JPS58108823A - Level shifting circuit - Google Patents

Level shifting circuit

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JPS58108823A
JPS58108823A JP56208578A JP20857881A JPS58108823A JP S58108823 A JPS58108823 A JP S58108823A JP 56208578 A JP56208578 A JP 56208578A JP 20857881 A JP20857881 A JP 20857881A JP S58108823 A JPS58108823 A JP S58108823A
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JP
Japan
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transistor
level
emitter
collector
base
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JP56208578A
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JPH0211044B2 (en
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Hiroshi Mizuguchi
博 水口
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/003Changing the DC level

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a circuit of simple constitution which operates stably at a low voltage as a level shifting circuit which shifts a fine input signal by a specific level. CONSTITUTION:When the base-emitter forward voltage of a transistor (TR) 1 is nearly equal to that of a TR3, the level at an input terminal X is equal to the collector level of a TR2 unless the TR2 is saturated. When the level at the terminal X falls, the balancing state between the TRs 1 and 3 is not maintained any more and the emitter current of the TR3 is reduced. As a result, the base current of the TR2 increases and while the level at the terminal X is equal to the collector level of the TR2, the TRs 1 and 3 are balanced. On the other hand, an input voltage is shifted in terms of direct current by the voltage IoR depending upon the constant current Io of a constant current source 5 and the resistance value R of a resistance 4 and then supplied to a terminal Y.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は入力端子に印加される微小入力信号を一定の直
流レベルだけレベルシフトさせたのち次段に伝達するレ
ベルシフト回路に係り、きわめて簡単な構成工、シかも
、低い電源電圧のもとでも安定に動作する回、路を実現
することを目的とするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a level shift circuit that level-shifts a minute input signal applied to an input terminal by a certain DC level and then transmits it to the next stage. The purpose is to realize circuits that operate stably even under low power supply voltages.

第1図に2本発明の一実施例に係るレベルシフト回路の
回路結線図を示す。第1図において、入力端子Xにはト
ランジスタ1のベースが接続され、前記トランジスタ1
のコレクタには前記トランジスタ1と相補型(PNPに
対してNPN)のトランジスタ2のベースが接続されて
いる。前記トランジスタ2のエミッタはマイナス側給電
線路2に接続され、前記トランジスタ1のエミッ久と前
記トランジスタ2.のコレクタの間には、ベース・コレ
クタ間が短絡されてダイオード接続されたトランジスタ
3のエミッタおよびベースが接続されている。前記トラ
ンジスタ2のコレクタと出力端子Yの間には負荷として
の抵抗4が接続され、プラス側給電線路すと出力端子Y
との間には定電流源6が接続され、また、前記給電線路
すと前記トランジスタ1のエミッタの間には別の定電流
源6が接続されている。
FIG. 1 shows a circuit connection diagram of a level shift circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the base of a transistor 1 is connected to the input terminal
The base of a transistor 2 which is complementary to the transistor 1 (NPN versus PNP) is connected to the collector of the transistor 1 . The emitter of the transistor 2 is connected to the negative power supply line 2, and the emitter of the transistor 1 and the transistor 2. The emitter and base of a transistor 3, which is diode-connected with its base and collector short-circuited, are connected between the collectors of the transistor 3. A resistor 4 as a load is connected between the collector of the transistor 2 and the output terminal Y, and the positive power supply line connects the output terminal Y.
A constant current source 6 is connected between the power supply line and the emitter of the transistor 1, and another constant current source 6 is connected between the power supply line and the emitter of the transistor 1.

なお、前記プラス側給電線路すはプラス側給電端子Bに
接続され、前記マイナス側給電線路1はマイナス側給電
端子Gに接続されている。
The positive power supply line 1 is connected to the positive power supply terminal B, and the negative power supply line 1 is connected to the negative power supply terminal G.

さて、第1図において、トランジスタ1のベース・エミ
ッタ間順方向電圧とトランジスタ3のベース・エミッタ
間順方向電圧がほぼ等しいものとする1と、トランジス
タ2が完全飽和に至らない範・:1 囲においては、入力端子Xのレベルと前記トランジスタ
2のコレクタのレベルは同じになる。
Now, in FIG. 1, 1 assumes that the forward voltage between the base and emitter of transistor 1 and the forward voltage between the base and emitter of transistor 3 are almost equal, and the range where transistor 2 does not reach complete saturation is 1. In this case, the level of the input terminal X and the level of the collector of the transistor 2 are the same.

すなわち、ある時点において入力端子Xのレベルが以前
よりも下降したとすると、トランジスタ1とトランジス
タ3のバランス状態がくずれ、前記トランジスタ1のエ
ミッタ電流が増加する反面。
That is, if the level of the input terminal X becomes lower than before at a certain point in time, the balance between the transistors 1 and 3 will be lost, and the emitter current of the transistor 1 will increase.

前記トランジスタ3のエミッタ電流は減少する。The emitter current of the transistor 3 decreases.

その結果、トランジスタ20ベース電流が増加して、前
記トランジスタ2のコレクタのレベルは下降し、結局、
入力端子Xのレベルと前記トランジスタ2のコレクタの
レベルが等しくなった状態で前記トランジスタ1と前記
トランジスタ3のバランス状態が保たれる。
As a result, the base current of the transistor 20 increases, and the level of the collector of the transistor 2 decreases.
When the level of the input terminal X and the level of the collector of the transistor 2 are equal, the balanced state of the transistor 1 and the transistor 3 is maintained.

一方、定電流源6からは一定電流■。が抵抗4に供給さ
れ、前記抵抗4の両端には一定の電圧降下が生じる。
On the other hand, a constant current ■ is supplied from the constant current source 6. is supplied to the resistor 4, and a constant voltage drop occurs across the resistor 4.

ここで、前記抵抗4の抵抗値をRとし、入力端子Xに印
加される信号電圧をeiとすると、出力端子Yに現われ
る信号電圧e0は次式の様になる。
Here, if the resistance value of the resistor 4 is R and the signal voltage applied to the input terminal X is ei, then the signal voltage e0 appearing at the output terminal Y is expressed by the following equation.

e0=e、+ IOR したがって、第1図の回路は入力端子Xに印加される入
力信号を一定レベルだけ直流的にシフトさせて出力端子
Yに供給する機能を有していることになる。
e0=e, +IOR Therefore, the circuit shown in FIG. 1 has the function of DC-shifting the input signal applied to the input terminal X by a certain level and supplying the shifted signal to the output terminal Y.

ところで、第1図に示したレベルシフト回路はきわめて
簡単な回路構成となっているだけでなく。
By the way, the level shift circuit shown in FIG. 1 not only has an extremely simple circuit configuration.

1.6v前後の低い電源電圧のもとでも充分安定な動−
作を期待することが出来る。
Sufficiently stable operation even under low power supply voltage of around 1.6v.
You can look forward to the work.

例えば、定電流源6および6としてはよく知られたカレ
ントミラー回路を用いることが出来、その場合、第1図
の定電流源6および6の箇所にカレントミラー回路を構
成するトランジスタ(PNP形)のコレクタ、エミッタ
が接続されるだけであるから、そのコレクタ・エミッタ
間電圧は0.3V程度でも動作させることが出来、第1
図のトランジスタ3のベース・エミッタ間順方向電圧が
0.7V程度で、微小信号を扱う場合にはトランジスタ
2のコレクタ・エミッタ間電圧も0.4v前後あれば充
分であるから、これらの電圧を加算しても1.4V程度
となる。
For example, a well-known current mirror circuit can be used as the constant current sources 6 and 6, and in that case, a transistor (PNP type) constituting the current mirror circuit is placed at the constant current sources 6 and 6 in FIG. Since the collector and emitter of the first
The forward voltage between the base and emitter of transistor 3 in the figure is about 0.7V, and when handling small signals, the voltage between the collector and emitter of transistor 2 is also around 0.4V, so these voltages are Even if they are added together, the result is about 1.4V.

おいて提案した回路などによって得る様にすれば、1.
6V程度の低い電源電圧のもとでも安定な定電流源を実
現することが出来る。
If you obtain it using the circuit proposed in 1.
A stable constant current source can be realized even under a power supply voltage as low as 6V.

さて1本発明の実施態様は必らずしも第1図の回路に限
定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能
である。例えば、第2図に例示した様に、トランジスタ
3のコレクタをベースに接続せずにマイナス側給電線路
りに接続すれば1回路をモノリシックIC化する場合に
、トランジスタ3としてサブストレートPNP トラン
ジスタを用いることが出来るのでチップサイズも小さく
なるし、動作ゲインが上昇して追従性が良くなる。
Now, the embodiment of the present invention is not necessarily limited to the circuit shown in FIG. 1, and various changes can be made as necessary. For example, as illustrated in Fig. 2, if one circuit is made into a monolithic IC by connecting the collector of transistor 3 to the negative feed line instead of connecting it to the base, a substrate PNP transistor is used as transistor 3. This reduces the chip size, increases the operating gain, and improves tracking performance.

また、必要に応じてトランジスタ2のベース・エミッタ
間に抵抗7などを接続すれば、トランジスタの漏洩電流
をバイパスさせることが出来るので、温度安定性を向上
させ得る。
Further, if a resistor 7 or the like is connected between the base and emitter of the transistor 2 as necessary, the leakage current of the transistor can be bypassed, so that temperature stability can be improved.

さらに第3図に示した様にトランジスタ3の代りに単な
るダイオード8を用いても良いし、抵抗4の代りにダイ
オード9を用いることも出来る。
Further, as shown in FIG. 3, a simple diode 8 may be used instead of the transistor 3, and a diode 9 may be used instead of the resistor 4.

以上の様に本発明のレベルシフト回路は、入力端子にベ
ースが接続された第1のトランジスタ(前記実施例のト
ランジスタ1に相当)と、前記第1のトランジスタと相
補型であって、ペースが前記第1のトランジスタのコレ
クタに接続され、エミッタが一方の給電線路に接続され
た第2のトランジスタ(トランジスタ2に相当)と、前
記第1のトランジスタのエミッタと前記第2のトランジ
スタのコレクタの間に接続されたダイオード手段(トラ
ンジスタ3のベース・エミッタ間接合あるいはダイオー
ド8に相当)と、前記第2のトランジスタのコレクタと
出力端子の間に接続された負荷手段(抵抗4あるいはダ
イオード9に相当)と、他方の給電線路と前記出力端子
の間に接続された第1の定電流手段(定電流源6に相当
)と、他方の給電線路と前記第1のトランジスタのエミ
ッタの間に接続された第2の定電流手段(定電流源6に
相当)を備えたことを特徴とするもので、きわめて簡単
な構成で低い電源電圧のもとでも動作させることが出来
るという大なる効果を奏するものである。
As described above, the level shift circuit of the present invention includes a first transistor whose base is connected to the input terminal (corresponding to transistor 1 in the embodiment described above), which is complementary to the first transistor, and whose pace is a second transistor (corresponding to transistor 2) connected to the collector of the first transistor and whose emitter is connected to one power supply line; and between the emitter of the first transistor and the collector of the second transistor. diode means (corresponding to the base-emitter junction of transistor 3 or diode 8), and load means (corresponding to resistor 4 or diode 9) connected between the collector of the second transistor and the output terminal. and a first constant current means (corresponding to the constant current source 6) connected between the other feed line and the output terminal, and a first constant current means (corresponding to the constant current source 6) connected between the other feed line and the emitter of the first transistor. It is characterized by being equipped with a second constant current means (corresponding to the constant current source 6), and has the great effect of being able to operate even under a low power supply voltage with an extremely simple configuration. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図、第3図はいずれも本発明の各実施例に
係るレベルシフト回路の回路結線図である。 1.2,3・・−−−−)ランジスタ、41・・・・抵
抗、66・・・・・・定電流源、8,9・・・・・・ダ
イオード。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名F : コ 一■ …  。 正 ) →8 oY →G →β oY →B →Y
1, 2, and 3 are circuit wiring diagrams of level shift circuits according to each embodiment of the present invention. 1.2, 3...---) transistor, 41... resistor, 66... constant current source, 8, 9... diode. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person F: Koichi... Correct) →8 oY →G →β oY →B →Y

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力端子にベースが接続された第1のトランジス
タと、前記第1のトランジスタと相補型であって、ベー
スが前記第1のトランジスタのコレクタに接続され、エ
ミッタが一方の給電線路に接続された第2のトランジス
タと、前記第1のトランジスタのエミッタと前記第2の
トランジスタのコレクタの間に接続されたダイオード手
段と、前記第2のトランジスタのコレクタと出力端子の
間に接続された負荷手段と、他方の給電線路と前記出力
端子の間に接続された第1の定電流手段と、他方の給電
線路と前記第1のトランジスタのエミッタの間に接続さ
れた第2の定電流手段を備えたことを特徴とするレベル
シフト回路。 (→ 特許請求の範囲第(1)項の記載において、第3
のトランジスタのベースを前記第2のトランジスタのコ
レクタに接続し、同エミッタを前記第1のトランジスタ
のエミッタに接続するとともに同コレクタを一方の給電
線路に接、続し、前記第3のトランジスタのベース・工
すメ間接合によって前記ダイオード手段を構成したこと
を特徴とするレベルシフト回路。
(1) A first transistor whose base is connected to the input terminal, and which is complementary to the first transistor, whose base is connected to the collector of the first transistor, and whose emitter is connected to one of the power supply lines. a second transistor, a diode means connected between the emitter of the first transistor and the collector of the second transistor, and a load connected between the collector of the second transistor and the output terminal. a first constant current means connected between the other feed line and the output terminal; and a second constant current means connected between the other feed line and the emitter of the first transistor. A level shift circuit characterized by being equipped with. (→ In the description of claim (1), the third
The base of the transistor is connected to the collector of the second transistor, the emitter of the transistor is connected to the emitter of the first transistor, and the collector is connected to one of the feed lines, and the base of the third transistor is connected to the collector of the second transistor. - A level shift circuit characterized in that the diode means is constructed by an intermembrane junction.
JP56208578A 1981-12-22 1981-12-22 Level shifting circuit Granted JPS58108823A (en)

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JPH0211044B2 JPH0211044B2 (en) 1990-03-12

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5654127A (en) * 1979-10-09 1981-05-14 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5654127A (en) * 1979-10-09 1981-05-14 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device

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