uses a transconductance amplifier to control the current in the lower stage of the conventional Gilbert multiplier, and furthermore, by not using a PNP transistor in the signal path of the transconductance amplifier, the power supply voltage can be reduced. This has the effect of providing a high-speed analog multiplier that can operate at a voltage as low as IV.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例の回路図、第2図は第1
の実施例に使用されるトランス・コンダクタンス・アン
プの伝達特性図、第3図、第4図は本発明の第2のおよ
び第3の実施例の回路図、第5図は従来の乗算回路の一
例の回路図である。 Q】〜(L+・Q10・Q16・Q21〜Q26・Q 
31 。 Q32・・・NPNトランジスタ、Q12〜Q14. 
Q27゜Q28・・・PNPトランジスタ、R,、R2
・・・負荷抵抗、R3、R4・・・エミッタ抵抗、IQ
I、IQ2・・・定電流源、Vl、V2・・・入力電圧
、VO・・・出力電圧、■cc・・・電源電圧、10・
・・乗算ブロック、11・・・乗算器上段ブロック。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams of the second and third embodiments of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of the conventional multiplication circuit. FIG. 2 is an example circuit diagram. Q】〜(L+・Q10・Q16・Q21〜Q26・Q
31. Q32...NPN transistor, Q12 to Q14.
Q27゜Q28...PNP transistor, R,, R2
...Load resistance, R3, R4...Emitter resistance, IQ
I, IQ2...constant current source, Vl, V2...input voltage, VO...output voltage, ■cc...power supply voltage, 10.
...Multiplication block, 11... Multiplier upper stage block.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1の入力電圧を電流に変換するトランスコンダ
クタンスアンプと、このトランスコンダクタンスアンプ
の出力電流により制御されるカレントミラー回路と、こ
のカレントミラー回路を下段部に接続したギルバート型
乗算回路上段部とを備える事を特徴とするアナログ乗算
回路。
(1) A transconductance amplifier that converts a first input voltage into a current, a current mirror circuit controlled by the output current of this transconductance amplifier, and an upper part of a Gilbert-type multiplier circuit in which this current mirror circuit is connected to the lower part. An analog multiplication circuit characterized by comprising:
(2)トランスコンダクタンスアンプがNPNトランジ
スタ差動対と、このトランジスタ差動対のコレクタに接
続されたPNPトランジスタ定電流源とからなるもので
ある請求項(1)記載のアナログ乗算器。
(2) The analog multiplier according to claim (1), wherein the transconductance amplifier comprises an NPN transistor differential pair and a PNP transistor constant current source connected to the collector of the transistor differential pair.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0601543A1 (en) * 1992-12-08 1994-06-15 Nec Corporation Analog multiplier operable on a low supply voltage
JPH06215161A (en) * 1993-01-14 1994-08-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Analog multiplying circuit
US5418494A (en) * 1993-04-06 1995-05-23 Sgs-Thomson Microelectronics, S.R.L. Variable gain amplifier for low supply voltage systems
EP0696847A2 (en) 1994-08-12 1996-02-14 Nec Corporation Voltage-to-current converting circuit operating with low supply voltage

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56162176A (en) * 1980-04-14 1981-12-12 Sony Corp Multiplying circuit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56162176A (en) * 1980-04-14 1981-12-12 Sony Corp Multiplying circuit

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0601543A1 (en) * 1992-12-08 1994-06-15 Nec Corporation Analog multiplier operable on a low supply voltage
JPH06215161A (en) * 1993-01-14 1994-08-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Analog multiplying circuit
US5418494A (en) * 1993-04-06 1995-05-23 Sgs-Thomson Microelectronics, S.R.L. Variable gain amplifier for low supply voltage systems
EP0696847A2 (en) 1994-08-12 1996-02-14 Nec Corporation Voltage-to-current converting circuit operating with low supply voltage
US5594633A (en) * 1994-08-12 1997-01-14 Nec Corporation Voltage-to-current converting circuit operating with low supply voltage

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