JPH0750857B2 - 信号切替装置 - Google Patents

信号切替装置

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JPH0750857B2
JPH0750857B2 JP13955786A JP13955786A JPH0750857B2 JP H0750857 B2 JPH0750857 B2 JP H0750857B2 JP 13955786 A JP13955786 A JP 13955786A JP 13955786 A JP13955786 A JP 13955786A JP H0750857 B2 JPH0750857 B2 JP H0750857B2
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JP
Japan
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transistor
emitter
base
collector
transistors
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義之 山本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は2つ以上の入力信号から1つの信号を選択して
取り出すために用いられる信号切替装置に係り、特に、
切替過程において出力電位の過渡的な変動が小さい信号
切替装置に関するものである。
従来の技術 半導体集積回路において、例えば、2つの入力信号から
1つの信号を選択して取り出す場合には、エミッタとコ
レクタがそれぞれ共通に接続された2つのトランジスタ
の各々のベースにそれぞれ1つずる入力信号を供給し、
かつ一方もしくは両方のベース電位を切替えるような構
成とすることが多い。
従来のこの種の信号切替装置の一例を第3図に示す。第
3図において、1,2,3はそれぞれ第1,第2,第3の入力端
子、4は出力端子、5は電源供給端子である。6,7はエ
ミッタとコレクタがそれぞれ共通に接続されかつコレク
タ接続点が電源供給端子5に接続されたNPNトランジス
タであり、エミッタ接続点は出力端子4に接続される。
したがってトランジスタ6,7のうちベース電位の高い側
の入力信号が出力端子4に供給される。8はトランジス
タ6,7のエミッタ接続点に一方が接続され他方が接地さ
れた電流源、9はベースが第1の入力端子1に接続され
エミッタがトランジスタ6のベースに接続されコレクタ
が接地されたPNPトランジスタ、10はベースが第2の入
力端子2に接続されエミッタがトランジスタ7のベース
に接続されたコレクタが接地されたPNPトランジスタ、1
1,12はそれぞれ一端がトランジスタ9,10のエミッタに接
続され他端が電源供給端子5に接続された電流源であ
る。
31はベースが定電圧源32を介して接地されエミッタが電
流源33を介して接地されたコレクタがトランジスタ6の
コレクタに接続されたNPNトランジスタ、34はベースが
抵抗35を介して第3の入力端子3に接続されかつ抵抗36
を介して接地されエミッタがトランジスタ31のエミッタ
に接続されコレクタがトランジスタ7のベースに接続さ
れたNPNトランジスタである。
以上のように構成された従来の信号切替装置の動作につ
いて第4図を参照して説明する。
第4図は第3図の各部の電流あるいは電圧の時間に伴な
う変化を模式的に示した波形図である。
第3の入力端子3に充分な振幅の切替信号が印加されト
ランジスタ34のベース電位VB34が第4図(A)のように
変化する場合を考える。図中、VB31はトランジスタ31の
ベース電位、Dinはトランジスタ31,34とからなる差動増
幅器の入力ダイナミックレンジを示す。簡単のため、こ
の差動増幅器は入力ダイナミックレンジDinの両端で完
全にスイッチし、かつ入力ダイナミックレンジDin内に
おいてトランジスタ31,34のコレクタ電流は直線的に変
化すると仮定している。また全てのトランジスタの電流
増幅率は無限大とする。
このとき、トランジスタ31,34のエミッタ電流をそれぞ
れIE31,IE34とし電流源33の電流I33とすると、時間t0
らt1までとt8からt9までの期間はトランジスタ31がオン
し、トランジスタ34がオフしているので、IE31=I33,I
E34=0である。時間t1からt4までとt5からt8までの期
間はトランジスタ31,34とも能動領域にあるのでIE31+I
E34=I33である。時間t4からt5までの期間はトランジス
タ31がオフしトランジスタ34がオンしているので、IE31
=0,IE34=I33である。以上のようすを第4図(B)に
示す。
次にトランジスタ9,10のエミッタ電流をそれぞれIE9,I
E10とし、電流源11,12の電流をともに等しくかつ第4図
(B)に示すようなI0とすると、 IE9=I0−IC31,IE10=I0−IC34 であり、トランジスタ31,34が飽和領域でなければ、 IC31=IE31,IC34=IE34 である。したがって第4図(B)よりトランジスタ9が
能動領域にある、すなわちIE9>0となるのは、時間t2
からt7までの期間でありそのうちt4からt5までの期間は
IE9=I0となる。またトランジスタ10が能動領域にある
すなわちIE10>0となるのは、時間t0からt3までとt6
らt9までの期間でありそのうちt0からt1までとt8からt9
までの期間はIE10=I0となる。以上のようすを第4図
(C)に示す。
ここで、トランジスタ9,10が理想的に動作するすなわち
遮断領域と能動領域との切替わりが瞬時になされかつ能
動領域でのエース・エミッタ間電圧が不変であれば、全
期間にわたってトランジスタ9,10のいずれか一方または
両方ともが能動領域である。したがってトランジスタ9,
10のベース電位がともに等しく保たれていれば、出力端
子4の電位は全期間にわたって一定に保たれる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、トランジスタ9,10の動作が理想的ではな
く、例えばエミッタ電流がゼロから立ち上がるあるいは
ゼロになる時点から前後Δtだけの時間を切替わりに必
要とする場合、トランジスタ9,10のエミッタ電位すなわ
ちトランジスタ6,7のベース電位を模式的に示すと第4
図(D)のようになる。図中、VB6,VB7はそれぞれトラ
ンジスタ6,7のベース電位である。
VB6,VB7のうち電位の高い側が出力端子4に供給される
ので、出力端子4の電位V03は第4図(E)のようにな
る。すなわち、時間t2とt3の間とt6とt7の間で各々一度
ずつ電位の低下が生じる。この現象は、電流源33と電流
源11,12の電流差が大きいほど、時間t2とt3およびt6とt
7の期間が短かくなりあるいは逆転して、顕著に現われ
る。
このような信号切替回路を映像信号の切替えに用いた場
合、切替え時に発生する過渡的な電位低下によって同期
信号に余分なパルスが混入することになり、テレビジョ
ンの水平あるいは垂直同期が乱されるなどの問題があっ
た。
本発明は上記問題点に鑑み、切替過程における出力電位
の過渡的な変動の小さい信号切換装置を提供するもので
ある。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の信号切替装置は、
エミッタとコレクタがそれぞれ共通に接続されかつコレ
クタ接続点が一方の電源に接続された極性の同じ第1と
第2のトランジスタと、前記第1と第2のトランジスタ
のエミッタ接続点と他方の電源間に接続された第1の電
流源と、ベースは第1の入力端子に接続されエミッタは
前記第1のトランジスタのベースに接続されコレクタは
前記他方の電源に接続され、かつ前記第1のトランジス
タとは極性の異なる第3のトランジスタと、ベースは第
2の入力端子に接続されエミッタは前記第2のトランジ
スタのベースに接続され、かつ前記第1のトランジスタ
とは極性の異なる第4のトランジスタと、入力側は前記
第4のトランジスタのコレクタに接続され出力側は前記
第3のトランジスタのエミッタに接続され、かつ前記第
1のトランジスタと同一極性の第5のトランジスタを用
いた電流ミラー回路と、前記第3のトランジスタのエミ
ッタと前記一方の電源間に接続された第2の電流源と、
前記第4のトランジスタのエミッタと前記一方の電源間
に接続された第3の電流源と、前記第4のトランジスタ
のエミッタに接続され、かつ第3の入力端子に印加され
る信号によって前記第4のトランジスタを能動状態と遮
断状態に切替える切替手段を具備し、前記第1と第2の
トランジスタのエミッタ接続点から出力を取り出すよう
な構成としたものである。
作用 本発明は前述したような構成によって、エミッタとコレ
クタがそれぞれ共通に接続された極性の同じ2つのトラ
ンジスタのうち一方のトランジスタのベース電位が充分
に安定した後に相手側のベース電位を切替えるように動
作させるので、出力電位の過渡的な変動を極めて小さく
することができる。
実 施 例 以下、本発明による信号切替装置の一実施例について図
面を参照しながら説明する。
第1図は同実施例のブロック図を示すものであり、第3
図と同一部分については同一符号を付している。
第1図において、1,2,3はそれぞれ第1,第2,第3の入力
端子、4は出力端子、5は電源供給端子である。第1と
第2の入力端子1,2の直流電位は同一に保たれている。
6,7はエミッタとコレクタがそれぞれ共通に接続されか
つコレクタ接続点が電源供給端子5に接続されたNPNト
ランジスタであり、エミッタ接続点は出力端子4に接続
される。したがってトランジスタ6,7のうちベース電位
の高い側の入力信号が出力端子4に供給される。またト
ランジスタ6,7のエミッタ接続点は電流源8を介して接
地される。
9はベースが第1の入力端子1に接続されエミッタがト
ランジスタ6のベースに接続されコレクタが接地された
PNPトランジスタ、10はベースが第2の入力端子2に接
続され、エミッタがトランジスタ7のベースに接続され
たPNPトランジスタ、11,12はそれぞれ一端がトランジス
タ9,10のエミッタに接続され他端が電源供給端子5に接
続された電流源である。
13は入力側がトランジスタ10のコレクタに接続され出力
側がトランジスタ9のエミッタに接続された電流ミラー
回路で、ベースとコレクタが共にトランジスタ10のコレ
クタに接続され、エミッタが接地されたNPNトランジス
タ14と、ベースがトランジスタ14のベース・コレクタと
トランジスタ10のコレクタの接続点に接続され、エミッ
タが接地され、コレクタがトランジスタ9のエミッタに
接続されたNPNトランジスタ15によって構成されてい
る。さらに電流ミラー回路13のミラー係数は1よりも大
きく設定されている。
16は第3の入力端子3に印加される信号によってトラン
ジスタ10を能動状態と遮断状態に切替える切替手段で、
ベースとコレクタが共に抵抗17を介して第3の入力端子
3に接続されエミッタが接地されたNPNトランジスタ18
と、ベースがトランジスタ18のベースとコレクタの接続
点に接続されエミッタが接地されコレクタがトランジス
タ10のエミッタに接続されたNPNトランジスタ19によっ
て構成されている。さらにトランジスタ19のコレクタ電
流は電流源12の電流よりも大きく設定されている。
以上のように構成された本実施例の信号切替装置の動作
について第2図を参照して説明する。第2図は第1図の
各部の電流あるいは電圧の時間に伴なう変化を模式的に
示した図である。
第3の入力端子3に充分な振幅の切替信号が印加されト
ランジスタ19のエミッタ電流IE19が第2図(A)のよう
に変化する場合を考える。全てのトランジスタの電流増
幅率は無限大とする。
ここで、トランジスタ10のエミッタ電流と電流源12の電
流をそれぞれIE10,I0とすると、IE10=I0−IC19であ
り、トランジスタ19が飽和状態でなければIC19=IE19
あるから、IE10は第2図(A)に示すように変化する。
すなわちトランジスタ10は時間t20からt23までとt24
らt27までの期間能動状態にあり、時間t23からt24まで
の期間遮断状態にある。
次にトランジスタ9,15のエミッタ電流をそれぞれIE9,I
E15とし、電流源11の電流をI0とすると、 IE15=M・IE13=M・IE10,IE9=I0−IC15 であり、トランジスタ15が飽和状態でなければIC15=I
E15であるから、IE15,IE9は第2図(B)に示すように
変化する。Mは電流ミラー回路13のミラー係数であり、
M>1に設定されている。すなわちトランジスタ9は時
間t22からt25までの期間能動状態にあり、時間t20からt
22までとt25からt27までの期間遮断状態にある。
したがって、t22からt23までとt24からt25までの期間は
トランジスタ9,10がともに能動状態にあるので、トラン
ジスタ9,10が理想的に動作するすなわち遮断状態と能動
状態の切替わりが瞬時になされかつ能動状態でのベース
・エミッタ間電圧が不変であれば、出力端子4の電位は
全期間にわたって一定である。
次に、トランジスタ9,10の動作が理想的ではなく、例え
ばエミッタ電流がゼロから立ち上がりあるいはゼロにな
る時点から前後Δtだけの時間を切替わりに必要とする
場合、トランジスタ9,10のエミッタ電位すなわちトラン
ジスタ6,7のベース電位VB6,VB7を模式的に示すと第2図
(C)のようになる。VB6,VB7のうち電位の高い側が出
力端子4に供給されるので、出力端子4の電位V01は第
2図(D)に示すようになり、やはり全期間にわたって
一定である。
また、第2図(A),(B)からわかるように、IE10
ゼロになる時点(t23)とゼロから立ち上がる時点
(t24)において、IE9は最大値になっているすなわちト
ランジスタ9は充分に能動状態になっている。さらに構
成上時間t22とt23およびt24とt25の逆転はあり得ないの
で、切替え時に過渡的に電位変化は全く発生しない。
なお上記実施例においては、トランジスタ6,7としてNPN
型を用い、トランジスタ9,10としてPNP型を用いた場合
を説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、NPN型とPNP型を全て置き換えても同様の効果を得る
ことができる。また電流源8,11,12を抵抗に置き換えて
も同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに
上記実施例においては、トランジスタ15,19が一部の期
間に飽和状態となるが比較的高速な切替えが要求される
場合には、トランジスタ15,19のコレクタに各々電圧制
限回路を付加することによって飽和ほ防止すればよい。
発明の効果 以上のように本発明によれば、複雑な手段を用いること
なく、切替過程において出力電位の過渡的な変動が極め
て小さい信号切替装置を実現できるという優れた効果が
得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による信号切替装置の一実施例を示す回
路図、第2図はその動作を説明するための波形図、第3
図は従来の信号切替装置を示す回路図、第4図はその動
作を説明するための波形図である。 1,2,3……入力端子、4……出力端子、5……電源供給
端子、6,7……NPNトランジスタ、8,11,12……電流源、
9,10……PNPトランジスタ、13……電流ミラー回路、16
……切替手段、14,15,18,19……NPNトランジスタ、17…
…抵抗。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エミッタとコレクタがそれぞれ共通に接続
    され、かつコレクタ接続点が一方の電源に接続された極
    性の同じ第1と第2のトランジスタと、前記第1と第2
    のトランジスタのエミッタ接続点と他方の電源間に接続
    された第1の電流源と、ベースは第1の入力端子に接続
    されエミッタは前記第1のトランジスタのベースに接続
    されコレクタは前記他方の電源に接続され、かつ前記第
    1のトランジスタとは極性の異なる第3のトランジスタ
    と、ベースは第2の入力端子に接続されエミッタは前記
    第2のトランジスタのベースに接続され、かつ前記第1
    のトランジスタとは極性の異なる第4のトランジスタ
    と、入力側は前記第4のトランジスタのコレクタに接続
    され出力側は前記第3のトランジスタのエミッタに接続
    され、かつ前記第1のトランジスタと同一極性の第5の
    トランジスタを用いた電流ミラー回路と、前記第3のト
    ランジスタのエミッタと前記一方の電源間に接続された
    第2の電流源と、前記第4のトランジスタのエミッタと
    前記一方の電源間に接続された第3の電流源と、前記第
    4のトランジスタのエミッタに接続されかつ第3の入力
    端子に印加される信号によって前記第4のトランジスタ
    を能動状態と遮断状態に切替える切替手段とを具備し、
    前記第1と第2のトランジスタのエミッタ接続点から出
    力を取り出すように構成したことを特徴とする信号切替
    装置。
JP13955786A 1986-06-16 1986-06-16 信号切替装置 Expired - Lifetime JPH0750857B2 (ja)

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JPS62295511A JPS62295511A (ja) 1987-12-22
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