JPS6085619A - 電流制御発振器 - Google Patents

電流制御発振器

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JPS6085619A
JPS6085619A JP19262083A JP19262083A JPS6085619A JP S6085619 A JPS6085619 A JP S6085619A JP 19262083 A JP19262083 A JP 19262083A JP 19262083 A JP19262083 A JP 19262083A JP S6085619 A JPS6085619 A JP S6085619A
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JP
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transistor
current
emitter
current source
transistors
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JP19262083A
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English (en)
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Juichi Hitomi
寿一 人見
Takashi Koga
古賀 隆史
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/282Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator astable
    • H03K3/2821Emitters connected to one another by using a capacitor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、集積回路化されたFM変調器に用いられるエ
ミッタ結合形弁安定マルチバイブレータ構成の電流制御
発振器に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕 ′・・第1図は従
来のエミッタ結合形弁安定マルチバイブレータ構成の電
流制御発振器の回路例を示した回路図である。一対のト
ランジスタ1.2のコレクタはそれぞれトランジスタ3
.4のエミッタに接続されている。又、トランジスタ1
のコレクタは抵抗8を介し、トランジスタ2のコレクタ
は抵抗9を介して共にトランジスタ5のエミ7ノタに接
続されている。更にトランジスタ1のコレクタはトラン
ジスタ6のベース、エミッタ結合を介してトランジスタ
2のベースに接続され、トランジスタ2のコレクタはト
ランジスタ7のベース、エミッタ結合を介してトランジ
スタ1のベースに接続されている。
前記トランジスタ3.4のベースは共にバイアス回路を
構成する電圧源15に接続されておシ、両コレクタは電
源電圧Vccに接続されている。又、前ランジスタロ、
7のコレクタは電源電圧Vcc K j&続されている
。なお、トランジスタ6のエミッタは先に述べたように
トランジスタ2のベースに接続されているが、分岐され
電流源13を介して接地されている。同様にトランジス
タ7のエミッタも分岐され電流源14ヲ介して接地され
ている。トランジスタ1.2のエミッタはコンデンサ1
2ヲ介して相互に結合され、それぞれ制7all電流源
10.11を通じて接地されている。
さて、次に上記従来例のマルチバイブレータの動作説明
を、第2図の信号波形図を参照しつつ行なうことにする
。以下において、トランジスタ1.2のコレクタ電位■
c1、VC2、トランジスタ1のペース電位VBI並ひ
にエミッタ電位vE1、■E2の時間変化を追っていく
マルチバイブレータの発振動作は、トランジスタ1.2
が交互にオン、オフの反転を繰り返して行なわれるが、
先ず、時刻すにおいて、トランジスタ1がオンになシ、
トランジスタ2がオフになっている状態を想定する。こ
の時、トランジスタ3もオンになっているため、トラン
ジスタ1のコレクタ電位VCIは、電圧源15の出力端
子16の電位よシトランジスタ3のベース、エミ多夕間
電圧VBE3分低い電位となっている。出力端子16と
電源電圧Vcc間の電圧i■とすれば、出力端子16の
電位はVcc−■であるから、時刻t1におけるトラン
ジスタ1のコレクタ?a 位VCIは、Vcl =Vc
c −Vo −VBE3 (t=t1 ) ・・・・・
・・・・・(1)となっている。又、トランジスタ2の
コレクタ電位Vc2は、トランジスタ2がオフとなって
いるため、電源電圧Vccよシもトランジスタ50ベー
ス、エミッタ間電圧VBE5だけ低い電位と成っておシ
、Vc2=Vcc−VBE5(t=tl) =−−・−
−・−・−(2)と表わされる。トランジスタ1のベー
ス電位VBEIはVC2よp VBEIだけ低い1i位
となっておシ、Vn1=Vcc、−VBE5−VBEI
(t=t、) −・==・(3)と表わされる。
次に、時刻t1におけるトランジスタ1.2のエミッタ
電位VEI 、Vaz6考える。ここで、オン状態のト
ランジスタ1のベース、エミッタ間電圧をVBEIとす
れば、 VEI =VCC’−VBE5−VBE7−VBEI’
(t=tz ) −(4)となる。さて、第1図の実線
の矢印で示す如くコンデンサ12には制御電流Iinが
流れる。これによシ、コンデンサ12は実線の矢印方向
の極性に一定速度で充電され、これに伴いトランジスタ
2のエミッタ電位■2は時刻1+以降、一定速度で低下
している。そして、エミッタ電位■2がこのまま減少し
ていきトランジスタ2のエミッタ電位VE2がある値に
なると、トランジスタ2の状態はオンからオフに反転す
る。この反転を起こす時刻2t2とすれば、時刻t2に
おけるトランジスタ2のエミッタ電位VE2はVEIよ
シ■だけ低い電位となっておシ、 VE2=Vcc −VBE5−VBE7−VBEI −
Vc(t=t、)・(5)となる。ここでVCはトラン
ジスタ1.2のオン、オフが反転する際のコンデンサ1
2の端子電圧である。
トランジスタ2がオフからオンに反転すると、トランジ
スタ1はオンからオフに反転するb従って、今度はトラ
ンジスタ1のコレクタ電位Vclが、Vcl = Vc
c −VBl5 (t =h ) ・・・・・−・・・
・・西・(6)とな)、トランジスタ2のコレクタ電位
”W2は、Vc2=Vcc −’Vo−VBE5(t=
t2) −−(7)となる。トランジスタlのベース電
位はVc2よシVE7だけ低い電位となってお)、 VBI = Vcc −Vo −VBl4− VB2 
(t=h) −・=(8)となる。そして、時刻t2に
オンとなっブζトランジスタ2のエミッタ電位■2は、
Vc増加し時刻t1のトランジスタ2のエミッタ電位V
EIと回顧に、VB2 = Vcc −VBl5− V
BI7− VBEI (t = t2) −(9)とな
る。ここでVJ3E2はオン状態のトランジスタ2のベ
ース、エミッタ間電圧を表わしている。さて、時刻t2
においてトランジスタ2のエミッタ電位VE2はVc増
加し、それに伴いVEIは■増加する。
このため、 VEI = ’Vcc −VBl5− VBI7− V
BEI −1−’Vc (t=t2)=−(1o)とな
る。
時刻t2以降、トランジスタ1がオフ、トランジスタ2
がオンとなった状態では、第1図の破i腺の矢印方向に
制御電流Innが流れるため、今度はトランジスタ1の
エミッタ電位VEIが一定速度で低下していく。そして
VEIが時刻t2の時のVB2よりVc低くなった時点
で、再びトランジスタ1がオンLでなシ、トランジスタ
2がオフとなる。オン状態となったトランジスタ1のエ
ミッタ電位VEIはVEI =VCC−VBl5−′v
I3u7−VBIE1(t=t3) ・−(11)に復
帰する。
以後、トランジスタ1.2のオン、オフの反転が繰シ返
され、トランジスタ1のベース〒こ圧VBIは第2図に
示すように一定の周期2Tを有するパルス波形となシ、
マルチバイブレータの発振出力が得られる。この場合、
トランジスタ2のエミッタ電位VE2は時点11から時
点t2までの期間Tにおいて2Vc変化するため、 C・2VC=IinT ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(12)が成立する。よって、マル
チバイブレータの発振周波数りは、 I l1n A =2丁−闇・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・(13)となる。ここでIinは制御電流源10
.11を流れる制御電流である。
上記(13)式よシ、制御電流工inを変化させること
によシ、発振周波数f、が変化することがわかる。
従って、映像信号を入力信号とし、この入力信号によシ
ミ流1.を同相で変化させることによシ、マルチバーf
ブレーク全ビデオテープレコーダ(VTll、)におけ
るF’M変調器として用いることができる。
〔背景技術の問題点〕
ところで、上記のような電流制御発振器の出力発振波形
は振幅が一定でなく、人力の制御則1 ’fE流の変化
に伴い振幅が変化する。以下とれについて詳述する。入
力制御rLB流の変化により出力振幅が変化する原因は
、制御気流Iinの変化に伴いトランジスタ3.4のベ
ース、エミッタ間電圧VBE3、VBl4が変化する7
ζめである。
先ず、この電流制御発振器の出力振幅vppを考えると
、1==1.の時のトランジスタ1のベース電位をVB
l(H)、t = j2の時の電位′fcVBI(L)
とすると(3)、(8)式よシ VBI(H)= VCC−VBl5− VBI7 ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(14)VBI(L
)=Vcc −Vo −VBl4−VBI7 −−−(
15)となるため、この電流制御発振器の出力振幅Vl
)I)は Vl)I)=VB1(H)−VBI(L)=Vo−1−
Vi4−VBl5 ・−(16)となる。ここで、 ソマン定数、Tは絶対温度、qは電荷単位をそれぞれ示
している。又、Ic4、Ic5、Is4、Issはトラ
ンジスタ4.5のコレクタ電流及び飽和電流であ\ る。
ここでトランジスタ2がオンしている時、抵抗9を流れ
る電流2IRとすると、トランジスタ2のコレクタ電流
は(HFEヲ無視すると) 2Iinであるため、 Ic4 ==2Iin −IR・・・・・・・・・・・
・・・・ −・・・・・・・・・(19)Ics ==
Ix ・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
 ・−・・・・・・・・・・(20)となる。ここで、
IRは近似的に と表わされ、はぼ定電流と見做すことができる。
(16)、 (17)、 (18)、 (19)、 (
20)式よ゛)・の関係がまる。この(22)式よシ、
出力振幅VJ)I)が制御電流Iinの函数と成ってい
ることがわかシ、制御電流Jinが増加するに伴いVI
)I)も増加することが明らかにわかる。従って、第1
図に示すよう方従来のエミッタ結合形弁安定マルチバイ
ブレータ全VTRの輝度信号のFM変調器とし7て使用
すると、入力側?、?lI電流(Iin)に伴い出力振
幅(Vpp )が変動した場合、後段で混合される色信
月に妨害を与える欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記の欠点に鑑み、変調すべき入力信
号の電流変化に関係々く出力信号の振幅を一定にした電
流制御発振器を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、第3図に示す如く第1図で示した電流制御発
振器において、トランジスタ5のエミッタにトランジス
タ30、抵抗31.32によシ構成される補助電流源4
0を接続し、この電流源の電流を制御電流源Iinの電
流に依存畑せ、トランジスタ5の電流密度とトランジス
タ3.4の電流密度を、トランジスタ20121を流れ
る制御電流にかかわらず等しくなるようにすることによ
って、出力信号の振幅を人力制御電流に依存しないよう
にすることによシ、上記目的&!成するものでおる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の電流制御発振器5;(の−火施例全従来
例と同一部は同符号を付して図面に従って説明する。第
4図は本発明の電流制御発振器の一実施例な示す回路溝
成図である。一対のトランジスタ1.2のコレクタはそ
れぞれトランジスタ3.4のエミッタに接続されている
。又、トランジスタ1のコレクタは抵抗8を介し、トラ
ンジスタ2のコレクタは抵抗9を介して共にトランジス
タ5のエミッタに接続されている。更に、又トランジス
タ1のコレクタはトランジスタ60ベース、エミッタ結
合を介してトランジスタ2のベースK ”lj: 続さ
れ、トランジスタ2のコレクタはトランジスタ70ベー
ス、エミッタ結合を介してトランジスタ10ベースに接
続されている。
前記トランジスタ3.4のベースは共にバイアス回路全
構成する電圧源15に接続されておシ、両コレクタは電
源′IE圧Vccに接続されている。又、前記トランジ
スタ5のベース及びコレクタ並びにトランジスタ6.7
のコレクタは電源電圧Vccに接続されている。なお、
トランジスタ6のエミッタは先に述べたようにトランジ
スタ2のベースに接続されているが、分岐され電流源1
3を介して接地されている。同様にトランジスタ7のエ
ミッタも分岐され電流源14ヲ介して接地されている。
トランジスタ1.2のエミッタは、コンデンサ12全介
して相互に結合されていると共に、それぞれ電流源10
.11を介して接地されている。又、トランジスタ5の
エミッタは補助電流源18ヲ介して接地さ)tている。
なお、補助電流源18の電流は入力制御電流に依存して
いる。
次に本実施例の動作について説明する。補助電流源18
ヲ流れる補正電流f Icompとするとトランジスタ
5のエミッタにはIR(抵抗9を流れる電流)と補正電
流Icompを加えた電流が流れるため、トランジスタ
5のコレクタ電流Icsは Ic5 = Ix +Icomp ・ ・・・・・・・
・・・・・ ・−・・(22)と官ける。このため、(
16)、(17)、(18)、(19)、(22)式よ
)補正後の出力振幅Vl)り’はと書くことができる。
この時(23)式のJllnの()内が1となるように
IC0InI) f選べば、(23)式の第2Iin−
IRl55 2項は零となる。即ち、□R+□。o1□、・l54=
1とすることによシ とな、!l)、(24)式で示されるような値を有する
補正電流Icompを選ぶことによシ、出力振幅vpp
’はマルチバイブレータの入力電流となっている制御電
流Iinに依存せず一定とすることができる。即ち、V
l)p’=■ ・・ ・・・・・・・・(25)と表わ
される。又、(22)式と(25)式を比較した場合、
(25)式においてはVTを含む項がなくなっているた
め出力振幅VI)P’は■に温度ドリフトがなりれば、
温度ドリフトもなくなる。更に、(24)式よシ稲正電
流ICompは制御電流Iinに比例する項と定電流の
項よシ成シ立9ていることがわかる。
第5図は本実施例の回路における制御電流Iinと出力
振幅′vppとの関係を示した図である。補助電流源1
8がない場合は、(a)に示す如く人力の制御電流Ii
nと出力振11’ta ′vppとの関係はIinの増
加に従ってVppが増加するというように、VppがI
inに依存してしまう。しかし、本実施例の如く、補助
1「流源18がある場合は、(b)に示す如く制御電流
工inの増加にかかわらず出力振幅vppは常に一定と
なシ、出力振幅vppが制御電流Iinに依存しなくな
る。なお、実際は図中Uで示した利用範囲において使用
される。
本実施例によれば、トランジスタ5のエミッタを補助電
流源18を介して接地すると共に、トランジスタ1.2
のエミッタをそれぞれ電流源io、 11、を介して接
地する構成とし、且つ補正電流、Icompを(24)
式で示すように選ぶことによシ、本実施例の電流制御発
振器の出力振幅Vpp’ f (25)式で示される如
(Voに等しくできるため、入力制御電流Iinの電流
変化に関係なく出力信号の振幅を常に一定とすることが
できる。従って、本実施例の電流制御発振器とVTRの
輝度信号のFM変調器として使用すれば、このFMi調
器の後段で混合される色信号に防害を与えることが安く
、画質を向上させることができる。
第6図は第4図に示した本実施例の詳細構成例を示した
回路図である。第4図の制御電流源10は、第6図では
コレクタがトランジスタ1のエミッタに接続され、エミ
ッタが抵抗22ヲ介してアースに接続されるトランジス
タ20よシ構成されている。
又、第4図の制御電流源11は、第6図ではコレクタが
トランジスタ2のエミッタに&q’77:され、エミッ
タが抵抗23ヲ介してアースに接続されるトランジスタ
21よりi成されている。トランジスタ20.21のベ
ースは共に図中破線で囲まれている補助電流源40f構
成するトランジスタ30のベースに接続されている。ト
ランジスタ30のエミッタは抵抗31を介して接地され
ると共に、抵抗32を′介して電源電圧Vccに接続さ
れている。又、トランジスタ加のコレクタはトランジス
タ5のエミッタに接続されている。
上記の回路において、トランジスタ30のコレクタ電流
Ic30は、トランジスタ30のエミッタ電圧をVE3
0とすると、トランジスタ旬のエミッタ゛1R流がIi
nであるため、 となる。ここで、VcC〉〉■30とすると(26)式
における第1項は入力の制御電流Iinに比例する項で
あシ、第2項は定電流の項となp、Ic30は(24)
式のIcompと同じ形で表わすことができるOこれに
より、(24)式と(26)式の係数を比較し、Ic 
30がIcompと等しくなるようにR31、R32を
選べば、出力振幅Vl)I)’は(25)式に示される
ように制御電流Iinに全く依存しないようにすること
ができる。
、第7図は第4図の他の詳細構成例を示しだ回路図の一
部である。即ち、第7図で示した回路は第6図で示した
補助電流H4oの部分を別の回路で41+4成したもの
であシ、他の構成は第6図のそれと全く同一である。第
7図に示す電流源は、抵抗50、トランジスタ(資)、
抵抗31ヲ直列に接続した回路よりなシ、抵抗50は電
源電圧Vccに接続され、他端は図示されないトランジ
スタ5(第6図を参)!i+ )のエミッタとトランジ
スタ30のコレクタに接続されている。トランジスタ(
9)のエミッタは抵抗31ヲ介して接地されており、ト
ランジスタ300ベースは図示されないトランジスタ2
0(第6図を参照)のベースに接続されている。
このような構成の補助電流源の出力電流をIxとすると
、工Xはトランジスタ20のコレクタ電流がIinであ
るため、 ■、=四筐■in−角臣 191151010.、。、
(27)、R31几50 と表わすことができる。ここで、VBE5はトランジス
タ5のベース、エミッタ間電圧である。従って、(27
)式では、第1項が工inに比例する項で必シ、第2項
がVEIE5を定電圧と見做せば定電流の項となるため
1.結局りは(24)式のIcompと同じ形で表わさ
れる。これにより (24)式と(27)式の係数を比
較し、hがIcompと等しくなるように、’ T%3
t、Rs。
を選ぶことKより、出力振幅Vf)I)’は(25)式
で示されるようにVoとなシ、入力電流Iinに全く依
存しないようにすることができる0 第8図は第4図に示した実施例の更に他の詳細構成例の
一部を示した回路図であシ、第6図で示′ した補助電
流源40を他の回路で構成しiヒものである。第6図に
示す回路において、トランジスタ(資)のエミッタは抵
抗31ヲ介して接地され、ベースは図示されないトラン
ジスタ20(第6図を参照)のベースに接続され、コレ
クタはトランジスタ60のコレクタに接続されている。
トランジスタ60のエミッタは抵抗62を介して電源電
圧VccK接続され、ベースはトランジスタ610ベー
スに接続されている。トランジスタ61のエミッタは抵
抗63ヲ介して電源電圧Vccに接続され、トランジス
タ61のコレクタとベースは接続されて共に抵抗64を
介して接との補助電流源の出力電流kIyとすると、■
yは図示されないトランジスタ四のコレクタ電流がIi
nでちるため、 R22Vcc −VBE61 R63 Iy=R31工1nR63−1−R64・R62”””
”’=)と表わす事ができる。ここでVBE61はトラ
ンジスタ61のベース、エミッタ間電圧である。(28
)式では、第1項がIinに比例する項であシ、第2項
は定電流の項となるため、Ixは(24)式のIcom
pと同じ形で表わされる。従って、(24)式と(27
)式の係数比較を行ない、■XとIcompとが等しく
なるように几31、R62、R63、几64を選べば、
出力振幅がp′は(25)式に示されるように■となシ
、入力制御電流Iinに全く依存しなくなるようにする
ことができる。
〔発明の効果〕
以上記述した如く本発明における電流制御発振器によれ
ば、エミッタ結合形弁安定マルチバイブレータに補助′
電流源を付加し、この補助電流源を流れる電流を所定の
形で入力制御電流に依存させることによシ、入力制御電
流に依存することなくエミッタ結合形弁安定マルチバイ
ブレータ構成の電流制御発振器の出力信号の振幅を一定
とする効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電流制御発振器を構成するエミッタ結合
形弁安定マルチバイブレータの一例を示した回路図、第
2図は第1図に示した従来の電流制御発振器の動作タイ
ムチャート、第3図は本発明の電流制御発振器の基本回
路図、第4図は本発明の電流制御発振器の一実術例を示
しIC回路図、第5図は第4図に示した実施例における
制御電流Iinと出力振!協vppとの関係を示した図
、第6図は第4図に示した電流制御発振器の詳細構成例
を示した回路図、第7図は第4図に示した電流制御発振
器の他の詳細li&成例の一部を示した回路図、第8図
は第4図で示した電流制御発振器の更に他の詳#IIl
構成例の一部を示した回路図で必る。 112.3.4.5.6.7.30.60161・・・
トランジスタ 10.11・・・制御電流源 12・・・コ′ンデンサ 13.14・・・電流源 15・・・電圧源 18.40・・・補助電流源 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名) 第2図 1 1 1 )−7−4−7−1−7−A 1 1 1 1 h b b tz U ン 〉 Q 第5図 I’ll即IE’7ft、Iin □ 、第7図 第8図 ゛

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エミッタ間にコンデンサが接続される第1と第2
    のトランジスタとコレクタが電源に接続される第3、第
    4、第5のトランジスタとを有し、前記第1及び第2の
    トランジスタのエミッタをそれぞれ制御電流源に接続す
    ると共に、前記第1のトランジスタのコレクタを前記第
    2のトランジスタノヘースに、また前す己第2のトラン
    ジスタのコレクタを前記m1のトランジスタのベースに
    それぞれ接続して帰磁ループを形成すると共に、前記第
    1及び第2のトランジスタのコレクタをそれぞれ抵抗を
    介して前記第5のトランジスタのエミッタに接続し、更
    に前記第1及び第2のトランジスタのコレクタをそれぞ
    れ前記81!3及び第4のトランジスタのエミッタに接
    続し、前記第3、a↓4のトランジスタのベースを共通
    に接続し、このベース電位と前記第5のトランジスタの
    ベース電位間の電圧が一定となるよう、第3、第4及び
    第5のベースをそれぞれバイアス回路に接続して成るエ
    ミッタ結合形弁安定マルチバイブレータ構成の電流制御
    発振器において、第5のトランジスタのエミッタに補助
    電流源を接続し、この電流源の電流が前記第1及び第2
    のトランジスタのエミッタ回路に挿入された制御電流源
    に依存するようにしたことを特徴とする電流制御発振器
  2. (2) fifJ記i5のトランジスタのエミッタ回路
    に挿入される補助電流源の電流をIcomp 、前記制
    御電流源の電流をIin 、前記第2及び第3のトラン
    ジスタの飽和1d流をIS4、Issとし、第2のトラ
    ンジスタのコレクタと第5のトランジスタのエミッタと
    全結合する前記抵抗を流れるi! i′iiCf I 
    nとするとき、 とすることを!#欲とする/1奢許請求の範囲第1項「
    1己載の電流制御発振器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02230821A (ja) * 1989-03-03 1990-09-13 Hitachi Ltd クロック発生装置及び周波数―電流変換回路

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