JPH0738341A - マルチプライヤ - Google Patents

マルチプライヤ

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JPH0738341A
JPH0738341A JP6031886A JP3188694A JPH0738341A JP H0738341 A JPH0738341 A JP H0738341A JP 6031886 A JP6031886 A JP 6031886A JP 3188694 A JP3188694 A JP 3188694A JP H0738341 A JPH0738341 A JP H0738341A
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
    • G06G7/16Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for multiplication or division
    • G06G7/163Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for multiplication or division using a variable impedance controlled by one of the input signals, variable amplification or transfer function

Abstract

(57)【要約】 【構成】 第1及び第2差動増幅器は、エミッタが共通
接続されている。第1差動増幅器の一方のトランジスタ
のベースは、第2差動増幅器の一方のトランジスタのベ
ースに接続され、第1及び第2差動増幅器のコレクタ組
は、互いに交差して同相接続される。ダイオード回路網
は、基準電位から並列に第1、第2及び第3電流路を与
え、第1及び第2電流路は、入力信号を受けるように接
続され、第3電流路は、定電流源、及び、第1及び第2
差動増幅器の他方のトランジスタのベースに接続され
る。 【効果】 エミッタ負帰還抵抗器なしで改善された直線
性が得られ、変化する過渡時間に適応するマルチプライ
ヤを提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はトランジスタ増幅器に関
し、変化する過渡時間を考慮したマルチプライヤに関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
基本的なマルチプライヤとして、特公昭54−3430
8号公報の図9に開示されている四現象増倍器(four−
quadrant multiplier)、及び特公昭50−26899
号公報に開示されている、エミッタが共通接続された増
幅回路ががある。特公昭50−26899号公報に開示
されている増幅回路は、2者択一的に利得積特性fT特
性を、すなわちエミッタが共通接続されたトランジスタ
増幅器の利得を2倍にする。
【0003】これらfTマルチプライヤは、ピン・ドラ
イバ出力段内に用いられることに関して、構成に1つの
限定があり、増幅器がその動作範囲の一端から他端に完
全にスイッチされる。増幅器は動作範囲の両端の非直線
領域にあるので、変化する過渡時間に適合することはで
きない。
【0004】従って、本発明の目的は、適度な直線性を
有し、最少時間から必要な長さまでのどんな過渡時間要
求にも適合することができるマルチプライヤ・トランジ
スタ増幅器を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明のマルチ
プライヤは、第1及び第2差動増幅器を有し、各々の差
動増幅器は、エミッタが共通接続されている。第1差動
増幅器の一方のトランジスタのベースは、第2差動増幅
器の一方のトランジスタのベースに接続され、第1及び
第2差動増幅器のコレクタ組は、互いに交差して同相接
続される。ダイオード回路網は、基準電位から並列に第
1、第2及び第3電流路を与え、第1及び第2電流路
は、入力信号を受けるように接続され、第3電流路は、
定電流源、及び、第1及び第2差動増幅器の他方のトラ
ンジスタのベースに接続される。従って、本発明のマル
チプライヤは、変化する過渡時間に適応できる。
【0006】
【実施例】図1は、本発明による直線性の良いマルチプ
ライヤの基本的回路図である。差動増幅器10は、2つ
のトランジスタ差動対12及び14を有する。トランジ
スタ差動対12及び14は、夫々、エミッタが共通接続
されたQ1及びQ2並びにQ3及びQ4を有する。トラ
ンジスタQ2及びQ3のベースは互いに接続される。差
動対12及び14のコレクタは、互いに交差して接続さ
れ、出力電流I01、I02を発生する。差動対12及び1
4の共通エミッタは、夫々バイアス電流IBOを供給する
電流源に接続される。ダイオード回路網16は、基準電
位Vrefからの3つの並列な電流路を有し、夫々の電流
路は、2つの直列ダイオードD1及びD4、D2及びD
5、並びにD3及びD6を有し、夫々の電流路に対する
電流源が入力電流IA1、IA2、IA3を夫々発生する。電
流IA2は、トランジスタQ1のベースに加えられ、電流
IA1は、トランジスタQ4のベースに加えられ、電流I
A3は、トランジスタQ2及びQ3のベースに加えられ
る。
【0007】マルチプライヤを記述する方程式は、図1
の回路より導かれ、次のループ方程式に始まる。 +VD4+VD1−VD2−VD5−Vbe3+Vbe4=0 (1) +VD5+VD2−VD3−VD6−Vbe1+Vbe2=0 (2) トランジスタについてのエバーズ・モル・モデル(Eb
ers−Moll model)について、順方向に能
動な場合を仮定すると、ダイオード及びトランジスタ電
流の項における、上記電圧を表すのに式(3)の関係が
用いられる。 VDx,bex=VT ln(IDx,bex/Isx) (3) 式(3)の関係を用いて式(1)及び(2)は、式
(4)及び(5)に示すようにまとめられる。 ((IA1**2)Ic4)/((IA3**2)Ic3)=1 (4) ((IA3**2)Ic2)/((IA2**2)Ic1)=1 (5) 但し、**は累乗を表す。式(4)及び(5)に次の式
(6)、(7)及び(8)を代入する。 IA1=II1+dI1 (6) IA2=II1−dI1 (7) IA3=II2 (8) 電流増幅率β及びアーリ(Early)電圧を無限大と
仮定し、I01−I02について解くと式(9)を得る。 I01−I02=(8 IBO II1(II2**2)dI1) /[(II2**4)+2(II2**2)((II1**2) +(dI1**2))+(((II1**2)−(dI1**2))**2)] (9) 式(9)の方程式についての計算は、dI1に関して線
形である。最も望まれる結果は、I01−I02が厳密にd
I1の線形関数になることである。しかし、出力差動対
12及び14における出力電流I01及びI02を完全にに
スイッチングするとき、全体で4%よりも良い直線性を
与えるように、dI1の最大値及びII1及びII2の値が
調整されてもよい。出力電流I01及びI02の不完全なス
イッチングにより、任意の精度の直線性が達成されても
よい。
【0008】図2は、実用的なトランスリニアFTマル
チプライヤ回路である。差動対12及び14のコレクタ
回路に直列に接続されるのが、夫々のベースがバイアス
電圧VCBにより共通バイアスされた出力バッファ・トラ
ンジスタQ5及びQ6並びにQ7及びQ8である。前置
駆動差動増幅器18は、トランジスタQ9及びQ10を
有し、それらのエミッタは抵抗器REを通して互いに接
続され、2つの抵抗器REの接続点は、定電流I1を供
給する定電流源I0Aに接続される。前置駆動差動増幅器
18は、ダイオード回路網16に2つの電流路を有す
る。すなわちコレクタ負荷として入力電流IA1及びIA2
を与えるダイオードD1及びD4並びにD3及びD6で
ある。差動入力信号電圧VIN及びVIPは、トランジスタ
Q9及びQ10のベースに加えられる。ダイオード回路
網16のダイオードD2及びD5の第3の電流路は、電
流I2を供給する別の定電流源IOBに接続される。
【0009】差動対12及び14へのバイアス電流IBO
は、トランジスタQ1、Q2の共通エミッタと電位VEE
との間に接続された電流源トランジスタQ11、トラン
ジスタQ3、Q4の共通エミッタと電位VEEとの間に接
続された電流源トランジスタQ12により、夫々供給さ
れる。電流源トランジスタQ11及びQ12は、それら
のベースが、電位VEEに対して電流源ISEGと直列に接
続された、ダイオード接続トランジスタQ13によりベ
ースをバイアスされる。バイアス電流源ISEG及びトラ
ンジスタQ13間の接続点は、電流源トランジスタQ1
1及びQ12のベースに接続される。差動トランジスタ
増幅器12及び14は、前置駆動増幅器18におけるダ
イオード回路網16からの低抵抗ダイオード負荷により
駆動され、差動増幅器の拡散キャパシタンスがさらに速
く充電及び放電され、その結果重要なのは、上述の「利
得帯域積が2倍の増幅回路」を越える速い過渡時間の出
力電流I01、I02になる。特定のバイポーラ製法が用い
られれば150ピコ秒の最少過渡時間が達成できる。
【0010】差動トランジスタ対のトランジスタQ1及
びQ2並びにQ3及びQ4のベース間に加わる電圧が夫
々0Vに、また両トランジスタ対のコレクタ電流が等し
くなるように、動作電流IA1、IA2及びIA3は、同一バ
イアス電流に設定される。電流IA1及びIA2が直線的及
び差動的に変化されるのにつれて、ダイオード対D1、
D4及びD3、D6は、差動トランジスタ対Q1及びQ
2のベース間、並びにQ3及びQ4のベース間に非直線
差動電圧を発生する。差動トランジスタ対12及び14
はコレクタが交差接続(cross−couplin
g)されているために、差動出力電流I01、I02を発生
する。ループ方程式によって示される上記差動出力電流
は、略入力電流の1次関数になる。前置駆動増幅器Q9
及びQ10は、入力電流IA1及びIA2を発生する適切な
方法を与え、共通ベース・トランジスタQ5からQ8
は、トランジスタQ1からQ4のコレクタ上の電圧の揺
れを減少することにより、トランジスタQ1からQ4の
ベースのミラー容量(Miller capacita
nce)を減少し、増幅器の速さを改善する。
【0011】本発明の増幅器は、差動トランジスタ対Q
1、Q2及びQ3、Q4にエミッタ負帰還抵抗器を用い
ることなく、改善された直線性が達成できるので、最小
化された必要電圧余裕(minimized volt
age headroomrequirement)を
与える。同様に差動トランジスタ対のベースの抵抗が低
いので、増幅器の速さが改善される。増幅器を完全にス
イッチするのに必要な入力電流振幅は、増幅器の電流利
得(I01−I02)/dI1がバイアス電流IB0に比例す
るために出力電流が変化しても、比較的一定であり、出
力電流はスイッチされる。
【0012】ピン駆動段として用いられたとき、トラン
ジスタQ1及びQ3がオンで電流IBOの全てが流れると
き、逆にトランジスタQ2及びQ4がオフになるように
増幅器は完全にスイッチされる。変化する過渡時間を維
持するのに、増幅器の伝達関数が、完全にスイッチされ
る状態間の増幅器動作範囲を通じて直線であることが重
要である。もし、入力信号振幅が、増幅器の直線範囲よ
りも少し大きく設定されれば、出力過渡時間は、どんな
過渡時間でも入力過渡時間に追従する。入力電流振幅が
注意深く設定されることがこの回路においては必要であ
り、所望の入力電流振幅を出力電流と無関係に持つこと
は非常に有用であり、これは、利得を設定するエミッタ
負帰還抵抗器が直線性改善のために用いられたときには
不可能である。
【0013】
【発明の効果】本発明により、エミッタ負帰還抵抗器な
しで入力信号振幅を出力電流と無関係にする改善された
直線性が得られ、変化する過渡時間に適応するマルチプ
ライヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマルチプライヤの基本回路図であ
る。
【図2】本発明によるマルチプライヤの実用的な回路図
である。
【符号の説明】
12 差動トランジスタ増幅器 14 差動トランジスタ増幅器 16 ダイオード回路網 18 差動前置駆動増幅器 IOB 電流源 ISEG 電流源 Q5 共通ベーストランジスタ Q6 共通ベーストランジスタ Q7 共通ベーストランジスタ Q8 共通ベーストランジスタ VIN 入力端子 VIP 入力端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 夫々エミッタが共通接続されたトランジ
    スタ対からなる第1及び第2差動トランジスタ増幅器を
    有し、該第1及び第2差動トランジスタ増幅器の各共通
    エミッタは、夫々第1定電流源に接続され、上記第1差
    動トランジスタ増幅器の一方のトランジスタのベース
    は、上記第2トランジスタ対の一方のトランジスタのベ
    ースに接続され、上記第1及び第2差動増幅器のコレク
    タは互いに交差して同相接続されると共に出力電流を供
    給するマルチプライヤにおいて、 一端が基準電位に接続され、各々がダイオードを含む第
    1、第2及び第3電流路を有し、該第3電流路の他端は
    第2定電流源に接続され、上記第1及び第2電流路の他
    端は、上記第1差動増幅器の他方のトランジスタのベー
    ス、及び上記第2差動トランジスタ増幅器の他方のトラ
    ンジスタのベースに夫々接続されると共に差動入力電流
    を受けるダイオード回路網とを具えることを特徴とする
    マルチプライヤ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のマルチプライヤにおい
    て、上記差動入力電流を受け、出力電流を上記第1及び
    第2電流路に供給する差動前置駆動回路を具えることを
    特徴とするマルチプライヤ。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のマルチプライヤにおい
    て、上記第1及び第2差動トランジスタ増幅器の各トラ
    ンジスタのコレクタに直列に接続され、該コレクタの電
    圧変化を少なくする共通ベース・トランジスタを具える
    ことを特徴とするマルチプライヤ。
JP6031886A 1993-02-08 1994-02-03 マルチプライヤ Expired - Lifetime JP2512385B2 (ja)

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US08/014,490 US5331289A (en) 1993-02-08 1993-02-08 Translinear fT multiplier
US014490 1993-02-08

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JP2512385B2 JP2512385B2 (ja) 1996-07-03

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JP2512385B2 (ja) 1996-07-03

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