JPS6090424A - 電流駆動回路 - Google Patents

電流駆動回路

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JPS6090424A
JPS6090424A JP19875083A JP19875083A JPS6090424A JP S6090424 A JPS6090424 A JP S6090424A JP 19875083 A JP19875083 A JP 19875083A JP 19875083 A JP19875083 A JP 19875083A JP S6090424 A JPS6090424 A JP S6090424A
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JP
Japan
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current
circuit
transistor
discharge
input
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JP19875083A
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Tomoaki Hirai
智明 平井
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/66Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will
    • H03K17/665Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only
    • H03K17/666Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only the output circuit comprising more than one controlled bipolar transistor
    • H03K17/667Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only the output circuit comprising more than one controlled bipolar transistor using complementary bipolar transistors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
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    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/603Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors with coupled emitters

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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】 〔発明の利用分野] 本発明は、電流駆動回路に関し、特に製造プロセスを変
更することなく、高速動作が可能な電流駆動集積回路に
関するものである。
〔発明の背景) 電子計算機用周辺機器の信号周波数は、動作の高速化の
要求に伴って、高周波化の一途を歩んでいる。それに伴
い信号処理回路系をこおいては、より良い高周波特性が
要求される。信号処理の基本クロックを生成する回路と
しては、VFO(Variable Frequenc
y 0sci/at’or )回路があるが、710回
路の高周波化の妨げとなっているのが、チャージポンプ
回路におけるPNP )ランジスタの存在である。すな
わち、PNPトランジスタの遮断周波Ffz(fT)は
、NPN)ランジスタに比較して1〜2桁も低いため、
1チツプ化された集積回路では高周波特性が悪い。した
がって、従来、高周波特性をよくするためkm、PNP
)ランジスタは、外付は個別部品を使用している。
第1図は、従来の電流駆動回路の一例を示す構成図であ
る。
電流駆動回路lは、PNPI−ランジスタQ1・Q2、
NPN)ランジスタQ3、Q牛、定電流源11より構成
される電流吐出回路2と・NPN )ランジスタQ5、
Q6、定電流源I2より構成さねる電流引込回路3と、
基準電、圧源v1.v2とから成る。電流吐出回路2は
、入力電圧vinが基準電圧Vlより大きくなった詩に
、Q3がONとなり、Ql、Q2のカレントミラー回路
が活性化状態となって、Q1フレクタより電流■1が吐
出される。電流引込回路5は、入力電圧viユが基準電
圧■2より大きくなった時に、Q5がONとなり、Q5
コレクタより電流■2が吸込まれる。
基準箪庄源Vl、V2の値幀、Vl>V2の関係があれ
ば、電流出力端子I。UT からの出力電流Iと、入力
電圧■□□の問いは、第2図に示す関係が成立する(但
し、第1図のIの向きを正とする)。
さらに、定電圧源11と12の値[、II>I2の関係
があれeJ1電流駆動回路1は、入力電圧■1nの値に
より、電IN1吐出状態、電流引込状態、電流零状態の
3つの状態をとる回路となる。
すなわち、入力電圧■□。が■□ユ〉■、の電流吐出状
態では、トランジスタQl、Q2.Q3.Q5がオン、
Q4.Q6がオフとなり、カレント・ミラー回路の両ト
ランジスタQl、Q2にはいずれも同一の電流値Ilが
流れるが、電流グ1込回路のトランジスタQ5には電流
値I、シか流ねないため、差電流値(11−I、)のみ
が吐出電流Iとして出力端子I。o7 から外部い吐き
出さね、例えばコンデンサをチャージすることになる。
次に、入力電圧vin IJ″−v、 > vi。> 
Vl ’) VIE 流Wl込状態では、トランジスタ
Q!、Q5がオン、Ql、Q2.Q3.Q6がオフとな
り、カレント・ミラー回路の両トランジスタQl、Q2
には電流が流れず、電流引込回路のトランジスタQ5に
は外部からの電流■、が出力端子I。ffT を通って
矢印の反対方向(流ね、例えば外部コンデンサをディス
チャージすることになる。
また、入力電圧v1□がvln<v、の電流零状態では
、トランジスタQ4.Q6がオン、Ql、Q2、Q3.
Q5がオフとなり、定電流I工、■、はすべて電源■。
。からトランジスタQ4.Q6を通って流れるので、出
力端子l。LIT をjmシて吐出されたり、あるいは
引込まれたりする電流は0となる。
従来回路の間顧点は、電流吐出回路のPNPトランジス
タQ、1.Q2がスイッチングを行うこと「ある。
一般に、入力端子■□□は、正弦波等の周期信号である
為、電流駆動回路1のトランジスタQ1〜Q6のスイッ
チング特性が、回路の性能を左右する暇要な要軍である
。前述のように、一般の集積回路においては、NPNト
ランジスタの遮断周波数fTは、数百MH,〜数GH2
であり、これに対しP N P )ランジスタは1桁〜
2桁低い値である。従って、電流駆動回PfSlの周波
数特性は、P−NP)ランジスタQ1.Q2の特性に依
存し、高速電流切り換えができないという欠点があった
〔発明の目的〕
本発明の目的は、このような従来の欠点を改善し、PN
P)ランジスタを含む$積回路の製造プロセスを変更す
ることなく、高速に電流切り換えを行い、より良好な高
周波特性を持たせることが可能な電流駆動回路を提供す
ることにある。
(発明の概敦) 上記目的を達成するため、本発明の電流駆動回路は、P
NP)ランジスタより構成される胃、流吐出回路と、N
PN )ランジスタより構成される電流引込回路と、該
電流引込回路および電流吐出回路の共通電流出力端子と
を有する電流駆動回路において、PNP)ランジスタを
常時活性化状態とする定電流吐出回路と、引込電流値の
切り換えスイッチを有する雷、流引込回路とを設け、該
電流引込回路のスイッチングにより上記共通電流出力端
子の出力電流値を切り換えることに特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を、図面によりJ9明する。
第3図は、本発明の一実施例を示す電流駆動回路の構成
図であり、第4図はfP3図における各モード時の入出
力電流値を示す図である。
第3(ネ1において、雷、流駆動回路11は、PNPト
ランジスタQll、Ql2と可変抵抗R1から構成され
る定電流吐出回路12と、NPN )ランジスタQ13
.Q14と定電流源I3から構成される電流引込回路1
3と、NPN)ランジスタQ15、Ql6と定電流源■
牛から+1’?成される電流引込回路14と、基準電圧
源v3、■4とから成る。可変抵抗It lは、電流引
込回路13のON時の引込電流値(−I3)と、定電5
流吐出回路12の吐出電、流■凸が等しくなるようGこ
設定する。
なお、基準電圧源V3.V4の間には、V3<V牛の関
係がある。
定電流吐出回路12は、固定バイアスの定電流回路を措
成しており、入力信号■□ユ1及びv1n2の値(無関
係「、常に−ガての電流■5を吐出し、PNP)ランジ
スタも常に活性1五゛熊にある。■、流引込回路13は
、入力信号■□n2〉基準電圧源Vヰの時は、Ql3が
オン、Ql4がオフとなり、引込電流(Q14コレクタ
電流)は零となる。
逆に、V1n2 < V 4の時は、Ql3がオフ、Q
l4がオンとなり、引込11.(流はI3となる。同様
すして、電流引込回路1牛は、入力信号vin1〉基準
電圧源V3の時は引込亀61ffl (Q :L 6コ
レクタ電流)は零となり、vi□1〈v3の時は引込電
流は■4となる。従って、第4図C示ず如く、■□n1
〈v3かつvin2〈v4の時(以下状態lと称す)は
、電流引込回路13及び1+の引込電流和I6は、I3
+I4となり、V□、 1 > V 3がっ■1n2<
V4の時(以下状態2と称す)は、■6はI3となり−
Vinl>v3かつviln2〉v4の時(以下4に態
3と称す)は、16は零となる。電流駆動回路11の出
力電流■ (第3図中の矢印の向きを正とする)は、定
常流吐出回路12の吐出電流I5と電流引込回路13及
び14の引込電流和■6の差(I5−I6)であるから
、出力電流Iは、状態lではl5−I3−I牛、状態2
では15−■3、状態3では■5となる。さらc1前述
した如く、可変抵抗R1k−より13==t5となる様
設定しであるので、前記出力電流■は、状が11で=■
4、状態2で零、状師凸で■5となり、状態1は電流引
込回路、状部2は電流零状態、状態3は電流吐出状態と
なる。
このように、笛3図の実施例においては、PNPトラン
ジスタQ11.Ql2のスイッチング動作を行うことな
く、M1図の従来例と同じような出力電流状部を実現す
ることができる。この場合、入力信号■1n1.v1n
2を正弦波として、両正弦波間の位相を種々変更ずJl
ば、状?Nil、2.3を生成することができ、電流引
込、電流零および電流吐出の3状態を11宅戒できる。
第5図は、本発明の仲の実施例を示す電流駆動回路の惜
戊図であり、笛6図は第5図の各状態における入出力電
流値を示す図である。
なお、笛3図の実施例と同じ番号は、同一部品電流を示
す。前記第5図の実施例との違いは、(1)PNP)ラ
ンジスタQll、Q1.2のエミッタ側に、抵抗R21
,l’L22を挿入したカレントミラー回路、G2)可
変抵抗1’L lによる電流調四を、定電流目&!82
1 ノ+T(変抵抗It 23 K JニルT+:流#
M @ km 変更、(a入力信号端子を1個とし、基
鵡電圧源V5.V6をV5<V6と設′定している点で
ある。
第5図においては、トランジスタQ11.Q12、Q2
1を有する固定バイアスの定電流吐出回路と、トランジ
スタQ、13.Q14.Q23を有する竿1の電流引込
回路と、トランジスタQ15゜Ql6.Q22を有する
fP2の電流引込回路と基準筒、圧源■凸、v6と定電
流源「共通のベース常圧制御回路とが設けられる。
定電、流吐出回路Qll、Q12.Q21は、入力信号
v1r13に関係なく、常「一定常流I5を吐出すので
、PNP)ランジスタは常時活性(tsPである。
基準電圧V5.’V6はV5<V6であるので、入力信
号v 3が■□n3イv5の場合には、トラn ンジスタQ、14.Q16がオン、Ql3.Ql、5が
オフとなって引込電流l6−13+I4が流れ、出力端
子■。OT から吐き出される吐出電流、Iは、■凸−
I 3− I’牛となる。なお、可変抵抗R23をl1
5I整してl5=I3に訃゛定さねている場合には、吐
出電流は−14となる。
また、入力信号■in ”がV 5 < VirL3 
< V 6の場合「は、トランジスタQ13.’Q16
がオン、Ql4.Q、15がオフとなって、引込電流、
15(= I 4)がトランジスタQ16を流れるので
、吐出電流■は、l5−I牛となる。もし、I5−r3
=t4に設定さねている場合には、吐出電流Iは、I=
15−I4=I5−13=oである。
また、人力信号V、□3が■□。>V6の場合には、ト
ランジスタQ、13.Q15がオン、Q1!、Q16が
オフとなって、引込電流[6−0となるため、吐出電流
■はI5となる。
このようじして、色61XI k−示ずように、電流引
込、電流零および電流吐出の3状態を形成することがで
きる。
第5図の1(i、流部」11回路&、−於ても、PNP
 )ランジスタのスイッチングを行うことなく、前記従
来例と同様の出力電流状Flる一゛実現できる。
なお、前記中1商例に於ては、定電流吐出回路Q11、
Q12.Q21の吐出電流I5を;!:(@しているが
、電流引込回路13のON時引込電流I3を調整しても
差支えない。
また、前記実施例に一於ては、定電流吐出回路1組と電
流引込回路2組により電流駆動回路を構成しているが、
これは入出力布、流の制御が最も簡単になるためてあっ
て、勿論定電流吐出回路が2組以上あってもよく、また
電流引込回路は1組でも3組以上あってもよい。ずなわ
ら、定電流吐出回路を2組以上股げる場合は、吐出電流
およびす1込電流を2種類以上設定するときであって、
例えば、第3図、第4図において、定電流吐出回路12
を3個設け、定電流を15.1’δ、■′5とずflば
、引込電流を(15−I3−I牛)CI’5−13−■
牛)と(I’5− Iδ−I4)の3種類、吐出電流を
I5.I’5.I’5の3利1類&こして電流零状態を
含め7つのモードを生成することができる。
また、電流引込回路を3組以上設ける場合も、L記と同
じように吐出電流と引込電流を2種類以上設定すること
ができる。例えば、第5図において、引込回路を3個設
け、定電流を13.I’3.I4とすれば、引込電流を
(I5−I3−I4)。
(I5−I3−I’3)、(I5−I4−I’3)。
(I5−I 3−I’3−14)の4種類にして、電流
零状態、電流吐出状態を含め6つのモードを生成するこ
とができる。
第7図は、本発明のさらに他の実施例を示す電流駆動回
路の構成図であり、第8図は第7図の各状態における入
出力電?A+: (+bを示す図である。第7図は、電
流引込回路を1(固たけ設けた場合であって、1lJ7
常の定電流、源回路では電流値が固定されているが、第
7図における電流引込回路1牛では、定型流源回路をi
li制御部15で制御すること虹より、電流値を14と
15になるよう&、−バ゛ン定される。
すなわち、電流引込回路12と電流引込回路14をそt
lぞれ1個ずつじする場合には、1個の電流引込回路1
4に8いて、定電蒲、値を2η中類とり得ることが条件
となる。第7図の回路では、入力信号■□r11 i)
”−井TVS電圧Vlより小さいときにはトランジスタ
Q16がオン、Q15がオフとなり、制御rrn l 
5によって′11!軍流ijl;tはその電流fifi
をI牛×2に設定される。可変抵抗It lによって、
いまI凸−1,4f調整されCいる楊介には、端子■。
0゜からI4 の電rlli値を引き込むことになる。
次に、入力信号V1nlが基帛屯圧VLより小さいとき
で、かつ入力信号■□□2をl゛にしたとき「は、トラ
ンジスタQ16がオン、Q15がオフとなり、かつ制御
部15kmよって定電流源はその電流値をI5に設定さ
れるので、吐出回路12の出力電流、 I 5がすべて
引込回路14の入力質流I5となり、端子I。OT の
入出力電隋値I−0となる。
また、入力信号vinlが基漁電圧vlより大きいとき
じは、トランジスタ0.15がオン、Q、 ]、 6が
オフとなり、引込回路14の入力雷汁は0となるので、
吐出回路12の出力電流I5けずべて端子I。ITT 
から外部に吐き出される。
このように、定電流源を2種の電流値に制御できる場合
には、吐出回路と引込回路を1個ずつ設ければよい。
また、外部のコンデンサの立りりや充1y電時間が種々
異なる場合には、吐出回路を2個以−ヒ設けるか、ある
いは引込回路を3個1以ヒ設けることにより、吐出電流
値と引込電流値を複数種類だけ設定することができる。
〔発明の効果〕
以り説明したように、本発明によt″Iげ、電流駆動向
路において、PNP)ランジスタのスイッチング動作を
伴わないので、従来より高速動作が可能となり、かつ第
桔回路の製造プロセスを変更することなく、より良好な
高周波特性を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電流駆動回路の一例を示す構成図、第2
図は第1図の各状態時の入出力電流を示す図、第3図は
本発明の一実施例を示す電流駆動回路の棋!、図、第4
図は筒3図の各状態時の入出力電流を示す図、第5図は
本発明の他の実施例を示す週流部励回路の構成図、第6
図は第5賦の各状態時の入出力電流を示す図、第7図は
本発明のさらに他の実施例を示す電流駆動回路の構成図
、第8図は第7図の各状?ソ時の入出力電流な示す図で
I)る。 :lll+ll’:電流駆動回路、2.12:電流吐出
回路、3,13.14:電流引込回路、15二制御部。 V升 第 2 図 第5図 第6図 第 7 図。 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)PNP)ランジスタより構成される電流吐出回路
    と、NPN)ランジスタより構成される電流引込回路と
    、該電流引込回路および電流吐出回路の共通電流出力端
    子とを有する電流駆動回路において、PNP)ランジス
    タを常時活性化状態とする定電流吐出回路と、引込電流
    値の切り換えスイッチを有する電流引込回路とを設け、
    該電流引込回路のスイッチングによりL記共通電流出力
    端子の出力電流値を切り換えることを特徴とする電流駆
    動回路。
JP19875083A 1983-10-24 1983-10-24 電流駆動回路 Pending JPS6090424A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015146607A (ja) * 2015-03-12 2015-08-13 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015146607A (ja) * 2015-03-12 2015-08-13 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置

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