JPH06187471A - Multiplier - Google Patents

Multiplier

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JPH06187471A
JPH06187471A JP35626092A JP35626092A JPH06187471A JP H06187471 A JPH06187471 A JP H06187471A JP 35626092 A JP35626092 A JP 35626092A JP 35626092 A JP35626092 A JP 35626092A JP H06187471 A JPH06187471 A JP H06187471A
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transistor
collectors
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Katsuharu Kimura
克治 木村
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Abstract

PURPOSE:To provide the analog multiplier capable of improving linearity for input signals and suitable in high frequency operations. CONSTITUTION:One input voltage V1 is impressed between the bases of transistors Q1 and Q4 of the two pairs of transistors (Q1, Q2) and (Q3, Q4) to be driven by a constant current source I1. Then, a bias offset voltage Vk with the bases of Q1 and Q4 as positive poles is impressed respectively between the bases of Q4 and Q2 and between the bases of Q1 and Q4. The bases of (Q5, Q6) are connected in common and an input voltage V2 is impressed to the bases of (Q7, Q8) but the common connected bases of Q5 and Q6 are connected to the base of Q7. The collectors of Q1 and Q3 are connected to the emitters of (Q5, Q6) in common, and the collectors of Q4 are connected to the emitters of (Q7, Q8) in common. Then, a differential output pair is constituted by respectively connecting the collectors of Q5 and Q7 and the collectors of Q6 and Q8 in common.

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、バイポーラ集積回路上
に形成されるアナログ信号の乗算器たるマルチプライヤ
に係り、特に入力信号に対する直線性を改善すると共
に、高周波動作に好適なアナログ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 an analog signal formed on a bipolar integrated circuit, and more particularly to an analog multiplier which improves linearity with respect to an input signal and is suitable for high frequency operation. .

【0002】[0002]

【従来の技術】アナログLSIの設計では、マルチプラ
イヤは不可欠の機能ブロックでありそれにはキルバート
マルチプライヤが良く知られているが、このギルバート
マルチプライヤにおいて一方の入力信号に対する直線性
を改善したマルチプライヤとしては、従来、例えば図7
や図8に示すものが知られている。
2. Description of the Related Art In analog LSI design, a multiplier is an indispensable functional block, and a quilt multiplier is well known for it. In this gilbert multiplier, the linearity for one input signal is improved. A conventional pliers is, for example, FIG.
And that shown in FIG. 8 are known.

【0003】図7において、このマルチプライヤは、
(Q1、Q2)(Q3、Q4)(Q5、Q6)の3個の
対トランジスタで構成される。対トランジスタ(Q1、
Q2)はエミッタ抵抗RE を介して定電流源I0 で駆動
されるが、両ベース間には一方の入力電圧V1 が印加さ
れる。対トランジスタ(Q3、Q4)はQ1で駆動さ
れ、対トランジスタ(Q5、Q6)はQ2で駆動される
が、Q3とQ4とQ5のベースは共通接続され、この共
通接続ベースとQ6のベース間には他方の入力電圧V2
が印加される。そして、Q3とQ5のコレクタ同士及び
Q4とQ6のコレクタ同士はそれぞれ共通接続され、差
動出力対を構成している。
In FIG. 7, this multiplier is
(Q1, Q2) (Q3, Q4) (Q5, Q6). Transistor (Q1,
Q2) is driven by the constant current source I 0 via the emitter resistor R E , but one input voltage V 1 is applied between both bases. The pair of transistors (Q3, Q4) is driven by Q1 and the pair of transistors (Q5, Q6) is driven by Q2, but the bases of Q3, Q4 and Q5 are connected in common, and this common connection base and the base of Q6 are connected. Is the other input voltage V 2
Is applied. The collectors of Q3 and Q5 and the collectors of Q4 and Q6 are commonly connected to each other to form a differential output pair.

【0004】動作は良く知られているので説明は省略す
るが、要するに、このマルチプライヤは、キルバートマ
ルチプライヤの基本形において入力電圧V1 が印加され
る差動対(Q1、Q2)にエミッタ抵抗RE を挿入し入
力電圧V1 に対する直線性を改善しているのである。
Although its operation is well known, its description will be omitted. In short, this multiplier is the emitter resistance of the differential pair (Q1, Q2) to which the input voltage V 1 is applied in the basic form of the quilt multiplier. By inserting R E , the linearity with respect to the input voltage V 1 is improved.

【0005】次に、図8に示すマルチプライヤは、2つ
の差動対の出力端及び入力端を交差接続するギルバート
マルチプライヤにおいて図7における入力電圧V1 が印
加される1個の差動対をエミッタサイズの比が1:Kで
ある2個の不整合差動対で置換したものである。即ち、
対トランジスタ(Q2、Q1)と同(Q3、Q4)は、
それぞれ定電流源I0 で駆動されるが、Q2(Q3)の
エミッタサイズを1としたときQ1(Q4)のエミッタ
サイズはK倍となっている不整合差動対であり、Q1と
Q3及びQ2とQ4はそれぞれベース同士が共通接続さ
れ両共通接続ベース間に一方の入力電圧V1 が印加され
る。そして、Q1とQ3のコレクタ同士は共通接続され
てQ5とQ6の共通接続エミッタに接続され、同様にQ
2とQ4のコレクタ同士は共通接続されてQ7とQ8の
共通接続エミッタに接続される。
Next, the multiplier shown in FIG. 8 is one differential pair to which the input voltage V 1 in FIG. 7 is applied in the Gilbert multiplier cross-connecting the output terminal and the input terminal of the two differential pairs. Is replaced by two mismatched differential pairs with an emitter size ratio of 1: K. That is,
The pair of transistors (Q2, Q1) and the same (Q3, Q4)
Each is driven by a constant current source I 0 , but when the emitter size of Q2 (Q3) is 1, the emitter size of Q1 (Q4) is K times, which is a mismatched differential pair. The bases of Q2 and Q4 are commonly connected to each other, and one input voltage V 1 is applied between both common connection bases. The collectors of Q1 and Q3 are commonly connected to the commonly connected emitters of Q5 and Q6.
The collectors of 2 and Q4 are commonly connected to each other and to the commonly connected emitters of Q7 and Q8.

【0006】図8に示すマルチプライヤの動作概要は以
下の通りである。バイポーラトランジスタを構成する接
合ダイオードの電流は数式1で表される。なお、数式1
において、IE はエミッタ電流、IS は飽和電流、kは
ボルツマン定数、Tは絶対温度、qは単位電子電荷、V
BEはベースエミッタ間電圧である。
The outline of the operation of the multiplier shown in FIG. 8 is as follows. The current of the junction diode forming the bipolar transistor is expressed by Equation 1. In addition, Formula 1
, I E is the emitter current, I S is the saturation current, k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, q is the unit electron charge, V
BE is the base-emitter voltage.

【0007】[0007]

【数1】IE =IS {exp(qVBE/kT)−1}## EQU1 ## I E = I S {exp (qV BE / kT) -1}

【0008】ここで、熱電圧VT を、VT =kT/qと
おくと、VBE》VT であるので、数式1は、exp(VBE
T)》1 として数式2のように近似できる。
Here, if the thermal voltage V T is set to V T = kT / q, then V BE >> V T. Therefore, the mathematical expression 1 is exp (V BE /
V T ) >> 1 can be approximated as in Equation 2.

【0009】[0009]

【数2】IE ≒IS exp(VBE/VT)(2) I E ≈I S exp (V BE / V T )

【0010】まず、エミッタサイズの比がK:1である
不整合差動対を構成するQ1とQ2のコレクタ電流IC1
と同IC2とを求める。入力電圧V1 とベースエミッタ間
電圧VBEi との関係、両トランジスタの飽和電流間の関
係、コレクタ電流ICiと定電流源I0 との関係等は数式
3で示される。なお、数式3において、αF は電流増幅
率である。
First, the collector current I C1 of Q1 and Q2 forming an unmatched differential pair having an emitter size ratio of K: 1.
And the same I C2 . The relationship between the input voltage V 1 and the base-emitter voltage V BEi , the relationship between the saturation currents of both transistors, the relationship between the collector current I Ci and the constant current source I 0, and the like are shown in Equation 3. In Expression 3, α F is the current amplification factor.

【0011】[0011]

【数3】V1 =VBE1 −VBE2BE1 =VT ln(IC1/IS1) VBE2 =VT ln(IC2/IS2) IS1=KIS2C1+IC2=αF0 ## EQU3 ## V 1 = V BE1 −V BE2 V BE1 = V T ln (I C1 / I S1 ) V BE2 = V T ln (I C2 / I S2 ) I S1 = KI S2 I C1 + I C2 = α F I 0

【0012】従って、数式3から、IC1とIC2は数式4
と求まる。なお、数式4において、VK は、VK =VT
lnKである。
Therefore, from Equation 3, I C1 and I C2 are given by Equation 4
Is asked. In the equation 4, V K is V K = V T
lnK.

【0013】[0013]

【数4】 [Equation 4]

【0014】そして、差動出力電流ΔI1 は数式5と得
られ、トランスコンダクタンスGm1は数式6と求まる。
Then, the differential output current ΔI 1 is obtained by Equation 5, and the transconductance G m1 is obtained by Equation 6.

【0015】[0015]

【数5】ΔI1 =IC1−IC2 =αF0 tanh{(V1 +VK)/2VT## EQU5 ## ΔI 1 = I C1 -I C2 = α F I 0 tanh {(V 1 + V K ) / 2V T }

【0016】[0016]

【数6】 [Equation 6]

【0017】Q3とQ4からなる不整合差動対について
も同様であり、差動出力電流ΔI2は数式7と得られ、
トランスコンダクタンスGm2は数式8と求まる。
The same applies to the unmatched differential pair made up of Q3 and Q4, and the differential output current ΔI 2 is given by Equation 7,
The transconductance G m2 can be calculated by Equation 8.

【0018】[0018]

【数7】ΔI2 =IC3−IC4 =αF0 tanh{(V1 −VK)/2VT[Expression 7] ΔI 2 = I C3 −I C4 = α F I 0 tanh {(V 1 −V K ) / 2V T }

【0019】[0019]

【数8】 [Equation 8]

【0020】従って、図8に示すマルチプライヤの差動
出力電流ΔIは数式9となる。
Therefore, the differential output current ΔI of the multiplier shown in FIG.

【0021】[0021]

【数9】ΔI=(IC5+IC7)−(IC6+IC8) =(IC5−IC6)+(IC7−IC8) =αF1 tanh(V2 /2VT)+αF2 tanh(−V2
/2VT) =αF(I1 −I2 )tanh(V2 /2VT)
[Formula 9] ΔI = (I C5 + I C7 ) − (I C6 + I C8 ) = (I C5 −I C6 ) + (I C7 −I C8 ) = α F I 1 tanh (V 2 / 2V T ) + α F I 2 tanh (-V 2
/ 2V T ) = α F (I 1 −I 2 ) tanh (V 2 / 2V T ).

【0022】ここで、数式9におけるI1 −I2 は数式
10と求まるので、結局、差動出力電流ΔIは数式11
となる。
Since I 1 -I 2 in the equation 9 is obtained as the equation 10, the differential output current ΔI is finally obtained by the equation 11
Becomes

【0023】[0023]

【数10】 I1 −I2 =(IC1+IC3)−(IC2+IC4) =(IC1−IC2)+(IC3−IC4) =ΔI1 +ΔI2 =αF0 [tanh{(V1 +VK)/2VT }+tanh
{(V1 −VK)/2VT }]
Equation 10] I 1 -I 2 = (I C1 + I C3) - (I C2 + I C4) = (I C1 -I C2) + (I C3 -I C4) = ΔI 1 + ΔI 2 = α F I 0 [ tanh {(V 1 + V K ) / 2V T } + tanh
{(V 1 −V K ) / 2V T }]

【0024】[0024]

【数11】ΔI=αF 20 tanh(V2 /2VT)[tanh
{(V1 +VK)/2VT }+tanh{(V1 −VK)/2V
T }]
ΔI = α F 2 I 0 tanh (V 2 / 2V T ) [tanh
{(V 1 + V K ) / 2V T } + tanh {(V 1 −V K ) / 2V
T }]

【0025】ところで、従来では、K=4と設定してい
るので、差動出力電流ΔIを入力電圧V1 で微分した
値、即ち、トランスコンダクタンスは最大平坦特性とは
ならず等リップル特性を持つが、図8の構成でも入力電
圧V1 に対する直線性は改善される。
By the way, conventionally, since K = 4 is set, the value obtained by differentiating the differential output current ΔI with the input voltage V 1 , that is, the transconductance does not have the maximum flat characteristic but has the equiripple characteristic. However, the linearity with respect to the input voltage V 1 is improved even in the configuration of FIG.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図7に示した
マルチプライヤは、エミッタ抵抗を有するので、周波数
の増加と共に周波数特性が極端に悪くなる。また、図8
に示したマルチプライヤは、トランジスタのエミッタ面
積が約4倍となるので、トランジスタサイズが増加し高
周波動作には不向きであるという問題がある。
However, since the multiplier shown in FIG. 7 has the emitter resistance, the frequency characteristic becomes extremely poor as the frequency increases. Also, FIG.
The multiplier shown in (1) has a problem that since the emitter area of the transistor becomes about four times, the transistor size increases and it is not suitable for high frequency operation.

【0027】本発明は、このような問題に鑑みなされた
もので、その目的は、入力信号に対する直線性を改善で
きると同時に、高周波動作に好適なマルチプライヤを提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a multiplier suitable for high frequency operation while improving linearity with respect to an input signal.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のマルチプライヤは次の如き構成を有する。
即ち、第1発明のマルチプライヤは、定電流源で駆動さ
れる2個の対トランジスタであってそれぞれの一方のト
ランジスタのベース間に一方の入力電圧が印加される第
1及び第2の対トランジスタと; ベース同士が共通接
続される第3の対トランジスタと; ベース間に他方の
入力電圧が印加される対トランジスタであって一方のト
ランジスタが前記第3の対トランジスタの共通接続ベー
スに接続される第4の対トランジスタと; を備え、第
1の対トランジスタの一方のトランジスタのベースと第
2の対トランジスタの他方のトランジスタのベースとの
間に、また、第2の対トランジスタの一方のトランジス
タのベースと第1の対トランジスタの他方のトランジス
タのベースとの間に、それぞれ、一方のトランジスタの
ベースを正極とするバイアスオフセット電圧が印加さ
れ; 第1の対トランジスタの一方のトランジスタと第
2の対トランジスタの他方のトランジスタのコレクタ同
士は第3の対トランジスタのエミッタ同士と共通接続さ
れ; 第2の対トランジスタの一方のトランジスタと第
1の対トランジスタの他方のトランジスタのコレクタ同
士は第4の対トランジスタのエミッタ同士と共通接続さ
れ; 第3の対トランジスタと第4の対トランジスタで
は一方のトランジスタのコレクタ同士及び他方のトラン
ジスタのコレクタ同士がそれぞれ共通接続される; こ
とを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the multiplier of the present invention has the following constitution.
That is, the multiplier of the first invention is a pair of first and second pair transistors which are driven by a constant current source and in which one input voltage is applied between the bases of the respective one transistors. And a third pair of transistors whose bases are commonly connected; and a pair of transistors to which the other input voltage is applied between the bases, wherein one transistor is connected to the common connection base of the third pair of transistors A fourth pair of transistors ;; between the base of one of the transistors of the first pair of transistors and the base of the other of the second pair of transistors; Between the base and the base of the other transistor of the first pair of transistors, the base having the positive polarity of the transistor of the one transistor, The as-offset voltage is applied; the collectors of one transistor of the first pair of transistors and the other transistor of the second pair of transistors are commonly connected to the emitters of the third pair of transistors; one of the second pair of transistors And the collectors of the other transistors of the first pair of transistors are commonly connected to the emitters of the fourth pair of transistors; in the third pair of transistors and the fourth pair of transistors, the collectors of one transistor and the other The collectors of the transistors are commonly connected to each other;

【0029】第2発明のマルチプライヤは、定電流源で
駆動される2個の対トランジスタであってそれぞれの一
方のトランジスタのベース同士及び他方のトランジスタ
のベース同士がそれぞれ共通接続され両共通接続ベース
間に一方の入力電圧が印加される第1及び第2の対トラ
ンジスタと; エミッタ同士が前記第1の対トランジス
タの一方のトランジスタのコレクタに接続される第3の
対トランジスタと;エミッタ同士が前記第1の対トラン
ジスタの他方のトランジスタのコレクタに接続される第
4の対トランジスタと; エミッタ同士が前記第2の対
トランジスタの一方のトランジスタのコレクタに接続さ
れる第5の対トランジスタと; エミッタ同士が前記第
2の対トランジスタの他方のトランジスタのコレクタに
接続される第6の対トランジスタと; を備え、第3の
対トランジスタの一方のトランジスタのベースと第5及
び第6の対トランジスタの一方のトランジスタのベース
同士とが共通接続されてこの共通接続ベースと第4の対
トランジスタの一方のトランジスタのベースとの間に他
方の入力電圧が印加され; 第3の対トランジスタの一
方のトランジスタのベースと第5の対トランジスタの他
方のトランジスタのベースとの間に、第3の対トランジ
スタの他方のトランジスタのベースと第5の対トランジ
スタの一方のトランジスタのベースとの間に、第4の対
トランジスタの一方のトランジスタのベースと第6の対
トランジスタの他方のトランジスタのベースとの間に、
また、第4の対トランジスタの他方のトランジスタのベ
ースと第6の対トランジスタの一方のトランジスタのベ
ースとの間に、それぞれ、一方のトランジスタのベース
を正極とするバイアスオフセット電圧が印加され;第3
の対トランジスタの一方のトランジスタと第5の対トラ
ンジスタの他方のトランジスタのコレクタ同士と第6の
対トランジスタの一方のトランジスタと第4の対トラン
ジスタの他方のトランジスタのコレクタ同士とが共通接
続され; 第4の対トランジスタの一方のトランジスタ
と第6の対トランジスタの他方のトランジスタのコレク
タ同士と第5の対トランジスタの一方のトランジスタと
第3の対トランジスタの他方のトランジスタのコレクタ
同士とが共通接続される; ことを特徴とするものであ
る。
The multiplier of the second invention is a pair of transistors driven by a constant current source, wherein the bases of one of the transistors and the bases of the other transistor are commonly connected to each other. A first and second pair of transistors to which one input voltage is applied; a third pair of transistors whose emitters are connected to the collector of one of the first pair of transistors; A fourth paired transistor connected to the collector of the other transistor of the first paired transistor; a fifth paired transistor whose emitters are connected to the collector of one of the second paired transistors; Is connected to the collector of the other transistor of the second pair of transistors. And a base of one of the transistors of the third pair of transistors and one of the bases of one of the fifth and sixth pair of transistors are connected in common, and the base of the common connection and the base of the fourth pair of transistors are connected. The other input voltage is applied between the base of one of the transistors and the base of one of the transistors of the third pair of transistors and the base of the other of the fifth pair of transistors. Between the base of the other transistor of and the base of one of the fifth pair of transistors, and between the base of one of the fourth pair of transistors and the base of the other of the sixth pair of transistors. ,
A bias offset voltage having a base of one of the transistors as a positive electrode is applied between the base of the other transistor of the fourth pair of transistors and the base of the one transistor of the sixth pair of transistors, respectively.
Collectors of one transistor of the pair of transistors and the other transistor of the fifth pair of transistors, and one collector of the sixth pair of transistors and the collectors of the other transistor of the fourth pair of transistors are commonly connected; The collectors of one of the fourth pair of transistors and the other of the sixth pair of transistors, and the collectors of one of the fifth pair of transistors and the other of the third pair of transistors are commonly connected. Is characterized by the following.

【0030】また、第3発明のマルチプライヤは、定電
流源で駆動される第1、第2、第3及び第4の対トラン
ジスタと; これら4個の対トランジスタによってそれ
ぞれ駆動される第5、第6、第7及び第8の対トランジ
スタと; を備え、第1の対トランジスタの一方のトラ
ンジスタのベースと第3及び第4の対トランジスタの一
方のトランジスタのベース同士とが共通接続されてこの
共通接続ベースと第2の対トランジスタの一方のトラン
ジスタのベースとの間に一方の入力電圧が印加され;
第5の対トランジスタの一方のトランジスタのベースと
第7及び第8の対トランジスタの一方のトランジスタの
ベース同士とが共通接続されてこの共通接続ベースと第
6の対トランジスタの一方のトランジスタのベースとの
間に他方の入力電圧が印加され; 第1の対トランジス
タの一方のトランジスタのベースと第3の対トランジス
タの他方のトランジスタのベースとの間に、第1の対ト
ランジスタの他方のトランジスタのベースと第3の対ト
ランジスタの一方のトランジスタのベースとの間に、第
2の対トランジスタの一方のトランジスタのベースと第
4の対トランジスタの他方のトランジスタのベースとの
間に、第2の対トランジスタの他方のトランジスタのベ
ースと第4の対トランジスタの一方のトランジスタのベ
ースとの間に、第5の対トランジスタの一方のトランジ
スタのベースと第7の対トランジスタの他方のトランジ
スタのベースとの間に、第5の対トランジスタの他方の
トランジスタのベースと第7の対トランジスタの一方の
トランジスタのベースとの間に、第6の対トランジスタ
の一方のトランジスタのベースと第8の対トランジスタ
の他方のトランジスタのベースとの間に、また、第6の
対トランジスタの他方のトランジスタのベースと第8の
対トランジスタの一方のトランジスタのベースとの間
に、それぞれ、一方のトランジスタのベースを正極とす
るバイアスオフセット電圧が印加され; 第1の対トラ
ンジスタの一方のトランジスタと第3の対トランジスタ
の他方のトランジスタのコレクタ同士と第5の対トラン
ジスタのエミッタ同士とが共通接続され; 第1の対ト
ランジスタの他方のトランジスタと第3の対トランジス
タの一方のトランジスタのコレクタ同士と第7の対トラ
ンジスタのエミッタ同士とが共通接続され; 第2の対
トランジスタの一方のトランジスタと第4の対トランジ
スタの他方のトランジスタのコレクタ同士と第6の対ト
ランジスタのエミッタ同士とが共通接続され; 第2の
対トランジスタの他方のトランジスタと第4の対トラン
ジスタの一方のトランジスタのコレクタ同士と第8の対
トランジスタのエミッタ同士とが共通接続され;第5の
対トランジスタの一方のトランジスタと第7の対トラン
ジスタの他方のトランジスタのコレクタ同士と第8の対
トランジスタの一方のトランジスタと第6の対トランジ
スタの他方のトランジスタのコレクタ同士とが共通接続
され;第6の対トランジスタの一方のトランジスタと第
8の対トランジスタの他方のトランジスタのコレクタ同
士と第7の対トランジスタの一方のトランジスタと第5
の対トランジスタの他方のトランジスタのコレクタ同士
とが共通接続される;ことを特徴とするものである。
The multiplier of the third invention comprises a first, second, third and fourth pair of transistors driven by a constant current source; a fifth pair of transistors respectively driven by these four paired transistors. A sixth, a seventh and an eighth pair of transistors ;; and the bases of one of the first pair of transistors and the bases of one of the third and fourth pair of transistors are commonly connected to each other. One input voltage is applied between the common connection base and the base of one of the transistors of the second pair of transistors;
The base of one of the fifth pair of transistors and the bases of one of the seventh and eighth pair of transistors are commonly connected to each other, and the common connection base and the base of one of the sixth pair of transistors are connected to each other. An input voltage of the other of the first pair of transistors is applied between the base of one of the transistors of the first pair of transistors and the base of the other of the third pair of transistors. And a base of one of the transistors of the third pair of transistors, a base of one of the transistors of the second pair of transistors and a base of the other of the fourth pair of transistors, a second pair of transistors. Between the base of the other transistor and the base of one of the fourth pair of transistors of Between the base of one of the pair of transistors and the base of the other of the seventh pair of transistors, and the base of the other transistor of the fifth pair of transistors and the base of one of the seventh pair of transistors. Between the base of one of the sixth pair of transistors and the base of the other of the eighth pair of transistors, and between the base of the other of the sixth pair of transistors and the eighth pair of transistors. A bias offset voltage having the base of one of the transistors as a positive electrode is applied between the base of the one of the transistors and one of the transistors of the first pair of transistors and the other of the third pair of transistors. The collectors and the emitters of the fifth pair of transistors are commonly connected; The collectors of the other transistors of the first pair of transistors and one of the transistors of the third pair of transistors are commonly connected to the emitters of the seventh pair of transistors; one transistor of the second pair of transistors and a fourth transistor The collectors of the other transistors of the paired transistors and the emitters of the sixth paired transistors are commonly connected; the other transistors of the second paired transistors and the collectors of one of the fourth paired transistors and the eighth paired transistors The emitters of the pair of transistors are commonly connected; the collectors of one of the fifth pair of transistors and the other of the seventh pair of transistors, the one of the eighth pair of transistors, and the sixth pair of transistors. The collectors of the other transistors are commonly connected; One transistor of the pair of transistors and a collector each other of the other transistor of the pair transistors of the eighth and one transistor of the seventh transistor pair 5
And the collectors of the other transistors of the pair of transistors are commonly connected;

【0031】[0031]

【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、
2つの差動対の出力端及び入力端を交差接続するギルバ
ートマルチプライヤを基本とするが、各差動対は同一特
性のバイポーラトランジスタで構成し、直線性を改善す
る側の差動対はバイアスオフセットをかける方式として
ある。即ち、第1発明は一方の入力電圧に対する直線性
を改善し、第2発明は他方の入力電圧に対する直線性を
改善し、第3発明は双方の入力電圧に対する直線性を改
善するものであるが、それぞれ最小構成のトランジスタ
で形成できるので、高周波動作に好適なマルチプライヤ
が得られる。
Next, the operation of the multiplier of the present invention constructed as above will be described. The multiplier of the present invention is
It is based on a Gilbert multiplier that connects the output and input ends of two differential pairs, but each differential pair is composed of bipolar transistors with the same characteristics, and the differential pair that improves linearity is biased. It is a method of applying an offset. That is, the first invention improves linearity with respect to one input voltage, the second invention improves linearity with respect to the other input voltage, and the third invention improves linearity with respect to both input voltages. Since each of them can be formed by the transistor having the minimum configuration, a multiplier suitable for high frequency operation can be obtained.

【0032】[0032]

【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。この第1実施例回路は、他方の入力電圧V2
印加される差動対(Q5、Q6)(Q7、Q8)は図7
や図8と同様構成であるが、これらを駆動すると共に一
方の入力電圧が印加される差動対(Q1、Q2)(Q
3、Q4)が出力端が交差接続され、しかも交差接続さ
れる入力端間にバイアスオフセット電圧VK が印加され
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a multiplier according to an embodiment of the present invention. In this first embodiment circuit, the differential pair (Q5, Q6) (Q7, Q8) to which the other input voltage V 2 is applied is shown in FIG.
And a configuration similar to that shown in FIG. 8, but a differential pair (Q1, Q2) (Q
3, Q4) have their output terminals cross-connected, and a bias offset voltage V K is applied between the cross-connected input terminals.

【0033】具体的には、(Q1、Q2)と(Q3、Q
4)の2個の対トランジスタは、それぞれ定電流源I0
で駆動される第1及び第2の対トランジスタであって、
それぞれの一方のトランジスタ(Q1、Q4)のベース
間に一方の入力電圧V1 が印加される。第1の対トラン
ジスタ(Q1、Q2)の一方のトランジスタQ1のベー
スと第2の対トランジスタ(Q3、Q4)の他方のトラ
ンジスタQ3のベースとの間に、また、第2の対トラン
ジスタ(Q3、Q4)の一方のトランジスタQ4のベー
スと第1の対トランジスタ(Q1、Q2)の他方のトラ
ンジスタQ2のベースとの間に、それぞれ、一方のトラ
ンジスタ(Q1、Q4)のベースを正極とするバイアス
オフセット電圧VK が印加される。
Specifically, (Q1, Q2) and (Q3, Q
The two paired transistors in 4) are constant current sources I 0 respectively.
First and second paired transistors driven by
One input voltage V 1 is applied between the bases of the respective one of the transistors (Q1, Q4). Between the base of one transistor Q1 of the first pair of transistors (Q1, Q2) and the base of the other transistor Q3 of the second pair of transistors (Q3, Q4), and also the second pair of transistors (Q3, Bias offset between the base of one of the transistors Q4 and the base of the other transistor Q2 of the first pair of transistors (Q1, Q2) with the base of one of the transistors (Q1, Q4) as a positive electrode. The voltage V K is applied.

【0034】ベース同士が共通接続される(Q5、Q
6)は第3の対トランジスタで、ベース間に他方の入力
電圧V2 が印加される(Q7、Q8)は第4の対トラン
ジスタであり、Q5とQ6との共通接続ベースはQ7の
ベースと接続されるが、第1の対トランジスタ(Q1、
Q2)の一方のトランジスタQ1と第2の対トランジス
タ(Q3、Q4)の他方のトランジスタQ3のコレクタ
同士は第3の対トランジスタ(Q5、Q6)のエミッタ
同士と共通接続され、第2の対トランジスタ(Q3、Q
4)の一方のトランジスタQ4と第1の対トランジスタ
(Q1、Q2)の他方のトランジスタQ2のコレクタ同
士は第4の対トランジスタ(Q7、Q8)のエミッタ同
士と共通接続される。
The bases are commonly connected (Q5, Q
6) is a third pair transistor, the other input voltage V 2 is applied between the bases (Q7, Q8) is a fourth pair transistor, and the common connection base of Q5 and Q6 is the base of Q7. Connected, but the first pair of transistors (Q1,
The collectors of one transistor Q1 of Q2) and the other transistor Q3 of the second pair of transistors (Q3, Q4) are commonly connected to the emitters of the third pair of transistors (Q5, Q6), and (Q3, Q
4) The collectors of the one transistor Q4 and the other transistor Q2 of the first pair of transistors (Q1, Q2) are commonly connected to the emitters of the fourth pair of transistors (Q7, Q8).

【0035】そして、第3の対トランジスタ(Q5、Q
6)と第4の対トランジスタ(Q7、Q8)では、一方
のトランジスタ(Q5、Q7)のコレクタ同士及び他方
のトランジスタ(Q6、Q8)のコレクタ同士がそれぞ
れ共通接続され、差動出力対を構成している。
The third pair of transistors (Q5, Q
6) and the fourth transistor pair (Q7, Q8), the collectors of one transistor (Q5, Q7) and the collectors of the other transistor (Q6, Q8) are commonly connected to each other to form a differential output pair. is doing.

【0036】以上の構成において、(Q1、Q2、I
0 )の差動対では、数式12が成り立つ。
In the above configuration, (Q1, Q2, I
In the differential pair of ( 0 ), Expression 12 is established.

【0037】[0037]

【数12】VBE1 −VBE2 =V1 +VKBE1 =VT ln(IC1/IS1) VBE2 =VT ln(IC2/IS2V BE1 −V BE2 = V 1 + V K V BE1 = V T ln (I C1 / I S1 ) V BE2 = V T ln (I C2 / I S2 ).

【0038】そして、IS1=IS2、IC1+IC2=αF
0 であるので、IC1とIC2は数式13と求まる。数式4
と同一内容となっている。従って、図1に示すマルチプ
ライヤの差動出力電流ΔIは数式11と同一内容の数式
14となり、入力電圧V1 に対するトランスコンダクタ
ンス、即ちd(ΔI)/dV1 は数式15となる。
Then, I S1 = I S2 , I C1 + I C2 = α F I
Since it is 0 , I C1 and I C2 can be obtained as Formula 13. Formula 4
It has the same content as. Therefore, the differential output current ΔI of the multiplier shown in FIG. 1 is given by the equation 14 having the same contents as the equation 11, and the transconductance with respect to the input voltage V 1 , ie, d (ΔI) / dV 1 is given by the equation 15.

【0039】[0039]

【数13】 [Equation 13]

【0040】[0040]

【数14】ΔI=αF 20 tanh(V2 /2VT)[tanh
{(V1 +VK)/2VT }+tanh{(V1 −VK)/2V
T }]
[Expression 14] ΔI = α F 2 I 0 tanh (V 2 / 2V T ) [tanh
{(V 1 + V K ) / 2V T } + tanh {(V 1 −V K ) / 2V
T }]

【0041】[0041]

【数15】 [Equation 15]

【0042】ところで、バイアスオフセット電圧VK
は、VK =VT lnKにおいて、K=2+√3とした値、
即ち、VK =VT ln(2+√3)=1.317VT に選
ぶと、数式15で示すトランスコンダクタンスは、図2
に示すように最大平坦特性を示し、図3に示すように入
力電圧V1 に対する直線性が改善される。
By the way, the bias offset voltage V K
Is a value of K = 2 + √3 in V K = V T lnK,
That is, if V K = V T ln (2 + √3) = 1.317V T is selected, the transconductance shown in Formula 15 is as shown in FIG.
Shows the maximum flatness characteristic, and the linearity with respect to the input voltage V 1 is improved as shown in FIG.

【0043】なお、バイアスオフセット電圧VK の印加
方法は、例えば図4に示すようにするのが簡便である。
図4において、Q1〜Q4は図1に示すものであるが、
更に定電流源I00で駆動されるトランジスタ(Q13〜
Q16)を設けてある。Q13(Q15)とQ14(Q
16)はエミッタサイズの比がK:1であって、それぞ
れコレクタ同士及びベース同士が共通接続され、共通接
続コレクタは電源VCCに接続され、共通接続ベース間に
は入力電圧V1 が印加される。
The bias offset voltage V K can be applied by a method as shown in FIG. 4, for example.
In FIG. 4, Q1 to Q4 are as shown in FIG.
Furthermore transistors driven by a constant current source I 00 (Q13~
Q16) is provided. Q13 (Q15) and Q14 (Q
In 16), the emitter size ratio is K: 1, the collectors and the bases are commonly connected, the commonly connected collectors are connected to the power supply V CC , and the input voltage V 1 is applied between the commonly connected bases. It

【0044】そして、Q1のゲートはQ13のエミッタ
に接続され、Q3のゲートはQ14のエミッタに接続さ
れ、Q4のゲートはQ15のエミッタに接続され、Q2
のゲートはQ16のエミッタに接続されている。
The gate of Q1 is connected to the emitter of Q13, the gate of Q3 is connected to the emitter of Q14, the gate of Q4 is connected to the emitter of Q15, and Q2.
Is connected to the emitter of Q16.

【0045】即ち、ベース・エミッタ間電圧は、Q13
<Q14、Q15<Q16であるので、エミッタ電圧
は、Q13>Q14、Q15>Q16となり、バイアス
オフセット電圧VK の極性は、図1に示すように、Q1
とQ4側が高い電位となる。なお、図4において、K
は、前述したように、K=2+√3である。
That is, the base-emitter voltage is Q13.
Since <Q14, Q15 <Q16, the emitter voltage becomes Q13> Q14, Q15> Q16, and the polarity of the bias offset voltage V K is Q1 as shown in FIG.
And the Q4 side has a high potential. In FIG. 4, K
Is K = 2 + √3 as described above.

【0046】次に、図5は、本発明の第2実施例に係る
マルチプライヤを示す。この第2実施例回路は、他方の
入力電圧V2 の直線性の改善を企図したもので、第1実
施例と同様の動作により図2や図3と同等の特性が得ら
れる。
Next, FIG. 5 shows a multiplier according to the second embodiment of the present invention. The circuit of the second embodiment is intended to improve the linearity of the other input voltage V 2 , and the same operation as that of the first embodiment provides the characteristics equivalent to those of FIGS. 2 and 3.

【0047】具体的な接続関係を示す。定電流源I0
駆動される(Q1、Q2)と(Q3、Q4)2個の対ト
ランジスタは、第1及び第2の対トランジスタであっ
て、それぞれの一方のトランジスタ(Q1、Q3)のベ
ース同士及び他方のトランジスタ(Q2、Q4)のベー
ス同士がそれぞれ共通接続され両共通接続ベース間に一
方の入力電圧V1 が印加される。
A concrete connection relationship is shown. The (Q1, Q2) and (Q3, Q4) two paired transistors driven by the constant current source I 0 are the first and second paired transistors, and one of the transistors (Q1, Q3) of each one is The bases and the bases of the other transistors (Q2, Q4) are commonly connected to each other, and one input voltage V 1 is applied between the common connection bases.

【0048】第3の対トランジスタ(Q5、Q6)は、
エミッタ同士が第1の対トランジスタ(Q1、Q2)の
一方のトランジスタQ1のコレクタに接続される。第4
の対トランジスタ(Q7、Q8)は、エミッタ同士が第
1の対トランジスタ(Q1、Q2)の他方のトランジス
タQ2のコレクタに接続される。第5の対トランジスタ
(Q9、Q10)は、エミッタ同士が第2の対トランジ
スタ(Q3、Q4)の一方のトランジスタQ3のコレク
タに接続される。また、第6の対トランジスタ(Q1
1、Q12)は、エミッタ同士が第2の対トランジスタ
(Q3、Q4)の他方のトランジスタQ4のコレクタに
接続される。
The third pair of transistors (Q5, Q6) are
The emitters are connected to the collector of one transistor Q1 of the first pair of transistors (Q1, Q2). Fourth
The paired transistors (Q7, Q8) are connected at their emitters to the collector of the other transistor Q2 of the first paired transistors (Q1, Q2). The emitters of the fifth pair of transistors (Q9, Q10) are connected to the collector of one transistor Q3 of the second pair of transistors (Q3, Q4). In addition, the sixth transistor pair (Q1
1, Q12) have their emitters connected to the collector of the other transistor Q4 of the second pair of transistors (Q3, Q4).

【0049】第3の対トランジスタ(Q5、Q6)の一
方のトランジスタQ5と第5の対トランジスタ(Q9、
Q10)の一方のトランジスタQ9と第6の対トランジ
スタ(Q11、Q12)の一方のトランジスタQ11と
はベース同士とが共通接続され、この共通接続ベースと
第4の対トランジスタ(Q7、Q8)の一方のトランジ
スタのベースQ7との間に他方の入力電圧V2 が印加さ
れる。
One of the transistors Q5 of the third pair of transistors (Q5, Q6) and the fifth pair of transistors (Q9, Q9,
The bases of one of the transistors Q9 of Q10) and one of the transistors Q11 of the sixth pair of transistors (Q11, Q12) are commonly connected, and one of the common connection base and one of the fourth pair of transistors (Q7, Q8) is connected. The other input voltage V 2 is applied to the base Q7 of the other transistor.

【0050】第3の対トランジスタの一方のトランジス
タQ5のベースと第5の対トランジスタの他方のトラン
ジスタQ10のベースとの間に、第3の対トランジスタ
の他方のトランジスタQ6のベースと第5の対トランジ
スタの一方のトランジスタQ9のベースとの間に、第4
の対トランジスタの一方のトランジスタQ7のベースと
第6の対トランジスタの他方のトランジスタのQ12の
ベースとの間に、また、第4の対トランジスタの他方の
トランジスタQ8のベースと第6の対トランジスタの一
方のトランジスタQ11のベースとの間に、それぞれ、
一方のトランジスタのベースを正極とするバイアスオフ
セット電圧が印加される。
Between the base of one transistor Q5 of the third pair of transistors and the base of the other transistor Q10 of the fifth pair of transistors, the base of the other transistor Q6 of the third pair of transistors and the fifth pair of transistors are provided. One of the transistors is connected to the base of the transistor Q9, and the fourth
Between the base of one transistor Q7 of the pair of transistors and the base of the other transistor Q12 of the sixth pair of transistors, and between the base of the other transistor Q8 of the fourth pair of transistors and the sixth pair of transistors. Between the base of one transistor Q11,
A bias offset voltage having a base of one of the transistors as a positive electrode is applied.

【0051】そして、第3の対トランジスタの一方のト
ランジスタQ5と第5の対トランジスタの他方のトラン
ジスタQ10のコレクタ同士と第6の対トランジスタの
一方のトランジスタQ11と第4の対トランジスタの他
方のトランジスタQ8のコレクタ同士とが共通接続さ
れ、第4の対トランジスタの一方のトランジスタQ7と
第6の対トランジスタの他方のトランジスタQ12のコ
レクタ同士と第5の対トランジスタの一方のトランジス
タQ9と第3の対トランジスタの他方のトランジスタQ
6のコレクタ同士とが共通接続され、差動出力対を構成
している。
The collectors of one transistor Q5 of the third pair of transistors and the other transistor Q10 of the fifth pair of transistors, one transistor Q11 of the sixth pair of transistors and the other transistor Q4 of the fourth pair of transistors. The collectors of Q8 are commonly connected to each other, and the collectors of one transistor Q7 of the fourth pair of transistors and the other transistor Q12 of the sixth pair of transistors and one transistor Q9 of the fifth pair of transistors and the third pair of transistors are connected. The other transistor Q of the transistor
The six collectors are commonly connected to each other to form a differential output pair.

【0052】次に、図6は、本発明の第3実施例に係る
マルチプライヤを示す。この第3実施例回路は、2つの
入力電圧双方の直線性の改善を企図したもので、第1実
施例と同様の動作により図2や図3と同等の特性が得ら
れる。
Next, FIG. 6 shows a multiplier according to the third embodiment of the present invention. The circuit of the third embodiment is intended to improve the linearity of both two input voltages, and the characteristics similar to those of FIGS. 2 and 3 can be obtained by the same operation as that of the first embodiment.

【0053】具体的な接続関係を示す。(Q1、Q2)
(Q3、Q4)(Q5、Q6)(Q7、Q8)は、それ
ぞれ定電流源I0 で駆動される第1、第2、第3及び第
4の対トランジスタであり、(Q9、Q10)(Q1
1、Q12)(Q13、Q14)(Q15、Q16)
は、それぞれ第1、第2、第3及び第4の対トランジス
タによって駆動される第5、第6、第7及び第8の対ト
ランジスタである。
A concrete connection relationship is shown. (Q1, Q2)
(Q3, Q4) (Q5, Q6) (Q7, Q8) are the first, second, third and fourth pair transistors driven by the constant current source I 0 , respectively (Q9, Q10) ( Q1
1, Q12) (Q13, Q14) (Q15, Q16)
Are fifth, sixth, seventh and eighth pair transistors, respectively driven by the first, second, third and fourth pair transistors.

【0054】第1の対トランジスタ(Q1、Q2)の一
方のトランジスタQ1と第3の対トランジスタ(Q5、
Q6)の一方のトランジスタQ5と第4の対トランジス
タ(Q7、Q8)の一方のトランジスタQ7のベース同
士とが共通接続され、この共通接続ベースと第2の対ト
ランジスタ(Q3、Q4)の一方のトランジスタQ3の
ベースとの間に一方の入力電圧V1 が印加される。ま
た、第5の対トランジスタ(Q9、Q10)の一方のト
ランジスタQ9と第7の対トランジスタ(Q13、Q1
4)の一方のトランジスタQ13と第8の対トランジス
タの一方のトランジスタ(Q15、Q16)とのベース
同士とが共通接続され、この共通接続ベースと第6の対
トランジスタ(Q11、Q12)の一方のトランジスタ
Q11のベースとの間に他方の入力電圧V2 が印加され
る。
One transistor Q1 of the first pair of transistors (Q1, Q2) and the third pair of transistors (Q5, Q5,
One of the transistors Q5 of Q6) and the base of one of the transistors Q7 of the fourth pair of transistors (Q7, Q8) are commonly connected, and the common connection base and one of the second pair of transistors (Q3, Q4) are connected. One input voltage V 1 is applied to the base of the transistor Q3. Also, one transistor Q9 of the fifth pair of transistors (Q9, Q10) and the seventh pair of transistors (Q13, Q1)
4) The bases of the one transistor Q13 and the one transistor (Q15, Q16) of the eighth pair of transistors are commonly connected, and the common connection base and one of the sixth pair transistors (Q11, Q12) are connected. The other input voltage V 2 is applied to the base of the transistor Q11.

【0055】第1の対トランジスタの一方のトランジス
タQ1のベースと第3の対トランジスタの他方のトラン
ジスタQ6のベースとの間に、第1の対トランジスタの
他方のトランジスタQ2のベースと第3の対トランジス
タの一方のトランジスタQ5のベースとの間に、第2の
対トランジスタの一方のトランジスタQ3のベースと第
4の対トランジスタの他方のトランジスタQ8のベース
との間に、第2の対トランジスタの他方のトランジスタ
Q4のベースと第4の対トランジスタの一方のトランジ
スタQ7のベースとの間に、第5の対トランジスタの一
方のトランジスタQ9のベースと第7の対トランジスタ
の他方のトランジスタQ14のベースとの間に、第5の
対トランジスタの他方のトランジスタQ10のベースと
第7の対トランジスタの一方のトランジスタQ13のベ
ースとの間に、第6の対トランジスタの一方のトランジ
スタQ11のベースと第8の対トランジスタの他方のト
ランジスタQ16のベースとの間に、また、第6の対ト
ランジスタの他方のトランジスタQ12のベースと第8
の対トランジスタの一方のトランジスタQ15のベース
との間に、それぞれ、一方のトランジスタのベースを正
極とするバイアスオフセット電圧VK が印加される。
Between the base of one transistor Q1 of the first pair of transistors and the base of the other transistor Q6 of the third pair of transistors, the base of the other transistor Q2 of the first pair of transistors and the third pair of transistors. Between the base of one of the transistors Q5 and the base of one of the transistors Q3 of the second pair of transistors and the base of the other transistor Q8 of the fourth pair of transistors, the other of the second pair of transistors. Between the base of the transistor Q4 and the base of one transistor Q7 of the fourth pair of transistors, and between the base of one transistor Q9 of the fifth pair of transistors and the base of the other transistor Q14 of the seventh pair of transistors. Between the base of the other transistor Q10 of the fifth pair of transistors and the seventh pair of transistors. Between the base of one transistor Q13 of the sixth pair of transistors and the base of the other transistor Q16 of the eighth pair of transistors, and the sixth pair of transistors. The other base of the transistor Q12 and the eighth
A bias offset voltage V K having the base of one of the transistors as a positive electrode is applied between the pair of transistors and the base of the transistor Q15.

【0056】第1の対トランジスタの一方のトランジス
タQ1と第3の対トランジスタの他方のトランジスタQ
6のコレクタ同士と第5の対トランジスタ(Q9、Q1
0)のエミッタ同士とが共通接続され、第1の対トラン
ジスタの他方のトランジスタQ2と第3の対トランジス
タの一方のトランジスタQ5のコレクタ同士と第7の対
トランジスタ(Q13、Q14)のエミッタ同士とが共
通接続され、第2の対トランジスタの一方のトランジス
タQ3と第4の対トランジスタの他方のトランジスタQ
8のコレクタ同士と第6の対トランジスタ(Q11、Q
12)のエミッタ同士とが共通接続され、第2の対トラ
ンジスタの他方のトランジスタQ4と第4の対トランジ
スタの一方のトランジスタQ7のコレクタ同士と第8の
対トランジスタ(Q15、Q16)のエミッタ同士とが
共通接続される。
One transistor Q1 of the first pair of transistors and the other transistor Q of the third pair of transistors.
6 collectors and a fifth pair transistor (Q9, Q1
0) are commonly connected to each other, and the collectors of the other transistor Q2 of the first pair of transistors and one transistor Q5 of the third pair of transistors and the emitters of the seventh pair of transistors (Q13, Q14) are connected to each other. Are commonly connected, and one transistor Q3 of the second pair of transistors and the other transistor Q of the fourth pair of transistors are connected.
8 collectors and a sixth paired transistor (Q11, Q
12) are commonly connected to each other, and the collectors of the other transistor Q4 of the second pair of transistors and one transistor Q7 of the fourth pair of transistors and the emitters of the eighth pair of transistors (Q15, Q16) are connected to each other. Are commonly connected.

【0057】そして、第5の対トランジスタの一方のト
ランジスタQ9と第7の対トランジスタの他方のトラン
ジスタQ14のコレクタ同士と第8の対トランジスタの
一方のトランジスタQ15と第6の対トランジスタの他
方のトランジスタQ12のコレクタ同士とが共通接続さ
れ、第6の対トランジスタの一方のトランジスタQ11
と第8の対トランジスタの他方のトランジスタQ16の
コレクタ同士と第7の対トランジスタの一方のトランジ
スタQ13と第5の対トランジスタの他方のトランジス
タQ10のコレクタ同士とが共通接続され、差動出力対
を構成している。
The collectors of one transistor Q9 of the fifth pair of transistors and the other transistor Q14 of the seventh pair of transistors, one transistor Q15 of the eighth pair of transistors and the other transistor of the sixth pair of transistors. The collectors of Q12 are commonly connected to each other, and one of the sixth pair of transistors Q11
And the collectors of the other transistors Q16 of the eighth pair of transistors, the one transistor Q13 of the seventh pair of transistors, and the collectors of the other transistor Q10 of the fifth pair of transistors are commonly connected to form a differential output pair. I am configuring.

【0058】[0058]

【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、2つの差動対の出力端及び入力端を交
差接続するギルバートマルチプライヤを基本とするが、
各差動対は同一特性のバイポーラトランジスタで構成
し、直線性を改善する側の差動対はバイアスオフセット
をかける方式としてあるので、第1発明では一方の入力
電圧に対する直線性を改善でき、第2発明では他方の入
力電圧に対する直線性を改善でき、第3発明は双方の入
力電圧に対する直線性を改善できるが、それぞれ最小構
成のトランジスタで形成できるので、高周波動作に好適
なマルチプライヤを提供できる効果がある。
As described above, the multiplier of the present invention is basically based on the Gilbert multiplier which connects the output terminal and the input terminal of two differential pairs.
Since each differential pair is composed of bipolar transistors having the same characteristics, and the differential pair on the side for improving the linearity has a method of applying a bias offset, the first invention can improve the linearity for one input voltage. The second invention can improve the linearity with respect to the other input voltage, and the third invention can improve the linearity with respect to both input voltages. However, since the transistors can be formed by the transistors having the minimum configurations, a multiplier suitable for high frequency operation can be provided. effective.

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

【図1】本発明の第1実施例に係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 a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すマルチプライヤのトランスコンダク
タンス特性図である。
FIG. 2 is a transconductance characteristic diagram of the multiplier shown in FIG.

【図3】図1に示すマルチプライヤの入出力特性図であ
る。
FIG. 3 is an input / output characteristic diagram of the multiplier shown in FIG.

【図4】バイアスオフセット電圧の印加方式の一例の回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of an example of a bias offset voltage application method.

【図5】本発明の第2実施例に係るマルチプライヤの回
路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a multiplier according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3実施例に係るマルチプライヤの回
路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram of a multiplier according to a third embodiment of the present invention.

【図7】従来のマルチプライヤの回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional multiplier.

【図8】従来のマルチプライヤの回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional multiplier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Q1〜Q16 バイポーラトランジスタ I0 電流源 V1 ,V2 入力電圧 VK バイアスオフセット電圧Q1 to Q16 Bipolar transistor I 0 Current source V 1 , V 2 Input voltage V K Bias offset voltage

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 定電流源で駆動される2個の対トランジ
スタであってそれぞれの一方のトランジスタのベース間
に一方の入力電圧が印加される第1及び第2の対トラン
ジスタと; ベース同士が共通接続される第3の対トラ
ンジスタと;ベース間に他方の入力電圧が印加される対
トランジスタであって一方のトランジスタが前記第3の
対トランジスタの共通接続ベースに接続される第4の対
トランジスタと; を備え、第1の対トランジスタの一
方のトランジスタのベースと第2の対トランジスタの他
方のトランジスタのベースとの間に、また、第2の対ト
ランジスタの一方のトランジスタのベースと第1の対ト
ランジスタの他方のトランジスタのベースとの間に、そ
れぞれ、一方のトランジスタのベースを正極とするバイ
アスオフセット電圧が印加され; 第1の対トランジス
タの一方のトランジスタと第2の対トランジスタの他方
のトランジスタのコレクタ同士は第3の対トランジスタ
のエミッタ同士と共通接続され; 第2の対トランジス
タの一方のトランジスタと第1の対トランジスタの他方
のトランジスタのコレクタ同士は第4の対トランジスタ
のエミッタ同士と共通接続され; 第3の対トランジス
タと第4の対トランジスタでは一方のトランジスタのコ
レクタ同士及び他方のトランジスタのコレクタ同士がそ
れぞれ共通接続される; ことを特徴とするマルチプラ
イヤ。
1. A pair of first and second pair transistors which are driven by a constant current source, wherein one input voltage is applied between the bases of the respective one transistors; A third pair of transistors commonly connected; a fourth pair of transistors to which the other input voltage is applied between the bases, one transistor being connected to the common connection base of the third pair of transistors And; between the base of one of the transistors of the first pair of transistors and the base of the other of the second pair of transistors, and the base of one of the transistors of the second pair of transistors and the first of the transistors of the second pair of transistors. A bias offset voltage with the base of one of the transistors as the positive pole is applied between the pair of transistors and the base of the other transistor. The collectors of one of the first pair of transistors and the other of the second pair of transistors are commonly connected to the emitters of the third pair of transistors; The collectors of the other transistors of the one pair of transistors are commonly connected to the emitters of the fourth pair of transistors; the collectors of one of the transistors and the collectors of the other of the third pair of transistors and the fourth pair of transistors. Are commonly connected to each other;
【請求項2】 定電流源で駆動される2個の対トランジ
スタであってそれぞれの一方のトランジスタのベース同
士及び他方のトランジスタのベース同士がそれぞれ共通
接続され両共通接続ベース間に一方の入力電圧が印加さ
れる第1及び第2の対トランジスタと; エミッタ同士
が前記第1の対トランジスタの一方のトランジスタのコ
レクタに接続される第3の対トランジスタと; エミッ
タ同士が前記第1の対トランジスタの他方のトランジス
タのコレクタに接続される第4の対トランジスタと;
エミッタ同士が前記第2の対トランジスタの一方のトラ
ンジスタのコレクタに接続される第5の対トランジスタ
と; エミッタ同士が前記第2の対トランジスタの他方
のトランジスタのコレクタに接続される第6の対トラン
ジスタと; を備え、第3の対トランジスタの一方のト
ランジスタのベースと第5及び第6の対トランジスタの
一方のトランジスタのベース同士とが共通接続されてこ
の共通接続ベースと第4の対トランジスタの一方のトラ
ンジスタのベースとの間に他方の入力電圧が印加され;
第3の対トランジスタの一方のトランジスタのベース
と第5の対トランジスタの他方のトランジスタのベース
との間に、第3の対トランジスタの他方のトランジスタ
のベースと第5の対トランジスタの一方のトランジスタ
のベースとの間に、第4の対トランジスタの一方のトラ
ンジスタのベースと第6の対トランジスタの他方のトラ
ンジスタのベースとの間に、また、第4の対トランジス
タの他方のトランジスタのベースと第6の対トランジス
タの一方のトランジスタのベースとの間に、それぞれ、
一方のトランジスタのベースを正極とするバイアスオフ
セット電圧が印加され; 第3の対トランジスタの一方
のトランジスタと第5の対トランジスタの他方のトラン
ジスタのコレクタ同士と第6の対トランジスタの一方の
トランジスタと第4の対トランジスタの他方のトランジ
スタのコレクタ同士とが共通接続され; 第4の対トラ
ンジスタの一方のトランジスタと第6の対トランジスタ
の他方のトランジスタのコレクタ同士と第5の対トラン
ジスタの一方のトランジスタと第3の対トランジスタの
他方のトランジスタのコレクタ同士とが共通接続され
る; ことを特徴とするマルチプライヤ。
2. A pair of two transistors driven by a constant current source, wherein the bases of one of the transistors and the bases of the other transistor are commonly connected to each other, and one input voltage is applied between the two common connection bases. A first and second pair of transistors to which is applied; a third pair of transistors whose emitters are connected to the collector of one of said first pair of transistors; and an emitter of said first pair of transistors A fourth pair of transistors connected to the collector of the other transistor;
A fifth pair transistor whose emitters are connected to the collector of one of said second pair transistors; and a sixth pair transistor whose emitters are connected to the collector of the other transistor of said second pair transistor And ;; the base of one of the third pair of transistors and the bases of one of the fifth and sixth pair of transistors are commonly connected, and the common connection base and one of the fourth pair of transistors are The other input voltage is applied to the base of the transistor of;
Between the base of one of the transistors of the third pair of transistors and the base of the other of the fifth pair of transistors, the base of the other transistor of the third pair of transistors and the one of the transistors of the fifth pair of transistors are Between the base of one transistor of the fourth pair of transistors and the base of the other transistor of the sixth pair of transistors, and between the base of the other transistor of the fourth pair of transistors and the sixth pair of transistors. Between the pair of transistors and the base of one of the transistors,
A bias offset voltage having a base of one of the transistors as a positive electrode is applied; collectors of one of the third pair of transistors and the other of the fifth pair of transistors, one of the sixth pair of transistors and one of the transistors of the sixth pair of transistors, and The collectors of the other transistors of the fourth pair of transistors are commonly connected; one of the transistors of the fourth pair of transistors and the other collectors of the other transistors of the sixth pair of transistors and one of the fifth pair of transistors A collector of the other transistor of the third pair of transistors is commonly connected; a multiplier.
【請求項3】 定電流源で駆動される第1、第2、第3
及び第4の対トランジスタと; これら4個の対トラン
ジスタによってそれぞれ駆動される第5、第6、第7及
び第8の対トランジスタと; を備え、第1の対トラン
ジスタの一方のトランジスタのベースと第3及び第4の
対トランジスタの一方のトランジスタのベース同士とが
共通接続されてこの共通接続ベースと第2の対トランジ
スタの一方のトランジスタのベースとの間に一方の入力
電圧が印加され; 第5の対トランジスタの一方のトラ
ンジスタのベースと第7及び第8の対トランジスタの一
方のトランジスタのベース同士とが共通接続されてこの
共通接続ベースと第6の対トランジスタの一方のトラン
ジスタのベースとの間に他方の入力電圧が印加され;
第1の対トランジスタの一方のトランジスタのベースと
第3の対トランジスタの他方のトランジスタのベースと
の間に、第1の対トランジスタの他方のトランジスタの
ベースと第3の対トランジスタの一方のトランジスタの
ベースとの間に、第2の対トランジスタの一方のトラン
ジスタのベースと第4の対トランジスタの他方のトラン
ジスタのベースとの間に、第2の対トランジスタの他方
のトランジスタのベースと第4の対トランジスタの一方
のトランジスタのベースとの間に、第5の対トランジス
タの一方のトランジスタのベースと第7の対トランジス
タの他方のトランジスタのベースとの間に、第5の対ト
ランジスタの他方のトランジスタのベースと第7の対ト
ランジスタの一方のトランジスタのベースとの間に、第
6の対トランジスタの一方のトランジスタのベースと第
8の対トランジスタの他方のトランジスタのベースとの
間に、また、第6の対トランジスタの他方のトランジス
タのベースと第8の対トランジスタの一方のトランジス
タのベースとの間に、それぞれ、一方のトランジスタの
ベースを正極とするバイアスオフセット電圧が印加さ
れ; 第1の対トランジスタの一方のトランジスタと第
3の対トランジスタの他方のトランジスタのコレクタ同
士と第5の対トランジスタのエミッタ同士とが共通接続
され; 第1の対トランジスタの他方のトランジスタと
第3の対トランジスタの一方のトランジスタのコレクタ
同士と第7の対トランジスタのエミッタ同士とが共通接
続され; 第2の対トランジスタの一方のトランジスタ
と第4の対トランジスタの他方のトランジスタのコレク
タ同士と第6の対トランジスタのエミッタ同士とが共通
接続され; 第2の対トランジスタの他方のトランジス
タと第4の対トランジスタの一方のトランジスタのコレ
クタ同士と第8の対トランジスタのエミッタ同士とが共
通接続され; 第5の対トランジスタの一方のトランジ
スタと第7の対トランジスタの他方のトランジスタのコ
レクタ同士と第8の対トランジスタの一方のトランジス
タと第6の対トランジスタの他方のトランジスタのコレ
クタ同士とが共通接続され; 第6の対トランジスタの
一方のトランジスタと第8の対トランジスタの他方のト
ランジスタのコレクタ同士と第7の対トランジスタの一
方のトランジスタと第5の対トランジスタの他方のトラ
ンジスタのコレクタ同士とが共通接続される; ことを
特徴とするマルチプライヤ。
3. A first, a second and a third driven by a constant current source.
And a fourth pair of transistors; fifth, sixth, seventh and eighth pair transistors respectively driven by these four pair transistors; and a base of one of the first pair transistors. The bases of one of the third and fourth pair of transistors are commonly connected to each other, and one input voltage is applied between the common connection base and the base of one of the transistors of the second pair of transistors; The base of one of the paired transistors of No. 5 and the bases of one of the transistors of the seventh and eighth paired transistors are commonly connected to each other, and the common connection base and the base of one of the transistors of the sixth paired transistors are connected. The other input voltage is applied in between;
Between the base of one of the transistors of the first pair of transistors and the base of the other of the third pair of transistors, the base of the other transistor of the first pair of transistors and the one of the transistors of the third pair of transistors are Between the base of one of the second pair of transistors and the base of the other of the fourth pair of transistors, between the base of the other of the second pair of transistors and the fourth pair of bases. Between the base of one of the transistors of the fifth pair of transistors and between the base of one of the transistors of the fifth pair of transistors and the base of the other of the seventh pair of transistors, A sixth pair of transistors is provided between the base and the base of one of the seventh pair of transistors. Between the base of one of the transistors and the base of the other of the eighth pair of transistors, and between the base of the other of the sixth pair of transistors and the base of one of the eighth pair of transistors. A bias offset voltage having a base of one of the transistors as a positive electrode is applied respectively between the collectors of one of the transistors of the first pair of transistors and the other of the third pair of transistors and the fifth pair of transistors. The emitters are commonly connected; the other transistor of the first pair of transistors and the collectors of one of the third pair of transistors and the emitters of the seventh pair of transistors are commonly connected; the second pair of transistors Transistor of one of the transistors and the other of the fourth pair of transistors The collectors of the second pair of transistors and the emitters of the sixth pair of transistors are commonly connected; And 5 are commonly connected; collectors of one of the fifth pair of transistors, the other of the seventh pair of transistors, one of the eighth pair of transistors and the other of the sixth pair of transistors And the collectors of one of the sixth pair of transistors and the other of the eighth pair of transistors, one of the seventh pair of transistors, and the other of the fifth pair of transistors. Characterized in that the collectors are commonly connected to each other; Multipliers.
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