JPH1069515A - Translinear multiplier - Google Patents

Translinear multiplier

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JPH1069515A
JPH1069515A JP9110411A JP11041197A JPH1069515A JP H1069515 A JPH1069515 A JP H1069515A JP 9110411 A JP9110411 A JP 9110411A JP 11041197 A JP11041197 A JP 11041197A JP H1069515 A JPH1069515 A JP H1069515A
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multiplier
differential
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Katsuharu Kimura
克治 木村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a perfect four-quadrant multiplier to be linearly operated corresponding to two input voltages by providing a multiplier core circuit which is composed of a nonuple tail cell with the output of a linear gain cell group as an input and outputs the multiplied value of two signals. SOLUTION: Concerning the respective differential outputs of two voltage/ current converting circuits 101 and 102 to which a 1st input signal voltage Vx and a 2nd input signal voltage Vy are respectively inputted, two stages of diodes 104 and 105 and diodes 106 and 107 are defined as loads, and differential voltages 2ΔVx and 2ΔVy are respectively outputted between the terminals of these diodes. These differential voltages 2 Vx and 2 Vy are passed through differential amplifiers 108 and 109 of a gain '1', and the desired sum voltage or difference voltage of differential voltages 2ΔVx and 2ΔVy is outputted by plural linear gain cell groups 103 defined as differential inputs, and supplied as the respective base voltages of nine transistors at the bipolar nonuple tail cells consisting of the multiplier core circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、2つのアナログ信
号を乗算するマルチプライヤに関し、特にバイポーラ半
導体集積回路上に構成して好適な線形化された4象限マ
ルチプライヤに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiplier for multiplying two analog signals, and more particularly to a linearized four-quadrant multiplier suitable for being constructed on a bipolar semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】マルチプライヤの従来技術としては例え
ば文献(1)「B. Gilbert,“A Precise Four-Quadr
ant Analog Multiplier with Subnanosecond resp
onse”, IEEE J. Solid-State Circuits, vol.SC-
3, no.4, pp.353-365, Dec.1968.」等の記載が参照
される。
2. Description of the Related Art As a prior art of a multiplier, for example, reference (1) "B. Gilbert," A Precise Four-Quadr "
ant Analog Multiplier with Subnanosecond resp
onse ”, IEEE J. Solid-State Circuits, vol.SC-
3, no. 4, pp. 353-365, Dec. 1968. "

【0003】この種の線形動作を行う完全なバイポーラ
・マルチプライヤは未だ実現されていないというのが現
状である。また、この種のそれなりに線形化されたバイ
ポーラ・マルチプライヤは、1968年に発表されてお
り、ギルバートマルチプライヤ(Gilbert multiplie
r)として良く知られている。ただし、電圧−電流(V
−I)変換回路が完全に線形動作すれば、交叉接続型バ
イポーラ差動対を用いたギルバートマルチプライヤ型の
マルチプライヤでも、線形動作する完全な4象限マルチ
プライヤが得られることは周知である。
At present, a complete bipolar multiplier performing this type of linear operation has not yet been realized. A somewhat linearized bipolar multiplier of this kind was introduced in 1968, and Gilbert multiplier (Gilbert multiplier)
well known as r). However, voltage-current (V
-I) It is well known that if the conversion circuit operates completely linearly, a complete 4-quadrant multiplier that operates linearly can be obtained even with a Gilbert multiplier using a cross-coupled bipolar differential pair.

【0004】トランジスタのコレクタ電流Iciとベース
−エミッタ間電圧VBEiの関係は、指数則に従うものと
すれば、次式(1)で示される。
The relationship between the collector current I ci of the transistor and the base-emitter voltage V BEi is represented by the following equation (1), assuming that it follows an exponential law.

【0005】[0005]

【数1】 (Equation 1)

【0006】ここで、Isは飽和電流、VTは熱電圧であ
り、VT=kT/qと表される。ただし、qは単位電子
電荷、kはボルツマン定数、Tは絶対温度である。
[0006] Here, I s is the saturation current, V T is the thermal voltage, denoted as V T = kT / q. Here, q is a unit electron charge, k is a Boltzmann constant, and T is an absolute temperature.

【0007】上式(1)は、ベース−エミッタ間電圧V
BEiが600mV前後のトランジスタが通常動作時には
指数部exp(VBEi/VT)は10乗程度の値になり、
−1は無視できる。したがって、次式(2)が成り立
つ。
The above equation (1) represents the base-emitter voltage V
When a transistor having a BEi of about 600 mV normally operates, the exponent exp (V BEi / V T ) becomes a value of about 10 power,
-1 can be ignored. Therefore, the following equation (2) holds.

【0008】[0008]

【数2】 (Equation 2)

【0009】先ず、図9に示す逆双曲正接−双曲正接変
換回路の動作について説明する。図9を参照して、第
1、第2の入力電圧Vx、Vyを入力し、電流出力する電
圧−電流(V−I)変換回路61、62と、V−I変換
回路62の第1の電流出力端子にエミッタを共通接続し
た第1の差動対トランジスタQ1、Q2と、V−I変換
回路62の第2の電流出力端子にエミッタを共通接続し
た第2の差動対トランジスタQ3、Q4と、V−I変換
回路61の第1、第2の電流出力端子にそれぞれエミッ
タを接続し、ダイオード接続されたトランジスタQ5、
Q6と、を備え、トランジスタQ1とQ3のコレクタ、
トランジスタQ2とQ4のコレクタとが互いに交叉接続
され、トランジスタQ5、Q6のエミッタ出力が第1、
第2の差動対トランジスタのベースに差動入力され、ト
ランジスタQ1、Q4のコレクタから差動電流が取り出
される。線形動作する電圧−電流(V−I)変換回路6
1、62を「リニアゲインセル」と呼ぶ。
First, the operation of the inverse hyperbolic tangent-hyperbolic tangent conversion circuit shown in FIG. 9 will be described. Referring to FIG. 9, voltage-current (VI) conversion circuits 61 and 62 that receive first and second input voltages V x and V y and output currents, and a VI-VI conversion circuit 62 A first differential pair transistor Q1 and Q2 having an emitter commonly connected to one current output terminal and a second differential pair transistor Q3 having an emitter commonly connected to a second current output terminal of the VI conversion circuit 62. , Q4, and the first and second current output terminals of the VI conversion circuit 61, the emitters of which are connected to each other.
Q6, the collectors of transistors Q1 and Q3,
The collectors of the transistors Q2 and Q4 are cross-connected to each other, and the emitter outputs of the transistors Q5 and Q6 are first,
A differential input is applied to the base of the second differential pair transistor, and a differential current is extracted from the collectors of the transistors Q1 and Q4. Voltage-current (VI) conversion circuit 6 that operates linearly
1 and 62 are called “linear gain cells”.

【0010】リニアゲインセル61の差動出力電流
x +、Ix -でダイオード接続されたトランジスタQ5、
Q6を駆動すると、次式(3)、(4)が成立する。但
し、VBE5、VBE6はトランジスタQ5、Q6のベース・
エミッタ間電圧、Gxはリニアゲインセルのコンダクタ
ンスの1/2である(ΔI=Ix +−Ix -=2Gxx)。
[0010] Linear differential output current of the gain cell 61 I x +, I x - diode connected to the transistors Q5,
When Q6 is driven, the following equations (3) and (4) hold. However, V BE5 and V BE6 are the bases of the transistors Q5 and Q6.
Emitter voltage, the G x is 1/2 of the conductance of a linear gain cells (ΔI = I x + -I x - = 2G x V x).

【0011】 Ix +=IOx+Gxx=Isexp(VBE5/VT) …(3) Ix -=IOx−Gxx=Isexp(VBE6/VT) …(4)[0011] I x + = I Ox + G x V x = I s exp (V BE5 / V T) ... (3) I x - = I Ox -G x V x = I s exp (V BE6 / V T) …(Four)

【0012】したがって、ダイオード接続されたトラン
ジスタQ5、Q6の出力電圧ΔVxは次式(5)で与え
られる。
Therefore, the output voltage ΔV x of the diode-connected transistors Q5 and Q6 is given by the following equation (5).

【0013】[0013]

【数3】 (Equation 3)

【0014】バイポーラトランジスタ差動対の差動出力
電流は双曲正接関数となり、交叉接続型バイポーラ差動
対Q1、Q2及びQ3、Q4の差動出力電流ΔIは次式
(6)のように導かれる。
The differential output current of the bipolar transistor differential pair becomes a hyperbolic tangent function, and the differential output current ΔI of the cross-coupled bipolar differential pair Q1, Q2 and Q3, Q4 is derived by the following equation (6). I will

【0015】[0015]

【数4】 (Equation 4)

【0016】ただし、However,

【0017】[0017]

【数5】 (Equation 5)

【0018】である。## EQU1 ##

【0019】したがって、線形動作するV−I変換回路
61の出力電流をpn接合を用いて電圧変換すれば逆双
曲正接回路となり、双曲正接回路である交叉接続型バイ
ポーラ差動対Q1、Q2、及びQ3、Q4の差動入力電
圧とすることにより、交叉接続型バイポーラ差動対の入
力信号電圧についても線形動作を実現できる。
Therefore, if the output current of the VI conversion circuit 61 operating linearly is converted into a voltage by using a pn junction, an inverse hyperbolic tangent circuit is formed, and the cross-connected bipolar differential pair Q1, Q2, which is a hyperbolic tangent circuit, is formed. , And Q3 and Q4, a linear operation can be realized also with respect to the input signal voltage of the cross-connecting bipolar differential pair.

【0020】同様にして、交叉接続バイポーラ差動対Q
1、Q2、及びQ3、Q4を駆動する差動出力電流(I
0y±Gyy)についても逆双曲正接−双曲正接変換する
ことで線形動作させることができる。
Similarly, a cross-connected bipolar differential pair Q
1, Q2, and the differential output current (I
0y ± G y V y) inverse hyperbolic tangent also - can be linear operation by converting hyperbolic tangent.

【0021】[0021]

【数6】 (Equation 6)

【0022】ただし、However,

【0023】[0023]

【数7】 (Equation 7)

【0024】である。## EQU1 ##

【0025】したがって、次式(12)の関係が得られ
ることになり、線形動作する完全な4象限マルチプライ
ヤが得られる。
Therefore, the following equation (12) is obtained, and a complete four-quadrant multiplier that operates linearly is obtained.

【0026】[0026]

【数8】 (Equation 8)

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】アナログ信号処理にお
いては、マルチプライヤは欠くことのできないファンク
ション・ブロックである。特に、2つの入力電圧に対し
て線形動作する完全な4象限マルチプライヤの必要性が
高まってきている。
In analog signal processing, a multiplier is an indispensable function block. In particular, there is a growing need for a complete four quadrant multiplier that operates linearly with two input voltages.

【0028】従来のギルバートマルチプライヤは、電圧
−電流(V−I)変換回路が完全に線形動作しないため
に、完全な逆双曲正接−双曲正接変換が実現できない。
このため、従来のギルバートマルチプライヤでは、2つ
の入力電圧に対して線形動作する完全な4象限マルチプ
ライヤとはならなかった。
The conventional Gilbert multiplier cannot realize a complete inverse hyperbolic tangent-hyperbolic tangent conversion because the voltage-current (VI) conversion circuit does not operate completely linearly.
For this reason, the conventional Gilbert multiplier has not been a complete four-quadrant multiplier that operates linearly with respect to two input voltages.

【0029】従って、本発明は、上記事情に鑑みて為さ
れたものであって、その目的は、アナログ信号処理にお
いてはとりわけ重要なマルチプライヤとして、2つの入
力電圧に対して線形動作する完全な4象限マルチプライ
ヤを提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a complete multiplier that operates linearly with respect to two input voltages as a multiplier particularly important in analog signal processing. It is to provide a four quadrant multiplier.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のトランスリニア・マルチプライヤは、第
1、第2の入力信号を受けそれぞれの電圧に応じた差動
電流を出力する第1、第2の電圧−電流変換回路と、前
記第1、第2の電圧−電流変換回路のそれぞれの差動出
力電流を電圧変換するpn接合素子と、前記第1、第2
の電圧−電流変換回路に接続された前記pn接合素子間
の電圧を差動入力電圧とし、これらの和または差電圧を
出力するリニアゲインセル群と、出力が互いに共通接続
され差動出力対を構成する2対のトランジスタを含み、
エミッタが共通接続されて共通の電流により駆動され、
前記リニアゲインセル群の出力を入力とするノニュプル
テールセルからなり、2信号の乗算値を出力するマルチ
プライヤ・コア回路と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a translinear multiplier according to the present invention has a first and a second input signals which output a differential current corresponding to respective voltages. , A second voltage-current conversion circuit, a pn junction element for converting the differential output current of each of the first and second voltage-current conversion circuits into a voltage, and the first and second voltage-current conversion circuits.
A voltage between the pn junction elements connected to the voltage-current conversion circuit is set as a differential input voltage, and a linear gain cell group that outputs a sum or a difference voltage thereof, and a differential output pair whose outputs are commonly connected to each other. Including two pairs of transistors that make up
The emitters are connected in common and driven by a common current,
A multiplier core circuit comprising a non-pull tail cell to which the output of the linear gain cell group is input, and which outputs a multiplication value of two signals.

【0031】本発明においては、線形動作する電圧−電
流(V−I)変換回路として、リニアゲインセルを用い
ることで、差動入力電圧を対数圧縮することができ、ま
た、これら2つの電圧を所望の和あるいは差電圧が得ら
れ、9つのトランジスタが共通のテール電流により駆動
されるノニュプルテールセルのベース電圧として供給さ
れる。そして、ノニュプルテールセルをマルチプライヤ
・コア回路として動作させることができ、したがって、
等価的に指数変換されて、線形動作する完全な4象限マ
ルチプライヤを実現できる。
In the present invention, the differential input voltage can be logarithmically compressed by using a linear gain cell as a voltage-current (VI) conversion circuit that operates linearly. The desired sum or difference voltage is obtained, and nine transistors are provided as the base voltage of a non-pull tail cell driven by a common tail current. And the non-pull tail cell can be operated as a multiplier core circuit, thus
It is possible to realize a complete four-quadrant multiplier that is equivalently exponentially converted and operates linearly.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0033】3個以上のトランジスタが1つの共通テー
ル電流で駆動される回路を「マルチテールセル」と呼
び、例えば9個のトランジスタの場合には「ノニュプル
テールセル」、14個のトランジスタの場合には「クァ
ドリデシマルテールセル」と呼ぶことにする。
A circuit in which three or more transistors are driven by one common tail current is called a "multi-tail cell". For example, in the case of nine transistors, a "non-pull tail cell" is used. In this case, it will be referred to as a "quadridecimal tail cell".

【0034】図1は、本発明の実施の形態に係るバイポ
ーラ・マルチプライヤ構成を示すブロック図である。な
お、図面作成の都合上、マルチプライヤ・コア回路は、
図1(B)、及び図2に示されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a bipolar multiplier according to an embodiment of the present invention. For the convenience of drawing, the multiplier core circuit is
This is shown in FIG. 1 (B) and FIG.

【0035】図1を参照して、第1の入力信号電圧(V
x)と第2の入力信号電圧(Vy)とがそれぞれ入力され
る2つの電圧−電流(V−I)変換回路101、102
のそれぞれの差動出力は、2段のダイオード104、1
05、及び106、107を負荷とし、これらのダイオ
ードの端子間にそれぞれ差電圧2ΔVx、2ΔVyを出力
する。
Referring to FIG. 1, a first input signal voltage (V
x ) and the second input signal voltage (V y ) are respectively input to two voltage-current (VI) conversion circuits 101 and 102.
Of the two-stage diode 104, 1
05, and 106 and 107 as a load, respectively difference between the terminals of these diodes voltage 2.DELTA.V x, outputs the 2.DELTA.V y.

【0036】この差電圧2ΔVx、2ΔVyを利得1の差
動増幅器108、109を介して差動入力とする複数個
のリニアゲインセル群103により、差電圧2ΔVx
2ΔVyの所望の和電圧あるいは差電圧を出力し、マル
チプライヤ・コア回路を構成するバイポーラ・ノニュプ
ルテールセルの9つのトランジスタのそれぞれのベース
電圧、あるいはバイポーラ・クァドリデシマルテールセ
ルの14個のトランジスタ(図2参照)のそれぞれのベ
ース電圧として供給される。
A plurality of linear gain cell groups 103 having the differential voltages 2ΔV x and 2ΔV y as differential inputs via differential amplifiers 108 and 109 having a gain of 1 provide a differential voltage 2ΔV x , 2ΔV x ,
Outputs a desired sum voltage or difference voltage of 2ΔV y , and outputs the base voltage of each of the nine transistors of the bipolar non-pull tail cell constituting the multiplier core circuit, or the fourteen bipolar quadridecimal tail cells. Are supplied as base voltages of respective transistors (see FIG. 2).

【0037】図10に、本発明の実施の形態に係るトラ
ンスリニア・マルチプライヤの全体の回路構成を示す。
なお、図10を参照して、第1の入力信号電圧(Vx
と第2の入力信号電圧(Vy)とがそれぞれ入力される
2つの電圧−電流(V−I)変換回路101、102の
それぞれの差動出力は、図10では2段のダイオード1
04、105、及び106、107を負荷とし、これら
のダイオードの端子間のそれぞれの差電圧は2つの電圧
−電流(V−I)変換回路110、111に入力され、
電圧−電流(V−I)変換回路110、111の差動電
流出力は電流アダー(カレントアダー)120に入力さ
れ、電流にて加減算され、負荷抵抗群122の接続点か
ら電圧出力されて後述するエミッタが共通接続されて定
電流源に接続されたマルチテールセル130に入力さ
れ、2つの信号の乗算値が取り出される構成とされてい
る。なお、図1(A)のバッファアンプ108、10
9、及びリニアゲインセル群とは、図10の回路構成に
おいて、電圧−電流(V−I)変換回路110、11
1、電流アダー120、負荷抵抗群122に対応してい
る。負荷抵抗群122の端子電圧は、マルチテールセル
130を構成する、バイポーラ・ノニュプルテールセル
の9つのトランジスタのそれぞれのベース電圧、あるい
はバイポーラ・クァドリデシマルテールセルの14個の
トランジスタ(図2参照)のベース電圧として供給され
る。なお、図10には、ダイオード104、105、及
び106、107は縦積み2段の構成が示されている
が、電流アダー120において電流の和をとる電流ミラ
ー回路のミラー比、負荷抵抗群122の抵抗値を適宜設
定することにより、ダイオードは一段としてもよい。
FIG. 10 shows the overall circuit configuration of the translinear multiplier according to the embodiment of the present invention.
Note that, with reference to FIG. 10, the first input signal voltage (V x )
In FIG. 10, the differential outputs of the two voltage-current (VI) conversion circuits 101 and 102 to which the second input signal voltage (V y ) and the second input signal voltage (V y ) are input, respectively,
04, 105, and 106 and 107 are loads, and the respective differential voltages between the terminals of these diodes are input to two voltage-current (VI) conversion circuits 110 and 111,
The differential current outputs of the voltage-current (VI) conversion circuits 110 and 111 are input to a current adder (current adder) 120, added and subtracted by the current, and output as a voltage from the connection point of the load resistance group 122, which will be described later. The emitters are connected in common to the multi-tail cell 130 connected to the constant current source, and the multiplied value of the two signals is extracted. Note that the buffer amplifiers 108, 10 in FIG.
9 and the linear gain cell group are the voltage-current (VI) conversion circuits 110 and 11 in the circuit configuration of FIG.
1, the current adder 120, and the load resistance group 122. The terminal voltage of the load resistor group 122 may be the base voltage of each of the nine transistors of the bipolar non-pull tail cell constituting the multi-tail cell 130, or the fourteen transistors of the bipolar quadri-decimal tail cell (FIG. 2). (See Reference). FIG. 10 shows a configuration in which the diodes 104 and 105 and 106 and 107 are vertically stacked in two stages. The mirror ratio of the current mirror circuit that sums the currents in the current adder 120 and the load resistance group 122 are shown. By appropriately setting the resistance value, the diode may be provided in one stage.

【0038】次に、ダイオードを負荷とする電圧−電流
(V−I)変換回路101、102の構成の一例を図3
に示す。
Next, an example of the configuration of the voltage-current (VI) conversion circuits 101 and 102 using diodes as loads is shown in FIG.
Shown in

【0039】図3を参照して、定電流駆動される2つの
トランジスタQ1、Q2のベース・エミッタ間電圧は、
駆動電流を等しくすると同じとなり、差動入力電圧Vx
がそのままエミッタ間抵抗Rxに印加される。したがっ
て、抵抗Rxが線形素子であるから、エミッタ間抵抗Rx
に流れる電流は差動入力電圧Vxに比例し、抵抗値に反
比例する。ただし、差動対を構成している2つのトラン
ジスタQ1、Q2は定電流駆動されていることから、そ
れぞれのトランジスタQ1、Q2のエミッタに接続され
たトランジスタQ3、Q4には、このエミッタ間抵抗R
xに流れる電流分だけ加減算された電流が流れる。この
ため、図3に示した電圧−電流(V−I)変換回路は線
形動作し、リニアゲインセルとして作用する。なお、図
3に示したダイオード負荷のV−I変換回路は、トラン
ジスタQ3、Q4のベース端子間電圧(2ΔVx)を取
り出し、図1に示した差動増幅器108に2ΔVx +とし
て供給される(V−I変換回路102についても同
様)。
Referring to FIG. 3, the base-emitter voltages of two transistors Q1 and Q2 driven by a constant current are as follows.
When the drive currents are equal, the same is obtained, and the differential input voltage V x
Is directly applied to the emitter-to-emitter resistance Rx . Therefore, since the resistance R x is a linear element, the resistance R x
Current flowing through is proportional to the differential input voltage V x, and inversely proportional to the resistance value. However, since the two transistors Q1 and Q2 forming the differential pair are driven at a constant current, the transistors Q3 and Q4 connected to the emitters of the respective transistors Q1 and Q2 have the emitter-to-emitter resistance R
The current added or subtracted by the current flowing in x flows. Therefore, the voltage-current (VI) conversion circuit shown in FIG. 3 operates linearly and acts as a linear gain cell. It should be noted that the diode-loaded VI conversion circuit shown in FIG. 3 extracts the voltage (2ΔV x ) between the base terminals of the transistors Q3 and Q4, and is supplied to the differential amplifier 108 shown in FIG. 1 as 2ΔV x +. (The same applies to the VI conversion circuit 102).

【0040】したがって、図3に示す回路において、電
流出力を取り出すために、エミッタフォロワ付きカレン
トミラー回路をトランジスタQ1、Q2のエミッタに付
加すれば電流出力のリニアゲインセルとなり、差動出力
を持つことから複数個のリニアゲインセルの電流出力を
ワイヤードで電流加算し、抵抗負荷とすれば、等価的
に、それぞれのリニアゲインセルへの入力電圧ΔVx
ΔVyの和電圧aΔVx+bΔVy、あるいは差電圧a′
ΔVx−b′ΔVyが、差動で得られる。
Therefore, in the circuit shown in FIG. 3, if a current mirror circuit with an emitter follower is added to the emitters of the transistors Q1 and Q2 in order to extract a current output, the current gain becomes a linear gain cell having a current output, and a differential output is obtained. If the current outputs of a plurality of linear gain cells are added to the current by wire, and a resistance load is applied, equivalently, the input voltage ΔV x to each linear gain cell,
The sum voltage of ΔV y aΔV x + bΔV y, or differential voltage a '
ΔV x −b′ΔV y is obtained differentially.

【0041】図1(B)に示したブロック図におけるマ
ルチプライヤ・コア回路はバイポーラ・ノニュプルテー
ルセルであることから、素子間の整合性が良いと仮定す
ると、テール電流IEEで駆動されるバイポーラ・ノニュ
プルテールセルの各々のコレクタ電流は次式(13)〜
(21)で与えられる。
Since the multiplier core circuit in the block diagram shown in FIG. 1B is a bipolar non-pull tail cell, it is driven by a tail current IEE , assuming good matching between elements. The collector current of each bipolar non-pulple tail cell is expressed by the following equation (13).
Given by (21).

【0042】[0042]

【数9】 (Equation 9)

【0043】ただし、VRは、入力信号の直流電圧、VE
は、共通エミッタ電圧である。
Where V R is the DC voltage of the input signal, V E
Is the common emitter voltage.

【0044】また、テール電流の条件より、次式(2
2)が成り立つ。
From the condition of the tail current, the following equation (2)
2) holds.

【0045】[0045]

【数10】 (Equation 10)

【0046】ただし、αFはトランジスタの直流電流増
幅率である。上式(13)から上式(22)を解くと、
次式(23)が求められる。
Where α F is the DC current gain of the transistor. By solving the above equation (22) from the above equation (13),
The following equation (23) is obtained.

【0047】[0047]

【数11】 [Equation 11]

【0048】図1(B)を参照して、バイポーラ・ノニ
ュプルテールセルの差動出力電流ΔIは、トランジスタ
Q1、Q2のコレクタ電流の和とトランジスタQ3、Q
4のコレクタ電流の和の差分で与えられ、次式(24)
で表される。
Referring to FIG. 1B, the differential output current ΔI of the bipolar non-pull tail cell is determined by the sum of the collector currents of transistors Q1 and Q2 and transistors Q3 and Q
4 is given by the difference of the sum of the collector currents,
It is represented by

【0049】[0049]

【数12】 (Equation 12)

【0050】ここで、図4に示すように、マルチプライ
ヤ・コア回路を構成するバイポーラ・ノニュプルテール
セルの9つのトランジスタQ1〜Q9のそれぞれのベー
スに印加される電圧は、 V1=a(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V2=(a-1)(2ΔVx)+(b-1)(2ΔVy)、 V3=(a-1)(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V4=a(2ΔVx)+(b-1)(2ΔVy)、 V5=(a-1/2)(2ΔVx)+(b-1/2)(2ΔVy)+VTln2、 V6=a(2ΔVx)+(b-1/2)(2ΔVy)、 V7=(a-1)(2ΔVx)+(b-1/2)(2ΔVy)、 V8=(a-1/2)(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V9=(a-1/2)(2ΔVx)+(b-1)(2ΔVy) であるから、上式(24)に代入すると、バイポーラ・
マルチプライヤの差動出力電流ΔIは、次式(25)と
求まる。
Here, as shown in FIG. 4, the voltage applied to each base of the nine transistors Q1 to Q9 of the bipolar non-pull tail cell forming the multiplier core circuit is V 1 = a (2ΔV x ) + b (2ΔV y ), V 2 = (a-1) (2ΔV x ) + (b-1) (2ΔV y ), V 3 = (a-1) (2ΔV x ) + b (2ΔV y ), V 4 = a (2ΔV x ) + (b-1) (2ΔV y ), V 5 = (a-1 / 2) (2ΔV x ) + (b-1 / 2) (2ΔV y ) + V T ln2, V 6 = a (2ΔV x ) + (b-1 / 2) (2ΔV y ), V 7 = (a-1) (2ΔV x ) + (b-1 / 2) (2ΔV y ), V 8 = (a-1 / 2) (2ΔV x ) + b (2ΔV y ), V 9 = (a-1 / 2) (2ΔV x ) + (b-1) (2ΔV y ) Substituting into (24) gives bipolar
The differential output current ΔI of the multiplier is obtained by the following equation (25).

【0051】[0051]

【数13】 (Equation 13)

【0052】一般的なバイポーラプロセスでは、α
Fは、0.98〜0.99であり、およそ1に近い。ま
た、上式(25)は、sinhz/(coshz+1)
の関数の積で表されているが、sinhz/(cosh
z+1)はトリプルテールセルの伝達特性と一致させら
れる。
In a general bipolar process, α
F is between 0.98 and 0.99, which is close to unity. The above equation (25) is given by sinhz / (coshz + 1)
Of the function of sinhz / (cosh
z + 1) is matched to the transfer characteristics of the triple tail cell.

【0053】ここで、差電圧ΔVx、ΔVyは次のように
求まる。
Here, the difference voltages ΔV x and ΔV y are obtained as follows.

【0054】図3に示した、差動入力電圧Vxを入力と
し、ダイオード負荷とする電圧−電流(V−I)変換回
路の差動出力電流は、それぞれ次のように求まる。但
し、VBE5、VBE6はトランジスタQ5、Q6(ダイオー
ド104、105に対応)のベース・エミッタ間電圧で
ある。
[0054] shown in FIG. 3, inputs the differential input voltage V x, the voltage to the diode load - current (V-I) differential output current of the converter circuit, respectively obtained as follows. Here, V BE5 and V BE6 are base-emitter voltages of the transistors Q5 and Q6 (corresponding to the diodes 104 and 105).

【0055】 Ix +=IOx+Vx/Rx=Isexp(VBE5/VT) …(26) Ix -=IOx−Vx/Rx=Isexp(VBE6/VT) …(27)[0055] I x + = I Ox + V x / R x = I s exp (V BE5 / V T) ... (26) I x - = I Ox -V x / R x = I s exp (V BE6 / V T )… (27)

【0056】したがって、差動出力電圧ΔVxは、次式
(28)と求まる。
Therefore, the differential output voltage ΔV x is obtained by the following equation (28).

【0057】[0057]

【数14】 [Equation 14]

【0058】同様に、差動入力電圧Vyを入力とし、ダ
イオード負荷とする電圧−電流(V−I)変換回路の差
動出力電流は、それぞれ次のように求まる。但し、V
BE7、VBE8は図1のダイオード106、107に対応し
たトランジスタ(図3のトランジスタQ5、Q6に対
応)のベース・エミッタ間電圧である。
Similarly, the differential output current of the voltage-current (VI) conversion circuit which receives the differential input voltage Vy as an input and which is a diode load is obtained as follows. Where V
BE7 and V BE8 are base-emitter voltages of transistors corresponding to the diodes 106 and 107 in FIG. 1 (corresponding to the transistors Q5 and Q6 in FIG. 3).

【0059】 Iy +=IOy+Vy/Ry=Isexp(VBE7/VT) …(29) Iy -=IOy−Vy/Ry=Isexp(VBE8/VT) …(30)[0059] I y + = I Oy + V y / R y = I s exp (V BE7 / V T) ... (29) I y - = I Oy -V y / R y = I s exp (V BE8 / V T )… (30)

【0060】したがって、差動出力電圧ΔVyは、次式
(31)と求まる。
Therefore, the differential output voltage ΔV y is obtained by the following equation (31).

【0061】[0061]

【数15】 (Equation 15)

【0062】上式(28)、および上式(31)を上式
(25)に代入すると、次のように求まる。
By substituting the above equations (28) and (31) into the above equation (25), the following is obtained.

【0063】[0063]

【数16】 (Equation 16)

【0064】ただし、However,

【0065】[0065]

【数17】 [Equation 17]

【0066】である。Is as follows.

【0067】したがって、線形動作する完全な4象限ア
ナログマルチプライヤが得られる。
Thus, a complete four-quadrant analog multiplier operating linearly is obtained.

【0068】上記したように、マルチプライヤ・コア回
路を構成するバイポーラ・ノニュプルテールセルの4つ
のトランジスタのそれぞれのベースに印加される電圧、 V1=a(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V2=(a-1)(2ΔVx)+(b-1)(2ΔVy)、 V3=(a-1)(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V4=a(2ΔVx)+(b-1)(2ΔVy)、 V5=(a-1/2)(2ΔVx)+(b-1/2)(2ΔVy)+VTln2、 V6=a(2ΔVx)+(b-1/2)(2ΔVy)、 V7=(a-1)(2ΔVx)+(b-1/2)(2ΔVy)、 V8=(a-1/2)(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V9=(a-1/2)(2ΔVx)+(b-1)(2ΔVy) において、定数a、bは任意の値で良いことがわかっ
た。
As described above, the voltage applied to the base of each of the four transistors of the bipolar non-pull tail cell constituting the multiplier core circuit, V 1 = a (2ΔV x ) + b (2ΔV y ), V 2 = (a-1) (2ΔV x ) + (b-1) (2ΔV y ), V 3 = (a-1) (2ΔV x ) + b (2ΔV y ), V 4 = a (2ΔV x ) + (b-1) (2ΔV y ), V 5 = (a-1 / 2) (2ΔV x ) + (b-1 / 2) (2ΔV y ) + V T ln2, V 6 = a (2ΔV x ) + (b-1 / 2) (2ΔV y ), V 7 = (a-1) (2ΔV x ) + (b-1 / 2) (2ΔV y ), V 8 = (a-1 / 2) (2ΔV x ) + b (2ΔV y ), V 9 = (a−1 / 2) (2ΔV x ) + (b−1) (2ΔV y ) Was.

【0069】なお、上記V5において、トランジスタQ
5(図4参照)のエミッタ面積を2倍にすれば、定数項
+VTln2を実現できる。
[0069] It should be noted that, in the above-mentioned V 5, transistor Q
By doubling the emitter area of 5 (see FIG. 4), a constant term + V T ln2 can be realized.

【0070】さらに、図2に示すように、トランジスタ
Q10〜Q14を追加してバイポーラ・クァドリデシマ
ルテールセルとすると、トランジスタQ1、Q2、Q
5、Q6、Q7、Q8、Q9の和電流と、トランジスタ
Q3、Q4、Q10、Q11、Q12、Q13、Q14
の和電流は、それぞれテール電流:I0を分流したもの
であるから、無信号入力時には、それぞれI0/2を直
流動作点としている。したがって、信号入力時には、こ
の直流動作点(I0/2)を中心に電流が変化すること
になり、この場合には、差電流をとらなくとも、それぞ
れの出力電流は線形となることがわかる。
Further, as shown in FIG. 2, when transistors Q10 to Q14 are added to form a bipolar quadruple-decimal tail cell, transistors Q1, Q2, Q
5, Q6, Q7, Q8, Q9 and transistors Q3, Q4, Q10, Q11, Q12, Q13, Q14
Are obtained by shunting the tail current: I 0 , respectively, so that when no signal is input, I 0/2 is set as the DC operating point. Therefore, at the time of signal input, the current changes around this DC operating point (I 0/2 ). In this case, it is understood that the respective output currents become linear without taking the difference current. .

【0071】同様に、トランジスタQ1、Q2、Q3、
Q4、Q5、Q10(図5参照)のエミッタ面積を2倍
にすれば、定数項+VTln2、を実現できる。
Similarly, transistors Q1, Q2, Q3,
If the emitter area of Q4, Q5, and Q10 (see FIG. 5) is doubled, a constant term + V T ln2 can be realized.

【0072】すなわち、図5は、図4に示したバイパス
電流であるIバイパスを2分流してそれぞれ出力電流に
加算していることに相当する。
That is, FIG. 5 corresponds to the case where the bypass current I bypass shown in FIG. 4 is divided into two and added to the output current.

【0073】したがって、同様に、このバイポーラ・ク
ァドリデシマルテールセルを用いても、線形動作する完
全な4象限アナログマルチプライヤが得られる。
Accordingly, a complete four-quadrant analog multiplier operating linearly can be obtained by using the bipolar quadri-decimal tail cell.

【0074】上述したリニアゲインセルにおいては、エ
ミッタ間抵抗等を設定することで、この任意の定数a、
bを実現できるわけではない。すなわち、定数a、bを
ある特定の値に設定することで、線形動作する完全な4
象限アナログマルチプライヤが得られる。
In the above-described linear gain cell, by setting the resistance between the emitters and the like, this arbitrary constant a,
b cannot be realized. That is, by setting the constants a and b to specific values, a complete 4
A quadrant analog multiplier is obtained.

【0075】例えば、a=1/2、b=1/2とすれ
ば、2つのリニアゲインセルのカレントミラー回路の出
力数を増やすことで容易に実現できる。この場合の2つ
のリニアゲインセルの接続回路図を図6に示す。ただ
し、図6においてはV5(不図示)は直流電圧VTln2
となるが、図1(B)のトランジスタQ5のエミッタ面
積を2倍にすれば実現が容易である。
For example, if a = 1/2 and b = 1/2, this can be easily realized by increasing the number of outputs of the current mirror circuit of the two linear gain cells. FIG. 6 shows a connection circuit diagram of two linear gain cells in this case. However, in FIG. 6, V 5 (not shown) is the DC voltage V T ln2
However, it can be easily realized by doubling the emitter area of the transistor Q5 in FIG.

【0076】クァドリデシマルテールセルの場合、同様
にして、図6においては、V1、V2、V3、V4、V5
10には直流電圧VTln2が重畳されるが、図2のト
ランジスタQ1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q10のエ
ミッタ面積を2倍にすれば実現が容易である。
In the case of quadri-decimal tail cells, similarly, in FIG. 6, V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , V 5 ,
Although the V 10 DC voltage V T ln2 is superimposed, it is easy realized by doubling the emitter area of the transistors Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q10 of FIG.

【0077】図6を参照して、差電圧(ΔVx、ΔVy
を入力とする、共に同様な構成の2つのリニアゲインセ
ルの出力電流をそれぞれ入力とするカレントミラー回路
の出力を相互に接続して、それぞれの和または差電流を
得るようにし、このようにして得られた電流による負荷
抵抗Rの端子電圧から上記電圧V1〜V9を取り出すよう
にしたものである(但し、a=b=1/2の場合には、
上記したように図4のトランジスタQ5のベース電圧V
5、また図5のトランジスタQ5及びQ10のベース電
圧V5、V10は、このリニアゲインセルからは取り出す
必要はない)。第1のリニアゲインセルは、エミッタが
抵抗Rで接続され、差動入力電圧ΔVxをベース入力と
し、コレクタにそれぞれ定電流源I0が接続された差動
対トランジスタQ1、Q2からなり、エミッタから出力
される電流I0±GxΔVxは第1、第2のカレントミラ
ー回路(エミッタフォロワ回路を備える)の入力端にそ
れぞれ入力され、これらのカレントミラー回路の出力端
(それぞれ3つの出力端を備える)は、単独に抵抗Rを
介して電源VCCに接続されるか(例えば節点V6、V7
参照)、差動入力電圧ΔVyを入力とする第2のリニア
ゲインセルの第3、第4のカレントミラー回路の出力端
とそれぞれ共通接続されて抵抗Rを介して電源VCCに
接続される。第2のリニアゲインセルについても同様と
される。なお、図6に示すリニアゲインセルを、図1に
示すリニアゲインセル群103に適用する場合、リニア
ゲインセルの差動入力電圧ΔVx、ΔVyは差動増幅器1
08、109の出力であるΔ2Vx、Δ2Vyとされる。
Referring to FIG. 6, difference voltages (ΔV x , ΔV y )
Are connected to each other, and the outputs of the current mirror circuits are connected to each other, and the sum or difference current of each is obtained. from the resulting terminal voltage of the load resistor R by the current in which they were taken out of the voltage V 1 ~V 9 (however, in the case of a = b = 1/2 is
As described above, the base voltage V of the transistor Q5 in FIG.
5, also the base voltage V 5, V 10 of the transistor Q5 and Q10 in FIG. 5, it is not necessary to take out from the linear gain cell). First linear gain cell has an emitter connected by a resistor R, the differential input voltage [Delta] V x based input consists differential pair transistors Q1, Q2 respectively to the collector constant current source I 0 is connected, the emitter current I 0 ± G x ΔV x is first output from, are input to the input terminal of the second current mirror circuit (including an emitter follower circuit), the output terminals of these current mirror circuits (each of the three output Is connected to the power supply VCC via the resistor R alone (for example, the nodes V 6 , V 7
See), third second linear gain cells to enter the differential input voltage [Delta] V y, is connected to the power supply VCC through the output end and are commonly connected to the resistance R of the fourth current mirror circuit. The same applies to the second linear gain cell. Note that when the linear gain cell shown in FIG. 6 is applied to the linear gain cell group 103 shown in FIG. 1, the differential input voltages ΔV x and ΔV y of the linear gain cell
08,109, which is the output of Δ2V x, are Δ2V y.

【0078】また、a=1、b=1とすれば、2つのリ
ニアゲインセルのカレントミラー回路の出力数を増や
し、ミラー比を変えることで容易に実現できる。この場
合の2つのリニアゲインセルの接続回路図を図7に示
す。ただし、図4のトランジスタQ5のエミッタ面積を
2倍にしている。なお図7においてV10〜V14はク
ァドリデシマルテールセルのベース電圧を示している。
If a = 1 and b = 1, it can be easily realized by increasing the number of outputs of the current mirror circuit of the two linear gain cells and changing the mirror ratio. FIG. 7 shows a connection circuit diagram of two linear gain cells in this case. However, the emitter area of the transistor Q5 in FIG. 4 is doubled. In FIG. 7, V10 to V14 indicate base voltages of the quadri-decimal tail cells.

【0079】同様に、a=1/2、b=1またはb=0
とすれば、2つのリニアゲインセルのカレントミラー回
路の出力数を増やし、ミラー比を変えることで容易に実
現できる。この場合の2つのリニアゲインセルの接続回
路図を図8に示す。ただし、この場合も図4のトランジ
スタQ5のエミッタ面積を2倍に、図5のトランジスタ
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q14のエミッタ面積
を2倍にしている。
Similarly, a = 1/2, b = 1 or b = 0
Then, it can be easily realized by increasing the number of outputs of the current mirror circuit of the two linear gain cells and changing the mirror ratio. FIG. 8 shows a connection circuit diagram of two linear gain cells in this case. However, also in this case, the emitter area of the transistor Q5 of FIG. 4 is doubled, and the emitter areas of the transistors Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, and Q14 of FIG. 5 are doubled.

【0080】上記実施例によれば、線形動作する完全な
4象限マルチプライヤを実現すると共に定電圧動作が可
能とされ、例えば1.9V程度の低電圧で、1VP-P
い完全な線形な入力電圧範囲を持つマルチプライヤが実
現される。
According to the above-described embodiment, a complete four-quadrant multiplier that operates linearly can be realized and a constant voltage operation can be performed. For example, at a low voltage of about 1.9 V, a completely linear input voltage close to 1 V PP is obtained. A multiplier with a range is realized.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、完全な線形回路と完全な逆双曲正接回路を実現する
ことができるため、線形動作する完全な4象限マルチプ
ライヤを実現することができるという効果を有する。
As described above, according to the present invention, a complete linear circuit and a complete inverse hyperbolic tangent circuit can be realized, so that a complete four-quadrant multiplier that operates linearly is realized. It has the effect of being able to.

【0082】また、本発明によれば、線形動作するリニ
アゲインセルをカレントミラー回路出力として低電圧動
作が可能となるようにしているため、例えば1.9V程
度の低電圧で、1VP-P近い完全な線形な入力電圧範囲
を持つ、理想的なマルチプライヤが実現するという利点
を有する。
Further, according to the present invention, since a low-voltage operation is enabled by using a linear gain cell that operates linearly as a current mirror circuit output, for example, at a low voltage of about 1.9 V, a complete voltage of about 1 V PP is obtained. This has the advantage that an ideal multiplier having a wide linear input voltage range is realized.

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

【図1】本発明の実施の形態に係るバイポーラ・マルチ
プライヤの構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a bipolar multiplier according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係るバイポーラ・マルチ
プライヤの構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a bipolar multiplier according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例を示す図であり、本発明の実施
の形態におけるダイオードを負荷とする電圧−電流(V
−I)変換回路の構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the present invention, in which a voltage-current (V) with a diode as a load according to the embodiment of the present invention;
FIG. 3I is a diagram illustrating a configuration example of a conversion circuit.

【図4】本発明の実施例を示す図であり、本発明の実施
の形態におけるバイポーラ・マルチプライヤ・コア回路
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the present invention, and is a diagram showing a bipolar multiplier core circuit in the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例を示す図であり、本発明の実施
の形態におけるバイポーラ・マルチプライヤ・コア回路
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the present invention, and is a diagram showing a bipolar multiplier core circuit in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例を示す図であり、本発明の実施
の形態におけるリニアゲインセルの一例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the present invention, and is a diagram illustrating an example of a linear gain cell according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例を示す図であり、本発明の実施
の形態におけるリニアゲインセルの別の回路の構成例を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the present invention, and is a diagram illustrating a configuration example of another circuit of the linear gain cell according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例を示す図であり、本発明の実施
の形態におけるリニアゲインセルのさらに別の回路の構
成例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the present invention, and is a diagram illustrating a configuration example of still another circuit of the linear gain cell according to the embodiment of the present invention.

【図9】従来の完全な4象限マルチプライヤを実現する
逆双曲正接−双曲正接変換回路を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a conventional inverse hyperbolic tangent-hyperbolic tangent conversion circuit for realizing a complete four-quadrant multiplier.

【図10】本発明の実施の形態に係るバイポーラ・マル
チプライヤの構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a bipolar multiplier according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

I0 電流源 101 V−I変換回路 104、105、106、107 ダイオード 109 リニアゲインセル 110 マルチプライア・コア回路 Q1〜Q9 トランジスタ R 抵抗 VCC 電源 I0 Current source 101 VI conversion circuit 104, 105, 106, 107 Diode 109 Linear gain cell 110 Multiplier core circuit Q1-Q9 Transistor R Resistance VCC Power supply

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1、第2の入力信号を受けそれぞれの電
圧に応じた差動電流を出力する第1、第2の電圧−電流
変換回路と、 前記第1、第2の電圧−電流変換回路のそれぞれの差動
出力電流を電圧変換するpn接合素子と、 前記第1、第2の電圧−電流変換回路に接続された前記
pn接合素子間の電圧を差動入力電圧とし、これらの和
または差電圧を出力するリニアゲインセル群と、 出力が互いに共通接続され差動出力対を構成する2対の
トランジスタを含み、エミッタが共通接続されて共通の
電流により駆動され、前記リニアゲインセル群の出力を
入力とするノニュプルテールセルからなり、2信号の乗
算値を出力するマルチプライヤ・コア回路と、 を備えたことを特徴とするトランスリニア・マルチプラ
イヤ。
A first and second voltage-current conversion circuit for receiving a first and a second input signal and outputting a differential current corresponding to each voltage; and the first and second voltage-current circuits. A pn junction element for converting the respective differential output currents of the conversion circuit into a voltage, and a voltage between the pn junction elements connected to the first and second voltage-current conversion circuits as a differential input voltage. A linear gain cell that outputs a sum or difference voltage; and a pair of transistors whose outputs are commonly connected to each other to form a differential output pair. The emitters are commonly connected and driven by a common current. A translinear multiplier comprising a non-pull tail cell having an output of a group as an input, and a multiplier core circuit for outputting a multiplied value of two signals.
【請求項2】前記pn接合素子が1段又は2段縦積みさ
れてなることを特徴とする請求項1記載のトランスリニ
ア・マルチプライヤ。
2. The translinear multiplier according to claim 1, wherein said pn junction elements are vertically stacked in one or two stages.
【請求項3】前記マルチプライヤ・コア回路が、 出力が互いに共通接続され差動電流出力対を構成する2
対のトランジスタである、第1及び第2のトランジスタ
と、第3及び第4のトランジスタを備え、コレクタが共
通接続されて電源に接続される第5〜第9トランジスタ
と、を備え、前記第1〜第9のトランジスタのエミッタ
が共通接続されて一の定電流源により駆動されてなるノ
ニュプルテールセルから成ることを特徴とする請求項1
記載のトランスリニア・マルチプライヤ。
3. The multiplier core circuit according to claim 2, wherein the outputs are commonly connected to each other to form a differential current output pair.
A first transistor, a second transistor, and a fifth transistor to a ninth transistor, the first transistor including a third transistor and the fourth transistor, the fifth transistor including a collector connected in common, and the fifth transistor being connected to a power supply; 9. A non-pull tail cell, wherein the emitters of the first to ninth transistors are connected in common and driven by one constant current source.
The described translinear multiplier.
【請求項4】前記マルチプライヤ・コア回路が、 出力が互いに共通接続され差動電流出力対に接続される
2対のトランジスタである、第1及び第2のトランジス
タと、第3及び第4のトランジスタを備え、コレクタが
共通接続されてそれぞれ出力対に接続される第5〜第1
4のトランジスタと、を備え、前記第1〜第14のトラ
ンジスタのエミッタが共通接続されて一の定電流源によ
り駆動されてなるクァドリデシマルテールセルから成る
ことを特徴とする請求項1記載のトランスリニア・マル
チプライヤ。
4. The first and second transistors, wherein the multiplier core circuit is a pair of transistors whose outputs are commonly connected to each other and connected to a differential current output pair. 5th to 1st transistors each including a transistor and having a collector connected in common and each connected to an output pair.
4. A quadri-decimal tail cell comprising: a first transistor to a fourth transistor; and an emitter of the first to fourteenth transistors connected in common and driven by one constant current source. Translinear multiplier.
【請求項5】請求項4において、それぞれの電圧−電流
変換回路の2段構成のpn接合素子間電圧を、2Δ
x、2ΔVyとした際に、ノニュプルテールセルを構成
する第1〜第9のトランジスタのベース電圧(V1
2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9)を、それぞ
れ、 V1=a(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V2=(a−1)(2ΔVx)+(b−1)(2Δ
y)、 V3=(a−1)(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V4=a(2ΔVx)+(b−1)(2ΔVy)、 V5=(a−1/2)(2ΔVx)+(b−1/2)(2
ΔVy)+VTln2、 V6=a(2ΔVx)+(b−1/2)(2ΔVy)、 V7=(a−1)(2ΔVx)+(b−1/2)(2ΔV
y)、 V8=(a−1/2)(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V9=(a−1/2)(2ΔVx)+(b−1)(2ΔV
y) (但しa、bは任意の定数)としたことを特徴とするト
ランスリニア・マルチプライヤ。
5. The method according to claim 4, wherein the voltage between the two-stage pn junction elements of each voltage-current conversion circuit is 2Δ
V x, upon the 2.DELTA.V y, Roh first to the base voltage of the ninth transistor constituting the news pull tail cells (V 1,
V 2 , V 3 , V 4 , V 5 , V 6 , V 7 , V 8 , V 9 ) are respectively expressed as V 1 = a (2ΔV x ) + b (2ΔV y ), V 2 = (a−1) (2ΔV x ) + (b−1) (2Δ
V y ), V 3 = (a−1) (2ΔV x ) + b (2ΔV y ), V 4 = a (2ΔV x ) + (b−1) (2ΔV y ), V 5 = (a−1 / 2) ) (2ΔV x ) + (b − /) (2
ΔV y ) + V T ln2, V 6 = a (2ΔV x ) + (b − /) (2ΔV y ), V 7 = (a−1) (2ΔV x ) + (b−1 / 2) (2ΔV
y), V 8 = (a -1/2) (2ΔV x) + b (2ΔV y), V 9 = (a-1/2) (2ΔV x) + (b-1) (2ΔV
y ) (where a and b are arbitrary constants).
【請求項6】請求項4において、それぞれの電圧−電流
変換回路の2段構成のpn接合素子間電圧を、2Δ
x、2ΔVyとした際に、クァドリデシマルテールセル
を構成する第1〜第14のトランジスタのベース電圧
(V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V
10、V11、V12、V13、V14)を、それぞれ、 V1=a(2ΔVx)+b(2ΔVy)+VTln2、 V2=(a−1)(2ΔVx)+(b−1)(2ΔVy
+VTln2、 V3=(a−1)(2ΔVx)+b(2ΔVy)+VTln
2、 V4=a(2ΔVx)+(b−1)(2ΔVy)+VTln
2、 V5=(a−1/2)(2ΔVx)+(b−1/2)(2
ΔVy)+VTln2、 V6=a(2ΔVx)+(b−1/2)(2ΔVy)、 V7=(a−1)(2ΔVx)+(b−1/2)(2ΔV
y)、 V8=(a−1/2)(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V9=(a−1/2)(2ΔVx)+(b−1)(2ΔV
y)、 V10=(a−1/2)(2ΔVx)+(b−1/2)
(2ΔVy)+VTln2、 V11=a(2ΔVx)+(b−1/2)(2ΔVy)、 V12=(a−1)(2ΔVx)+(b−1/2)(2Δ
y)、 V13=(a−1/2)(2ΔVx)+b(2ΔVy)、 V14=(a−1/2)(2ΔVx)+(b−1)(2Δ
y) (但しa、bは任意の定数)としたことを特徴とするト
ランスリニア・マルチプライヤ。
6. The method according to claim 4, wherein the voltage between the pn junction elements of the two-stage configuration of each voltage-current conversion circuit is 2Δ
V x, upon the 2.DELTA.V y, first to the base voltage of the fourteenth transistor constituting the quaterphenyl drill decimal tail cells (V 1, V 2, V 3, V 4, V 5, V 6, V 7, V 8, V 9, V
10 , V 11 , V 12 , V 13 , V 14 ) are calculated as follows: V 1 = a (2ΔV x ) + b (2ΔV y ) + V T ln2, V 2 = (a−1) (2ΔV x ) + (b) -1) (2ΔV y )
+ V T ln2, V 3 = (a-1) (2ΔV x ) + b (2ΔV y ) + V T ln
2. V 4 = a (2ΔV x ) + (b−1) (2ΔV y ) + V T ln
2. V 5 = (a − /) (2ΔV x ) + (b − /) (2
ΔV y ) + V T ln2, V 6 = a (2ΔV x ) + (b − /) (2ΔV y ), V 7 = (a−1) (2ΔV x ) + (b−1 / 2) (2ΔV
y), V 8 = (a -1/2) (2ΔV x) + b (2ΔV y), V 9 = (a-1/2) (2ΔV x) + (b-1) (2ΔV
y), V 10 = (a -1/2) (2ΔV x) + (b-1/2)
(2ΔV y ) + V T ln2, V 11 = a (2ΔV x ) + (b − /) (2ΔV y ), V 12 = (a−1) (2ΔV x ) + (b−1 / 2) ( 2Δ
V y ), V 13 = (a − /) (2ΔV x ) + b (2ΔV y ), V 14 = (a − /) (2ΔV x ) + (b−1) (2Δ
V y ) (where a and b are arbitrary constants).
【請求項7】請求項5又は6において、a=1/2、b
=1/2としたことを特徴とするトランスリニア・マル
チプライヤ。
7. The method according to claim 5, wherein a = 1/2, b
= 1/2. A translinear multiplier characterized in that: = 1/2.
【請求項8】請求項5又は6において、a=1、b=1
としたことを特徴とするトランスリニア・マルチプライ
ヤ。
8. The method according to claim 5, wherein a = 1 and b = 1
Translinear multiplier characterized by the following.
【請求項9】請求項5又は6において、a=1/2、b
=1またはb=0としたことを特徴とするトランスリニ
ア・マルチプライヤ。
9. The method according to claim 5, wherein a = 1/2, b
= 1 or b = 0. A translinear multiplier.
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