JPH0823784B2 - クランプ回路 - Google Patents

クランプ回路

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JPH0823784B2
JPH0823784B2 JP22658784A JP22658784A JPH0823784B2 JP H0823784 B2 JPH0823784 B2 JP H0823784B2 JP 22658784 A JP22658784 A JP 22658784A JP 22658784 A JP22658784 A JP 22658784A JP H0823784 B2 JPH0823784 B2 JP H0823784B2
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diode
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卓三 上村
隆裕 太田
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ロ−ム株式会社
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/22Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、クランプレベルの変動を抑制したクラン
プ回路に関する。
従来の技術 第3図は、従来のクランプ回路の一例を示し、このク
ランプ回路は、順方向に直列に接続されたダイオード
2、4と、逆方向に直列に接続されたダイオード6、8
との並列回路に抵抗10を接続し、抵抗10の各端子に入力
端子12、出力端子14を形成したものであり、ダイオード
4、8の接続点には一定の基準バイアス電圧源から基準
バイアス電圧VBが設定される。
このようなクランプ回路において、第4図のAに示す
入力信号VINが入力端子12に加えられると、出力端子14
には第4図のBに示すクランプ出力VOが出力され、この
クランプ出力VOにおいて、+VDはダイオード2、4で設
定されるクランプ電圧、−VDはダイオード6、8で設定
されるクランプ電圧である。
このようなクランプ回路では、ダイオード2、4、
6、8の接続数によって段階的にクランプ電圧が変更で
きる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この種のクランプ回路には、次のよう
な問題点がある。
(a) 入力信号電圧によりダイオードを流れる電流が
変わるために、入力信号電圧によってクランプ電圧レベ
ルが変動する。
(b) クランプ回路のドライブ能力がダイオードによ
って決定されるとともに、バイアス電圧源側にダイオー
ドを介して電流が流れ込むので、入力信号電圧によって
バイアス電圧が影響を受け易く、精度の高いクランプ出
力を得ようとすれば、そのための対策が必要である。
そこで、この発明は、入力信号電圧によるクランプ電
圧レベルの変動を抑制し、高精度のクランプ出力が得ら
れるクランプ回路を提供しようとするものである。
問題点を解決するための手段 この発明のクランプ回路は、第1図に例示するよう
に、電圧源(43)とクランプ電圧源(20)と第1のバッ
ファ回路(22)と第2のバッファ回路(24)とを備えた
クランプ回路であって、電圧源(43)は、一定の基準電
圧を発生し、クランプ電圧源(20)は、定電流源(28、
42)と第1のダイオード(30、32、34)と第2のダイオ
ード(36、38、40)と直列回路を有し、第1のダイオー
ド(30、32、34)と第2のダイオード(36、38、40)と
の中間接続点に電圧源によって基準電圧が加えられ、電
圧源(43)の基準電圧により第1のダイオード(30、3
2、34)による順方向降下電圧だけ高い正側クランプ電
圧を設定し、電圧源(43)の基準電圧により第2のダイ
オード(36、38、40)による順方向降下電圧だけ低い負
側クランプ電圧を設定し、第1のバッファ回路(22)は
全帰還増幅器(45)で構成され、この全帰還増幅器(4
5)は第1の差動増幅器(44)と第1のトランジスタ(4
8)とを有し、第1の差動増幅器(44)の出力部に第1
のトランジスタ(48)のベースが接続され、第1のトラ
ンジスタ(48)のエミッタに抵抗(54)を介して入力信
号が加えられ、第1の差動増幅器(44)は、第1の差動
増幅器(44)の逆相入力側に第1のトランジスタ(48)
のエミッタ側から取り出した出力を帰還させ、かつ、第
1の差動増幅器(44)の正相入力側に正側クランプ電圧
が加えられ、第2のバッファ回路(24)は全帰還増幅器
(47)で構成され、この全帰還増幅器(47)は第2の差
動増幅器(46)と第2のトランジスタ(50)とを有し、
第2の差動増幅器(46)の出力部に第2のトランジスタ
(50)のベースが接続され、第2のトランジスタ(50)
のエミッタに抵抗(54)を介して入力信号が加えられ、
第2の差動増幅器(46)は、第2の差動増幅器(46)の
逆相入力側に第2のトランジスタ(50)のエミッタ側か
ら取り出した出力を帰還させ、かつ、第2の差動増幅器
(46)の正相入力側に負側クランプ電圧が加えられ、第
1のトランジスタ(48)のエミッタ側から負振幅側のク
ランプ出力を取り出すとともに第2のトランジスタ(5
0)のエミッタ側から正振幅側のクランプ出力を取り出
すことを特徴とする。
作 用 したがって、この発明は、クランプ電圧源で安定した
クランプ電圧を形成し、このクランプ電圧をバッファ回
路を介して設定し、バッファ回路の出力部において入力
信号電圧のクランプ処理を行う。
実施例 以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明
する。
第1図はこの発明のクランプ回路の実施例を示してい
る。
第1図において、このクランプ回路は、クランプ電圧
源20で絶対値が等しく基準電圧VBに対して極性が異なる
正、負側のクランプ電圧+VD、−VDを形成し、これらク
ランプ電圧+VD、−VDを第1および第2のバッファ回路
22、24を介して出力して入力信号振幅レベルをクランプ
電圧に設定する。
クランプ電圧源20は、電源端子26が形成された正側電
位ラインと接地側電位ラインとの間に、定電流源28、第
1のダイオード30、32、34、第2のダイオード36、38、
40および定電流源42を直列に接続するとともに、ダイオ
ード34、36の接続点には、電圧源43によって一定の基準
電圧VBが設定されている。電源端子26と接地側ラインと
の間には電源が接続され、VCCはその電圧である。すな
わち、ダイオード30、32、34、36、38、40が半導体集積
回路の半導体素子で均一な特性に形成されるものとすれ
ば、これらダイオード30、32、34、36、38、40に定電流
源28、42で定電流を流すことにより、ダイオード30のア
ノード側、ダイオード40のカソード側には、正、負側の
クランプ電圧+VD、−VDが形成される。即ち、このクラ
ンプ電圧源20は、定電流源28、ダイオード30、32、34、
36、38、40および定電流源42の直列回路であり、ダイオ
ード30、32、34、36、38、40には、定電流源28、42の定
電流が流れてそれぞれに定電流による順方向電圧降下VF
が生じる。そして、ダイオード34、36の中間点には基準
電圧VBが設定されているから、ダイオード30のアノード
側には基準電圧VBを基準にして正側のクランプ電圧+VD
(=VB+3VF)、ダイオード40のカソード側には基準電
圧VBを基準にして正側のクランプ電圧−VD(=VB−3
VF)が形成される。
バッファ回路22の第1の差動増幅器44の正相入力側、
即ち、非反転入力端子(+)には、正側のクランプ電圧
+VDが加えられ、また、バッファ回路24の第2の差動増
幅器46の正相入力側、即ちの非反転入力端子(+)に
は、負側のクランプ電圧−VDが加えられ、各差動増幅器
44、46の出力は、第1および第2のトランジスタ48、50
のベースに加えられている。各トランジスタ48、50は、
正側電位ラインと接地側電位ラインとの間に直列に接続
され、トランジスタ48、50のエミッタに発生する電位
は、差動増幅器44、46の逆相入力、即ち、反転入力端子
(−)に帰還されている。即ち、第1の差動増幅器44及
び第1のトランジスタ48で全帰還増幅器45、第2の差動
増幅器46及び第2のトランジスタ50で全帰還増幅器47が
構成されている。
そして、トランジスタ48、50のエミッタには、出力端
子52が形成されているとともに、抵抗54を介して入力端
子56が形成されている。
以上の構成に基づき、その動作を説明する。
定電流源28、42からダイオード30、32、34、36、38、
40に定電流が流れると、ダイオード34のカソード側に設
定された基準電圧VBを中心にして正側および負側のクラ
ンプ電圧+VD、−VDがダイオード30のアノード側、ダイ
オード40のカソード側に発生し、これらのクランプ電圧
+VD、−VDが差動増幅器44、46の非反転入力端子(+)
に加えられる。
差動増幅器44、46の反転入力端子(−)には、トラン
ジスタ48、50のエミッタに発生する電位が帰還されてい
るので、差動増幅器44とトランジスタ48、差動増幅器46
とトランジスタ50の関係から、トランジスタ48、50のエ
ミッタとの接続点には、差動増幅器44、46の非反転入力
端子(+)に設定されたクランプ電圧+VD、−VDがその
まま発生する。
そこで、第4図のAに示す入力電圧VINが入力端子56
に加えられると、出力端子52には第4図のBに示すクラ
ンプ出力VOが発生する。すなわち、クランプ出力VOは、
その上限レベルが正側のクランプ電圧+VD、その下限レ
ベルが負側のクランプ電圧−VDに設定されている。
このような回路では、クランプ電圧源20によって安定
したクランプ電圧+VD、−VDが形成できるとともに、バ
ッファ回路22、24が設置されているので、入力端子56に
加えられる入力電圧VINからクランプ電圧源20に対する
電気的な影響が回避され、安定したクランプ電圧+VD
−VDが得られ、精度の高いクランプ出力VOが得られる。
この場合、バイアス用の電圧源43に対する入力電圧VIN
の影響も回避できるから、安定したクランプ電圧レベル
が維持できる。
また、バッファ回路22、24の差動増幅器44、46のドラ
イブ能力は、出力端子52に接続される負荷に応じて任意
に設定でき、負荷が軽い場合には、消費電流を抑制でき
る。この場合、トランジスタ48、50の面積を加減して電
流容量を変え、負荷に流す電流を設定する。このような
調整を加えても、安定したクランプ出力VOが得られる。
第2図はこの発明のクランプ回路の具体的な回路構成
例を示し、第1図に示すクランプ回路と同一部分には同
一符号を付してある。
第2図において、クランプ電圧源20には、ダイオード
30、32、34、36、38、40に対して定電流源58およびトラ
ンジスタ60、62、64、66、68が設置され、トランジスタ
60とトランジスタ62、64、トランジスタ66とトランジス
タ68は、それぞれ電流ミラー回路を構成している。すな
わち、定電流源58が発生した定電流は、トランジスタ60
とトランジスタ64のカレントミラー効果によってトラン
ジスタ66に流れ、さらに、トランジスタ66とトランジス
タ68のカレントミラー効果によってダイオード30のアノ
ード側に流れ込む。また、定電流源58に流れる定電流
は、カレントミラー効果によってトランジスタ62に流
れ、トランジスタ62はダイオード40から定電流を引き込
む。したがって、この実施例では、第1図中の定電流源
28、42は、共通の定電流源58で構成されている。
電圧源43は、抵抗70、72の分圧回路に対してコンデン
サ74を付加したものである。
バッファ回路22の差動増幅器44は、エミッタを共通に
した一対のトランジスタ76、78からなる差動増幅器に電
流ミラー回路を構成するトランジスタ80、82からなる負
荷を接続するとともに、トランジスタ66と電流ミラー回
路を構成するトランジスタ84を付加したもので、その動
作電流が定電流源58から加えられている。そして、トラ
ンジスタ76のベースには、正側のクランプ電圧+VDが加
えられ、トランジスタ78には、トランジスタ48、50のエ
ミッタから出力点電位が帰還され、出力はトランジスタ
78、82のコレクタから取り出され、トランジスタ48のベ
ースに加えられている。
また、バッファ回路24の差動増幅器46は、エミッタを
共通にした一対のトランジスタ86、88に対して、電流ミ
ラー回路を構成するトランジスタ90、92からなる負荷を
接続するとともに、トランジスタ60と電流ミラー回路を
構成するトランジスタ94を付加したもので、その動作電
流が定電流源58から加えられている。そして、トランジ
スタ86のベースには、負側のクランプ電圧−VDが加えら
れ、トランジスタ88には、トランジスタ48、50のエミッ
タから出力点電位が帰還され、出力はトランジスタ88、
92のコレクタから取り出され、トランジスタ50のベース
に加えられている。
このような構成によれば、前記実施例で説明したよう
に、安定したクランプ電圧が設定でき、精度の高いクラ
ンプ出力が得られるとともに、動作の安定化を図ること
ができる。
また、出力端子52に接続される負荷のインピーダンス
が低い場合、一定のクランプ電圧に固定するには、多く
の電流を流す必要があるが、このような場合、トランジ
スタ84、94に電流を多く流し、トランジスタ48、50の面
積を大きくして電流容量を増大させる。換言すれば、負
荷の大きさによりバッファ回路22、24の差動増幅器44、
46のドライブ能力を調整しても安定したクランプ動作が
得られるとともに、負荷が軽い場合ではドライブ能力を
少なくして消費電流を低減することができる。
発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、入力電圧に
よるクランプ電圧レベルの変動を抑制できるとともに、
クランプ電圧源のバイアス源に対する影響を回避でき、
精度の高いクランプ出力が得られるとともに、クランプ
動作の安定化を図ることができ、また、負荷に応じたド
ライブ能力を任意に設定できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のクランプ回路の実施例を示す回路
図、第2図はその具体的な回路構成例を示す回路図、第
3図は従来のクランプ回路を示す回路図、第4図はその
動作波形を示す説明図である。 20……クランプ電圧源 22……第1のバッファ回路 24……第2のバッファ回路 28、42……定電流源 30、32、34……第1のダイオード 36、38、40……第2のダイオード 43……電圧源 44……第1の差動増幅器 45……全帰還増幅器 46……第2の差動増幅器 47……全帰還増幅器 48……第1のトランジスタ 50……第2のトランジスタ 54……抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電圧源(43)とクランプ電圧源(20)と第
    1のバッファ回路(22)と第2のバッファ回路(24)と
    を備えたクランプ回路であって、 電圧源(43)は、一定の基準電圧を発生し、 クランプ電圧源(20)は、定電流源(28、42)と第1の
    ダイオード(30、32、34)と第2のダイオード(36、3
    8、40)と直列回路を有し、第1のダイオード(30、3
    2、34)と第2のダイオード(36、38、40)との中間接
    続点に電圧源によって基準電圧が加えられ、電圧源(4
    3)の基準電圧により第1のダイオード(30、32、34)
    による順方向降下電圧だけ高い正側クランプ電圧を設定
    し、電圧源(43)の基準電圧により第2のダイオード
    (36、38、40)による順方向降下電圧だけ低い負側クラ
    ンプ電圧を設定し、 第1のバッファ回路(22)は全帰還増幅器(45)で構成
    され、この全帰還増幅器(45)は第1の差動増幅器(4
    4)と第1のトランジスタ(48)とを有し、第1の差動
    増幅器(44)の出力部に第1のトランジスタ(48)のベ
    ースが接続され、第1のトランジスタ(48)のエミッタ
    に抵抗(54)を介して入力信号が加えられ、第1の差動
    増幅器(44)は、第1の差動増幅器(44)の逆相入力側
    に第1のトランジスタ(48)のエミッタ側から取り出し
    た出力を帰還させ、かつ、第1の差動増幅器(44)の正
    相入力側に正側クランプ電圧が加えられ、 第2のバッファ回路(24)は全帰還増幅器(47)で構成
    され、この全帰還増幅器(47)は第2の差動増幅器(4
    6)と第2のトランジスタ(50)とを有し、第2の差動
    増幅器(46)の出力部に第2のトランジスタ(50)のベ
    ースが接続され、第2のトランジスタ(50)のエミッタ
    に抵抗(54)を介して入力信号が加えられ、第2の差動
    増幅器(46)は、第2の差動増幅器(46)の逆相入力側
    に第2のトランジスタ(50)のエミッタ側から取り出し
    た出力を帰還させ、かつ、第2の差動増幅器(46)の正
    相入力側に負側クランプ電圧が加えられ、 第1のトランジスタ(48)のエミッタ側から負振幅側の
    クランプ出力を取り出すとともに第2のトランジスタ
    (50)のエミッタ側から正振幅側のクランプ出力を取り
    出すことを特徴とするクランプ回路。
JP22658784A 1984-10-27 1984-10-27 クランプ回路 Expired - Lifetime JPH0823784B2 (ja)

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