JPH04150610A - レベル変換回路 - Google Patents

レベル変換回路

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JPH04150610A
JPH04150610A JP27589890A JP27589890A JPH04150610A JP H04150610 A JPH04150610 A JP H04150610A JP 27589890 A JP27589890 A JP 27589890A JP 27589890 A JP27589890 A JP 27589890A JP H04150610 A JPH04150610 A JP H04150610A
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JP
Japan
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circuit
temperature
resistor
level conversion
conversion circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP27589890A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Taguchi
憲一 田口
Yoshiharu Kato
加藤 義治
Yuichi Tanaka
雄一 田中
Takatoshi Kato
貴敏 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
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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。

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、接合型電界効果トランジスタを用いて信号の
レベル変換を行う場合に利用しうるレベル変換回路に関
する。
(従来の技術) 従来の、接合型電界効果トランジスタ(以下FETとい
う)を用いたレベル変換回路を第4図に示す。
第4図において、40は差動増幅器でありFETQA、
QB、QCおよび抵抗RA、RB等で構成されておりF
ETQA、QBのゲート電極に入力端子41.42より
入力電圧V ink、 V in2がそれぞれ加えられ
ている。50はレベル変換回路で、FETQD、QEお
よびダイオードDADB、DCで構成されており、FE
TQDのゲートに差動増幅器40の一方のFETQBの
ドレイン出力電圧■、が加えられて、またFETQEと
ダイオードDCとの接続点に出力電圧VOulを取り出
す出力端子51が設けられている。
ここで、3個のダイオードDA、DB、DCによるレベ
ルシフト量をVdとすると出力電圧Voufは、 Vou+=V、−Vgs−Vd・・・(1)Vgs:F
ETQDのゲート・ソース電極間電圧となる。
この回路ではレベルシフト量VdをダイオードDA、D
B、DCの電圧降下により得ているためダイオードDA
、DB、DCの温度変化により第2a図に示すように出
力電圧V ou+は大きく変動してしまう。
この問題を解決するために第5図に示す回路が開示され
ている(特開平1−165208号公報〉。
第5図において、差動増幅器40は第4図で示したもの
と同様である。また、レベル変換回路60は、FETQ
F、QG、QH,QIおよび抵抗RC,RDで構成され
ており、FETQFとFETQGを並列に接続して、そ
れらのゲート電極に入力信号VA、V、を供給すると共
に、それらの出力電極に抵抗RC,RDの一端を接続し
、抵抗RC,RDの他端に互いにカレントミラー回路を
構成するFET(1,Qlを接続し抵抗RCとFETQ
Hとの接続点より出力電圧V o u tを取り出して
いる。
これによれば、レベルシフト量の温度依存性を低減する
ことができる。
(発明が解決しようとする課題) しかし、第5図に示した特開平]−165208号公報
の回路によれば温度変化によるレベルシフト量の変動が
ないため、レベル変換回路60への入力電圧V、、VB
、すなわちレベル変換回路60の前段回路(第5図にお
いては、差動増幅器40)の出力電圧に温度依存性があ
る場合には、その変動分をもったまま出力電圧Voul
から出力される。また、レベル変換回路60の出力電圧
Vou+を入力電圧とする、レベル変換回路60の後段
回路(図示しない)の入出力特性に温度依存性がある場
合には、予めその変動分を考慮して変動を減するように
することはできない。
本発明は、温度変化によるレベルシフト量の変動を低減
することを第1の目的とし、所望の温度依存特性が得ら
れるレベル変換回路を提供することを第2の目的とする
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明のレベル変換回路は、ドレイン電極に電源側一端
子(vr、n)が接続され、ゲート電極に入力信号が供
給される接合型電界効果トランジスタ(FETQI) 
;出力端子(2+) ;接合型電界効果トランジスタ(
FETQI)のソース電極と出力端子(21)の間に介
挿された、ダイオード(DI、D2)と抵抗(R1)の
直列回路:および、出力端子(21)と電源側のもう1
つの端子(Vss)との間に実質上一定の電流を流す定
電流回路(FETQ2) ;を備える。
なお、カッコ内の記号は後述する実施例の対応要素であ
る。
(作用) これによれば、電界効果トランジスタ(FETQI)の
ソース電極と出力端子(21)との間に電圧降下量の温
度係数が負であるダイオード(DI、D2)と温度係数
が正である抵抗(R1)からなる直列回路を介挿するの
で、ダイオード(DI、D2)と抵抗(R1)の値又は
その個数の組合せによって、出力端子からレベルシフト
量の温度による変動を抑制した出力電圧を取り出すこと
ができる。
また、レベル変換回路の前段回路の出力電圧に温度依存
性がある場合、又はレベル変換回路の後段回路の入出力
特性に温度依存性がある場合には、予めその変動分を考
慮して変動を抑制するようにレベルシフト量の温度依存
性を調整することができる。
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の
実施例の説明より明らかになろう。
(実施例) 第1図に本発明の一実施例のレベル変換回路20を組み
込んだ電気回路の構成概要を示す。
この電気回路は、シリコンに比較して耐熱性に優れ、高
いホール電圧が得られる砒化ガリウム(GaAi)を基
板とする半導体集積回路の一系統の回路であり、レベル
変換回路20.レベル変換回路20の前段回路である差
動増幅器10およびレベル変換回路20の後段回路30
から構成されている。
差動増幅器10は、FETQ3.Q4および抵抗R2,
R3,R4等で構成されておりFETQ3.Q4のゲー
ト電極に入力端子11.12より入力電圧V inl、
 V in2がそれぞれ加えられている。
本発明によるレベル変換回路20は、MES接合型のF
ETQI、Q2、ショットキーダイオードであるダイオ
ードDI、D2および抵抗R1から構成されており、F
ETQIのソース電極とFETQ2のドレイン電極の間
にダイオードDI。
D2および抵抗R1が直列に接続されている。また、差
動増幅器10の抵抗R3とFETQ4との接続点から差
動増幅器10の出力電圧v3を、レベル変換回路20の
入力電圧としてレベル変換回路20のFETQIのゲー
トに加えている。また、FETQIのドレイン電極に電
源側の端子VDIIが接続されている。そして、FET
Q2のドレイン電極と抵抗R1との接続点に出力電圧V
oulを取り出す出力端子21が設けられている。
その出力端子21に後段回路30の入力端子(図示しな
い)が接続されている。後段回路30は、通常差動増幅
器あるいは、シュミットトリガ回路であり、後段回路3
0の入力端子には、例えば、前段回路(差動増幅器10
)の出力電圧が高すぎる場合等にレベル変換回路20で
レベルが調整された出力電圧が入力される。
レベル変換回路20は、FETQ2を定電流源として使
用しており、FETQ2は第1図に示すように定電流I
を流す。この電流IによるダイオードD1.D2の立ち
上がり電圧をvbとすると、2・vbに相当する電圧降
下と抵抗R1によるR1・Iの電圧降下により、出力電
圧Voulは次式のようになる。
Voul=V3− (Vgs+2 ・Vb+R1・I)
・ ・ ・(2) Vgs : F ETQ 1のゲート・ソース電極間電
圧式(2)からレベルシフト量Vsは、 Vs−Vgs+2 ・Vb十R1・I    7 ・・
(3)となる。しかし、ダイオードの電圧降下分vbお
よび抵抗R1の電圧降下分R1・Iはともに温度依存性
があるためレベルシフト量VSは温度により変動する。
ここで、ダイオードの電圧降下分vbによる温度係数は
負であるのに対して抵抗R1の電圧降下分R1・Iによ
る温度係数は正であるため、第4図に示した従来例のよ
うにダイオド(DA、DB、DC)のみの構成では、第
2a図に示すように温度が高くなるにつれて出力電圧V
oulは高くなる方向に大きく変動するのに対して、抵
抗のみの構成では、第2b図に示すようこ温度が高くな
るにつれて出力電圧Voulは低くなる方向に大きく変
動する。
よって第1図のようにダイオードと抵抗を直列に接続す
ることで、温度によるレベルシフト量の変動を相殺させ
ることができ第2c図に示すような温度による変動の小
さい出力電圧を得ることができる。
また、ダイオードおよび抵抗の値あるいは数を変更する
ことにより、レベル変換回路20の前段回路の出力電圧
に温度依存性がある場合には、その変動分を抑制するこ
とが可能となり、レベル変換回路20の後段回路の入出
力特性に温度依存性がある場合には、予めその変動分を
考慮して変動を抑制することが可能となる。
第3図に、レベル変換回路をダイオードによる構成回路
、抵抗による構成回路、ダイオードと抵抗を直列接続し
た構成回路のそれぞれにおける温度変化に対する出力電
圧Voutの実験データを示す。ダイオードと抵抗を直
列接続した構成回路は、後段回路との関係で負の温度係
数をもった出力電圧Voufになっているが、ダイオー
ドによる構成回路および抵抗による構成回路よりも温度
による変動は小さい。
なお、本実施例においてはレベル変換回路20のFET
Q2を定電流源として用いたが、これに代えて他の定電
流回路を使用してもよい。
〔発明の効果〕
以上の通り本発明によれば、電界効果トランジスタ(F
ETQI)のソース電極と出力端子(21)との間に介
挿された直列回路を構成するダイオード(Dl。
D2)と抵抗(R1)の値又はその個数の組合せによっ
て、出力端子からレベルシフト量の温度による変動を抑
制した出力電圧を取り出すことができる。
また、レベル変換回路の前段回路の出力電圧に温度依存
性がある場合、又はレベル変換回路の後段回路の入力に
温度依存性がある場合には、予めその変動分を考慮して
変動を抑制するようにレベルシフト量の温度依存性を調
整することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例のレベル変換回路20が組
み込まれた回路の構成概要を示す電気回路図である。 第2a図は、レベル変換回路をダイオードで構成した場
合の、出力電圧Voulの温度特性を示すグラフである
。 第2b図は、レベル変換回路を抵抗で構成した場合の、
出力電圧Voulの温度特性を示すグラフである。 第2c図は、第1図に示すレベル変換回路20の、出力
電圧Voulの温度特性を示すグラフである。 第3図は、レベル変換回路をダイオードで構成した場合
の、抵抗で構成した場合の、および第1図に示すレベル
変換回路20の場合の、実測による出力電圧Voulの
温度特性を示すグラフである。 第4図および第5図は、従来のレベル変換回路が組み込
まれた回路の構成概要を示す電気回路図である。 10:差動増幅器      11.12入力端子20
ニレベル変換回路 21出力端子(出力端子) 30後段回路        40差動増幅器50ニレ
ベル変換回路     60レベル変換回路QCFET
(接合型電界効果トランジスタ)Q2:FET(定電流
回路) DI、D2:ダイオード(ダイオード)R】抵抗(抵抗
) Q3.Q4:FET         R2,R3,R
4抵抗V1.、、Vss:電源側端子 出願人アイシン精機株式会社他1名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ドレイン電極に電源側一端子が接続され、ゲート電極に
    入力信号が供給される接合型電界効果トランジスタ; 出力端子; 前記接合型電界効果トランジスタのソース電極と前記出
    力端子の間に介挿された、ダイオードと抵抗の直列回路
    ;および、 前記出力端子と電源側のもう1つの端子との間に電流を
    流す定電流回路; を備えるレベル変換回路。
JP27589890A 1990-10-15 1990-10-15 レベル変換回路 Pending JPH04150610A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002246685A (ja) * 2001-02-16 2002-08-30 Canon Inc 発光素子の駆動回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002246685A (ja) * 2001-02-16 2002-08-30 Canon Inc 発光素子の駆動回路

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