JPH07288439A - Signal converting circuit - Google Patents

Signal converting circuit

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JPH07288439A
JPH07288439A JP6081451A JP8145194A JPH07288439A JP H07288439 A JPH07288439 A JP H07288439A JP 6081451 A JP6081451 A JP 6081451A JP 8145194 A JP8145194 A JP 8145194A JP H07288439 A JPH07288439 A JP H07288439A
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幸男 佐藤
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Abstract

PURPOSE:To prevent converting characteristics from being fluctuated by the dispersion of elements and to reduce an error to be generated in an output signal even in an area where an input signal is small. CONSTITUTION:This circuit is composed of an operational amplifier 12, transistors 11 and 13, input current source 11, current sources I2 and I3 and resistors R1 and R2, and the sum of a voltage between the base and emitter of the transistor 11 caused by the current of the current source 12 and the dropped voltage of the resistor R1 caused by the currents of the input current source I1 and the current source I2 is supplied to the positive input terminal of the operational amplifier 12. The operational amplifier 12 is operated as a voltage follower circuit, and a voltage at the same value as the voltage supplied to the positive input terminal is outputted from an output terminal. The voltage at a value subtracting the dropped voltage of the resistor R2 caused by the current source I3 from the output voltage of the operational amplifier 12 is supplied to the base of the transistor 13 for providing an output current I4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は入力信号を逆対数変換
する信号変換回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal conversion circuit for inversely logarithmically converting an input signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】光磁気ディスク用信号処理回路等におけ
る自動利得制御回路では、利得制御のために逆対数変換
された制御信号が用いられる。このような利得制御のた
めに入力信号を逆対数変換し、入力信号に対して指数関
数の関係となる出力信号を得る信号変換回路として、従
来では図4に示すようなものが考えられている。入力信
号源である入力電流源I11には抵抗R11が接続されてお
り、この抵抗R11の両端に発生する降下電圧V11が演算
増幅器21の正の入力端子に供給される。上記演算増幅器
21の負の入力端子は出力端子に接続されている。すなわ
ち、上記演算増幅器21は入力電圧V11に比例した電圧V
12を出力する電圧フォロア回路として作用する。上記演
算増幅器21の出力電圧V12はnpnトランジスタ22のベ
ースに供給される。そして、上記トランジスタ22のコレ
クタから逆対数変換された出力電流I12が出力される。
2. Description of the Related Art An automatic gain control circuit in a signal processing circuit for a magneto-optical disk or the like uses an inverse logarithmically converted control signal for gain control. Conventionally, as a signal conversion circuit for inversely logarithmically converting an input signal for gain control and obtaining an output signal having an exponential function with respect to the input signal, a circuit as shown in FIG. 4 has been considered. . A resistor R11 is connected to the input current source I11 which is an input signal source, and the voltage drop V11 generated across the resistor R11 is supplied to the positive input terminal of the operational amplifier 21. Above operational amplifier
The 21 negative input terminals are connected to the output terminals. That is, the operational amplifier 21 has a voltage V proportional to the input voltage V11.
Acts as a voltage follower circuit that outputs 12. The output voltage V12 of the operational amplifier 21 is supplied to the base of the npn transistor 22. Then, the output current I12 which is antilogarithmically converted is output from the collector of the transistor 22.

【0003】上記図4の信号変換回路において、抵抗12
の両端に発生する降下電圧V11は次式で与えられる。 V11=R11・I11 … 1 上記のように演算増幅器21は電圧フォロア回路として作
用するので、その出力電圧V12は次式で与えられる。
In the signal conversion circuit shown in FIG. 4, the resistor 12
The voltage drop V11 generated at both ends of is given by the following equation. V11 = R11 · I11 ... 1 Since the operational amplifier 21 functions as a voltage follower circuit as described above, its output voltage V12 is given by the following equation.

【0004】V12=V11 … 2 また、上記電圧V12はトランジスタ22のベース・エミッ
タに供給されているので、トランジスタ22のコレクタに
流れる電流I12はバイポーラトランジスタの電流式によ
り次式で与えられる。
V12 = V11 ... 2 Since the voltage V12 is supplied to the base / emitter of the transistor 22, the current I12 flowing in the collector of the transistor 22 is given by the following equation by the current formula of the bipolar transistor.

【0005】 I12=Is ・{exp(V12/VT)−1} … 3 ただし、上記3式において、Is はトランジスタの逆方
向飽和電流であり、VTはkT/qで表される、ただ
し、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子の電
荷量である。
I12 = Is.multidot. {Exp (V12 / VT) -1} ... 3 In the above three equations, Is is a reverse saturation current of the transistor, and VT is represented by kT / q, where k Is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and q is the charge amount of electrons.

【0006】そして、いま、上記1、2式を3式に代入
すると次の4式が得られる。 I12=Is ・{exp(R11・I11/VT)−1} … 4 いま、上記4式において、I11が十分に大きく、 R11・I11>>VT … 5 という条件が成立すると、上記4式の右辺においてex
pの値が「1」よりも非常に大きくなるので、近似的に
「−1」を無視することができ、これにより上記4式は
次の6式のように書き直すことができる。
Then, by substituting the above equations 1 and 2 into equation 3, the following equation 4 is obtained. I12 = Is. {Exp (R11.I11 / VT) -1} ... 4 Now, in the above four expressions, if I11 is sufficiently large and R11.I11 >> VT ... 5 is satisfied, the right side of the above four expressions. At ex
Since the value of p becomes much larger than "1", "-1" can be approximately ignored, and thus the above equation (4) can be rewritten as the following equation (6).

【0007】 I12=Is ・exp(R11・I11/VT) … 6 上記6式から明らかなように、図4の信号変換回路によ
れば、入力電流I11に対して逆対数の関係になる出力電
流I12を得ることができる。
I12 = Isexp (R11I11 / VT) 6 As is apparent from the above equation 6, the signal conversion circuit of FIG. 4 has an output current that has an inverse logarithmic relationship with the input current I11. I12 can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記回
路では、上記6式から明らかなように、出力電流I12は
トランジスタの逆方向飽和電流Is に比例している。こ
の電流Is はトランジスタのベース、エミッタ領域にお
ける不純物濃度の関数になっている。例えばトランジス
タの作成工程で不純物濃度を決定するためにイオン打ち
込みを行った場合、打ち込み時の機械的なバラツキ等に
よって不純物濃度もバラツキ、それがそのまIs のバラ
ツキとなる。この結果、図4の回路では、トランジスタ
を作成する毎にIs がバラツキ、均一な変換特性が得ら
れないという欠点がある。
However, in the above circuit, the output current I12 is proportional to the reverse saturation current Is of the transistor, as is clear from the above equation (6). This current Is is a function of the impurity concentration in the base and emitter regions of the transistor. For example, when ion implantation is performed in order to determine the impurity concentration in the process of forming a transistor, the impurity concentration also varies due to mechanical variations at the time of implantation, which is the variation of Is. As a result, the circuit of FIG. 4 has a drawback that Is varies each time a transistor is formed and uniform conversion characteristics cannot be obtained.

【0009】また、Is が近似的に上記6式の特性を示
すためには5式のような条件を満たすことが必要とな
り、5式の条件からはずれる入力電流I11=0付近では
誤差が大きくなるいう欠点がある。例えば、説明を簡単
にするために、Is =R11=VT=1として、I11が5
の時を考えると、6式よりI12=148、4式よりI12
=147であり、大きな誤差は発生しない。しかし、I
11が0の時を考えると、6式よりI12=1となるが、4
式よりI12=0となり、両式の値が大きく異なり、大き
な誤差が発生する。このように図4の信号変換回路で
は、素子のバラツキによって変換特性が変動するという
欠点があり、また、入力信号が小さい領域では出力信号
に発生する誤差が大きくなるという欠点がある。
Further, in order for Is to approximately show the characteristic of the above equation 6, it is necessary to satisfy the condition of equation 5, and the error becomes large in the vicinity of the input current I11 = 0 which deviates from the condition of equation 5. There is a drawback. For example, to simplify the explanation, if Is = R11 = VT = 1, then I11 is 5
Considering the time of, I12 = 148 from 6 and I12 from 4
= 147, a large error does not occur. But I
Considering the case when 11 is 0, I12 = 1 from the formula 6, but 4
According to the equation, I12 = 0, and the values of both equations are greatly different, and a large error occurs. As described above, the signal conversion circuit of FIG. 4 has a drawback that the conversion characteristics vary due to variations in elements, and has a drawback that an error generated in the output signal becomes large in a region where the input signal is small.

【0010】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、素子のバラツキによっ
て変換特性が変動することなく、また、入力信号が小さ
い領域でも出力信号に発生する誤差を小さくすることが
できる信号変換回路を提供することである。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is that the conversion characteristic does not change due to the variation of the element and the output signal is generated even in a small input signal region. An object of the present invention is to provide a signal conversion circuit that can reduce the error.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】第1の発明の信号変換回
路は、コレクタ・ベースが接続された第1のトランジス
タと、上記第1のトランジスタのエミッタと基準電位と
の間に接続された第1の抵抗と、上記第1のトランジス
タのエミッタと上記第1の抵抗との接続点に入力信号で
ある第1の電流を供給する入力電流源と、上記第1のト
ランジスタのコレクタ・ベース接続点に第2の電流を供
給する第1の電流源と、正及び負の入力端子と出力端子
を有し正の入力端子が上記第1のトランジスタのコレク
タ・ベース接続点に接続された演算増幅器と、ベースが
上記演算増幅器の出力端子に接続されエミッタが上記基
準電位に接続されコレクタから出力信号である第3の電
流を出力する第2のトランジスタと、一端が上記第2の
トランジスタのベースに接続され他端が上記演算増幅器
の負の入力端子に接続された第2の抵抗と、上記第2の
抵抗の他端と上記演算増幅器の負の入力端子との接続点
に第4の電流を供給する第2の電流源とを具備したこと
を特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a signal conversion circuit comprising: a first transistor having a collector / base connected; and a first transistor connected between an emitter of the first transistor and a reference potential. No. 1 resistor, an input current source for supplying a first current as an input signal to a connection point between the emitter of the first transistor and the first resistance, and a collector-base connection point of the first transistor. A first current source for supplying a second current to the first and second operational amplifiers, and an operational amplifier having positive and negative input terminals and an output terminal, the positive input terminal being connected to the collector-base connection point of the first transistor. A second transistor whose base is connected to the output terminal of the operational amplifier, whose emitter is connected to the reference potential, and which outputs a third current as an output signal from its collector, and one end of which is the second transistor. A second resistor connected to the negative input terminal of the operational amplifier and the other end of which is connected to the negative input terminal of the operational amplifier, and a fourth resistor is provided at a connection point between the other end of the second resistor and the negative input terminal of the operational amplifier. And a second current source for supplying a current.

【0012】第2の発明の信号変換回路は、コレクタ・
ベースが接続された第1のトランジスタと、上記第1の
トランジスタのエミッタと基準電位との間に接続された
第1の抵抗と、上記第1のトランジスタのエミッタと上
記第1の抵抗との接続点に入力信号である第1の電流を
供給する入力電流源と、上記第1のトランジスタのコレ
クタ・ベース接続点に第2の電流を供給する第1の電流
源と、正及び負の入力端子と出力端子を有し正の入力端
子が上記第1のトランジスタのコレクタ・ベース接続点
に接続された演算増幅器と、ベースが上記演算増幅器の
出力端子に接続されエミッタが上記基準電位に接続され
コレクタから第1の出力信号である第3の電流を出力す
る第2のトランジスタと、一端が上記第2のトランジス
タのベースに接続され他端が上記演算増幅器の負の入力
端子に接続された第2の抵抗と、上記第2の抵抗の他端
と上記演算増幅器の負の入力端子との接続点に第4の電
流を供給する第2の電流源と、ベースが上記第2のトラ
ンジスタのベースに接続されエミッタが上記基準電位に
接続された第3のトランジスタと、エミッタが上記第3
のトランジスタのコレクタに接続されコレクタから第2
の出力信号である第5の電流を出力する第4のトランジ
スタと、上記第4のトランジスタのベースと上記基準電
位との間にコレクタ・エミッタ間が直列に挿入されコレ
クタ・ベースがそれぞれ短絡された第5、第6のトラン
ジスタからなる直列回路と、上記直列回路に第6の電流
を供給する第3の電流源と、上記第3のトランジスタの
コレクタにベースが接続されエミッタが上記基準電位に
接続されコレクタから第3の出力信号である第7の電流
を出力する第7のトランジスタとを具備したことを特徴
とする。
The signal conversion circuit of the second invention comprises a collector
A first transistor having a base connected thereto, a first resistor connected between the emitter of the first transistor and a reference potential, and a connection between the emitter of the first transistor and the first resistor. An input current source for supplying a first current which is an input signal to the point, a first current source for supplying a second current to the collector-base connection point of the first transistor, and positive and negative input terminals An operational amplifier having a positive input terminal connected to the collector-base connection point of the first transistor, and a base connected to the output terminal of the operational amplifier and an emitter connected to the reference potential. A second transistor for outputting a third current, which is a first output signal from, and one end connected to the base of the second transistor and the other end connected to the negative input terminal of the operational amplifier. A second resistor, a second current source that supplies a fourth current to the connection point between the other end of the second resistor and the negative input terminal of the operational amplifier, and the base is the base of the second transistor. A third transistor having an emitter connected to the reference potential and an emitter connected to the third potential.
Second from the collector connected to the collector of the transistor
The fourth transistor that outputs the fifth current, which is the output signal of, and the collector and the emitter are inserted in series between the base of the fourth transistor and the reference potential, and the collector and the base are short-circuited, respectively. A series circuit including fifth and sixth transistors, a third current source for supplying a sixth current to the series circuit, a collector of the third transistor, a base of which is connected to an emitter of which is connected to the reference potential. And a seventh transistor for outputting a seventh current which is a third output signal from the collector.

【0013】[0013]

【作用】第1、第2の発明の信号変換回路では、演算増
幅器の正の入力端子に入力電流に応じた電圧とトランジ
スタの逆方向飽和電流に応じた電圧との和の電圧が供給
される。演算増幅器は電圧フォロア回路として作用し、
出力端子の出力電圧が出力電流を得るためのトランジス
タのベースに供給される。これにより、トランジスタの
逆方向飽和電流による出力電流に対する影響が打ち消さ
れる。
In the signal conversion circuits of the first and second aspects of the invention, the positive input terminal of the operational amplifier is supplied with the sum of the voltage according to the input current and the voltage according to the reverse saturation current of the transistor. . The operational amplifier acts as a voltage follower circuit,
The output voltage of the output terminal is supplied to the base of the transistor for obtaining the output current. This cancels the influence of the reverse saturation current of the transistor on the output current.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。図1はこの発明の信号変換回路の第1の実
施例の回路図である。入力信号を発生する入力電流源I
1には抵抗R1 の一端が接続されている。この抵抗R1
の他端は接地電位のノードに接続されている。上記抵抗
R1 の一端にはnpnトランジスタ11のエミッタが接続
されている。このトランジスタ11はコレクタとベースが
接続され、このコレクタ・ベース共通接続ノードには電
流源I2 の電流が供給される。上記トランジスタ11のコ
レクタ・ベース共通接続ノードには演算増幅器12の正の
入力端子が接続されている。また、電流源I3 には上記
抵抗R1 と値が等しい抵抗R2 の一端が接続されてい
る。この抵抗R2 の一端には上記演算増幅器12の負の入
力端子が接続されている。上記抵抗R2 の他端には上記
演算増幅器12の出力端子及びnpnトランジスタ13のベ
ースが接続されている。このトランジスタ13のエミッタ
は接地電位のノードに接続され、このトランジスタ13の
コレクタから入力信号に対して逆対数変換された電流I
4 が出力されるようになっている。なお、上記トランジ
スタ11及び13として、素子寸法等の各種物理特性や電気
的特性が等しいものが使用される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a signal conversion circuit of the present invention. Input current source I for generating input signal
One end of a resistor R1 is connected to 1. This resistance R1
The other end of is connected to the node of ground potential. The emitter of the npn transistor 11 is connected to one end of the resistor R1. The collector and base of this transistor 11 are connected to each other, and the current of the current source I2 is supplied to this collector / base common connection node. The positive input terminal of the operational amplifier 12 is connected to the collector / base common connection node of the transistor 11. Further, one end of a resistor R2 having the same value as the resistor R1 is connected to the current source I3. The negative input terminal of the operational amplifier 12 is connected to one end of the resistor R2. The output terminal of the operational amplifier 12 and the base of the npn transistor 13 are connected to the other end of the resistor R2. The emitter of the transistor 13 is connected to the node of the ground potential, and the current I which is antilogarithmically converted from the collector of the transistor 13 with respect to the input signal.
4 is output. As the transistors 11 and 13, those having the same various physical characteristics such as element size and electrical characteristics are used.

【0015】次に上記構成でなる回路の動作を説明す
る。入力電流が供給された時に演算増幅器12の正の入力
端子に発生する電圧V1 は、抵抗R1 における電圧降下
とトランジスタ11のベース・エミッタ間電圧との和とな
る。抵抗R1 には入力電流源I1 の電流と電流源I2 の
電流とが合流して流れる。また、トランジスタ11におけ
る温度電圧、逆方向飽和電圧をそれぞれ前記と同様にV
T、Is とすると、トランジスタ11のベース・エミッタ
間電圧VBEは次式で与えられる。
Next, the operation of the circuit configured as described above will be described. The voltage V1 generated at the positive input terminal of the operational amplifier 12 when the input current is supplied is the sum of the voltage drop across the resistor R1 and the base-emitter voltage of the transistor 11. The current of the input current source I1 and the current of the current source I2 merge and flow in the resistor R1. In addition, the temperature voltage and the reverse saturation voltage in the transistor 11 are respectively V
Assuming T and Is, the base-emitter voltage VBE of the transistor 11 is given by the following equation.

【0016】 VBE=VT・ln(I2 /Is +1) … 7 従って上記電圧V1 は次式で与えられる。 V1 =R1 ・(I1 +I2 )+VT・ln(I2 /Is +1) … 8 また、演算増幅器12の負の入力端子は正の入力端子に接
続されている抵抗R1と値が等しい抵抗R2 を介して出
力端子に接続されており、演算増幅器12には負帰還が掛
かり、電圧フォロワ回路として動作する。すなわち、演
算増幅器12は正の入力端子と負の入力端子における電位
が等しくなるように動作し、演算増幅器12の負の入力端
子に発生する電圧V2 は次式で与えられる。
VBE = VTln (I2 / Is + 1) ... 7 Therefore, the voltage V1 is given by the following equation. V1 = R1. (I1 + I2) + VT.ln (I2 / Is + 1) ... 8 The negative input terminal of the operational amplifier 12 is connected to the positive input terminal through the resistor R2 whose value is equal to that of the resistor R1. It is connected to the output terminal, the operational amplifier 12 receives negative feedback, and operates as a voltage follower circuit. That is, the operational amplifier 12 operates so that the potentials at the positive input terminal and the negative input terminal become equal, and the voltage V2 generated at the negative input terminal of the operational amplifier 12 is given by the following equation.

【0017】V2 =V1 … 9 一方、トランジスタ13のベース電圧V3 は上記電圧V2
から抵抗R2 における電圧降下分だけ差し引いたものと
なる。いま、演算増幅器12を理想的な回路モデルとして
考えるならば、負の入力端子には電流が流がれないの
で、抵抗R2 における電圧降下は電流源I3 の電流分だ
けで決定され、次式のようになる。
V2 = V1 ... 9 On the other hand, the base voltage V3 of the transistor 13 is the above voltage V2.
From the voltage drop in the resistor R2. If we consider the operational amplifier 12 as an ideal circuit model, since no current flows through the negative input terminal, the voltage drop across the resistor R2 is determined only by the current component of the current source I3. Like

【0018】V3 =V2 −I3 ・R2 … 10 トランジスタ13において、上記10式で与えられるベー
ス電圧V3 と出力電流I4 との関係は、上記7式と同様
の関係から次式のように求まる。
V3 = V2-I3.R2 ... 10 In the transistor 13, the relation between the base voltage V3 given by the above equation 10 and the output current I4 is obtained from the following equation from the same equation as the above equation 7.

【0019】 V3 =VT・ln(I4 /Is +1) … 11 ここで、上記8、9、11式を10式に代入し、さらに
I2 =I3 とすると、次式が成立する。
V3 = VTln (I4 / Is + 1) ... 11 Here, when the above equations 8, 9, and 11 are substituted into the equation 10, and I2 = I3, the following equation is established.

【0020】 (I4 /Is +1)/(I2 /Is +1)=exp(R2 ・I1 /VT) … 12 ここで、計算を簡略化するために、電流源I2 電流値及
び出力電流I4 の電流値が十分に大きいとすると、(I
4 /Is +1)と(I2 /Is +1)の各項の「1」は
無視することができから、上記12式からI4 は次式で
与えられる。
(I4 / Is + 1) / (I2 / Is + 1) = exp (R2.I1 / VT) ... 12 Here, in order to simplify the calculation, the current value of the current source I2 and the current value of the output current I4 Is large enough, (I
Since "1" in each term of 4 / Is +1) and (I2 / Is +1) can be ignored, I4 is given by the following formula from the above formula (12).

【0021】 I4 =I2 ・exp(R2 ・I1 /VT) … 13 上記13式から明らかなように、出力電流I4 は入力電
流を逆対数変換したものに比例することになる。しか
も、I4 を表す式中にはトランジスタの逆方向飽和電流
Is が含まれなくなる。このため、トランジスタのバラ
ツキによって変換特性が変動しなくなる。
I4 = I2.exp (R2.I1 / VT) ... 13 As is apparent from the above equation 13, the output current I4 is proportional to the inverse logarithmic conversion of the input current. Moreover, the reverse saturation current Is of the transistor is not included in the formula expressing I4. Therefore, the conversion characteristics do not change due to variations in the transistors.

【0022】また、上記13式は入力電流I1 がいかな
る値であっても成立するので、I1=0付近であっても
I1 の値が大きい時と同じ関係を保つことができ、変換
誤差を小さくすることができる。
Further, since the above equation 13 is satisfied regardless of the value of the input current I1, it is possible to maintain the same relationship even when the value of I1 is large even when I1 = 0, and to reduce the conversion error. can do.

【0023】図2は上記図1の実施例回路において、電
流源I2 、I3 の電流値をそれぞれ100μA、抵抗R
1 、R2 の抵抗値をそれぞれ1KΩに設定した時の入力
電流I1 に対する出力電流I4 の変化をシミュレートし
た結果を示す特性図である。図示のようにほぼ理想的な
入出力特性が得られており、また、入力電流I1 が0付
近における誤差も十分に小さなものとなっている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the embodiment circuit of FIG. 1 in which the current values of the current sources I2 and I3 are 100 μA and the resistance R is
It is a characteristic view showing a result of simulating a change of the output current I4 with respect to the input current I1 when the resistance values of 1 and R2 are respectively set to 1 KΩ. As shown in the drawing, almost ideal input / output characteristics are obtained, and the error in the vicinity of the input current I1 is 0 is sufficiently small.

【0024】図3はこの発明の信号変換回路の第2の実
施例の回路図である。なお、図1の実施例回路と対応す
る箇所には図1と同じ符号を付し、重複する説明は省略
する。この実施例では前記npnトランジスタ13のベー
スにnpnトランジスタ14のベースが接続されている。
このトランジスタ14のエミッタは接地電位のノードに接
続されている。また、2個のnpnトランジスタ15、16
のコレクタ・エミッタ間が直列に接続されて直列回路17
が構成されており、それぞれのトランジスタのコレクタ
・ベースは短絡されている。上記直列回路17内のトラン
ジスタ16のエミッタは接地電位のノードに接続されてい
る。上記直列回路17内のトランジスタ15のコレクタ・ベ
ース共通接続ノードには電流源I5 の電流が供給され
る。また、上記トランジスタ15のコレクタ・ベース共通
接続ノードにはnpnトランジスタ18のベースが接続さ
れている。上記トランジスタ18のエミッタは上記トラン
ジスタ14のコレクタに接続され、このトランジスタ18の
コレクタから出力電流I6 が出力されるようになってい
る。さらに上記トランジスタ14のコレクタにはnpnト
ランジスタ19のベースが接続されている。このトランジ
スタ19のエミッタは接地電位のノードに接続され、コレ
クタから出力電流I7 が出力されるようになっている。
なお、この実施例の場合もトランジスタ11、13、14、1
5、16、18及び19は、素子寸法等の各種物理特性や電気
的特性が互いに等しくされているとする。
FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the signal conversion circuit of the present invention. The portions corresponding to those of the embodiment circuit of FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those in FIG. 1, and duplicated description will be omitted. In this embodiment, the base of the npn transistor 14 is connected to the base of the npn transistor 13.
The emitter of the transistor 14 is connected to the ground potential node. Also, two npn transistors 15 and 16
The collector and emitter of are connected in series and the series circuit 17
And the collector and base of each transistor are short-circuited. The emitter of the transistor 16 in the series circuit 17 is connected to the ground potential node. The collector / base common connection node of the transistor 15 in the series circuit 17 is supplied with the current of the current source I5. The base of an npn transistor 18 is connected to the collector / base common connection node of the transistor 15. The emitter of the transistor 18 is connected to the collector of the transistor 14, and the collector of the transistor 18 outputs an output current I6. Further, the collector of the transistor 14 is connected to the base of the npn transistor 19. The emitter of the transistor 19 is connected to the node of ground potential, and the collector outputs an output current I7.
Note that, also in the case of this embodiment, the transistors 11, 13, 14, 1
5, 16, 18 and 19 are assumed to have the same physical characteristics and electrical characteristics such as element dimensions.

【0025】この実施例回路において、トランジスタ14
のベース電圧はトランジスタ13と等しくなるため、その
コレクタには前記電流I4 と等しい電流が流れる。ま
た、トランジスタ18のベース電流が十分に小さくコレク
タ電流に比べて無視できるならば、このトランジスタ18
のコレクタ電流である出力電流I6 はI4 と等しくな
る。また、トランジスタ15、16、18及び19それぞれのベ
ース・エミッタ間電圧VBEはそれぞれのコレクタ電流を
Ic が十分に大きいとすると次式で与えられる。
In the circuit of this embodiment, the transistor 14
Since its base voltage is equal to that of the transistor 13, a current equal to the current I4 flows through its collector. If the base current of transistor 18 is small enough to be ignored compared to the collector current, this transistor 18
The output current I6, which is the collector current of, becomes equal to I4. The base-emitter voltage VBE of each of the transistors 15, 16, 18 and 19 is given by the following equation, assuming that each collector current Ic is sufficiently large.

【0026】 VBE=VT・ln(Ic /Is ) … 14 ここで、上記トランジスタ19のベース・エミッタ間電圧
VBE19は次式で与えられる。
VBE = VT.ln (Ic / Is) ... 14 Here, the base-emitter voltage VBE19 of the transistor 19 is given by the following equation.

【0027】 VBE19=VT・{2ln(I5 /Is )−ln(I4 /Is ) =VT・ln(I5 2 /Is ・I4 ) … 15 また、 VBE19=VT・ln(I7 /Is ) … 16 であるから、I4 、I5 、I7 の間には次式のような関
係が成立する。
[0027] VBE19 = VT · {2ln (I5 / Is) -ln (I4 / Is) = VT · ln (I5 2 / Is · I4) ... 15 Further, in VBE19 = VT · ln (I7 / Is) ... 16 Therefore, the following relationship is established between I4, I5, and I7.

【0028】 VT・ln(I7 /Is )=VT・ln(I5 2 /Is ・I4 ) … 17 従って、 I5 2 =I4 ・I7 … 18 となり、I7 は次式で与えられる。VTln (I7 / Is) = VTln (I5 2 /IsI4)...17 Therefore, I5 2 = I4I7 ... 18 and I7 is given by the following equation.

【0029】I7 =I5 2 /I4 … 19 すなわち、図3の実施例回路では、トランジスタ13、18
の各コレクタからは入力電流I1 を逆対数変換した出力
電流I4 、I6 が得られると共に、トランジスタ19のコ
レクタからは入力電流I1 の逆対数変換電流に反比例し
た出力電流I7が得られる。この場合にも、各出力電流
I4 、I6 、I7 にはトランジスタの逆方向飽和電流I
s が含まれなくなるため、トランジスタのバラツキによ
って変換特性が変動しなくなり、入力電流I1 =0付近
であってもI1 の値が大きい時と同じ関係を保つことが
でき、変換誤差を小さくすることができる。
[0029] I7 = I5 2 / I4 ... 19 i.e., in the embodiment circuit of Figure 3, transistors 13 and 18
Output currents I4 and I6 obtained by antilogarithmically converting the input current I1 are obtained from the collectors of the above, and an output current I7 inversely proportional to the antilogarithmic conversion current of the input current I1 is obtained from the collector of the transistor 19. Also in this case, the reverse saturation current I of the transistor is applied to each of the output currents I4, I6 and I7.
Since s is not included, the conversion characteristics do not fluctuate due to transistor variations, and the same relationship as when the value of I1 is large can be maintained even when the input current I1 = 0, and the conversion error can be reduced. it can.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明しようにこの発明によれば、素
子のバラツキによって変換特性が変動することなく、ま
た、入力信号が小さい領域でも出力信号に発生する誤差
を小さくすることができる信号変換回路を提供すること
ができる。
As described above, according to the present invention, the conversion characteristic does not fluctuate due to the variation of the element, and the error generated in the output signal can be reduced even in the region where the input signal is small. Can be provided.

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

【図1】第1の実施例に係る信号変換回路の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of a signal conversion circuit according to a first embodiment.

【図2】図1の実施例回路の特性をシミュレーションし
た結果を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a result of simulating the characteristics of the embodiment circuit of FIG.

【図3】第2の実施例に係る信号変換回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a signal conversion circuit according to a second embodiment.

【図4】従来の信号変換回路の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional signal conversion circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,13,14,15,16,18,19…npnトランジスタ、12
…演算増幅器、17…直列回路、I1 …入力電流源、I2
,I3 ,I5 …電流源、I4 ,I6 ,I7 …出力電
流、R1 ,R2 …抵抗。
11, 13, 14, 15, 16, 18, 19, ... Npn transistor, 12
… Operational amplifier, 17… Series circuit, I1… Input current source, I2
, I3, I5 ... Current source, I4, I6, I7 ... Output current, R1, R2 ... Resistance.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コレクタ・ベースが接続された第1のト
ランジスタと、上記第1のトランジスタのエミッタと基
準電位との間に接続された第1の抵抗と、上記第1のト
ランジスタのエミッタと上記第1の抵抗との接続点に入
力信号である第1の電流を供給する入力電流源と、上記
第1のトランジスタのコレクタ・ベース接続点に第2の
電流を供給する第1の電流源と、正及び負の入力端子と
出力端子を有し正の入力端子が上記第1のトランジスタ
のコレクタ・ベース接続点に接続された演算増幅器と、
ベースが上記演算増幅器の出力端子に接続されエミッタ
が上記基準電位に接続されコレクタから出力信号である
第3の電流を出力する第2のトランジスタと、一端が上
記第2のトランジスタのベースに接続され他端が上記演
算増幅器の負の入力端子に接続された第2の抵抗と、上
記第2の抵抗の他端と上記演算増幅器の負の入力端子と
の接続点に第4の電流を供給する第2の電流源とを具備
したことを特徴とする信号変換回路。
1. A first transistor having a collector-base connected, a first resistor connected between an emitter of the first transistor and a reference potential, an emitter of the first transistor, and the first resistor. An input current source that supplies a first current that is an input signal to a connection point with the first resistor, and a first current source that supplies a second current to a connection point between the collector and base of the first transistor. An operational amplifier having positive and negative input terminals and an output terminal, the positive input terminal being connected to the collector-base connection point of the first transistor,
A second transistor whose base is connected to the output terminal of the operational amplifier, whose emitter is connected to the reference potential, and which outputs a third current as an output signal from its collector, and one end of which is connected to the base of the second transistor. The second current is supplied to the second resistor whose other end is connected to the negative input terminal of the operational amplifier, and the connection point between the other end of the second resistor and the negative input terminal of the operational amplifier. A signal conversion circuit comprising a second current source.
【請求項2】 前記第1の電流源の第2の電流の値が前
記第2の電流源の第4の電流の値と等しくされている請
求項1に記載の信号変換回路。
2. The signal conversion circuit according to claim 1, wherein the value of the second current of the first current source is made equal to the value of the fourth current of the second current source.
【請求項3】 コレクタ・ベースが接続された第1のト
ランジスタと、上記第1のトランジスタのエミッタと基
準電位との間に接続された第1の抵抗と、上記第1のト
ランジスタのエミッタと上記第1の抵抗との接続点に入
力信号である第1の電流を供給する入力電流源と、上記
第1のトランジスタのコレクタ・ベース接続点に第2の
電流を供給する第1の電流源と、正及び負の入力端子と
出力端子を有し正の入力端子が上記第1のトランジスタ
のコレクタ・ベース接続点に接続された演算増幅器と、
ベースが上記演算増幅器の出力端子に接続されエミッタ
が上記基準電位に接続されコレクタから第1の出力信号
である第3の電流を出力する第2のトランジスタと、一
端が上記第2のトランジスタのベースに接続され他端が
上記演算増幅器の負の入力端子に接続された第2の抵抗
と、上記第2の抵抗の他端と上記演算増幅器の負の入力
端子との接続点に第4の電流を供給する第2の電流源
と、ベースが上記第2のトランジスタのベースに接続さ
れエミッタが上記基準電位に接続された第3のトランジ
スタと、エミッタが上記第3のトランジスタのコレクタ
に接続されコレクタから第2の出力信号である第5の電
流を出力する第4のトランジスタと、上記第4のトラン
ジスタのベースと上記基準電位との間にコレクタ・エミ
ッタ間が直列に挿入されコレクタ・ベースがそれぞれ短
絡された第5、第6のトランジスタからなる直列回路
と、上記直列回路に第6の電流を供給する第3の電流源
と、上記第3のトランジスタのコレクタにベースが接続
されエミッタが上記基準電位に接続されコレクタから第
3の出力信号である第7の電流を出力する第7のトラン
ジスタとを具備したことを特徴とする信号変換回路。
3. A first transistor having a collector-base connected, a first resistor connected between an emitter of the first transistor and a reference potential, an emitter of the first transistor, and the first resistor. An input current source that supplies a first current that is an input signal to a connection point with the first resistor, and a first current source that supplies a second current to a connection point between the collector and base of the first transistor. An operational amplifier having positive and negative input terminals and an output terminal, the positive input terminal being connected to the collector-base connection point of the first transistor,
A second transistor having a base connected to the output terminal of the operational amplifier, an emitter connected to the reference potential, and a collector outputting a third current, which is a first output signal, and one end of which is the base of the second transistor A second resistor connected to the negative input terminal of the operational amplifier and the other end of the second resistor connected to the negative input terminal of the operational amplifier, and a fourth current at a connection point between the other end of the second resistor and the negative input terminal of the operational amplifier. A second current source for supplying the current, a third transistor having a base connected to the base of the second transistor and an emitter connected to the reference potential, and an emitter connected to the collector of the third transistor. A fourth transistor that outputs a fifth current, which is a second output signal from, and a collector-emitter series connection between the base of the fourth transistor and the reference potential. A series circuit composed of fifth and sixth transistors whose collector and base are short-circuited, a third current source for supplying a sixth current to the series circuit, and a base for the collector of the third transistor. And a seventh transistor that is connected to the emitter and is connected to the reference potential and outputs a seventh current, which is a third output signal, from the collector.
【請求項4】 前記第1の電流源の第2の電流の値が前
記第2の電流源の第4の電流の値と等しくされている請
求項3に記載の信号変換回路。
4. The signal conversion circuit according to claim 3, wherein the value of the second current of the first current source is made equal to the value of the fourth current of the second current source.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8972474B2 (en) 2011-11-01 2015-03-03 Mitsubishi Electric Corporation Logarithmic/inverse-logarithmic conversion circuit

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