JPH06283937A - 信号変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一入力−差動出力変換又は差動入力−差動
出力変換を達成でき、変換の種類に依存しない直線変換
特性を有する信号変換器を提供する。 【構成】 第１入力信号を受けうるようにした第１入力
端子１１と、第１出力端子１２と、第１基準端子１に結
合された第１共通端子１３とを有する第１電流ミラー１
０を具える信号変換器が第１出力端子１２を経て第２入
力信号を受けるようになっている。この信号変換器は更
に、第２基準端子２に結合された第２入力端子と、第１
出力信号を生じうるようにした第２出力端子２２と、第
１出力端子１２に結合された第２共通端子２３とを有す
る第２電流ミラー２０及び、第２基準端子２に結合され
た第３入力端子３１と、第２出力信号を生じうるように
した第３出力端子３２と、第１入力端子１１に結合され
た第３共通端子３３とを有する第３電流ミラー３０を具
え、更に第２及び第３入力端子２１及び３１と第２基準
端子２との間に結合したバイアス電流源４０を具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、第１基準電圧を受ける
第１基準端子と、第１電流ミラーとを具える信号変換器
であって、第１電流ミラーは第１入力信号を受けうる第
１入力端子と、第１出力端子と、前記の第１基準端子に
結合された第１共通端子とを有している当該信号変換器
に関するものである。このような信号変換器は、特に入
力電流を出力電流に変換するために、集積半導体回路で
汎用的に用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】このような信号変換器の既知の例は、第
１入力端子に結合された制御電極と、第１入力端子及び
第１共通端子間に結合された主電流通路とを有するトラ
ンジスタ及び、この入力トランジスタの制御電極に結合
された制御電極と、第１出力端子及び第１共通端子間に
結合された主電流通路とを有する出力トランジスタを具
えるミラー回路である。第１入力信号はこの既知の信号
変換器に（入力）電圧又は（入力）電流として供給する
ことができる。第１入力信号が（入力）電圧として第１
入力端子と共通端子との間に供給されると、この（入
力）電圧が第１出力端子を経て（入力）電流を且つ第１
出力端子を経て（出力）電流を発生させる。第１入力信
号が（入力）電流として第１入力端子に供給されると、
この（入力）電流が第１入力端子と第１共通端子との間
に（入力）電圧を発生させ、この発生された（入力）電
圧が第１出力端子を経て（出力）電流を発生させる。

【０００３】しかし、第１入力信号にかかわらず（すな
わち（入力）電圧であるか（入力）電流であるかにかか
わらず）、既知の信号変換器は第１出力端子を経て単一
の（出力）電流を発生させ、この単一の（出力）電流は
第１入力信号に比例的に依存する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した既知の信号変
換器には、単一の入力信号を差動出力信号に変換した
り、差動入力信号を差動出力信号に変換したりすること
ができないという欠点がある。本発明の目的は、入力信
号に応じて単一入力−差動出力変換又は差動入力−差動
出力変換を行ない、変換の種類に依存しない直線変換特
性を有する信号変換器を提供せんとするにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１基準電圧
を受ける第１基準端子と、第１電流ミラーとを具える信
号変換器であって、第１電流ミラーは第１入力信号を受
けうる第１入力端子と、第１出力端子と、前記の第１基
準端子に結合された第１共通端子とを有している当該信
号変換器において、前記の第１出力端子は第２入力信号
を受けうるようになっており、信号変換器は更に、第２
基準電圧を受ける第２基準端子と、第２電流ミラーと、
第３電流ミラーと、バイアス電流源とを具え、前記の第
２電流ミラーは前記の第２基準端子に結合された第２入
力端子と、第１出力信号を生じうる第２出力端子と、前
記の第１出力端子に結合された第２共通端子とを有して
おり、前記の第３電流ミラーは前記の第２基準端子に結
合された第３入力端子と、第２出力信号を生じうる第３
出力端子と、前記の第１入力端子に結合された第３共通
端子とを有しており、前記のバイアス電流源は前記の第
２及び第３入力端子と前記の第２基準端子との間に結合
されていることを特徴とする。

【０００６】本発明によれば、既知の変換器に第２及び
第３電流ミラーとバイアス電流源とが加えられた為、本
発明の信号変換器は単一入力−差動出力変換及び差動入
力−差動出力変換を達成しうる。本発明による信号変換
器を簡単に改作することにより、この信号変換器を単一
入力−単一出力変換や差動入力−単一出力変換を実現す
るのに適したものとすることができる。これらの変換は
後に図面につき説明する。本発明による信号変換器は変
換の種類にかかわらず直線変換特性を有するということ
も後に簡単に説明する。

【０００７】本発明の具体例では、前記の第１電流ミラ
ーは、前記の第１入力端子に結合された制御電極と、前
記の第１入力端子及び前記の第１共通端子間に結合され
た主電流通路とを有する第１入力トランジスタ及び、こ
の第１入力トランジスタの制御電極に結合された制御電
極と、前記の第１出力端子及び前記の第１共通端子間に
結合された主電流通路とを有する第１出力トランジスタ
を具えており、前記の第２電流ミラーは、前記の第２入
力端子に結合された制御電極と、前記の第２入力端子及
び前記の第２共通端子間に結合された主電流通路とを有
する第２入力トランジスタ及び、この第２入力トランジ
スタの制御電極に結合された制御電極と、前記の第２出
力端子及び前記の第２共通端子間に結合された主電流通
路とを有する第２出力トランジスタを具え、前記の第３
電流源は、前記の第３入力端子に結合された制御電極
と、前記の第３入力端子及び前記の第３共通端子間に結
合された主電流通路とを有する第３入力トランジスタ及
び、この第３入力トランジスタの制御電極に結合された
制御電極と、前記の第３出力端子及び前記の第３共通端
子間に結合された主電流通路とを有する第３出力トラン
ジスタを具えているようにする。本発明によるこの信号
変換器は、ユニポーラ或いはバイポーラ型のトランジス
タを有するようにしうる簡単な構成例である。

【０００８】

【実施例】図１は本発明による信号変換器の一実施例を
示す。本発明によれば、図示の信号変換器が第１基準端
子１と、第２基準端子２と、第１電流ミラー１０と、第
２電流ミラー２０と、第３電流ミラー３０と、バイアス
電流源４０とを有している。第１電流ミラー１０は第１
入力端子１１と、第１出力端子１２と、前記の第１基準
端子１に結合された第１共通端子１３とを有している。
第２電流ミラー２０は前記の第２基準端子２に結合され
た第２入力端子２１と、第２出力端子２２と、前記の第
１出力端子１２に結合された第２共通端子２３とを有し
ている。第３電流ミラー３０は前記の第２基準端子２に
結合された第３入力端子３１と、第３出力端子３２と、
前記の第１入力端子１１に結合された第３共通端子３２
とを有している。バイアス電流源４０は入力端子２１，
３１と基準端子２との間に結合されている。

【０００９】本発明による信号変換器の可能な構成を示
すために、本例における電流ミラー１０，２０及び３０
は簡単に構成してある。簡単な構成の電流ミラー１０
は、入力端子１１に結合された制御電極と、入力端子１
１及び共通端子１３間に結合された主電流通路とを有す
る第１入力トランジスタ１４及び、この第１入力トラン
ジスタ１４の制御電極に結合された制御電極と、出力端
子１２及び共通端子１３間に結合された主電流通路とを
有する第１出力トランジスタ１５を具えている。簡単な
構成の電流ミラー２０は、入力端子２１に結合された制
御電極と、入力端子２１及び共通端子２３間に結合され
た主電流通路とを有する第２入力トランジスタ２４及
び、この第２入力トランジスタ２４の制御電極に結合さ
れた制御電極と、出力端子２２及び共通端子２３間に結
合された主電流通路とを有する第２出力トランジスタ２
５を具えている。簡単な構成の電流ミラー３０は、入力
端子３１に結合された制御電極と、入力端子３１及び共
通端子３３間に結合された主電流通路とを有する第３入
力トランジスタ３４及び、この第３入力トランジスタ３
４の制御電極に結合された制御電極と、出力端子３２及
び共通端子３３間に結合された主電流通路とを有する第
３出力トランジスタ３５を具えている。上述したトラン
ジスタ（１４，１５，２４，２５，３４，３５）はユニ
ポーラ又はバイポーラ型にすることができ、これらトラ
ンジスタをＮ導電型又はＰ導電型とすることができる。

【００１０】第１基準電圧が基準端子１に印加され、第
２基準電圧が基準端子２に印加されている場合、本発明
による信号変換器は、単一の入力信号を単一の出力信号
に変換したり、単一の入力信号を差動出力信号に変換し
たり、差動入力信号を単一の出力信号に変換したり、差
動入力信号を差動出力信号に変換したりするのに用いる
ことができる。本発明による信号変換器の可能な構成を
示すために、本発明の信号変換器は、基準端子１及び２
間に正の電圧差を与えて、第１入力電流と第２入力電流
とを有する差動入力信号を第１出力電流と第２出力電流
とを有する差動出力信号に変換するように構成する。第
１入力電流は信号電流源４１により入力端子１１に供給
され、第２入力電流は信号電流源４２により第１電流ミ
ラー１０の出力端子１２に供給され、第１出力電流は出
力端子２２に得られ、第２出力電流は出力端子３２に得
られる。この変換器は差動入力信号を差動出力信号に変
換するようになっているが、本発明による信号変換器の
機能上の説明は差動入力−差動出力変換や単一入力−差
動出力変換に対して行なう。

【００１１】差動入力−差動出力変換の場合、信号変換
器は図示のように構成しうる。本例では、バイアス電流
源４０が入力トランジスタ１４及び３４にバイアス電流
を流し、このバイアス電流に応答してこれら入力トラン
ジスタの両端間に電圧が発生し、入力トランジスタ１４
の両端間の電圧が出力トランジスタ１５にバイアス電流
を流し、入力トランジスタ３４の両端間の電圧が出力ト
ランジスタ３５にバイアス電流を流す。出力トランジス
タ１５を流れるバイアス電流は入力トランジスタ２４に
バイアス電流を流し、このバイアス電流に応答してトラ
ンジスタ２４の両端間に電圧を発生させ、この電圧が出
力トランジスタ２５にバイアス電流を流す。トランジス
タ１４及び３４を流れるバイアス電流とトランジスタ１
５及び２４を流れるバイアス電流との和はバイアス電流
源４０のバイアス電流により決定される為、すべてのバ
イアス電流がバイアス電流源４０のバイアス電流により
決定される。入力端子１１における入力電流が正で、出
力端子１２における入力電流が負である第１の場合に
は、電流ミラー１０は、トランジスタ１４及び１５を流
れる電流が互いに同じで、入力トランジスタ３４を流れ
る電流が減少すると入力トランジスタ２４を流れる電流
が増大するようにする。この結果や、それぞれの電流ミ
ラー３０及び２０の結果として、出力トランジスタ３５
を流れる出力電流が減少し、出力トランジスタ２５を流
れる出力電流が増大する。入力端子１１における入力電
流が負で、出力端子１２における入力電流が正である第
２の場合、信号変換器は上述したのと類似の動作をする
為、本例の信号変換器は差動入力−差動出力変換を達成
する。

【００１２】単一入力−差動出力変換の場合、信号変換
器は信号電流源４２を省略するという点で図示の変換器
と相違する。その結果得られる変換器におけるバイアス
電流は図示の変換器におけるバイアス電流と相違しない
為、入力電流によって生ぜしめる信号動作を異ならしめ
る。入力端子１１における入力電流が正である第１の場
合、入力トランジスタ１４を流れる電流が増大し、従っ
て電流ミラー１０の存在のために出力トランジスタ１５
を流れる電流が増大する。その結果、入力トランジスタ
２４を流れる電流が増大し、従って電流ミラー２０の存
在のために出力トランジスタ２５を流れる出力電流が増
大する。しかし、トランジスタ１５及び２４を流れる電
流とトランジスタ１４及び３４を流れる電流との和はバ
イアス電流源４０のバイアス電流により決定される為、
入力トランジスタ３４を流れる電流は減少し、従って電
流ミラー３０の存在のために出力トランジスタ３５を流
れる出力電流は減少する。入力端子１１における入力電
流が負である第２の場合には、信号変換器は上述したの
と類似の動作をする為、この信号変換器は単一入力−差
動出力変換を行なう。本発明による信号変換器は変換の
種類にかかわらず直線変換特性を有する。この変換特性
は信号変換器が（ほぼ）対称構成であることにより得ら
れるものである。本発明による信号変換器がユニポーラ
型のトランジスタを以って構成される場合には、得られ
る直線性は最大となる。この最大の直線性は制御電極電
流（が無いこと）の結果として得られる。本発明による
信号変換器を、あるミラー比を有する電流ミラーを以っ
て構成する場合には、信号変換器により増幅又は減衰を
行なうことができる。あるミラー比を有する電流ミラー
は、それぞれの入力トランジスタと出力トランジスタと
のエミッタ又はソース面積を互いに異ならせることによ
り得られる。

【００１３】本発明は図示の実施例に限定されず、幾多
の変更を行ないうること明らかである。一変形例では、
第２又は第３出力端子と第２基準端子との間を接続し、
単一入力−単一出力変換又は差動入力−単一出力変換を
行ないうるようにしうる。他の変形例では、入力信号を
（入力）電圧の形態で供給し、この（入力）電圧で上述
したのに相当する電流動作を達成するようにする。更に
他の変形例は出力信号を（出力）電圧の形態で取り出す
ことに関するもので、このことは、第２及び第３出力端
子をそれぞれインピーダンスにより第２基準端子に結合
することにより達成しうる。

【００１４】従って、本発明による信号変換器は、電流
−電流変換、電流−電圧変換、（非線形）電圧−電流変
換又は（非線形）電圧−電圧変換を実現するように構成
しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による信号変換器の一実施例を示す回路
図である。

【符号の説明】

１ 第１基準端子 ２ 第２基準端子 １０ 第１電流ミラー ２０ 第２電流ミラー ３０ 第３電流ミラー ４０ バイアス電流源 ４１，４２ 信号電流源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１基準電圧を受ける第１基準端子
   （１）と、第１電流ミラー（１０）とを具える信号変換
   器であって、第１電流ミラーは第１入力信号を受けうる
   第１入力端子（１１）と、第１出力端子（１２）と、前
   記の第１基準端子（１）に結合された第１共通端子（１
   ３）とを有している当該信号変換器において、 前記の第１出力端子（１２）は第２入力信号を受けうる
   ようになっており、信号変換器は更に、第２基準電圧を
   受ける第２基準端子（２）と、第２電流ミラー（２０）
   と、第３電流ミラー（３０）と、バイアス電流源（４
   ０）とを具え、前記の第２電流ミラー（２０）は前記の
   第２基準端子（２）に結合された第２入力端子（２１）
   と、第１出力信号を生じうる第２出力端子（２２）と、
   前記の第１出力端子（１２）に結合された第２共通端子
   （２３）とを有しており、前記の第３電流ミラー（３
   ０）は前記の第２基準端子（２）に結合された第３入力
   端子（３１）と、第２出力信号を生じうる第３出力端子
   （３２）と、前記の第１入力端子（１１）に結合された
   第３共通端子（３３）とを有しており、前記のバイアス
   電流源（４０）は前記の第２及び第３入力端子（２１，
   ３１）と前記の第２基準端子（２）との間に結合されて
   いることを特徴とする信号変換器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の信号変換器において、
   前記の第１電流ミラー（１０）は、前記の第１入力端子
   （１１）に結合された制御電極と、前記の第１入力端子
   （１１）及び前記の第１共通端子（１３）間に結合され
   た主電流通路とを有する第１入力トランジスタ（１４）
   及び、この第１入力トランジスタ（１４）の制御電極に
   結合された制御電極と、前記の第１出力端子（１２）及
   び前記の第１共通端子（１３）間に結合された主電流通
   路とを有する第１出力トランジスタ（１５）を具えてお
   り、前記の第２電流ミラー（２０）は、前記の第２入力
   端子（２１）に結合された制御電極と、前記の第２入力
   端子（２１）及び前記の第２共通端子（２３）間に結合
   された主電流通路とを有する第２入力トランジスタ（２
   ４）及び、この第２入力トランジスタ（２４）の制御電
   極に結合された制御電極と、前記の第２出力端子（２
   ２）及び前記の第２共通端子（２３）間に結合された主
   電流通路とを有する第２出力トランジスタ（２５）を具
   え、前記の第３電流源（３０）は、前記の第３入力端子
   （３１）に結合された制御電極と、前記の第３入力端子
   （３１）及び前記の第３共通端子（３３）間に結合され
   た主電流通路とを有する第３入力トランジスタ（３４）
   及び、この第３入力トランジスタ（３４）の制御電極に
   結合された制御電極と、前記の第３出力端子（３２）及
   び前記の第３共通端子（３３）間に結合された主電流通
   路とを有する第３出力トランジスタ（３５）を具えてい
   ることを特徴とする信号変換器。