JPS617709A - 電流変換回路 - Google Patents

電流変換回路

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JPS617709A
JPS617709A JP12850884A JP12850884A JPS617709A JP S617709 A JPS617709 A JP S617709A JP 12850884 A JP12850884 A JP 12850884A JP 12850884 A JP12850884 A JP 12850884A JP S617709 A JPS617709 A JP S617709A
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JP
Japan
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transistor
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differential amplifier
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JP12850884A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Tanaka
達夫 田中
Nana Shigematsu
重松 奈奈
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Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Audio Video Engineering Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/68Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (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〕 この発明は電流変換回路に関し、たとえば各種のモード
を切換えるのに必要な識別信号を得るのに有効な回路で
ある。
〔発明の技術的背景〕
各種モードの切換信号を得る回路として第11図に示す
ような回路がある。この回路は、切換端子11.J、?
に与えられる電圧の/Mイレペルロウレベルに応じて、
トランジスタQ5〜Q8に電流出力を得ることができる
。今、端子11がロウレベルであれば、定電流源13、
トランジスタQノ、ダイオードD1へと電流が流れ、ト
ランジスタQ5がオンし、そのコレクタに電流(4)が
あられれる。次に、端子11が71イレペルであれば、
定電流源13、トランジスタQ2、ダイオードD2へと
電流が流れ、トランジスタQ6がオンし、そのコレクタ
に電流(B)があられれる。一方、端子12がノーイレ
ペルのときは、定電流源14、トランジスタQ3、ダイ
オードD3へ電流が流れ、トランジスタQ7がオンし、
そのコレクタに電流(C)があられれる。また、端子J
2がロウレベルのときは、定電流源14、トランジスタ
Q4、ダイオードD4へと電流が流れ、トランジスタQ
8がオンしそのコレクタに電流(ロ)があられれる。な
お、トランジスタQ2.QJのペースには基準電圧Vr
afが与えられている。
第1−2図は上記の回路を集積回路内に組み込んだ場合
、前記切換端子11912の操作部を示している。即ち
、端子11.12はそれぞれスイッチSWI 、 SW
2の可動接点であり、ハイレベル電圧に)、ロウレベル
電圧面を任意に選択可能である。
〔背景技術の問題点〕
上述したような、各種の切換モードをあられす電流出力
を得る回路において、例えば電流(4)と電流(C)が
あられれた状態を作るには、端子11をロウレベル、端
子12をハイレベルにすれば良い。
上記の回路では、電流(4)と電流(C)は、独立して
おり、別々の箇所にあられれる。しかもそのために、2
つのスイッチSWI 、 SW2 f操作する必要があ
る。しかしながら、上記のように、各モードを独立して
あられす電流(A)〜の)の他に、さらに1一つの出力
部に電流(4)と(B)が同時にあられれた論理モード
を示す電流(An B )1、又は電流(B)と(C)
が同時にあられれた論理モーゝを示す電流(B n C
)が要求されることがある。
〔発明の目的〕
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、各種モ
ードをあられす電流をそれぞれ独立した出力部に得ると
ともに、特に、複数のモードの組み合わせをあられす電
流をも得ることができ、しかもそのモード切換スイッチ
を簡素化し得る電流変換回路を提供することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
この発明は、例えば、第1図に示すように、異なるオフ
セットを有した第1.第2・の差動増幅器DAJ 、 
DA2、及び第3の差動増幅器DAJの組み合わせ接続
に特徴を有する。これによって、図示P点に与えられる
電圧が切りかわることによって、各種モードを独立した
箇所に電流出力で指示するとともに、複数のモードを意
味する電流出力も得ることができる。
本発明の特徴的な構成を具体的に説明すると、次のよう
になる。
第1の差動増幅器Dklは、第1.第2の入力部(トラ
ンジスタQ E t Q 5の各ペース)ヲ有し、第2
の入力部に与えられる電圧が、第1のレベル(第2図の
EJ)を越えている場合は、第1の出力部(トランジス
タQ3のコレクタ)の電流がオン、第2の出力部(トラ
ン・ノスタQ5のコレクタ)の電流がオフとなり、前記
の電圧が第1のレベル以下の場合は、前記第1の出力部
の電流がオフ、第2の出力部の電流がオンとなる。
次に、第2の差動増幅器Dk2は、第3.第4の入力部
(トランジスタQ8のペース、トランジスタQJθのペ
ース)を有し、また、第3゜第4の出力部(トランジス
タQ8のコレクタ、トランジスタQIOのコレクタ)を
有する。そして第3の入力部と、先の第2の入力部は共
通接続される。この差動増幅器は、前記電圧が第1のレ
ベルEJよりも大キい第217)シー1!ルE、?(第
2図に示す)を越えている場合に、第3の出力部の電流
がオフ、第4の出力部の電流がオンとなシ、第2のレベ
ルE2以下の場合に第3の出力部の電流がオン、第4の
出力部の電流がオフとなる。
さらに、第3の差動増幅器DAJは、第5゜第6の入力
部(トランジスタQ21のペース、トランジスタQ22
のペース)を有し、第5の入力部は前記第4の出力部に
接続され、第6の入力部は前記第3の出力部に接続され
ている。
そして、この差動増幅器Dk3の定電流源(トランジス
タQ23)は、先の第1の差動増幅器DAJの第1の出
力部とともにカレントミラー回路25を構成し、さらに
、第5の出力部(トランジスタQ21のコレクタ)は電
源Vccに接続される。
上記の組み合わせによって、本発明はその目的を達成す
るものである。
〔発明の実施例〕
以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図はこの発明の一実施例であり、201は電源電圧
VCaが与えられる電源ラインであり、202は接地電
位となる接地ラインである。トランジスタQ J e 
Q 2 p Q 3およびQJOのペースには、基準電
圧(Vref =” Vcc )が与えられる。一方8
W1は、モード切換スイッチであ■ す、電圧(V、。)の端子(SA)、Tvccの端子(
SB)、電圧零の端子(SC)の何れか1つを選択し、
可動端子(SO)、抵抗21.端子22を介してその出
力をトランジスタQ5.QBの共通ペースに与えること
ができる。
トランジスタQ 、? l Q 5は、エミ、り間にオ
フセットを有し、た差動増幅器であり、トランジスタQ
5のエミッタにはダイオードQ4が直列接続される。ト
ランジスタQ3のエミッタ及びダイオードQ4のアノー
ドは共通に定電流源23を介して電源ライン2ozK接
続される。トランジスタQ3のコレクタは、ダイオ−P
Q1ノ。
Ql2を直列に介して接地ライン202に接続され、ト
ランジスタQ5のコレクタは、ダイオードQ13.Q1
4f直列に介して接地ライン202に接続されている。
そして、ダイオードQ13とQl4の接続点には、トラ
ンジスタQ15のペースが接続され、このトランジスタ
Q15のエミッタは、接地ライン202に接続されカレ
ントミラー回路26を形成している。
一方、トランジスタQ8 、Ql Oも、エミッタ間に
オフセットを有した差動増幅器であり、トランジスタQ
IOのエミッタにはダイオードQ9が直列接続されてい
る。トランジスタQ8のエミッタ、ダイオードQ9のア
ノードは共通に定電流源24を介して電源ライン20ノ
に接遥売される。トランジスタQ8のコレクタは、ダイ
オードQJ6.Qj7を直列に介して接地ライン202
に接続され、トランジスタQIOのコレクタも、ダイオ
ードQ1y、Q20’を介して接地ライン202に接続
される。そして、ダイオードQ19.Q20の接続点に
は、トラン・ノスタQ18のペースか接続され、そのエ
ミッタは接地ライン202に接続されカレントミラー回
路27を形成している。
次に、トランジスタQ 8p Q 10のコレクタ釦は
トランジスタQ22.Q21のペースが接続され、この
トランジスタQ 21 F Q 22のエミッタは、ト
ランジスタQ23のコレクタに共通接続されている。こ
のトランジスタQ23のエミッタは、接地ライン202
に接続され、ペースは前記ダイオードQll、Q12の
接続点に接続されて、前記ダイオードQ12とカレント
ミラー回路25を構成している。なお、前記トランジス
タQ21のコレクタは、電源ライン20ノに接続されて
いる。
この発明の一実施例は上記の如く構成される。
次に、上記の回路の動作を説明する。
まず、上記の回路構成によると、トランジスタQ3.Q
5、)/’ンジスタQ8tQy、トランジスタQ21.
Q22.Q23等をオンオフ制御することによシ、トラ
ンジスタQ1gのコレクタには出力部fL(ト)(Aモ
ード)、トランジスタQ22のコレクタには出力電流(
B) (Bモード)、トランジスタQJ5のコレクタに
は出力電流(C) (Cモード)を任意°に得ることが
できる。
この場合本回路によると、上記トランジスタを飽和状態
にすることなく動作させることができ、集積回路化した
ときの寄生容量の発生防止に極めて有効である。以下、
各モードにおけるトラン・クスタの動作状態について説
明する。
■Aモード このときは、スイッチ8W1は、端子SA。
80間が導通状態とされる。これによって、オンする素
子は、トランジスタQ3、ダイオードQ 11 r Q
 12、トランジスタQIO、ダイオードQ19.Q2
0である。従って、トランジスタQ1Bがオンし、出力
電流(4)が得られる。
一方、カレントミラー回路25によシ、トランジスタQ
23もオンし、このときは、トランジスタQ21がオン
する。よって、出力電流囚のみを得ることができる。
■Bモード このときは、スイッチS W Jは、端子SB。
80間が導通状態とされる。これによってオンする素子
は、トランジスタQ3、ダイオードQll、Ql;!、
トランジスタQ8、ダイオードQJ 6 、 QJ 7
、トランジスタQ 23 、 Q22である。従って、
トランジスタQ22のコレクタから出力電流(B)のみ
を得ることができる。ここで、トランジスタQ23は、
Aモードと、Bモードの何れに切換ってもオンしており
、つまり(AnB)モードをとることができる。従って
、このトランジスタQ23は、飽和状態になることなく
、動作する。しかも、トランジスタQ23のvcつ(エ
ミッタコレクタ間電位)は、電源電圧の変動を受けるこ
とはない。
■Cモード このときは、スイッチSWJは、端子SC。
80間が導通状態とされる。これによってオンする素子
は、トランジスタQ5、ダイオードQ13.Q14、ト
ランジスタQ15、トランジスタQ8、ダイオードQJ
6.Q77である。
また、このときは、トランジスタQ22のペースにダイ
オードQJ6.QJ7によるバイアスが与えられるが、
このときはトランジスタQ23がオフであるので出力電
流はあられれない◎本口路は上記の如く動作する。トラ
ンジスタQ7.Q2、ダイオードQ6eQ7は、リミ。
夕回路を構成しておシ、トランジスタQ3.Q5゜QB
 $ Ql Oが飽和状態に入らないようにしている。
第2図は、トランジスタQ3eQ5eQBIQIOの動
作レベルを示す説明図であり、第1図のP点の電位が切
換わりたときの動作状態を示している。レベルe1は、
トランジスタQ1、ダイオードQ6によるリミッタ動作
が得られるところであり、また、レベルe2は、トラン
ジスタQ2、ダイオードQ7によるリミッタ動作が得ら
れるところである。これによって、各トランジスタQ3
.Q5.QB、Q10は飽和状態に入ることなく動作で
きる。また、図示のレベル領域MA、MB、MCは、そ
れぞれ完全Aモード、Bモード、Cモードを示している
各モードのP点でのスレッシュホールドレベルは、 (vBF+;トランジスタQ1及 びダイオードQ2の v0=vF) (VBI ; )ランジスタQ2及 びダイオードQ7の vIll=vF ) 上記した本発明の回路によると、1つのスイッチSWI
を切換えることによって、トランジスタQ1B、Q22
.Q15のコレクタにそれぞれ、各モードに対応した出
力電流(A) e (B) t (c)を得るととがで
きる。さらに、図示PIの出力部からは、Aモード、B
モードの何れであっても出力を得ることができ、つまり
(AnB)出力を得ることができる。さらに、図示P2
の出力部からは、Bモード、Cモードの何れ°であって
も、(BITIC)出力を得ることができる。また、C
モード時の出力を別途必要とする場合は、カレントミラ
ー回路26からではなく、図示P3の出力部からと9だ
してもよい。さらにまた、(BnC)出力は、図示P4
の出力部からとりだすこともできる。
上記の実施例において、トランジスタQJ。
Q5による差動増幅器、及びトランジスタQB。
QIOによる差動増幅器にそれぞれオフセットを与える
素子としては、ダイオードQ4#Q9を利用している。
しかし、オフセットを与える手段としては、これに限ら
ず、第3図(a) # (b) 。
(c)に示すような回路であってもよい。即ち、同図(
、)は、定電流源3z、33及び抵抗32を利用した例
である。また、同図(b)は、トランジスタQ40を利
用した例、同図(C)は、電流増幅率(Aをβ:8:n
に設定したトランジスタQ41を利用した例である。な
お、その他、ダイオードQ 41 Q 9に相当する部
分は、抵抗であってもよい。
更に、第4図(a) e <b)は、それぞれ、モード
Bにおける出力を、さらに、カレントミラー回路を利用
してとりだす場合の回路例である。同図(a) # (
b)の違いは、トランジスタQ42.Q43のカレント
ミラー回路において、同図(b)の回路は、抵抗35.
36を有する点である。出力電流は、トランジスタQ4
3のコレクタから得ることができる。
次に、トランジスタQ 3 # Q 5による差動増幅
器、トランジスタQB、QIOによる差動増幅器は、そ
れぞれオフセットを有するとしたが、その特性の設定方
法圧ついて説明する。
第5図は、対称的に一対のトランジスタQ5ノ。
Q52からなる差動増幅器である。この差動増幅器にお
いては、次式が成り立つ・ VOd=1’。1”o2””(Mcc Icl・R,)
−(VocmI c2・Ro)上記の■、■、■式より
、差動入力電圧町d対コレクタ電流工。の特性は、第6
図の実線で示すようになり、また、差動入力電圧τid
対差動出力電圧V。dの特性は、第8図に実線で示すよ
うな特性となる。これらの特性から、差動増幅器の2つ
の入力の電圧差が約6 V、中156 mV(VT =
26 mvS熱電圧)になれば、この差動増幅器は完全
にスイッチングする。
次に第7図に示すように、トランジスタQ51゜Q52
のエミツタ面積比が1:mの場合、上記■式と0式を求
めると次の様になる。
トランジスll Q 6 J (7)VIIIC=V、
、、  、)ランジスタQ82のV。=V□2とすると
、(但し、lllはトランジスタの飽和電流)(jlは
、町dが印加されたときのトランジスタQ5Jに流れる
電流の変化量) ■、■式を0式に代入すると、 ■式よシi1を求めると、 0式を■、■式に代入して、Ie、 、 IC2を求め
ると、 l5t==”+7゜ 同様にして IO・ Ic2=−−$1 ここで、■′、■′式のmをm = axptnm と
おくと、01式より、 ■′式より、 又、vad=■。1−vo2 =(Vcc IcI Re)−(fcc Ic2Rc)
=(Ic2 Iel)Reであるから、となる。
■、■、■式、■“、■“、■“式を比較すると、■“
、■“、■“式が■、■、■式に比べて、VTtnmの
オフセラトラ持つことがわかる。第6図、第8図の破線
は、m = 4としたときの特性を示している。
ここで、VTl−n mは、トランジスタQ51゜Q5
2のVIIF、の差である。
同様なオフセットを持たせるには、第9図に示すように
、トランジスタQ51のエミッタにダイオードDllを
接続しても良い。つまシ、トランジスタQ5ノ、Q52
のvBKの差は、ダイオードDll(D順方向電圧(■
F = ”t )となる。ダイオードDllのV、、=
 0.7 Vとすれば、0.7中27vTであるから、
第9図で■。の値がまた、第9図の回路は、等測的に第
10図に示すように考えることができるが、仮シに・第
9図の回路で第10図の回路と同じ特性を得ようとする
と、エミッタ面積比1:nにおいて、n=4X10  
となるので、第9図の回路のようにダイオードを利用し
た方が集積回路としては有利である。
上述した方法で、差動増幅器に初期バイアス(オフセッ
ト)を与えて、第1図で説明した動作を得ることができ
る。
〔発明の効果〕
上記したように、本発明は差動増幅器の組み合わせ釦よ
って、各種のモードを独立して指示する電流出力を得る
とともに、複数のモードの組み合せ状態全指示する電流
出力も得ることができ、しか龜、そのモード切換えを1
つのスイッチの電圧切換えで得られ、広範囲のモード指
示回路として利用できる。さらに、トランジスタの動作
は、飽和状態にならず、集積回路化した場合寄生容量が
生じるのを押えることができる@また、トランジスタQ
23をみれば、そのvaxが電源電圧の変動を受けずに
一定に保たれるので、アーリー効果の影響を受けること
がない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図は第
1図の回路の動作説明図1.第3図(、)・(b) 、
 (C)は、それぞれ第1図の回路の一部変形例を示す
回路図、第4図(a) 、 (b)は、第1図の回路に
付属される回路例を示す図、第5図、第7図はそれぞれ
差動増幅器の例を示す構成説明図、第6図、第8図はそ
れぞれ差動増幅器の特性を示す特性説明図、第9図、第
10図もそれぞれ差動増幅器の例を示す回路図、第11
図は従来の電流変換回路を示す回路図、第12図は第1
図の回路を集積化した場合の説明図である。 kD1〜AD、?・・・差動増幅器、SWl・・・スイ
ン チ 、  Q ノ 〜 Q  3  、  Q  
s  t  Q  g  r  Q  J  o  e
  Q15゜QJ8.Q2J〜Q23・・・トランジス
タ1.Q4゜Q 6+ Q 7 * Q J 1〜Q1
41Q9*Q16e出願人代理人 弁理士 鈴 江 武
 彦第2図 第4図 (a)      (b)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1、第2の入力部を有し、前記第2の入力部に
    与えられる電圧が第1のレベルを越えている場合に第1
    の出力部の電流がオン、第2の出力部の電流がオフ状態
    となり、前記電圧が前記第1のレベル以下の場合に前記
    第1の出力部の電流がオフ、前記第2の出力部の電流が
    オン状態となる第1の差動増幅器と、 第3、第4の入力部を有し、この第3の入力部が前記第
    2の入力部に共通接続され、前記電圧が前記第1のレベ
    ルよりも大きい第2のレベルを越えている場合に第3の
    出力部の電流がオフ、第4の出力部の電流がオン状態と
    なり、前記電圧が前記第2のレベル以下の場合に前記第
    3の出力部の電流がオン、第4の出力部の電流がオフ状
    態となる第2の差動増幅器と、 前記第2の差動増幅器の第3、第4の出力部にそれぞれ
    第6、第5の入力部が接続され、その定電流源は前記第
    1の差動増幅器の前記第1の出力部の電流路とともにカ
    レントミラー回路を形成し、第5、第6の出力部を有す
    るも前記第5の出力部はダミー回路として電源に接続さ
    れてなる第3の差動増幅器とを具備したことを特徴とす
    る電流変換回路。
  2. (2)前記第1、第2、第3の差動増幅器は集積回路化
    され、前記第2、第3の入力部が前記電圧の切換スイッ
    チに外付ピンとして導出されたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の電流変換回路。
JP12850884A 1984-06-22 1984-06-22 電流変換回路 Pending JPS617709A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4804904A (en) * 1986-11-21 1989-02-14 Sony Corporation Voltage to current converters for use in an active filter and with a moise reduction circuit
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JP2001298332A (ja) * 2000-04-13 2001-10-26 Nec Corp 差動増幅回路
US8137617B2 (en) 2004-09-30 2012-03-20 Arkray, Inc. Thin film heater and analytical instrument

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