JPS59181710A - 低電圧用高精度電圧−電流変換器 - Google Patents
低電圧用高精度電圧−電流変換器Info
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- JPS59181710A JPS59181710A JP59054578A JP5457884A JPS59181710A JP S59181710 A JPS59181710 A JP S59181710A JP 59054578 A JP59054578 A JP 59054578A JP 5457884 A JP5457884 A JP 5457884A JP S59181710 A JPS59181710 A JP S59181710A
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- transistors
- current
- voltage
- current converter
- converter
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は高精度電圧−電流変換器に関し、特に、低電圧
用の高精度電圧−電流変換器に関する。
用の高精度電圧−電流変換器に関する。
電子技術は種々の分野を含んでおり、その中には低電圧
で作動させる必要があるものがある。
で作動させる必要があるものがある。
その一つは電話器の分野であり、この分野では回路を作
動させることができるラインの長さが長くなるほど電圧
が低くなる。
動させることができるラインの長さが長くなるほど電圧
が低くなる。
このような用途においては、回路を低電圧に対して特に
適合させることが明らかに必要である。
適合させることが明らかに必要である。
本発明は、特に電圧−電流変換器に注目してなされたも
のであり、現在知られている種類のうち、低電圧用のも
のは高い精度を保証できないということに注目してなさ
れたものである。
のであり、現在知られている種類のうち、低電圧用のも
のは高い精度を保証できないということに注目してなさ
れたものである。
従来、共通端子間に結合抵抗を有する２個のトランジス
タが対に並べられた差動回路の使用に基づ（公知の種類
の変換器が存在しており、これらの変換器では入力信号
は２個のトランジスタのベース間に印加される電圧によ
って制定され、出力信号は前記２個のトランジスタのう
ちの１個を流れる電流によって制定されるようになって
いる。
タが対に並べられた差動回路の使用に基づ（公知の種類
の変換器が存在しており、これらの変換器では入力信号
は２個のトランジスタのベース間に印加される電圧によ
って制定され、出力信号は前記２個のトランジスタのう
ちの１個を流れる電流によって制定されるようになって
いる。
この公知の変換器は精度か不充分であり、これはとりわ
け変換器の変換比が、均質でない抵抗、例えば一方では
前記結合抵抗（静的種類）であり、他方では２個の１−
ランジスクの内部抵抗（動的種曲）であるような抵抗、
の抵抗値の合計に左右されるためである。
け変換器の変換比が、均質でない抵抗、例えば一方では
前記結合抵抗（静的種類）であり、他方では２個の１−
ランジスクの内部抵抗（動的種曲）であるような抵抗、
の抵抗値の合計に左右されるためである。
さらに、２（［１ｉｌのトランジスタの供給電流のいか
なる変化、同トランジスタの内部抵抗の変化に相当する
変化も含めて、はそれらか変換比の精度に対して否定的
に影響するのである。
なる変化、同トランジスタの内部抵抗の変化に相当する
変化も含めて、はそれらか変換比の精度に対して否定的
に影響するのである。
本発明の目的は、特に低電圧用の変換器の精度を相当に
向上させるために、」二連の変換器の回路構成を変更し
て、精度の高い電圧−電流変換器を実現することである
。
向上させるために、」二連の変換器の回路構成を変更し
て、精度の高い電圧−電流変換器を実現することである
。
前記目的を達成する本発明の電圧−電流変換器は、２個
の対になったトランジスタを備えており、入力信号は前
記２個のトランジスタのベース間に印加する電圧によっ
て表され、そして結合抵抗が同トランジスタの共通端子
間に挿入された差動回路からなる、特に低電圧用の高精
度電圧−電流変換器であって、ざらに２個のトランジス
タが前記共通端子とアースとの間に挿入され、これら２
個のトランジスタは前記２個の対になったトランジスタ
を流れる電流によって制御され、出力信号はこれら２個
の追加トランジスタのうちの１個を流れる電流によって
表されることを特徴とする低電圧用高精度電圧−電流変
換器である。
の対になったトランジスタを備えており、入力信号は前
記２個のトランジスタのベース間に印加する電圧によっ
て表され、そして結合抵抗が同トランジスタの共通端子
間に挿入された差動回路からなる、特に低電圧用の高精
度電圧−電流変換器であって、ざらに２個のトランジス
タが前記共通端子とアースとの間に挿入され、これら２
個のトランジスタは前記２個の対になったトランジスタ
を流れる電流によって制御され、出力信号はこれら２個
の追加トランジスタのうちの１個を流れる電流によって
表されることを特徴とする低電圧用高精度電圧−電流変
換器である。
２個の追加したトランジスタは変換比に素早く影響して
変換器の精度を向上させる。事実、それらの影響は、２
個の追加したトランジスタの利得に匹敵する要因によっ
て差動回路の２個の対になったトランジスタの内部抵抗
の範囲を減少させる。このようにして、抵抗の不均質性
及び供給電流の変化に起因して起こり得る誤差は排除さ
れるか、いずれにせよ非常に小さくなる。
変換器の精度を向上させる。事実、それらの影響は、２
個の追加したトランジスタの利得に匹敵する要因によっ
て差動回路の２個の対になったトランジスタの内部抵抗
の範囲を減少させる。このようにして、抵抗の不均質性
及び供給電流の変化に起因して起こり得る誤差は排除さ
れるか、いずれにせよ非常に小さくなる。
以下、本発明の特徴を添付図面を参照して説明する。
第１図は本発明の電圧−電流変換器の基本回路構成を示
しており、第２図〜第４図は前記変換器の他の実施例を
示している。
しており、第２図〜第４図は前記変換器の他の実施例を
示している。
第１図は本発明の電圧−電流変換器を示すものであり、
特に差動回路ＣＰは、対になって配置された２（固のＰ
ＮＰ１ランジスタ”Ｆｔ ＋、 Ｔ ２により構成され
ている。そしで、トランジスタＴＩ、Ｔ２のそれぞれの
エミッタは、結合抵抗ＲＥを通して互いに接続されてい
ると共に、それぞれ電流ＩＥを発生させる電流発生器Ｇ
、とＧ２を通じて給電線Ａに接続されている。（結局は
、これら電流発生器Ｇ ＋ 、 Ｇ ２は適切な値の抵
抗によって置き換えが可能である。）２個のトランジス
タＴｌ、Ｔ’２の間には変換器の入力信号となる電圧Ｖ
ｉが印加されている。
特に差動回路ＣＰは、対になって配置された２（固のＰ
ＮＰ１ランジスタ”Ｆｔ ＋、 Ｔ ２により構成され
ている。そしで、トランジスタＴＩ、Ｔ２のそれぞれの
エミッタは、結合抵抗ＲＥを通して互いに接続されてい
ると共に、それぞれ電流ＩＥを発生させる電流発生器Ｇ
、とＧ２を通じて給電線Ａに接続されている。（結局は
、これら電流発生器Ｇ ＋ 、 Ｇ ２は適切な値の抵
抗によって置き換えが可能である。）２個のトランジス
タＴｌ、Ｔ’２の間には変換器の入力信号となる電圧Ｖ
ｉが印加されている。
また、上記トランジスタのコレクタはそれぞれ電流１ｃ
を発生する電流発生器Ｇ３．Ｇ４を通じてアースされて
いる。（これらも適切な値の抵抗によって置き換えるこ
とも可能である。）さらに、トランジスタＴＩ、Ｔ２の
エミッタは、それぞれベースがトランジスタＴＩ、Ｔ２
のコレクタに接続されたＮ Ｐ Ｎ Ｉ−ランジスタＴ
３、Ｔ４を通じてアースされている。トランジスタ１゛
３とＴ４のどちらか一つを流れる電流１ｓ−ＩＥ Ｉ
ｃは、変換器の出力信号が重畳される残りの電流を制定
する。
を発生する電流発生器Ｇ３．Ｇ４を通じてアースされて
いる。（これらも適切な値の抵抗によって置き換えるこ
とも可能である。）さらに、トランジスタＴＩ、Ｔ２の
エミッタは、それぞれベースがトランジスタＴＩ、Ｔ２
のコレクタに接続されたＮ Ｐ Ｎ Ｉ−ランジスタＴ
３、Ｔ４を通じてアースされている。トランジスタ１゛
３とＴ４のどちらか一つを流れる電流１ｓ−ＩＥ Ｉ
ｃは、変換器の出力信号が重畳される残りの電流を制定
する。
このことは簡単な数学計算により確かめることができ、
第１図に示される変換器の出力電流ｉｓは以下の関係式
により与えられる。
第１図に示される変換器の出力電流ｉｓは以下の関係式
により与えられる。
Ｌ
ここでｒｅｌ とｒｅ２はトランジスタＴＩ、Ｔ２の内
部抵抗であり、Ｒ３とＲ４はトランジスタＴ３とＴ４の
利得である。
部抵抗であり、Ｒ３とＲ４はトランジスタＴ３とＴ４の
利得である。
上述の関係から変換比におけるｒｅｌとｒｅ７の範囲は
、Ｒ３とＲ４の因子によって最小限に抑えられることは
明らかである。Ｒ３とＲ４は結果的には静的抵抗ＲＥを
伴った動的抵抗の不均質性、およびＩＦとＩ。の起こり
得る変化によってそれらに及ぶ影響に起因する不正確さ
の殆どを排除するものである。変換比は、実質的には作
動状態によって変化しない静的抵抗であるＲＥに左右さ
れろ。これらのことより第１図の変換器は非常に精度が
高い。
、Ｒ３とＲ４の因子によって最小限に抑えられることは
明らかである。Ｒ３とＲ４は結果的には静的抵抗ＲＥを
伴った動的抵抗の不均質性、およびＩＦとＩ。の起こり
得る変化によってそれらに及ぶ影響に起因する不正確さ
の殆どを排除するものである。変換比は、実質的には作
動状態によって変化しない静的抵抗であるＲＥに左右さ
れろ。これらのことより第１図の変換器は非常に精度が
高い。
第２図には、第１図に示され、ここではＣで表される電
圧−電流変換器にどのように電流増幅器を構成するため
のカレントミラー回路Ｓが組み合わされるかが図示され
ている。変換器Ｃは、トランジスタＴ ３ 、 Ｔ
４のエミッタにそれぞれ抵抗Ｒ３、Ｒ４（これらは重要
な働きをするわけではないが）が付加された以外は第１
図のものと同じである。 一方、カレントミラー回路Ｓ
は、２（ｆｌｉｔのＮ Ｐ Ｎ ｌ−ランジスタＴ５と
Ｔ６とから構成されており、これらのベースはそれぞれ
トランジスタＴ４．Ｔ３のベースに接続され、エミッタ
は抵抗Ｒ５，Ｒ６を通してアースされ、そしてコレクタ
はそれぞれダイオードＤ１およびそのベースがトランジ
スタ１゛５のコレクタに接続されたＰＮＰトランジスタ
Ｔ７を通して給電線入に接続している。トランジスタ］
゛６のコレクタ電流は電流増幅器の出力信号を制定する
と共に、その値はｉ。−ｎｉｇで表される。
圧−電流変換器にどのように電流増幅器を構成するため
のカレントミラー回路Ｓが組み合わされるかが図示され
ている。変換器Ｃは、トランジスタＴ ３ 、 Ｔ
４のエミッタにそれぞれ抵抗Ｒ３、Ｒ４（これらは重要
な働きをするわけではないが）が付加された以外は第１
図のものと同じである。 一方、カレントミラー回路Ｓ
は、２（ｆｌｉｔのＮ Ｐ Ｎ ｌ−ランジスタＴ５と
Ｔ６とから構成されており、これらのベースはそれぞれ
トランジスタＴ４．Ｔ３のベースに接続され、エミッタ
は抵抗Ｒ５，Ｒ６を通してアースされ、そしてコレクタ
はそれぞれダイオードＤ１およびそのベースがトランジ
スタ１゛５のコレクタに接続されたＰＮＰトランジスタ
Ｔ７を通して給電線入に接続している。トランジスタ］
゛６のコレクタ電流は電流増幅器の出力信号を制定する
と共に、その値はｉ。−ｎｉｇで表される。
ここで、ｎはカレントミラー回路Ｓの特性による定数で
ある。
ある。
これに反して第３図には、第１図に示され、ここでは同
じくＣで表される電圧−電流変換器に、信号てい倍器を
構成するための線型回路がどのように組み合わされるか
が図示されている。
じくＣで表される電圧−電流変換器に、信号てい倍器を
構成するための線型回路がどのように組み合わされるか
が図示されている。
変換器Ｃは、トランジスタＴ３とＴ４のエミ。
夕とアースとの間にダイオードＤ３が付加された以外は
第１図のものと同じである。線型回路Ｉ、ば、今度は２
個のＮＰＮ）ランジスタＴ９゜Ｔｌｏから構成され、そ
のエミッタは電流発生器Ｇ５を通してアースされており
、ベースはそれぞれトランジスタＴ４．Ｔ３のベースに
接続されており、コレクタはダイオードＤ２およびその
ベースがトランジスタＴ９のコレクタに接続されたＰＮ
Ｐ １〜ランジスタＴ８によりそれぞれ給電線入に接続
している。１−ランシスタＴ １０のコレクタ電流ばて
い倍器の出力信号」。を制定する。この回路ではダイオ
ード■〕３は単に電流発生器Ｇ５のバイアス機能しか（
）ｉｉｉえていないことは注目すべきことである。
第１図のものと同じである。線型回路Ｉ、ば、今度は２
個のＮＰＮ）ランジスタＴ９゜Ｔｌｏから構成され、そ
のエミッタは電流発生器Ｇ５を通してアースされており
、ベースはそれぞれトランジスタＴ４．Ｔ３のベースに
接続されており、コレクタはダイオードＤ２およびその
ベースがトランジスタＴ９のコレクタに接続されたＰＮ
Ｐ １〜ランジスタＴ８によりそれぞれ給電線入に接続
している。１−ランシスタＴ １０のコレクタ電流ばて
い倍器の出力信号」。を制定する。この回路ではダイオ
ード■〕３は単に電流発生器Ｇ５のバイアス機能しか（
）ｉｉｉえていないことは注目すべきことである。
さらに、第４図には第１図に示される電圧−電流変換器
Ｃと、第３図の線型回路Ｉ−を、特に電圧の低い給電線
Ａでも作動に適するてぃ倍器を構成するために、僅かに
変形した線型回路Ｌ’との結合が示されている。第３図
では、変換器ＣにはダイオードＴ）３シか備えられてぃ
なかったが、線型回路Ｌ’ ではそのかわり、ごルクク
がアースされ、ベースがそれぞれｌ・ランシスク′Ｆ４
と′Ｆ３のベースに接続され、コニミ・ツクがトランジ
スタ′ｒ９とｉ” ＋ｏの一＼−スに接続されると共に
、電流発生器Ｇａ 、Ｇ７を通じて給電線入に接続され
た２個のトランジスタＴＩＩとトランジスタＴ１２とが
挿入され−ζいる。
Ｃと、第３図の線型回路Ｉ−を、特に電圧の低い給電線
Ａでも作動に適するてぃ倍器を構成するために、僅かに
変形した線型回路Ｌ’との結合が示されている。第３図
では、変換器ＣにはダイオードＴ）３シか備えられてぃ
なかったが、線型回路Ｌ’ ではそのかわり、ごルクク
がアースされ、ベースがそれぞれｌ・ランシスク′Ｆ４
と′Ｆ３のベースに接続され、コニミ・ツクがトランジ
スタ′ｒ９とｉ” ＋ｏの一＼−スに接続されると共に
、電流発生器Ｇａ 、Ｇ７を通じて給電線入に接続され
た２個のトランジスタＴＩＩとトランジスタＴ１２とが
挿入され−ζいる。
このように、本発明の電圧−電流変換器では、２個のト
ランジスタＴ、、Ｔ２のベース間に印加された電圧Ｖｉ
によって入力信号が表される差動回路の、２個の対にな
ったトランジスタの共通端子が、上述したトランジスタ
Ｔ、、’Ｔ２を流れる電流に制御される２個のトランジ
スタＴ３．Ｔ４を通じてアースされている。また、出力
信号は追加したトランジスタＴ３ 、Ｔ４のうちの一つ
を流れる電流によって表される。
ランジスタＴ、、Ｔ２のベース間に印加された電圧Ｖｉ
によって入力信号が表される差動回路の、２個の対にな
ったトランジスタの共通端子が、上述したトランジスタ
Ｔ、、’Ｔ２を流れる電流に制御される２個のトランジ
スタＴ３．Ｔ４を通じてアースされている。また、出力
信号は追加したトランジスタＴ３ 、Ｔ４のうちの一つ
を流れる電流によって表される。
以上説明したように、本発明の低電圧用電圧−電流変換
器は、２個の対になったトランジスタを備えており、入
力信号は前記２個のトランジスタのベース間に印加する
電圧によって表され、そして結合抵抗が同トランジスタ
の共通端子間に挿入された差動回路からなる、特に低電
圧用の高精度電圧−電流変換器であって、さらに２個の
トランジスタが前記共通端子とアースとの間に挿入され
、これら２個のトランジスタは前記２個の対になったト
ランジスタを流れる電流によって制御され、出力信号は
これら２１固の追加トランジスタのうちの１個を流れる
電流によって表されることにより、変換器の変換比が実
質上作動状態によって変化しない抵抗ＲＥに左右される
ので、給電線の電圧が低（でも非常に精度が高いという
効果がある。
器は、２個の対になったトランジスタを備えており、入
力信号は前記２個のトランジスタのベース間に印加する
電圧によって表され、そして結合抵抗が同トランジスタ
の共通端子間に挿入された差動回路からなる、特に低電
圧用の高精度電圧−電流変換器であって、さらに２個の
トランジスタが前記共通端子とアースとの間に挿入され
、これら２個のトランジスタは前記２個の対になったト
ランジスタを流れる電流によって制御され、出力信号は
これら２１固の追加トランジスタのうちの１個を流れる
電流によって表されることにより、変換器の変換比が実
質上作動状態によって変化しない抵抗ＲＥに左右される
ので、給電線の電圧が低（でも非常に精度が高いという
効果がある。
第１図は本発明の電圧−電流変換器の基本回路構成を示
す回路図、第２図から第４図は本発明の電圧−電流変換
器の他の使用例を示す回路図である。 Ａ・・・給電線、Ｃ・・・電圧−電流変換器、ｃｐ・・
・差動回路、Ｄ、〜Ｉ）３・・・ダイオード、Ｇ、〜Ｇ
７・・・電流発生器、Ｌ、 Ｌ’ ・・・線型回路、
Ｒ４−Ｒ６・・・抵抗、ＲＥ・・・結合抵抗、Ｓ・・・
カレントミラー回路、Ｔ、〜］゛１２・・・１ヘランジ
スタ。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎 下 和 彦 麿−゛−−−−−−−゛−−゛−−−−コ−５
す回路図、第２図から第４図は本発明の電圧−電流変換
器の他の使用例を示す回路図である。 Ａ・・・給電線、Ｃ・・・電圧−電流変換器、ｃｐ・・
・差動回路、Ｄ、〜Ｉ）３・・・ダイオード、Ｇ、〜Ｇ
７・・・電流発生器、Ｌ、 Ｌ’ ・・・線型回路、
Ｒ４−Ｒ６・・・抵抗、ＲＥ・・・結合抵抗、Ｓ・・・
カレントミラー回路、Ｔ、〜］゛１２・・・１ヘランジ
スタ。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎 下 和 彦 麿−゛−−−−−−−゛−−゛−−−−コ−５
Claims (1)
- １．２個の対になったトランジスタを備えており、入力
信号は前記２個のトランジスタのベース間に印加する電
圧によって表され、そして結合抵抗が同トランジスタの
共通端子間に挿入された差動回路からなる、特に低電圧
用の高精度電圧−電流変換器であって、さらに２個のト
ランジスタが前記共通端子とアースとの間に挿入され、
これら２個のトランジスタは前記２個の対になったトラ
ンジスタを流れる電流によって制御され、出力信号はこ
れら２ （［１ｉ１の追加トランジスタのうちの１個を
流れる電流によって表されることを特徴とする低電圧用
高精度電圧−電流変換器。 ２、電流発生器が前記対になったトランジスタと給電線
間及び前記対になったトランジスタとアースとの間に挿
入されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の低電圧用高精度電圧−電流変換器。 ３、前記電流発生器が電気抵抗から構成されることを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の低電圧用高精度電
圧−電流変換器。 ４、電流増幅器を構成するためのカレントミラー回路が
組み・合わされた特許請求の範囲第１項記載の低電圧用
高精度電圧−電流変換器。 ５、信号てい倍器を構成するための線型回路が組み合わ
された特許請求の範囲第１項記載の低電圧用高精度電圧
−電流変換器。 ６、 前記２個の追加トランジスタとアースとの間にダ
イオードが挿入された特許請求の範囲第５項記載の低電
圧用高精度電圧−電流変換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT20220A/83 | 1983-03-23 | ||
| IT8320220A IT1212720B (it) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | Convertitore tensione-corrente ad alta precisione, particolarmente per basse tensioni di alimentazione. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59181710A true JPS59181710A (ja) | 1984-10-16 |
| JPH0544845B2 JPH0544845B2 (ja) | 1993-07-07 |
Family
ID=11164863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59054578A Granted JPS59181710A (ja) | 1983-03-23 | 1984-03-23 | 低電圧用高精度電圧−電流変換器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647839A (ja) |
| JP (1) | JPS59181710A (ja) |
| DE (1) | DE3402891A1 (ja) |
| FR (1) | FR2543376B1 (ja) |
| GB (1) | GB2137039B (ja) |
| IT (1) | IT1212720B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0774555A (ja) * | 1993-07-05 | 1995-03-17 | Nec Corp | Ｍｏｓ差動電圧電流変換回路 |
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| FR2687865A1 (fr) * | 1992-02-20 | 1993-08-27 | Sgs Thomson Microelectronics | Transconducteur de precision et amplificateur a gain variable l'incorporant. |
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| JP3411988B2 (ja) * | 1992-09-21 | 2003-06-03 | 株式会社東芝 | 可変電圧電流変換回路 |
| US5373248A (en) * | 1993-06-08 | 1994-12-13 | At&T Bell Laboratories | Transconductor employing differential pair composite field effect transistors |
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| JP2008092266A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Nec Electronics Corp | 差動回路 |
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| WO2009087482A2 (en) * | 2007-11-12 | 2009-07-16 | Arctic Silicon Devices As | Low noise amplifier |
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