JPH04268810A - 遅延回路 - Google Patents
遅延回路Info
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- JPH04268810A JPH04268810A JP3050473A JP5047391A JPH04268810A JP H04268810 A JPH04268810 A JP H04268810A JP 3050473 A JP3050473 A JP 3050473A JP 5047391 A JP5047391 A JP 5047391A JP H04268810 A JPH04268810 A JP H04268810A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
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- H03K2005/00026—Variable delay controlled by an analog electrical signal, e.g. obtained after conversion by a D/A converter
- H03K2005/00052—Variable delay controlled by an analog electrical signal, e.g. obtained after conversion by a D/A converter by mixing the outputs of fixed delayed signals with each other or with the input signal
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- H03K2005/0015—Layout of the delay element
- H03K2005/00163—Layout of the delay element using bipolar transistors
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-
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Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
- Pulse Circuits (AREA)
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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、遅延回路に関し、特に
ICテスター等に用いて好適な遅延特性の直線性に優れ
た遅延回路に関する。
ICテスター等に用いて好適な遅延特性の直線性に優れ
た遅延回路に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の遅延回路として、遅延すべき入
力信号が供給される入力端子に対して複数段の遅延系を
互いに縦続接続するとともに、差動対トランジスタとこ
の差動対トランジスタに共通電流源から動作電流を供給
する電流スイッチとを有する複数の差動増幅器を複数段
の遅延系の各段間に接続し、これら複数の差動増幅器の
電流スイッチを択一的に制御しつつ複数の差動増幅器の
差動対トランジスタの各出力から遅延された信号を導出
する構成のものが、本願出願人により特願平2−119
792号にて提案されている。
力信号が供給される入力端子に対して複数段の遅延系を
互いに縦続接続するとともに、差動対トランジスタとこ
の差動対トランジスタに共通電流源から動作電流を供給
する電流スイッチとを有する複数の差動増幅器を複数段
の遅延系の各段間に接続し、これら複数の差動増幅器の
電流スイッチを択一的に制御しつつ複数の差動増幅器の
差動対トランジスタの各出力から遅延された信号を導出
する構成のものが、本願出願人により特願平2−119
792号にて提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した構成の遅延回
路では、複数の差動増幅器のいずれの電流スイッチを選
択した場合でも差動増幅器による遅延量が一定になるの
で遅延特性の直線性が良好になり、また単一の共通電流
源を用いているので消費電力の低減が図れるという利点
があるものの、各遅延系がエミッタフォロワ回路及び差
動増幅器によって構成されていることから、単一の遅延
系での遅延時間を100psec程度にしか設定できな
いため、例えばピコ秒オーダーのより短い遅延量の制御
には対応できないとい欠点があった。そこで、本発明は
、ピコ秒オーダーのより短い遅延量の制御に対応でき、
しかも直線性に優れた遅延特性を有する遅延回路を提供
することを目的とする。
路では、複数の差動増幅器のいずれの電流スイッチを選
択した場合でも差動増幅器による遅延量が一定になるの
で遅延特性の直線性が良好になり、また単一の共通電流
源を用いているので消費電力の低減が図れるという利点
があるものの、各遅延系がエミッタフォロワ回路及び差
動増幅器によって構成されていることから、単一の遅延
系での遅延時間を100psec程度にしか設定できな
いため、例えばピコ秒オーダーのより短い遅延量の制御
には対応できないとい欠点があった。そこで、本発明は
、ピコ秒オーダーのより短い遅延量の制御に対応でき、
しかも直線性に優れた遅延特性を有する遅延回路を提供
することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明による遅延回路は
、遅延すべき入力信号が供給される入力端子と、遅延さ
れた信号を導出する出力端子と、入力端子と出力端子間
に挿入された抵抗素子と、単位容量をCとするとき、各
々C,2C,4C,……,2n−1 Cなる容量を有し
て各一端が抵抗素子の出力端に共通接続されたn個の容
量素子と、このn個の容量素子の各他端に対して入力信
号と逆相若しくは同相の信号又は基準電位レベルを選択
的に印加するn個の選択手段とを具備した構成となって
いる。
、遅延すべき入力信号が供給される入力端子と、遅延さ
れた信号を導出する出力端子と、入力端子と出力端子間
に挿入された抵抗素子と、単位容量をCとするとき、各
々C,2C,4C,……,2n−1 Cなる容量を有し
て各一端が抵抗素子の出力端に共通接続されたn個の容
量素子と、このn個の容量素子の各他端に対して入力信
号と逆相若しくは同相の信号又は基準電位レベルを選択
的に印加するn個の選択手段とを具備した構成となって
いる。
【0005】
【作用】本発明による遅延回路においては、各一端が抵
抗素子の出力端に共通接続されたn個の容量素子の他端
に、入力信号と逆相若しくは同相の信号を印加するか否
かで、見掛け上、容量素子の容量を変化させることがで
きる。このようにして、CR時定数回路の容量Cを制御
することで、任意の遅延時間を設定する。また、単位容
量Cとして、トランジスタのベース‐コレクタ間結合容
量若しくはコレクタ‐基板間接合容量を用いることによ
り、このベース‐コレクタ間結合容量若しくはコレクタ
‐基板間接合容量でCR時定数回路の容量Cを切り換え
ても抵抗素子には直流電流が流れないため、ピコ秒オー
ダーで、しかも直線性の良い遅延特性を得ることができ
る。
抗素子の出力端に共通接続されたn個の容量素子の他端
に、入力信号と逆相若しくは同相の信号を印加するか否
かで、見掛け上、容量素子の容量を変化させることがで
きる。このようにして、CR時定数回路の容量Cを制御
することで、任意の遅延時間を設定する。また、単位容
量Cとして、トランジスタのベース‐コレクタ間結合容
量若しくはコレクタ‐基板間接合容量を用いることによ
り、このベース‐コレクタ間結合容量若しくはコレクタ
‐基板間接合容量でCR時定数回路の容量Cを切り換え
ても抵抗素子には直流電流が流れないため、ピコ秒オー
ダーで、しかも直線性の良い遅延特性を得ることができ
る。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明による遅延回路の一実施例
を示す回路図である。図において、入力端子IN1 ,
IN2 に供給される遅延すべき入力信号Vinは、エ
ミッタが共通接続されて差動増幅器1を構成する差動対
トランジスタQ1 ,Q2 のベース間に印加される。 差動対トランジスタQ1 ,Q2 のコレクタは各々抵
抗R1 ,R2 を介して接地され、又エミッタ共通接
続点は電流源I1 を介して電源VEEに接続されてい
る。差動対トランジスタQ1 ,Q2 のコレクタには
、エミッタフォロワのトランジスタQ3 ,Q4 のベ
ースがそれぞれ接続されている。 これらトランジスタQ3 ,Q4 のコレクタは共に接
地され、エミッタは電流源I2 ,I3 を介して電源
VEEに接続されると共に、抵抗Ra,Rbを介してエ
ミッタフォロワのトランジスタQ5 ,Q6 のベース
にそれぞれ接続されている。トランジスタQ5 ,Q6
のコレクタは共に接地され、エミッタは電流源I4
,I5 を介して電源VEEに接続されると共に、出力
端子OUT1 ,OUT2 にそれぞれ接続されている
。これら出力端子OUT1 ,OUT2 からは、本遅
延回路によって遅延された出力信号Vout が導出さ
れる。
に説明する。図1は、本発明による遅延回路の一実施例
を示す回路図である。図において、入力端子IN1 ,
IN2 に供給される遅延すべき入力信号Vinは、エ
ミッタが共通接続されて差動増幅器1を構成する差動対
トランジスタQ1 ,Q2 のベース間に印加される。 差動対トランジスタQ1 ,Q2 のコレクタは各々抵
抗R1 ,R2 を介して接地され、又エミッタ共通接
続点は電流源I1 を介して電源VEEに接続されてい
る。差動対トランジスタQ1 ,Q2 のコレクタには
、エミッタフォロワのトランジスタQ3 ,Q4 のベ
ースがそれぞれ接続されている。 これらトランジスタQ3 ,Q4 のコレクタは共に接
地され、エミッタは電流源I2 ,I3 を介して電源
VEEに接続されると共に、抵抗Ra,Rbを介してエ
ミッタフォロワのトランジスタQ5 ,Q6 のベース
にそれぞれ接続されている。トランジスタQ5 ,Q6
のコレクタは共に接地され、エミッタは電流源I4
,I5 を介して電源VEEに接続されると共に、出力
端子OUT1 ,OUT2 にそれぞれ接続されている
。これら出力端子OUT1 ,OUT2 からは、本遅
延回路によって遅延された出力信号Vout が導出さ
れる。
【0007】入力端子IN1 ,IN2 と出力端子O
UT1 ,OUT2 間にそれぞれ挿入された抵抗Ra
,Rbの各出力端には、n(nは、任意の整数)段の容
量素子Ca1,Ca2,……,Can、Cb1,Cb2
,……,Cbnの各一端が共通に接続されており、各段
の容量素子は、単位容量をCとするとき、1段目から順
にC,2C,……,2n−1 Cなる容量を有している
。この単位容量Cとして、本例では、例えばエミッタ‐
ベース間が短絡されたトランジスタのベース‐コレクタ
間接合容量Cjcが用いられている。これら容量素子C
a1,Ca2,……,Can、Cb1,Cb2,……,
Cbnの各他端に対し、入力信号Vinと逆相の信号と
基準電位レベル(本例では、電源VEEの電位レベル)
とを選択的に印加するためのn個の選択回路21 〜2
n が各容量素子に対応して設けられている。 これら選択回路21 〜2n は、入力端子IN1 ,
IN2 間に並列に接続されており、外部からコントロ
ール電圧V1 〜Vn が印加された選択回路(1つに
限らない)が活性化状態となって対応する容量素子の他
端に対して入力信号Vinと逆相の信号を印加し、非活
性化状態にあるときは基準電位レベルを印加する。ここ
に、コントロール電圧V1〜Vn は、外部にて設定さ
れた任意の遅延時間に対応したディジタルコード信号で
ある。
UT1 ,OUT2 間にそれぞれ挿入された抵抗Ra
,Rbの各出力端には、n(nは、任意の整数)段の容
量素子Ca1,Ca2,……,Can、Cb1,Cb2
,……,Cbnの各一端が共通に接続されており、各段
の容量素子は、単位容量をCとするとき、1段目から順
にC,2C,……,2n−1 Cなる容量を有している
。この単位容量Cとして、本例では、例えばエミッタ‐
ベース間が短絡されたトランジスタのベース‐コレクタ
間接合容量Cjcが用いられている。これら容量素子C
a1,Ca2,……,Can、Cb1,Cb2,……,
Cbnの各他端に対し、入力信号Vinと逆相の信号と
基準電位レベル(本例では、電源VEEの電位レベル)
とを選択的に印加するためのn個の選択回路21 〜2
n が各容量素子に対応して設けられている。 これら選択回路21 〜2n は、入力端子IN1 ,
IN2 間に並列に接続されており、外部からコントロ
ール電圧V1 〜Vn が印加された選択回路(1つに
限らない)が活性化状態となって対応する容量素子の他
端に対して入力信号Vinと逆相の信号を印加し、非活
性化状態にあるときは基準電位レベルを印加する。ここ
に、コントロール電圧V1〜Vn は、外部にて設定さ
れた任意の遅延時間に対応したディジタルコード信号で
ある。
【0008】n個の選択回路21 〜2n は共に同じ
回路構成となっており、その1つの選択回路21 を例
にとってその具体的な回路構成について説明する。外部
から供給されるコントロール電圧V1 は、エミッタが
共通接続された差動対トランジスタQ11,Q21の一
方のトランジスタQ11のベース入力となる。他方のト
ランジスタQ21のベースには所定基準電圧VREF
が印加されている。差動対トランジスタQ11,Q21
のエミッタ共通接続点は電流源I11を介して電源VE
Eに接続されている。トランジスタQ21のコレクタは
接地され、トランジスタQ11のコレクタは差動対トラ
ンジスタQ31,Q41のエミッタ共通接続点に接続さ
れている。差動対トランジスタQ31,Q41の各ベー
スは入力端子IN1 ,IN2 にそれぞれ接続され、
又各コレクタは抵抗R11,R21を介して接地される
と共に、エミッタフォロワのトランジスタQ51,Q6
1の各ベースにそれぞれ接続されている。トランジスタ
Q51,Q61の各エミッタは、電流源I21,I31
を介して電源VEEに接続されると共に、本選択回路2
1 の出力端として先述した容量素子Cb1,Ca1の
他端に接続されている。この出力端は低インピーダンス
であるため、その点の配線が長くなっても、時定数的に
は特に問題となることはない。
回路構成となっており、その1つの選択回路21 を例
にとってその具体的な回路構成について説明する。外部
から供給されるコントロール電圧V1 は、エミッタが
共通接続された差動対トランジスタQ11,Q21の一
方のトランジスタQ11のベース入力となる。他方のト
ランジスタQ21のベースには所定基準電圧VREF
が印加されている。差動対トランジスタQ11,Q21
のエミッタ共通接続点は電流源I11を介して電源VE
Eに接続されている。トランジスタQ21のコレクタは
接地され、トランジスタQ11のコレクタは差動対トラ
ンジスタQ31,Q41のエミッタ共通接続点に接続さ
れている。差動対トランジスタQ31,Q41の各ベー
スは入力端子IN1 ,IN2 にそれぞれ接続され、
又各コレクタは抵抗R11,R21を介して接地される
と共に、エミッタフォロワのトランジスタQ51,Q6
1の各ベースにそれぞれ接続されている。トランジスタ
Q51,Q61の各エミッタは、電流源I21,I31
を介して電源VEEに接続されると共に、本選択回路2
1 の出力端として先述した容量素子Cb1,Ca1の
他端に接続されている。この出力端は低インピーダンス
であるため、その点の配線が長くなっても、時定数的に
は特に問題となることはない。
【0009】図1の回路を簡略的に表した場合の等価回
路を図2に示す。今、遅延すべき入力信号をVin、本
遅延回路によって遅延されて導出される出力信号をVo
ut 、抵抗素子Ra,Rbの抵抗値をRとすると、出
力信号をVout は、
路を図2に示す。今、遅延すべき入力信号をVin、本
遅延回路によって遅延されて導出される出力信号をVo
ut 、抵抗素子Ra,Rbの抵抗値をRとすると、出
力信号をVout は、
【数1】
で表される。ここで、K1 ,……,Kn は、容量素
子Ca1,……,Canの他端に印加する信号レベルを
決定するための係数で、任意の値をとり得るものであり
、本例では、0又は1をとるものとすると、
子Ca1,……,Canの他端に印加する信号レベルを
決定するための係数で、任意の値をとり得るものであり
、本例では、0又は1をとるものとすると、
【数1】の式を、
【数2】
と表わすことができる。ここに、Nは0から2n −1
までの整数である。また、入力信号Vinに対する出力
信号Vout の位相をθとすると、
までの整数である。また、入力信号Vinに対する出力
信号Vout の位相をθとすると、
【数3】
となり、
【数4】
となる。一方、遅延時間τd は、τd =−dθ/d
ωで表されるため、
ωで表されるため、
【数5】
となり、
【数4】及び
【数5】の各式より、
【数6】
となる。ここで、ωCR≪1の周波数領域においては、
【数7】
となり、Nを0から2n −1まで変えることにより、
直線性の良い遅延特性が得られる。この遅延特性のシミ
ュレーション結果を図3に示す。
直線性の良い遅延特性が得られる。この遅延特性のシミ
ュレーション結果を図3に示す。
【0010】このように、入力端子IN1 ,IN2
と出力端子OUT1 ,OUT2 間にそれぞれ挿入さ
れた抵抗Ra,Rbの各出力端に、C,2C,……,2
n−1 Cなる容量を有するn段の容量素子Ca1,C
a2,……,Can、Cb1,Cb2,……,Cbnの
各一端を共通接続し、これら各段の容量素子の各他端に
対し、入力信号Vinと逆相の信号と基準電位レベルと
を選択的に印加することにより、CR時定数回路の時定
数を変化させることができる。また、単位容量Cとして
、トランジスタのベース‐コレクタ間結合容量Cjcを
用いることにより、このベース‐コレクタ間結合容量C
jcでCR時定数回路の容量Cを切り換えても抵抗素子
Rには直流電流が流れなく、しかもベース‐コレクタ間
結合容量Cjcが10〔fF〕程度であることから、ピ
コ秒オーダーで図3に示す如き直線性の良い遅延特性が
得られることになる。
と出力端子OUT1 ,OUT2 間にそれぞれ挿入さ
れた抵抗Ra,Rbの各出力端に、C,2C,……,2
n−1 Cなる容量を有するn段の容量素子Ca1,C
a2,……,Can、Cb1,Cb2,……,Cbnの
各一端を共通接続し、これら各段の容量素子の各他端に
対し、入力信号Vinと逆相の信号と基準電位レベルと
を選択的に印加することにより、CR時定数回路の時定
数を変化させることができる。また、単位容量Cとして
、トランジスタのベース‐コレクタ間結合容量Cjcを
用いることにより、このベース‐コレクタ間結合容量C
jcでCR時定数回路の容量Cを切り換えても抵抗素子
Rには直流電流が流れなく、しかもベース‐コレクタ間
結合容量Cjcが10〔fF〕程度であることから、ピ
コ秒オーダーで図3に示す如き直線性の良い遅延特性が
得られることになる。
【0011】なお、上記実施例では、n段の容量素子C
a1〜Can、Cb1〜Cbnの各他端に印加する逆相
信号の信号レベルを入力信号のそれと同一(Kn =1
)とした場合について説明したが、Kn の値を任意に
設定することによって逆相信号の信号レベルを変化させ
ることも可能であり、これによっても遅延時間を小さく
したり、大きくしたりすることができる。また、上記実
施例においては、n段の容量素子Ca1〜Can、Cb
1〜Cbnの各他端に入力信号と逆相の信号を印加する
としたが、同相の信号を印加することも可能であり、こ
の場合には、
a1〜Can、Cb1〜Cbnの各他端に印加する逆相
信号の信号レベルを入力信号のそれと同一(Kn =1
)とした場合について説明したが、Kn の値を任意に
設定することによって逆相信号の信号レベルを変化させ
ることも可能であり、これによっても遅延時間を小さく
したり、大きくしたりすることができる。また、上記実
施例においては、n段の容量素子Ca1〜Can、Cb
1〜Cbnの各他端に入力信号と逆相の信号を印加する
としたが、同相の信号を印加することも可能であり、こ
の場合には、
【数7】の式において(2n −1)の項
が消えることになり、又Kn =1とした方が良好な周
波数特性が得られることになる。さらには、上記実施例
では、単位容量Cとして、ベース‐エミッタ間が短絡さ
れたトランジスタのベース‐コレクタ間結合容量Cjc
を用いるとしたが、コレクタ‐エミッタ間が短絡された
トランジスタのコレクタ‐基板間接合容量Cjsを用い
ても、同様の効果を得ることができる。ここに、トラン
ジスタのベース‐エミッタ間接合容量をCjeとすると
、コレクタ‐基板間接合容量Cjsは、Cjs=Cjc
+Cjeで表される。
が消えることになり、又Kn =1とした方が良好な周
波数特性が得られることになる。さらには、上記実施例
では、単位容量Cとして、ベース‐エミッタ間が短絡さ
れたトランジスタのベース‐コレクタ間結合容量Cjc
を用いるとしたが、コレクタ‐エミッタ間が短絡された
トランジスタのコレクタ‐基板間接合容量Cjsを用い
ても、同様の効果を得ることができる。ここに、トラン
ジスタのベース‐エミッタ間接合容量をCjeとすると
、コレクタ‐基板間接合容量Cjsは、Cjs=Cjc
+Cjeで表される。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力端子と出力端子間に挿入された抵抗素子の出力端に
、C,2C,……,2n−1 Cなる容量を有するn段
の容量素子の各一端を共通接続し、これら各段の容量素
子の各他端に対して入力信号と逆相(若しくは同相)の
信号又は基準電位レベルを選択的に印加することにより
、CR時定数回路の時定数を変化させることができるの
で、入力信号を所望の遅延時間にて遅延できる効果があ
る。また、単位容量Cとして、トランジスタのベース‐
コレクタ間結合容量Cjc若しくはコレクタ‐基板間接
合容量Cjsを用いることにより、このベース‐コレク
タ間結合容量Cjc若しくはコレクタ‐基板間接合容量
CjsでCR時定数回路の容量Cを切り換えても抵抗素
子には直流電流が流れないため、ピコ秒オーダーで、し
かも直線性の良い遅延特性が得られる効果もある。
入力端子と出力端子間に挿入された抵抗素子の出力端に
、C,2C,……,2n−1 Cなる容量を有するn段
の容量素子の各一端を共通接続し、これら各段の容量素
子の各他端に対して入力信号と逆相(若しくは同相)の
信号又は基準電位レベルを選択的に印加することにより
、CR時定数回路の時定数を変化させることができるの
で、入力信号を所望の遅延時間にて遅延できる効果があ
る。また、単位容量Cとして、トランジスタのベース‐
コレクタ間結合容量Cjc若しくはコレクタ‐基板間接
合容量Cjsを用いることにより、このベース‐コレク
タ間結合容量Cjc若しくはコレクタ‐基板間接合容量
CjsでCR時定数回路の容量Cを切り換えても抵抗素
子には直流電流が流れないため、ピコ秒オーダーで、し
かも直線性の良い遅延特性が得られる効果もある。
【図1】本発明による遅延回路の一実施例を示す回路図
である。
である。
【図2】図1の回路を簡略的に表した等価回路図である
。
。
【図3】本発明のシミュレーション結果を示す遅延特性
図である。
図である。
1 差動増幅器
21 〜2n 選択回路
IN1 ,IN2 入力端子
OUT1 ,OUT2 出力端子
Ra,Rb 抵抗素子
Claims (2)
- 【請求項1】 遅延すべき入力信号が供給される入力
端子と、遅延された信号を導出する出力端子と、前記入
力端子と前記出力端子間に挿入された抵抗素子と、単位
容量をCとするとき、各々C,2C,4C,……,2n
−1 Cなる容量を有して各一端が前記抵抗素子の出力
端に共通接続されたn段の容量素子と、前記n段の容量
素子の各他端に対して前記入力信号と逆相若しくは同相
の信号又は基準電位レベルを選択的に印加するn個の選
択手段とを具備したことを特徴とする遅延回路。 - 【請求項2】 前記容量素子の単位容量Cとして、ベ
ース‐エミッタ間若しくはコレクタ‐エミッタ間が短絡
されたトランジスタのベース‐コレクタ間接合容量若し
くはコレクタ‐基板間接合容量を用いたことを特徴とす
る請求項1記載の遅延回路。
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