JPS592433A - サンプル回路 - Google Patents

サンプル回路

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JPS592433A
JPS592433A JP57111216A JP11121682A JPS592433A JP S592433 A JPS592433 A JP S592433A JP 57111216 A JP57111216 A JP 57111216A JP 11121682 A JP11121682 A JP 11121682A JP S592433 A JPS592433 A JP S592433A
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    • GPHYSICS
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  • Electronic Switches (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、集積回路化に適するサングル回路に関する
〔発明の技術的背景とその問題点〕
サングル回路は、入力信号を外部側径1信号に従っであ
る一定期間出力側に導き出す回路であす、多くはサンプ
ルホールド(ロ)路の一部として使用される。
第1図は従来のサンプル回路を用いたザンプルホールド
回路の構成を示すもので、1は入力端子、2は出力端子
、3は制御信号入力端子、4.5は利得決定用抵抗、6
はバッファ増幅器、7はMO8型トランジスタ、8はホ
ールド用コンデンサ、9は演算増幅器である1、ここで
、バッファ増幅器6とMO8型トランジスタ7でサング
ル回路を構成している。
第2図(−)〜(c)は制御信号、入力信号および出力
信号の波形例を示している。サンプル時には制御信号(
#l)が高電位となってトランジスタ7が導通するため
、入力信号(b)が出方端子2に反転された形で伝達さ
れる。このときコンデンサ8には出力信号電圧に等しい
電圧が加わる。次に、非サンプル時(ホールド時)に制
御信号(a)が低レベルとなってトランジスタ7が非導
通となると、演算増幅器9の入力側はサンプル回路と切
離されるため、出力端子2にはコンデンサ8の電圧が出
力され、その状態が次のサンプル時まで保持される。
このようにMO8型トランジスタ7をアナログスイッチ
として用いれば、簡単にサンプル回路を実現できる。し
かしながら、この従来のサンプル回路では次のような大
きな欠点がある。
第1に、このサングル回路ではMO8型トランジスタ7
を含んでいるだめ、集積回路化に不利である、。即ち、
同一集積回路内にバイポーラトランジスタとMO8型ト
ランジスタを実現することは極めて困離であり、仮に実
現できたとしても極めて複雑な製造工程を必要とし、高
価なものとガってしまう。
第2に、MO8型トランジスタは非導通状態を極めて容
易に実現できる反面、導通状態での電流−電圧特性の直
線性が悪いため、サンプル回路としての直線性も悪くな
る。第3図にMO8型トランジスタのダート・ソース間
電圧を一定としたときのドレイン電流■Dli対ドレイ
ン電圧vDs特性の例を示す。このような非直線性のた
め、サンプル時に出力側に不要々歪が発生する。
この歪は入力信号の周波数が高くなるに従って増大し、
サンプル回路として大きな欠点となる。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、集積回路化が容易で、しかも直線性
にすぐれたサンプル回路を提供することである。
〔発明の概要〕
この発明は、出力段トランジスタにバイポーラトランジ
スタを使用し、サンプル時にはこの出力段トランジスタ
を介して入力信号を出力端子へ伝達するとともに、第1
の差動増幅器によって出力端子から入力側へ負帰還ルー
ノを形成し、一方、非サンプル時には第2の差動増幅器
を含む他の負帰還ループによって出力段トランジスタの
ペース電位を定電位または出力電位と等しく保つととも
に、出力段トランジスタの動作電流をオフとすることに
より、入力端子と出力端子間を完全に切離すように構成
したことを特徴としている。
〔発明の効果〕
この発明によるサンゾル回路は、MO8型トランジスタ
を用いることなくバイポーラ型トランジスタのみで構成
されるため、集積回路化に適している。また、サンゾル
状態では出力端子から入力側に負帰還がかかることによ
って出力インピーダンスが極めて小さくなるので、出力
段トランジスタの電流−電圧特性の非直線性による歪の
発生が少なくなり、サングル回路としての直線性が向上
する。一方、出力段トランジスタにバイポーラ型トラン
ジスタを使用しつつも、非サンプル時にはMO8型トラ
ンジスタを用いた場合と同様に入力端子と出力端子間が
良好に分離され、また出力端子への制御信号の漏洩もな
いノテ、サンプルホールド回路に応用した場合、後段の
ホールド回路のホールド作用を損なうことはない。
〔発明の実施例〕
第4図はこの発明の基本的な実施例を示すものである。
図にj−いて、11は入力端子、12は出力端子、13
は第1の差動増幅器であり、第1の差動増幅器13の非
反転および反転の各出力端はそれぞれ入力端子11およ
び出力端子12に接続される。第1の差動増幅器13の
出力は加算回路14の一方の入力となる3、この加算回
路14の出力端は第2の差動増幅器15の反転入力端に
接続される。第2の差動増幅器15の非反転入力端は定
電位点(この例では接地点)K接続され、またその出力
は加算回路14の他方の入力となる。
第2の差動増幅器15の出力端にはさらにバイポーラ型
の出力段トランジスタ16のペースが接続される。この
出力段トランジスタ16のコレクタは第1の電源端vc
cに接続され、エミッタは出力端子12に接続される。
第1.第2の差動増幅器13.15は、第1の電流スイ
ッチ17により選択的に電流源19に接続されて動作電
流が供給されるようになっている。また出力段トランジ
スタ16のエミッタハ第2のスイッチ18を介して電流
源2oに接続され、第2のスイッチ18によって動作電
流がオン、オフされるよう罠なっている。■。0はvc
cより低電位の第2の電源端である、。
このサンプル回路の動作を説明する。まず、サンプル時
には第1の電流スイッチ17が第1の差動増幅器13側
に接続されることによって、第1の差動増幅器13の動
作電流がオン、第2の差動増幅器I5の動作電流がオフ
となるとともに、第2の電流スイッチ18が閉じること
によって、出力段トランジスタ16の動作電流がオンと
なる。このとき第2の差動増幅器15は非動作状態とな
るとともに、第1の差動増幅器13七加算回路14およ
び出力段トランジスタ16によって負帰還ループが形成
される。従って第1の差動増幅器13の非反転入力端と
反転入力端の各電圧、つまり入力端子IIと出力端子1
2の各電圧は等しくなる。そして第2の電流スイッチ1
8が閉じていることにより、出力段トランジスタ16お
よび電流源λQによって出力端子12から後段のホール
ド回路等に対し、入力端子1ノへの入力信号変化に対応
した正負の電流を供給することができる。即ち入力信号
変化が出力端子12へ伝達され、ここにサンプル動作が
実状されることになる。
このサンプル状態では、負帰還によって出力端子12で
の出力インピーダンスが極めて小さくなるため、従来の
サンプル回路におけるMO8型トランジスタの電流−電
圧特性の非直線性に類するような影響を受けることがな
く、良好々直線性が得られる。即ち、第4図においては
出力段トランジスタ16のペース・エミッタ間電圧V□
は出力端子12からの出力電流によらず一定のため、電
流−電圧特性の非直線性による歪の発生はない。
次に、非サンダル時には第1の電流スイッチ17が第2
の差動増幅器15側に接続されることによって、第1の
差動増幅器13がオフ、第2の差動増幅器15の動作電
流がオンとなるとともに、第2の電流スイッチ18が開
き、出力段トランジスタ16の動作電流がオフとなる。
この場合、第2の差動増幅器15と加算回路14により
負帰還ループが形成されるので、加算回路14の出力電
圧、つまり第2の差動増幅器15の反転入力端の電圧は
、との差動増幅器15の非反転入力端の電圧と同等、即
ち0■となる。
従って出力段トランジスタ16のペース電圧がOvとな
るので、トランジスタ16のV□もOvとなる。一方、
第2の電流スイッチ18が開いており、出力端子12け
電流源20と切離されている。このため、出力端子12
には出力段トラン・ゾスタ16、電流源20のいずれに
よっても電流は流れない。なお、この場合第1の差動増
幅器13は動作電流が供給されておらず非動作状態とな
っているだめ、その入力電流は零である。従って出力端
子12が第1の差動増幅器13の反転入力端に接続され
ていても、なんら問題ない。
−このように非サンプル状態では出力端子12には一切
電流が流れず、入力端子1ノと出力端子12間は完全に
しヤ断される。
第5図はこの発明のより具体的な実施例を示すもので、
サンプルホールド回路に応用した場合の構成を示してい
る。図において、1,2はサンプルホールド回路の入力
および出力端子、JanJbは制御信号入力端子、4,
5は利得決定用抵抗、9は演算増幅器、Sはホールド用
コンデンサである。21.22は第1の差動増幅器13
を構成するエミッタ結合トランジスタ対、23.24は
第2の差動増幅器15を構成するエミッタ結合トランジ
スタ対、25.26はこれらのエミッタ結合トランジス
タ対の共通の負荷としてのカレントミラー回路を構成す
るトランジスタである。このカレントミラー回路の出力
側トランジスタ26のコレクタには両エミッタ結合トラ
ンジスタ対の負荷電流(トランジスタ22.24のコレ
クタ電流)の和が流れるので、結局このカレントミラー
回路は加算器14としても動作することになる。27.
28は第1の電流スイッチ17を構成するトランジスタ
、29.30は第2の電流スイッチ18を構成するトラ
ンジスタであり、制御信号入力端子3m+3bを介して
制御信号が供給されることによシスイッチ動作をする。
31.32は電流源19.20をそれぞれ構成するトラ
ンジスタであり、電源Vおに接続されたダイオード接続
のトランジスタ33の電圧がバイアスとして与えられる
ことにより、定電流源として動作する。
このサンプルホールド回路の動作は次の通りである。ま
ず、サンプル時には端子3a 、3b間に3bの電位よ
り3aの電位の方が高くなるような制御信号が加えられ
る。このときトランジスタ27.29は導通状態、トラ
ンジスタ28 、30は非導通状態となるだめ、第1の
差動増幅器13および出力段トランジスタ16は動作状
態、第2の差動増幅器15は非動作状態となる。従って
端子1ノの信号変化は第1の差動増幅器13、加算回路
14および出力段トランジスタ16を経て端子12に伝
達され、サンプルホールド回路としては端子1の信号変
化が位相反転されて端子2に現れることになる。なお、
このときトランジスタ21.22.25 。
26.16によってサンプル回路内での部分負帰還ルー
ノが形成され、これによって端子12からみた出力イン
ピーダンスが十分低く維持されている。
次に、ホールド時つまりサンプル回路の非サンプル時に
は、端子3a、3b間にサンプル時と逆の電位関係の制
御信号が印加されて、トランジスタ27.29は非導通
状態、トランジスタ211.30が導通状態となるため
、第1の差動増幅器13は非動作状態、第2の差動増幅
器15が動作状態となる。従って出力段トランジスタ1
6のペース電圧はOvに制御され、トランジスタ16は
非導通状態となる0、また、トランジスタ22のペース
電流は零、トランジスタ29も非導通状態であるから、
結局端子12から見た場合、サングル回路は等何曲に開
放状態となる。従ってサンダルホールド回路の出力電圧
はサンプル時の最終値に保持される。
この実施例によれば、回路素子のtlとんどをNPN 
)ランジスタで構成でき、より高速で動作させることが
可能である。これは集積回路においては、PNPトラン
ジスタよりNPNトランジスタの方が周波数特性その他
の特性を良好にすることができるからである。
@6図〜第8図にこの発明に係るサンプル回路の他の実
施例を示す。第6図の実施例は、加算回路14の出力部
にトランジスタ34と抵抗35からなるエミッタフォロ
ワを付加することにより、加算回路14の負荷効果を小
さくして、より安定な動作が得られるようにしたもので
ある。
第7図の実施例は、出力段トランジスタとして、NPN
 )ランジスタ16およびこれと相補特性のPNP )
ランジスタ16′からなる相補型トラン・ゾスタ対を用
いて、直線性をより一層向上させたものである。この場
合、出力段トランジスタ76 、16’の制御のために
、電流スイッチ18および電流源20のほか、電流源3
6とダイオード37〜39が新たに追加されている。即
ち、サンプル時にトランジスタ29が導通すると、出力
段トランジスタ16 、16′のペース・ペース間電圧
はダイオード37.38の順方向電圧の和となり、両ト
ランジスタ16 、 I 6’は共に動作状態となる。
このとき出力端子12に流れる電流は、正方向成分はト
ランジスタ16、負方向成分はトランジスタ16′をそ
れぞれ流れることになるので、両方向成分の電流の対称
性が良好となる。
一方、非サンプル時にトランジスタ30が導通状態とな
ると、電流源36よりダイオード39に電流が流れるた
め、出力段トランジスタ16゜16′のペース・ペース
間電圧は約O■となる。
このときトランジスタ16のペース電圧は前述と同様O
vとなっているから、結局トランジスタ16 、16’
はペース電圧がいずれもovとなり、非導通状態となる
。従って、出力端子12は等制約に開放となる。
第8図の実施例は、第2の差動増幅器15の非反転入力
端子、つまりトランジスタ23のペースを接地せず、出
力端子12に接続したものである。このようにすると、
出力端子12の電位がOv以外のときでも出力段トラン
ジスタ16゜16′のペース・工εツタ間電圧をovに
制御することができる。即ち、出力電位によらずサンゾ
ル、非サンダルの両状態の切換えを行なうことができる
ので、サンプル回路の負荷が第5関で説明したようなホ
ールド回路以外の場合でも問題なく動作し、負荷を自由
に選択することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のサンプルホールド回路の回路図、第2図
はその動作を示す波形図、第3図はMO8型トランジス
タのドレイン電流−ドレイン電圧特性を示す図、第4図
はこの発明の基本的な実施例を示す図、第5図〜第8図
はこの発明のより具体的な実施例を示す回路図である。 1ノ・・・入力端子、12・・・出力端子、13・・・
第1の差動増幅器、14・・・加算回路、15・・・第
2の差動増幅器、16 、16’・・・出力段トランジ
スタ、17.18・・・電流スイッチ、19.20・・
・電流源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  非反転入力端が入力端子に接続され、反転入
    力端が出力端子に接続された第1の差動増幅器と、この
    第1の差動増幅器の出力を一方の入力とする加算回路と
    、この加算回路の出力端に反転入力端が接続され、非反
    転入力端が定電位点または前記出力端子に接続され、そ
    の出力が前記加算回路の他方の入力となる第2の差動増
    幅器と、前記加算回路の出力端にベースが接続され、コ
    レクタが電源端に接続され、エミッタが前記出力端子に
    接続されたバイポーラ型の出力段トランジスタと、サン
    ゾル時に第1の差動増幅器および出力段トランゾスタの
    動作電流をオンにするとともに第2の差動増幅器の動作
    電流をオフにし、非サンプル時に第1の差動増幅器およ
    び出力段トランジスタの動作電流をオフにするとともに
    第2の差動増幅器の動作電流をオンにする電流スイッチ
    手段とを備えたことを特徴とするサングル回路、。
  2. (2)  加算回路は出力部にエミッタフォロワを含む
    ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のサンプル回路。
  3. (3)  出力段トランジスタとして相補型トランジス
    タ対を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のサンプル回路。
JP57111216A 1982-06-28 1982-06-28 サンプル回路 Granted JPS592433A (ja)

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DE8383106012T DE3379813D1 (en) 1982-06-28 1983-06-20 Sampling circuit
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