JPH04354075A - Multiplier - Google Patents

Multiplier

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JPH04354075A
JPH04354075A JP15515391A JP15515391A JPH04354075A JP H04354075 A JPH04354075 A JP H04354075A JP 15515391 A JP15515391 A JP 15515391A JP 15515391 A JP15515391 A JP 15515391A JP H04354075 A JPH04354075 A JP H04354075A
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transistor
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克治 木村
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Abstract

PURPOSE:To improve linearity by connecting two sets of differential paired transistors between a first input terminal pair, and simultaneously, connecting plural two or more sets of the differential paired transistors in parallel between a second input terminal pair in a pseudo Gilbert multiplier. CONSTITUTION:In the multiplier, two sets of the differential paired transistors (M1, M2), (M3, M4) are arranged between the first input terminal pair 1, 2. Between the second input terminal pair 3,4, n-sets of the differential paired transistors (M5, M6)..., (M(2(n+2)-l),M(2(n+2)), (n=2) are connected in parallel. All the ratios of gate width to gate length of the transistors M5, M6, etc., are made equal. n-sets of the differential paired transistors (M5, M6), etc., are driven by the constant current sources I0 of the same contents. Thus, the characteristics of the multiplier about input voltages V1, V2 come nearly equal, and the linearity becomes n<1/2>-times wider than in the case of n=1.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、アナログ信号を乗算す
るマルチプライヤに係り、特にC−MOS集積回路上に
構成されるマルチプライヤに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiplier for multiplying analog signals, and more particularly to a multiplier constructed on a C-MOS integrated circuit.

【0002】0002

【従来の技術】周知のように、マルチプライヤとしては
、ギルバートマルチプライヤが知られており、これはバ
イポーラ集積回路上に構成されるが、これをC−MOS
集積回路上に構成するとすれば図5に示すようになる。 図5において、この擬似ギルバートマルチプライヤは、
(第1の)入力端子対(1、2)間に2組の差動対トラ
ンジスタ((M1、M2)、(M3、M4))を配置し
、また(第2の)入力端子対(3、4)間に前記2組の
差動対トランジスタそれぞれを駆動する1個の差動対ト
ランジスタ(M5、M6)を配置し、この1個の差動対
トランジスタを1つの定電流源I0 で駆動するように
したものである。
2. Description of the Related Art As is well known, a Gilbert multiplier is known as a multiplier, and this multiplier is constructed on a bipolar integrated circuit.
If it is constructed on an integrated circuit, it will be as shown in FIG. In FIG. 5, this pseudo-Gilbert multiplier is
Two sets of differential pair transistors ((M1, M2), (M3, M4)) are arranged between the (first) input terminal pair (1, 2), and the (second) input terminal pair (3 , 4) Arrange one differential pair transistor (M5, M6) that drives each of the two sets of differential pair transistors between them, and drive this one differential pair transistor with one constant current source I0. It was designed to do so.

【0003】即ち、2組の差動対トランジスタ((M1
、M2)、(M3、M4))では、一方のトランジスタ
(M1、M3)のドレイン同士及び他方のトランジスタ
(M2、M4)のドレイン同士がそれぞれ共通接続され
、(第1の)差動対トランジスタ(M1、M2)の一方
のトランジスタM1のゲートと(第2の)差動対トラン
ジスタの他方のトランジスタM3のゲートとが共通に入
力端子対(1、2)の一方の入力端子1に接続され、差
動対トランジスタ(M1、M2)の他方のトランジスタ
M2のゲートと差動対トランジスタ(M3、M4)の一
方のトランジスタM3のゲートとが共通に入力端子対(
1、2)の他方の入力端子2に接続される。そして、1
個の差動対トランジスタ(M5、M6)では、一方のト
ランジスタM5が、ドレインが差動対トランジスタ(M
1、M2)のソースに接続され、ゲートが入力端子対(
3、4)の一方の入力端子3に接続され、また一方のト
ランジスタM6が、ドレインが差動対トランジスタ(M
3、M4)のソースに接続され、ゲートが入力端子対(
3、4)の一方の入力端子4に接続される。
That is, two sets of differential pair transistors ((M1
, M2), (M3, M4)), the drains of one transistor (M1, M3) and the drains of the other transistor (M2, M4) are connected in common, and the (first) differential pair transistor The gate of one transistor M1 of (M1, M2) and the gate of the other transistor M3 of the (second) differential pair transistors are commonly connected to one input terminal 1 of the input terminal pair (1, 2). , the gate of the other transistor M2 of the differential pair transistors (M1, M2) and the gate of one transistor M3 of the differential pair transistors (M3, M4) are commonly connected to the input terminal pair (
1 and 2). And 1
In the differential pair transistors (M5, M6), one transistor M5 has a drain and a drain is a differential pair transistor (M5, M6).
1, M2), and the gate is connected to the input terminal pair (
3, 4), and one transistor M6 is connected to one input terminal 3 of the transistor M6, whose drain is connected to the differential pair transistor (M
3, M4), and the gate is connected to the input terminal pair (
3 and 4).

【0004】この擬似ギルバートマルチプライヤでは、
2つの入力信号(電圧V1 、同V2)に対し、差動出
力電流I1 、同I2 の差(I1 −I2 )が次の
数式1に示すように、電圧V1 、同V2 の積に比例
する。なお、式中、α1 及びα2 は、トランジスタ
の移動度をμn 、ゲート酸化膜容量をCOXとして、
数式2、同3で示される。
In this pseudo-Gilbert multiplier,
For two input signals (voltages V1 and V2), the difference (I1 - I2) between the differential output currents I1 and I2 is proportional to the product of the voltages V1 and V2, as shown in Equation 1 below. In addition, in the formula, α1 and α2 are the mobility of the transistor as μn and the gate oxide film capacitance as COX,
It is shown by formulas 2 and 3.

【0005】[0005]

【数1】[Math 1]

【0006】[0006]

【数2】[Math 2]

【0007】[0007]

【数3】[Math 3]

【0008】また、数式2、同3において、W1/L1
、W5/L5はトランジスタM1、同M5のゲート幅W
とゲート長Lの比(W/L)であるが、トランジスタ(
M2、M3、M4)のW/LはトランジスタM1のそれ
に等しく(数式4)、トランジスタM6のW/Lはトラ
ンジスタM5のそれに等しい(数式5)。
[0008] Also, in equations 2 and 3, W1/L1
, W5/L5 is the gate width W of transistor M1 and M5.
and the gate length L (W/L), but the transistor (
W/L of transistor M2, M3, M4) is equal to that of transistor M1 (Equation 4), and W/L of transistor M6 is equal to that of transistor M5 (Equation 5).

【0009】[0009]

【数4】[Math 4]

【0010】0010

【数5】[Math 5]

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述した擬似ギルバー
トマルチプライヤの構成では、第2の入力電圧(V2 
)について得られる直線性の範囲に比べて、第1の入力
電圧(V1 )について得られる直線性の範囲が狭いの
で、アナログマルチプライヤとしての利用が困難である
という問題がある。この問題の根拠は、従来、必ずしも
明確ではなかったが、数式1の導出過程を詳細に検討し
た結果、その根拠が明らかになった。以下、説明する。
Problem to be Solved by the Invention In the configuration of the pseudo-Gilbert multiplier described above, the second input voltage (V2
) The linearity range obtained for the first input voltage (V1) is narrower than the linearity range obtained for the first input voltage (V1), so there is a problem that it is difficult to use it as an analog multiplier. The basis for this problem has not always been clear, but as a result of a detailed study of the process of deriving Equation 1, the basis for this problem has become clear. This will be explained below.

【0012】トランジスタ(M1、M2、M3、M4、
M5、M6)それぞれのドレイン電流(Id1、Id2
、Id3、Id4、Id5、Id6)は次の数式6〜同
11となる。 なお、式中、Vgsi (i=1、2、……、6)はト
ランジスタMiのゲート・ソース間電圧、Vt はトラ
ンジスタのピンチオフ電圧である。
Transistors (M1, M2, M3, M4,
M5, M6) respective drain currents (Id1, Id2
, Id3, Id4, Id5, Id6) are expressed by the following Equations 6 to 11. In the formula, Vgsi (i=1, 2, . . . , 6) is the gate-source voltage of the transistor Mi, and Vt is the pinch-off voltage of the transistor.

【0013】[0013]

【数6】[Math 6]

【0014】[0014]

【数7】[Math 7]

【0015】[0015]

【数8】[Math. 8]

【0016】[0016]

【数9】[Math. 9]

【0017】[0017]

【数10】[Math. 10]

【0018】[0018]

【数11】[Math. 11]

【0019】ここで、Id5、Id6、I0 、V1 
、V2 は次の数式12〜同16と置ける。
Here, Id5, Id6, I0, V1
, V2 can be set using the following Equations 12 to 16.

【0020】[0020]

【数12】[Math. 12]

【0021】[0021]

【数13】[Math. 13]

【0022】[0022]

【数14】[Math. 14]

【0023】[0023]

【数15】[Math. 15]

【0024】[0024]

【数16】[Math. 16]

【0025】そして、IV2を次の数式17のように置
くと、数式14と同17とから、Id5、Id6は次の
数式18、同19のように求まる。
When IV2 is set as shown in Equation 17 below, Id5 and Id6 are determined from Equations 14 and 17 as shown in Equations 18 and 19 below.

【0026】[0026]

【数17】[Math. 17]

【0027】[0027]

【数18】[Math. 18]

【0028】[0028]

【数19】[Math. 19]

【0029】また、IV1を次の数式20のように置く
と、入力電圧V1 は次の数式21のように求まる。
Furthermore, if IV1 is set as shown in the following equation 20, the input voltage V1 is determined as shown in the following equation 21.

【0030】[0030]

【数20】[Math. 20]

【0031】[0031]

【数21】[Math. 21]

【0032】そうすると、I1 −I2 は、次の数式
22のようになる。
[0032] Then, I1 - I2 becomes as shown in Equation 22 below.

【0033】[0033]

【数22】[Math. 22]

【0034】ここで、f(x)、g(x)、h(x)を
次の数式23〜同25のように置いて、h(x)を級数
展開すると、数式26となる。
Here, if f(x), g(x), and h(x) are set as shown in Equations 23 to 25 below, and h(x) is expanded into a series, Equation 26 is obtained.

【0035】[0035]

【数23】[Math. 23]

【0036】[0036]

【数24】[Math. 24]

【0037】[0037]

【数25】[Math. 25]

【0038】[0038]

【数26】[Math. 26]

【0039】数式23において、f(x)の1回微分は
数式27であり、これのx=0の値は数式28である。 また、f(x)の2回微分は数式29であり、これのx
=0の値は数式30である。以下、同様に高次の値が求
められる。
In Equation 23, the first differential of f(x) is Equation 27, and the value of this when x=0 is Equation 28. Also, the second derivative of f(x) is Equation 29, and this x
The value of =0 is Equation 30. Thereafter, higher-order values are found in the same way.

【0040】[0040]

【数27】[Math. 27]

【0041】[0041]

【数28】[Math. 28]

【0042】[0042]

【数29】[Math. 29]

【0043】[0043]

【数30】[Math. 30]

【0044】また、数式24において、g(x)の1回
微分は数式31であり、これのx=0の値は数式32で
ある。また、g(x)の2回微分は数式33であり、こ
れのx=0の値は数式34である。以下、同様に高次の
値が求められる。
Further, in Equation 24, the first differential of g(x) is Equation 31, and the value of this when x=0 is Equation 32. Further, the second differential of g(x) is expressed by Expression 33, and the value of this when x=0 is expressed by Expression 34. Thereafter, higher-order values are found in the same way.

【0045】[0045]

【数31】[Math. 31]

【0046】[0046]

【数32】[Math. 32]

【0047】[0047]

【数33】[Math. 33]

【0048】[0048]

【数34】[Math. 34]

【0049】但し、f(0)=g(0)=1であるので
、h(0)=0である。以上のことから、h(x)=a
x+……となるので、結局、I1 −I2 は、次の数
式35となり、さらに数式20と同21の関係を考慮す
ると、数式36となる。
However, since f(0)=g(0)=1, h(0)=0. From the above, h(x)=a
As a result, I1 - I2 becomes the following equation 35, and further considering the relationship between equations 20 and 21, it becomes equation 36.

【0050】[0050]

【数35】[Math. 35]

【0051】[0051]

【数36】[Math. 36]

【0052】そして、数式36において、第2項以降を
無視し、またV12項をV12=0として無視すると、
I1 −I2 は、次の数式37のように求まる。
[0052] In Equation 36, if we ignore the second and subsequent terms and also ignore the V12 term by setting V12=0, we get
I1 - I2 can be found as shown in Equation 37 below.

【0053】[0053]

【数37】[Math. 37]

【0054】また、数式36を更に級数展開すると、I
1 −I2 は、次の数式38となるので、V1 ,V
2 それぞれの2次以上の項を無視すると、数式39が
得られる。これは、前記数式1そのものである。
Further, when formula 36 is further expanded into a series, I
1 −I2 becomes the following formula 38, so V1 , V
2 Ignoring each quadratic or higher order term, Equation 39 is obtained. This is the same as Equation 1 above.

【0055】[0055]

【数38】[Math. 38]

【0056】[0056]

【数39】[Math. 39]

【0057】さて、数式37であるが、この数式37か
ら、図5に示す擬似ギルバートマルチプライヤの等化回
路として図6に示す回路が得られる。従って、IV1は
、入力電圧V1 に対する定電流源I0 /2で駆動さ
れる差動増幅器の差動出力電流(トランスファー・カー
ブ)に相当し、また、IV2は、入力電圧V2 に対す
る定電流源I0で駆動される差動増幅器の差動出力電流
(トランスファー・カーブ)に相当することを表してい
るのである。
Now, from Equation 37, the circuit shown in FIG. 6 is obtained as the equalization circuit of the pseudo Gilbert multiplier shown in FIG. 5. Therefore, IV1 corresponds to the differential output current (transfer curve) of the differential amplifier driven by the constant current source I0/2 for the input voltage V1, and IV2 corresponds to the constant current source I0 for the input voltage V2. This indicates that it corresponds to the differential output current (transfer curve) of the differential amplifier being driven.

【0058】要するに、差動増幅器のトランスファー・
カーブは、入力電圧が小さければ直線とみなせるので、
数式37は入力電圧V1 、同V2 が小さい範囲で動
作する乗算器を示しているのであるが、数式36から、
入力電圧V2 について得られる直線性の良好な電圧範
囲に対し、入力電圧V1 について得られる直線性の良
好な電圧範囲が狭くなるのである。例えば、同一サイズ
のトランジスタで構成する場合には、入力電圧V1 の
動作範囲は入力電圧V2 の動作範囲の1/√2になる
のである。
In short, the transfer ratio of the differential amplifier is
The curve can be regarded as a straight line if the input voltage is small, so
Equation 37 shows a multiplier that operates within a small range of input voltages V1 and V2, but from Equation 36,
The voltage range with good linearity obtained with the input voltage V1 is narrower than the voltage range with good linearity obtained with the input voltage V2. For example, in the case of using transistors of the same size, the operating range of the input voltage V1 is 1/√2 of the operating range of the input voltage V2.

【0059】本発明の目的は、擬似ギルバートマルチプ
ライヤにおいて、第1の入力電圧の動作範囲の拡大を図
ることによって、直線性の大幅な改善を可能にするマル
チプライヤを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a pseudo-Gilbert multiplier that can significantly improve linearity by expanding the operating range of the first input voltage.

【0060】[0060]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明のマルチプライヤは次の如き構成を有する。即
ち、本発明のマルチプライヤは、第1の入力端子対間に
配置される第1及び第2の差動対トランジスタであって
、この2組の差動対トランジスタは、相互間において、
一方のトランジスタのドレイン同士及び他方のトランジ
スタのドレイン同士がそれぞれ共通接続され、第1の差
動対トランジスタの一方のトランジスタのゲートと第2
の差動対トランジスタの他方のトランジスタのゲートと
が共通に第1の入力端子対の一方の入力端子(一方の極
性)に接続され、第1の差動対トランジスタの他方のト
ランジスタのゲートと第2の差動対トランジスタの一方
のトランジスタのゲートとが共通に第1の入力端子対の
他方の入力端子(他方の極性)に接続される第1及び第
2の差動対トランジスタと;  第2の入力端子対間に
配置されるn(n≧2)組の差動対トランジスタであっ
て、このn組の差動対トランジスタは、一方のトランジ
スタが、ドレイン同士が共通に前記第1の差動対トラン
ジスタのソースに接続され、ゲート同士が共通に第2の
入力端子対の一方の入力端子(一方の極性)に共通接続
され、他方のトランジスタが、ドレイン同士が共通に前
記第2の差動対トランジスタのソースに接続され、ゲー
ト同士が共通に第2の入力端子対の他方の入力端子(他
方の極性)に共通接続されるn組の差動対トランジスタ
;  前記n組の差動対トランジスタそれぞれを駆動す
る同一内容のn個の定電流源と;  を備えたことを特
徴とするものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the multiplier of the present invention has the following configuration. That is, the multiplier of the present invention includes first and second differential pair transistors arranged between a first pair of input terminals, and between these two sets of differential pair transistors,
The drains of one transistor and the drains of the other transistor are connected in common, and the gate of one transistor of the first differential pair transistor and the drain of the second transistor are connected in common.
The gate of the other transistor of the first differential pair transistors is commonly connected to one input terminal (one polarity) of the first input terminal pair, and the gate of the other transistor of the first differential pair transistor first and second differential pair transistors in which the gates of one transistors of the two differential pair transistors are commonly connected to the other input terminal (the other polarity) of the first input terminal pair; n (n≧2) sets of differential pair transistors arranged between input terminal pairs of The transistors are connected to the sources of the dynamic pair transistors, their gates are commonly connected to one input terminal (one polarity) of the second input terminal pair, and the drains of the other transistor are commonly connected to the second input terminal pair. n sets of differential pair transistors connected to the sources of the dynamic pair transistors and whose gates are commonly connected to the other input terminal (the other polarity) of the second input terminal pair; It is characterized by comprising: n constant current sources having the same content that drive each of the transistors; and;

【0061】[0061]

【作用】次に、前記の如く構成される本発明のマルチプ
ライヤの作用を説明する。本発明のマルチプライヤは、
第1の入力端子対間に2組の差動対トランジスタを配置
し、また第2の入力端子対間に同一構成のn組(n≧2
)の差動対トランジスタを並列接続して配置し、この並
列接続したn組の差動対トランジスタそれぞれのドレイ
ンを前記2組の差動対トランジスタの対応するソースに
接続し、且つ、このn組の差動対トランジスタそれぞれ
を同一内容の定電流源で駆動するようにしてある。なお
、「同一構成」とは、ゲート幅とゲート長の比が等しい
ことを言う。
[Operation] Next, the operation of the multiplier of the present invention constructed as described above will be explained. The multiplier of the present invention is
Two sets of differential pair transistors are arranged between the first pair of input terminals, and n sets of the same configuration (n≧2
) differential pair transistors are connected in parallel and the drains of the n sets of differential pair transistors connected in parallel are connected to the corresponding sources of the two sets of differential pair transistors, and Each of the differential pair transistors is driven by a constant current source having the same content. Note that "same configuration" means that the ratio of gate width to gate length is the same.

【0062】その結果、第1の入力端子対に印加される
第1の入力電圧動作範囲を広げることができ、直線性を
大幅に改善できることになる。
As a result, the operating range of the first input voltage applied to the first input terminal pair can be expanded, and linearity can be significantly improved.

【0063】[0063]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の一実施例に係るマルチプライヤ
を示す。図1において、このマルチプライヤは、図5に
示した擬似ギルバートマルチプライヤにおいて、1組の
差動対トランジスタ(M5、M6)に、nをn≧2とし
たとき、(n−1)組の差動対トランジスタ(M{2(
n+2)−1}、M{2(n+2)})を並列接続し、
差動対トランジスタ(M5、M6)を含むn組のそれぞ
れを同一内容の定電流源I0で駆動するようにしてある
。なお、(n−1)個の差動対トランジスタ(M{2(
n+2)−1}、M{2(n+2)})それぞれのゲー
ト幅とゲート長の比は、差動対トランジスタ(M5、M
6)のそれに等しくしてある。以下、n=2の場合、即
ち、追加差動対トランジスタが1つの場合(これを、M
7、M8とする)について説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a multiplier according to one embodiment of the invention. In FIG. 1, this multiplier consists of (n-1) pairs of differential pair transistors (M5, M6) in the pseudo Gilbert multiplier shown in FIG. Differential pair transistor (M{2(
n+2)-1}, M{2(n+2)}) are connected in parallel,
Each of n sets including differential pair transistors (M5, M6) is driven by a constant current source I0 having the same content. Note that (n-1) differential pair transistors (M{2(
n+2)-1}, M{2(n+2)}), the gate width and gate length ratios are the same as the differential pair transistors (M5, M
It is made equal to that of 6). Below, when n=2, that is, when there is one additional differential pair transistor (this is defined as M
7, M8) will be explained.

【0064】追加のトランジスタM7、同M8は、それ
ぞれ、ゲート幅Wとゲート長Lの比(W/L)がトラン
ジスタM5、同M6のそれに等しい(数式40)。
The additional transistors M7 and M8 have a gate width W to gate length L ratio (W/L) equal to that of the transistors M5 and M6, respectively (Equation 40).

【0065】[0065]

【数40】[Math. 40]

【0066】従って、追加のトランジスタM7、同M8
のドレイン電流Id7、同Id8及びこれらと入力電圧
V2 、定電流源I0 の関係はそれぞれ次の数式41
〜同44となるが、これらはトランジスタM5、同M6
のそれと同一となる。
Therefore, additional transistors M7 and M8
The relationship between the drain currents Id7 and Id8 and these and the input voltage V2 and constant current source I0 is expressed by the following equation 41.
~44, but these are transistors M5 and M6
is the same as that of

【0067】[0067]

【数41】[Math. 41]

【0068】[0068]

【数42】[Math. 42]

【0069】[0069]

【数43】[Math. 43]

【0070】[0070]

【数44】[Math. 44]

【0071】よって、IV2を前記の数式17と同様に
次の数式45のように置くと、数式44と同45とから
、Id7、Id8は次の数式46、同47のように求ま
り、これらはId5、Id6と等しい。
[0071] Therefore, if IV2 is set as shown in the following equation 45 in the same way as the above equation 17, Id7 and Id8 can be found as shown in the following equations 46 and 47 from equations 44 and 45, and these are Equal to Id5 and Id6.

【0072】[0072]

【数45】[Math. 45]

【0073】[0073]

【数46】[Math. 46]

【0074】[0074]

【数47】[Math. 47]

【0075】また、IV1を次の数式48のように置く
と、入力電圧V1 は次の数式49のように求まる。
Further, if IV1 is set as shown in the following equation 48, the input voltage V1 is determined as shown in the following equation 49.

【0076】[0076]

【数48】[Math. 48]

【0077】[0077]

【数49】[Math. 49]

【0078】そうすると、I1 −I2 は、次の数式
50のようになるが、これを級数展開して数式51のよ
うにする。
Then, I1 - I2 becomes as shown in the following equation 50, which is expanded into a series to become as shown in equation 51.

【0079】[0079]

【数50】[Number 50]

【0080】[0080]

【数51】[Math. 51]

【0081】そして、I1 −I2 は、数式48、同
49を考慮すると、次の数式52のようになり、更に、
第2項以降を無視し、またV12項をV12=0として
無視すると、数式53のように求まる。
[0081] Then, I1 - I2 becomes as shown in the following equation 52 by considering equations 48 and 49, and furthermore,
If the second term and subsequent terms are ignored, and the V12 term is ignored by setting V12=0, Equation 53 is obtained.

【0082】[0082]

【数52】[Math. 52]

【0083】[0083]

【数53】[Math. 53]

【0084】ここで、この数式53から、IV1は、入
力電圧V1 に対する定電流源I0(従来はI0 /2
であった)で駆動される差動増幅器の差動出力電流(ト
ランスファー・カーブ)に相当し、また、IV2は、入
力電圧V2 に対する定電流源I0 で駆動される差動
増幅器の差動出力電流(トランスファー・カーブ)に相
当することを表している。
Here, from Equation 53, IV1 is a constant current source I0 (conventionally I0 /2
), and IV2 corresponds to the differential output current (transfer curve) of the differential amplifier driven by the constant current source I0 with respect to the input voltage V2. (transfer curve).

【0085】要するに、差動増幅器のトランスファー・
カーブは、入力電圧が小さければ直線とみなせるので、
数式53は入力電圧V1 、同V2 が小さい範囲で動
作する乗算器を示しているのである。この点に関しては
、図5に示す擬似ギルバートマルチプライヤと同様であ
る。
In short, the transfer ratio of the differential amplifier is
The curve can be regarded as a straight line if the input voltage is small, so
Equation 53 indicates a multiplier that operates within a small range of input voltages V1 and V2. In this respect, it is similar to the pseudo Gilbert multiplier shown in FIG.

【0086】しかし、数式45と同48との比較から、
同一サイズのトランジスタで構成すれば、即ち、α1 
=α2 とすれば、2つの入力電圧V1 、同V2 の
何れについても乗算器の特性は、ほぼ等しくなるので、
その分だけ入力電圧V1 の動作範囲は、図5に示す擬
似ギルバートマルチプライヤの場合よりも広くなり、乗
算器の直線性が改善されることが理解できる。具体的に
は、n=2(α1 =α2 )の構成においては√2倍
、図1に示す一般の構成においては√n倍だけ広くなる
However, from a comparison between Equation 45 and Equation 48,
If configured with transistors of the same size, that is, α1
= α2, the characteristics of the multiplier will be almost the same for both input voltages V1 and V2, so
It can be seen that the operating range of the input voltage V1 is correspondingly wider than that of the pseudo Gilbert multiplier shown in FIG. 5, and the linearity of the multiplier is improved. Specifically, in the configuration where n=2 (α1 =α2), the width is increased by √2 times, and in the general configuration shown in FIG. 1, the width is increased by √n times.

【0087】以上のことから、図1に示す一般的な構成
のマルチプライヤの等化回路は、図2に示すようになり
、その特性は図3、図4に示すようになる。但し、IV
1は、次の数式54である。
From the above, the equalization circuit of the multiplier having the general configuration shown in FIG. 1 is as shown in FIG. 2, and its characteristics are as shown in FIGS. 3 and 4. However, IV
1 is the following formula 54.

【0088】[0088]

【数54】[Math. 54]

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマルチプ
ライヤによれば、第1の入力端子対間に2組の差動対ト
ランジスタを配置し、また第2の入力端子対間に同一構
成のn組の差動対トランジスタを並列接続して配置し、
この並列接続したn組の差動対トランジスタそれぞれの
ドレインを前記2組の差動対トランジスタの対応するソ
ースに接続し、且つ、このn組の差動対トランジスタそ
れぞれを同一内容の定電流源で駆動するようにしたので
、第1の入力端子対に印加される第1の入力電圧動作範
囲を広げることができ、直線性を大幅に改善できる効果
がある。
As explained above, according to the multiplier of the present invention, two sets of differential pair transistors are arranged between the first input terminal pair, and the same structure is arranged between the second input terminal pair. n sets of differential pair transistors are connected in parallel and arranged,
The drains of each of the n sets of differential pair transistors connected in parallel are connected to the corresponding sources of the two sets of differential pair transistors, and each of the n sets of differential pair transistors is connected to a constant current source having the same content. Since the first input voltage is driven, the operating range of the first input voltage applied to the first input terminal pair can be expanded, and the linearity can be significantly improved.

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

【図1】本発明の一実施例にかかるマルチプライヤの回
路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a multiplier according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すマルチプライヤの等化回路図である
FIG. 2 is an equalization circuit diagram of the multiplier shown in FIG. 1;

【図3】入力電圧V2 をパラメータとした場合の入力
電圧V1と出力電流(I1 、I2)の関係図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between input voltage V1 and output current (I1, I2) when input voltage V2 is used as a parameter.

【図4】入力電圧V1 をパラメータとした場合の入力
電圧V2と出力電流(I1 、I2)の関係図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between input voltage V2 and output current (I1, I2) when input voltage V1 is used as a parameter.

【図5】擬似ギルバートマルチプライヤの回路図である
FIG. 5 is a circuit diagram of a pseudo-Gilbert multiplier.

【図6】擬似ギルバートマルチプライヤの等化回路図で
ある。
FIG. 6 is an equalization circuit diagram of a pseudo-Gilbert multiplier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  入力端子 2  入力端子 3  入力端子 4  入力端子 M1  トランジスタ M2  トランジスタ M3  トランジスタ M4  トランジスタ M5  トランジスタ M6  トランジスタ M{2(n+2)−1}  トランジスタM{2(n+
2)}  トランジスタ I0   定電流源 V1   入力電圧 V2   入力電圧
1 Input terminal 2 Input terminal 3 Input terminal 4 Input terminal M1 Transistor M2 Transistor M3 Transistor M4 Transistor M5 Transistor M6 Transistor M{2(n+2)-1} Transistor M{2(n+)
2)} Transistor I0 Constant current source V1 Input voltage V2 Input voltage

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  第1の入力端子対間に配置される第1
及び第2の差動対トランジスタであって、この2組の差
動対トランジスタは、相互間において、一方のトランジ
スタのドレイン同士及び他方のトランジスタのドレイン
同士がそれぞれ共通接続され、第1の差動対トランジス
タの一方のトランジスタのゲートと第2の差動対トラン
ジスタの他方のトランジスタのゲートとが共通に第1の
入力端子対の一方の入力端子(一方の極性)に接続され
、第1の差動対トランジスタの他方のトランジスタのゲ
ートと第2の差動対トランジスタの一方のトランジスタ
のゲートとが共通に第1の入力端子対の他方の入力端子
(他方の極性)に接続される第1及び第2の差動対トラ
ンジスタと;  第2の入力端子対間に配置されるn(
n≧2)組の差動対トランジスタであって、このn組の
差動対トランジスタは、一方のトランジスタが、ドレイ
ン同士が共通に前記第1の差動対トランジスタのソース
に接続され、ゲート同士が共通に第2の入力端子対の一
方の入力端子(一方の極性)に共通接続され、他方のト
ランジスタが、ドレイン同士が共通に前記第2の差動対
トランジスタのソースに接続され、ゲート同士が共通に
第2の入力端子対の他方の入力端子(他方の極性)に共
通接続されるn組の差動対トランジスタ;  前記n組
の差動対トランジスタそれぞれを駆動する同一内容のn
個の定電流源と;  を備えたことを特徴とするマルチ
プライヤ。
Claim 1: A first input terminal disposed between a first pair of input terminals.
and a second differential pair of transistors, in which the drains of one transistor and the drains of the other transistor are connected in common, and The gate of one transistor of the pair of transistors and the gate of the other transistor of the second differential pair of transistors are commonly connected to one input terminal (one polarity) of the first pair of input terminals, and the first difference The first and second transistors in which the gate of the other transistor of the dynamic pair transistors and the gate of one transistor of the second differential pair transistors are commonly connected to the other input terminal (the other polarity) of the first input terminal pair. a second differential pair of transistors; n(
n≧2) sets of differential pair transistors, in which one of the transistors has its drains commonly connected to the source of the first differential pair transistor, and its gates are commonly connected to one input terminal (one polarity) of the second input terminal pair, and the drains of the other transistors are commonly connected to the sources of the second differential pair transistors, and the gates of the other transistors are commonly connected to one input terminal (one polarity) of the second input terminal pair. n sets of differential pair transistors that are commonly connected to the other input terminal (the other polarity) of the second input terminal pair;
A multiplier characterized by comprising: constant current sources;
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007021748A3 (en) * 2005-08-18 2008-01-03 Linear Techn Inc Wideband squaring cell

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