JPH08222969A

JPH08222969A - 電圧電流変換回路

Info

Publication number: JPH08222969A
Application number: JP7025262A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kurihara; 信二栗原
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】入力信号と出力信号との線形性の良好な電圧電
流変換回路を提供する。【構成】差動接続された第１及び第２トランジスタ４及
び５と、該第１及び第２トランジスタ４及び５にそれぞ
れダーリントン接続される第３及び第４トランジスタ９
及び１１と、エミッタ及びベースが、該第３及び第４ト
ランジスタ９及び１１のエミッタ及びベースにそれぞれ
共通接続される第５及び第６トランジスタ１１及び１２
とから成り、前記第１及び第２トランジスタ４及び５の
ベースにそれぞれ第１及び第２入力電圧を印加し、該第
５及び第６トランジスタ１１及び１２のコレクタ端から
それぞれ第１及び第２出力電流を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＶＣＡ（電圧制御増幅
器）、ＶＣＯ（電圧制御発振器）、アクティブフィルタ
等に用いて好適な電圧電流変換回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＶＣＡ、ＶＣＯ、アクティブフ
ィルタにおいて、図２の如き、入力電圧を電流に変換す
る電圧電流変換回路が知られている。図２において、ト
ランジスタ（１）及び（２）のエミッタは抵抗（３）を
介して接続されると共に、トランジスタ（１）及び
（２）のエミッタにそれぞれ定電流源（４）及び（５）
が接続される。このような構成は、いわゆる差動回路で
あり、トランジスタ（１）及び（２）のベース電圧の差
に応じて、トランジスタ（１）及び（２）のコレクタ電
流の大きさが決定されるので、この差動回路の動作を利
用して、入力電圧を電流に変換することができる。そし
て、このような回路においては、例えば、トランジスタ
（２）のベース電圧をバイアス電圧のみとし、トランジ
スタ（１）のベースにバイアス電圧に重畳された第１入
力電圧を印加すれば、トランジスタ（１）のコレクタ端
に前記第１入力電圧に応じた出力電流を得ることができ
る。また、トランジスタ（１）及び（２）のベースに第
１及び第２入力電圧を印加すれば、前記第１及び第２入
力電圧に応じた出力電流をそれぞれ第１及び第２トラン
ジスタ（１）及び（２）のコレクタ端に得ることができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図２の電圧
電流変換回路において、トランジスタ（１）のコレクタ
電流をＩ1、トランジスタ（２）のコレクタ電流をＩ2、
及び抵抗（３）の抵抗値をＲ1とすると、その入力イン
ピーダンスＺｉｎは、

【０００４】

【数１】

【０００５】となる。但し、ｋはボルツマン係数、ｑは
電子の電荷量、Ｔは絶対温度、βｎはトランジスタの電
流増幅率である。そして、電圧電流変換回路のコンダク
タンスＧｍが、Ｇｍ＝（１／Ｚｉｎ）・（１／βｎ）と
なるので、式（１）より、

【０００６】

【数２】

【０００７】となる。しかしながら、前記コンダクタン
スＧｍは、式（２）より、トランジスタ（１）及び
（２）のコレクタ電流、即ち、電圧電流変換回路の出力
電流に応じて、変化することが明らかである。その為、
出力電流に応じたコンダクタンスＧｍの変化により、入
力電圧と出力電流との線形性が悪化するという問題があ
った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点に鑑み
成されたものであり、差動接続された第１及び第２トラ
ンジスタと、該第１及び第２トランジスタにそれぞれダ
ーリントン接続される第３及び第４トランジスタと、エ
ミッタ及びベースが、該第３及び第４トランジスタのエ
ミッタ及びベースにそれぞれ共通接続される第５及び第
６トランジスタとから成り、前記第１及び第２トランジ
スタのベースにそれぞれ第１及び第２入力電圧を印加
し、該第５及び第６トランジスタのコレクタ端からそれ
ぞれ第１及び第２出力電流を発生することを特徴とす
る。

【０００９】また、前記第１トランジスタのコレクタ及
び前記第３トランジスタのベースに接続される第１定電
流源と、前記第２トランジスタのコレクタ及び前記第４
トランジスタのベースに接続される第１定電流源とを備
えたことを特徴とする。さらに、前記第３乃至第６トラ
ンジスタの共通エミッタに第１電源ラインが接続され、
前記第５及び第６トランジスタの共通エミッタと第１電
源ラインとの間に可変電流源を接続し、前記第３及び第
４トランジスタの共通エミッタと第１電源ラインとの間
に少なくともトランジスタのベース−エミッタ間電圧以
上の電圧を発生する手段を接続したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に依れば、差動接続された第１及び第２
トランジスタに、さらに、第３及び第４トランジスタを
ダーリントン接続すれば、第１及び第２トランジスタの
入力インピーダンスを高くすることができる。そして、
ベース、エミッタが第３及び第４トランジスタのベー
ス、エミッタに共通接続された第５及び第６トランジス
タのコレクタに、出力電流となる第３及び第４トランジ
スタのコレクタ電流に比例した電流が得られる。また、
第１及び第２トランジスタのコレクタに定電流源を接続
することにより、入力信号に応じた第１及び第２トラン
ジスタの出力信号の変動が低下するので、入力インピー
ダンスが高いので、電流電圧変換回路のコンダクタンス
が出力電流により変化せず、入力電圧と出力電流の線形
性を向上させることができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図であり、
（４）及び（５）は差動接続された第１及び第２トラン
ジスタ、（６）は第１及び第２トランジスタ（４）及び
（５）のエミッタに接続された抵抗、（７）及び（８）
は第１及び第２トランジスタ（４）及び（５）のエミッ
タに接続された第１及び第２定電流源、（９）及び（１
０）は第１及び第２トランジスタ（４）及び（５）にそ
れぞれダーリントン接続された第３及び第４トランジス
タ、（１１）及び（１２）はベースとエミッタとが第３
及び第４トランジスタ（９）及び（１１）のベースとエ
ミッタとにそれぞれ共通接続される第５及び第６トラン
ジスタ、（１３）及び（１４）は第３及び第４トランジ
スタ（９）及び（１０）のベース端に接続された第３及
び第４定電流源である。

【００１２】図１において、第１及び第２トランジスタ
（４）及び（５）は差動接続されているので、第１トラ
ンジスタ（４）のコレクタ電流は第１及び第２トランジ
スタ（４）及び（５）のベース電圧の差に応じて発生す
る。第１トランジスタ（４）のコレクタ電流は、第３定
電流（１３）の出力電流と混合され、第３トランジスタ
（９）のベースに供給される。そして、第３トランジス
タ（９）のコレクタ端からベース電流のβ1倍した電流
が発生する。また、第１及び第２トランジスタ（４）及
び（５）のベース電圧の差に応じて発生する第２トラン
ジスタ（２）のコレクタ電流は、第４定電流源（１４）
の出力電流と混合された後、第４トランジスタ（１０）
のベースに供給される。そして、第４トランジスタ（１
０）のコレクタ端にベース電流をβ1倍した電流が発生
する。尚、β1は、ＰＮＰ型のトランジスタ（９）及び
（１０）の電流増幅率である。その為、第１及び第２定
電流源（７）及び（８）の定電流の大部分は、第３及び
第４トランジスタ（９）及び（１０）に流れ、第１及び
第２トランジスタ（４）及び（５）には微小電流が流れ
る。よって、また、第３定電流源（１３）の出力電流と
第１トランジスタ（４）のコレクタ電流との混合電流は
第５トランジスタ（１１）のベースに供給される。その
為、第５トランジスタ（１１）のコレクタに第３トラン
ジスタ（９）のコレクタ電流に比例した出力電流を得る
ことができる。そして、第４定電流源（１４）の出力電
流と第２トランジスタ（５）のコレクタ電流との混合電
流は第６トランジスタ（１２）のベースに供給される。
その為、第６トランジスタ（１２）のコレクタに第４ト
ランジスタ（１０）のコレクタ電流に比例した出力電流
を得ることができる。

【００１３】ところで、図１に回路の入力インピーダン
スＺｉｎは、第１及び第２トランジスタ（４）及び
（５）のコレクタ電流をそれぞれＩｃ1、Ｉｃ2、また、
第３及び第４定電流源（１３）及び（１４）の定電流を
Ｉｓ1、Ｉｓ2とすれば、

【００１４】

【数３】

【００１５】となる。但し、ｋはボルツマン係数、ｑは
電子の電荷量、Ｔは絶対温度、βｎはＮＰＮ型トランジ
スタの電流増幅率、βｐはＰＮＰ型トランジスタの電流
増幅率である。よって、電流電圧変換回路のコンダクタ
ンスＧｍは、Ｇｍ＝（１／Ｚｉｎ）・（１／βｎ）よ
り、

【００１６】

【数４】

【００１７】となる。式（４）において、第１及び第２
トランジスタ（４）及び（５）のコレクタ電流が第３及
び第４トランジスタ（９）及び（１０）の電流増幅率β
ｐにより低下する。そして、第３及び第４トランジスタ
（９）及び（１０）のベースに第３及び第４定電流源
（１３）及び（１４）が接続されているので、前記コン
ダクタンスＧｍは、第１及び第２トランジスタ（４）及
び（５）のコレクタ電流に応じて変動しなくなり、入力
電圧と出力電流の線形性を向上させることができる。

【００１８】図３は本発明の他の実施例を示す図であ
り、差動接続されるトランジスタをＰＮＰ型トランジス
タで構成した場合の実施例である。トランジスタ（１
５）及び（１６）のベースに入力電圧を印加し、トラン
ジスタ（１７）及び（１８）のコレクタ端に入力電圧を
変換した出力電流が発生する。さらに、図４も本発明の
他の実施例を示す図であり、図３の回路のトランジスタ
（１７）及び（１８）のエミッタに可変電流源（１９）
が接続されている。前記可変電流源（１９）の出力電流
を可変することにより、トランジスタ（１７）および
（１８）のコレクタ電流も可変できる。その為、可変電
流源（１９）を外部からの信号で調整するようにすれ
ば、ＶＣＡ等に応用することができる。尚、可変電流源
（１９）はトランジスタで構成されるので、ダイオード
を（２０）を図４の如く接続し、ダイオード（２０）に
よって前記トランジスタの動作電圧、即ち、前記トラン
ジスタのコレクタ−エミッタ間電圧を発生させている。

【００１９】

【発明の効果】以上述べた如く、差動接続されるトラン
ジスタをダーリントン接続して構成することにより、入
力インピーダンスを高くすることができるので、コンダ
クタンスは出力電流により変化しない。よって、入力信
号と出力信号との線形性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】従来例を示す回路図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す回路図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す回路図である。

【符号の説明】

４第１トランジスタ５第２トランジスタ７第１定電流源８第２定電流源９第３トランジスタ１０第４トランジスタ１１第５トランジスタ１２第６トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】差動接続された第１及び第２トランジスタ
と、該第１及び第２トランジスタにそれぞれダーリントン接
続される第３及び第４トランジスタと、エミッタ及びベースが、該第３及び第４トランジスタの
エミッタ及びベースにそれぞれ共通接続される第５及び
第６トランジスタとから成り、前記第１及び第２トランジスタのベースにそれぞれ第１
及び第２入力電圧を印加し、該第５及び第６トランジス
タのコレクタ端からそれぞれ第１及び第２出力電流を発
生することを特徴とする電圧電流変換回路。
【請求項２】前記第１トランジスタのコレクタ及び前記
第３トランジスタのベースに接続される第１定電流源
と、前記第２トランジスタのコレクタ及び前記第４トラ
ンジスタのベースに接続される第１定電流源とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の電圧電流変換回路。
【請求項３】前記第３乃至第４トランジスタの共通エミ
ッタに第１電源ラインが接続され、前記第５及び第６ト
ランジスタの共通エミッタと第１電源ラインとの間に可
変電流源を接続し、前記第３及び第４トランジスタの共
通エミッタと第１電源ラインとの間に少なくともトラン
ジスタのコレクタ−エミッタ間電圧以上の電圧を発生す
る手段を接続したことを特徴とする請求項１記載の電圧
電流変換回路。