JPS62220010A - スイツチング電流発生回路 - Google Patents

スイツチング電流発生回路

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JPS62220010A
JPS62220010A JP61064537A JP6453786A JPS62220010A JP S62220010 A JPS62220010 A JP S62220010A JP 61064537 A JP61064537 A JP 61064537A JP 6453786 A JP6453786 A JP 6453786A JP S62220010 A JPS62220010 A JP S62220010A
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JP
Japan
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Toshitaka Senuma
瀬沼 俊隆
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Sony Corp
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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】 本発明を以下の順序で説明する。
A 産業上の利用分野 B 発明の概要 C従来の技術 D 発明が解決しようとする問題点 E 問題点を解決するための手段 2作用 G 実施例 G−1第1の実施例(第1図) G−2第2の実施例(第2図) G−3第3の実施例(第3図) G−4電流源の具体例及びその他(第4図)H発明の効
果 A 産業上の利用分野 本発明は、トランジスタが用いられて構成され、所定の
スイッチング信号に基づいて断続されるスイッチング電
流を発生する回路に関する。
B 発明の概要 本発明は、トランジスタ及び、例えば、ダイオード接続
されたトランジスタ等のPN接合素子が直流接続されて
構成され、所定のスイッチング信号に基づいて断続され
る電流出力を形成するスイッチング電流発生回路におい
て、第1の電流源による電流を直列接続された2個のP
N接合素子に流し、直列接続された2個のPN接合素子
の一端に得られる電圧を第1のトランジスタ、のベース
に印加するとともに、第1のトランジスタのコレクター
エミッタ通路に、電流値が第1の電流源の電流値のN 
(Nは1より大なる正数)倍に相当するものに選定され
た第2の電流源による電流を流し、第1のトランジスタ
のエミッタがベースに接続される第2のトランジスタを
設けて、そのコレクタに第1の電流源の電流値の1/N
に相当する電流が流れるようになすとともに、所定のス
イッチング信号に基づいて選択的に第2のトランジスタ
のベース電位を低下させて第2のトランジスタを遮断状
態とすることにより、第2のトランジスタのコレクタに
、微小な値をとり、かつ、高速スイッチングがなされる
ものとされた電流出力を得ることができるようにしたも
のである。
C従来の技術 集積回路化された電流出力型トランジスタ増幅回路等に
おいては、その動作にあたって、小なる値の直流電流が
必要とされることが多い。そのため、電流出力型トラン
ジスタ増幅回路等に小なる値の直流電流を供給するため
の電流源回路がトランジスタが用いられて形成され、電
流出力型トランジスタ増幅回路等とともに集積化される
ものとされた回路構成が提案されている。このようなト
ランジスタが用いられ、集積回路化されて構成される電
流源回路は、例えば、数十nA程度の微小な直流電流を
発生することが望まれるものとなる。
D 発明が解決しようとする問題点 上述の如くに集積回路化された電流出力型トランジスタ
増幅回路等に、それとともに集積化された電流源回路に
より小なる値の直流電流が供給されるに際して、電流出
力型トランジスタ増幅回路等に要求される動作態様から
、電流源回路が発生する小なる値の直流電流が、所定の
スイッチング信号に応じて高速でスイッチングされるも
のであることが望まれる場合が多々ある。しかしながら
、斯かる場合、集積化された電流源回路は、その回路素
子構成上、各部に浮遊容量を伴うものとされ、微小な電
流をスイッチング動作をもって発生するにあたっては、
その浮遊容量の影響を受けて、高速でのスイッチング動
作を行うことが極めて困難となるという問題がある。そ
のため、従来においては、高速スイッチングがなされる
小なる値の直流電流が必要とされる場合に、その直流電
流の値を要望に沿う充分に微小なものとすることができ
ず、そのため、それに伴う負担を直流電流が供給される
回路側で負わなければならないという不都合がある。
斯かる点に鑑み、本発明は、トランジスタが用いられて
形成されて集積回路化に好適なものとされ、しかも、微
小な直流電流を発生するとともにその微小な直流電流を
高速でスイッチングする動作を行うことができ、従って
、高速スイッチングがなされる微小な電流出力が得られ
るものとされたスイ・ノチング電流発生回路を提供する
ことを目的とする。
E 問題点を解決するための手段 上述の目的を達成すべく、本発明に係るスイッチング電
流発生回路は、第1の電流源と、それと共通電位点との
間に直列接続された2個のPN接合素子と、第1の電流
源と直列接続された2個のPN接合素子との間にベース
が接続された第1のトランジスタと、その第1のトラン
ジスタのエミッタと共通電位点との間に接続され、電流
値が第1の電流源の電流値のN (Nはlより大なる正
数)倍に相当するものに選定された第2の電流源と、第
1のトランジスタのエミッタと第2の電流源との間にベ
ースが接続され、エミッタが共通電位点に接続された第
2のトランジスタとを有し、さらに、所定のスイッチン
グ信号に基づき、選択的に第2のトランジスタのベース
電位を低下させて第2のトランジスタを遮断状態とする
スイッチング手段を備えて構成され、第2のトランジス
タのコレクタにスイッチングされる電流出力を得るもの
とされる。
F作用 このように構成される本発明に係るスイッチング電流発
生回路においては、第1の電流源の電流値をXと仮定す
ると、第2の電流源の電流値はN・Xとなり、第2のト
ランジスタが導通状態とされたもとにおいては、第1の
電流源に接続された2個のPN接合素子の直列構成に略
電流値Xを有する電流が流れ、また、第2の電流源にエ
ミッタが接続された第1のトランジスタのコレクターエ
ミッタ通路に略電流値N−xl有する電流が流れる。そ
して、第2のトランジスタのコレクターエミッタ通路に
は、略電流値X/Nを有する電流が流れることになる。
従って、Nの値を選定することにより、第2のトランジ
スタのコレクターエミッタ通路を流れる電流を微小なも
のとすることができる。
そして、このように略電流値X/Nを有する電流が流れ
るものとされた第2のトランジスタのベースの電位が、
スイッチング手段により、スイッチング信号に応じて低
下せしめられ、それにより第2のトランジスタが選択的
に遮断状態をとるものとされる。斯かる場合、第2のト
ランジスタのベースの電位の低下はスイッチング手段に
よって速やかに行われ、第2のトランジスタは高速で遮
断される。その結果、第2のトランジスタのコレクタに
、高速スイッチングがなされるものとされた微小電流が
得られる。
G 実施例 G−1第1の実施例(第1図) 第1図は、本発明に係るスイッチング電流発生回路の一
例を示す。
この例においては、電源子Bと接地電位点との間に、電
流Iを流す電流源11と2個のダイオード接続されたN
PNトランジスタ12及び13の直列接続構成とが、直
列に接続されている。そして、電流源11とトランジス
タ12及び13の直列接続構成との間の接続点Pにベー
スが接続されるとともに、コレクタが電源子Bに接続さ
れたNPNトランジスタ14が配され、このトランジス
タ14のエミッタと接地電位点との間に、電流源11の
電流値のN (Nはlより大なる正数)倍に相当する電
流値を有した電流、即ち、電流N・■を流す電流源15
が接続されている。また、トランジスタ14のエミッタ
と電流源15との間の接続点Qに、抵抗16を介してベ
ースが接続されるとともに、エミッタが接地されたNP
N)ランジスタ17が設けられ、さらに、トランジスタ
17のベースにコレクタが接続されるとともにエミッタ
が接地されたNPN トランジスタ18が配されており
、このトランジスタ18のベースが、スイッチング信号
Sが供給される端子19に接続されている。
斯かる構成のもとに、トランジスタ18は、スイッチン
グ信号Sに応じた導通・遮断制御(オン・オフ制御)が
なされるものとなる。そして、トランジスタ18が遮断
されている状態で、トランジスタ12及び13を流れる
電流を■1.トランジスタ14を流れる電流を■2.ト
ランジスタ17を流れる電流を11.トランジスタ12
.13.14及び17の夫々のベース−エミッタ間電圧
をv02、vIIE!+ V l!4及びVO? %飽
和電流を■3とすると、トランジスタ12.13.14
及び17の夫々のベース電流を無視したもとでは、r、
=を及びIt−N・■となり、また、接続点Pの電圧V
pは、 V I)= Vstg  + VllE3となり、さら
に、接続点Qの電圧Vqは、Vq=Vp  vllE4 となる。但し、qは電子電荷、kはボルツマン定数、T
は絶対温度を表わす。さらに、 Vq=■lIE?であるので、 となり、これよりして、 ■、= − が得られる。即ち、トランジスター7のコレクターエミ
ッタ通路には、電流源11の電流値の1/Nに相当する
電流値を有した電流、即ち、電流I/Nが流れることに
なる。そして、この例においては、Nが適切に選定され
て、トランジスター7のコレクターエミッタ通路を流れ
る電流t、= I/Nは、例えば、数十nA程度の微小
電流とされる。
斯かる状態において、トランジスタ18がスイッチング
信号Sに基づいて導通せしめられると、トランジスター
7のベース電位が速やかに接地電位に低下して、トラン
ジスター7が遮断される。
さらに、その後、トランジスタ18が、再び、スイッチ
ング信号Sに基づいて遮断されると、トランジスター7
のベース電位はトランジスター4を通じて速やかに上昇
し、トランジスター7が導通せしめられる。即ち、トラ
ンジスター7は、スイッチング信号Sに基づいて高速ス
イッチング動作を行うものとされており、それにより、
トランジスタ17のコレクタには、高速スイッチングが
なされるものとされた電流1.、即ち、電流I/Nが得
られる。
G−2第2の実施例(第2図) 第2図は、本発明に係るスイッチング電流発生回路の他
の例を示す。
この例は、第1図に示される例における抵抗16及びト
ランジスタ18が除去され、代わりに、電流源11とト
ランジスタ14のベースとの間に、PNP )ランジス
タ20のエミッターコレクタ通路が接続され、さらに、
トランジスタ20のエミッタと接地電位点との間にPN
P )ランジスタ23のエミッターコレクタ通路が接続
されたものに相当し、第2図において第1図に示される
各部に対応する部分には、第1図と共通の符号が付され
ている。そして、トランジスタ20のベースには、電源
子Bと接地電位点との間に接続されたブリーダ抵抗21
及び22により接続されて所定の固定バイアス電圧が印
加され、また、トランジスタ23のベースは、スイッチ
ング信号S″が供給される端子24に接続される。
斯かる例においては、トランジスタ23が、スイッチン
グ信号S°に応じた導通・遮断制御(オン・オフ制御)
がなされるものとされる。そして、トランジスタ23が
遮断されている状態においては、電流源11の電流■が
、トランジスタ20を通じて、直列接続されたトランジ
スタ12及び13を流かれ、その結果、第1図に示され
る例の場合と同様にして、トランジスタ17のコレクタ
ーエミッタ通路に微小電流I/Nが流れる。
トランジスタ17のコレクターエミッタ通路に微小電流
1/Nが流れている状態において、トランジスタ23が
スイッチング信号S゛に基づいて導通せしめられると、
電流源11の電流Iは、トランジスタ23を通じて流れ
て、直列接続されたトランジスタ12及び13には流れ
なくなる。そのため、トランジスタ14が遮断されるこ
とになり、電流源15の存在によって、トランジスタ1
7のベース電位が速やかに接地電位に低下し、その結果
、トランジスタ17が遮断される。その後、トランジス
タ23が、再び、スイッチング信号S゛に基づいて遮断
されると、トランジスタ14が導通せしめられ、トラン
ジスタ17のベース電位がトランジスタ14を通じて速
やかに上昇して、トランジスタ17が導通せしめられる
。即ち、この場合にも、トランジスタ17は、スイッチ
ング信号S°に基づいて高速スイッチング動作を行うも
のとされており、トランジスタ17のコレクタには、高
速スイッチングがなされるものとされた微小電流1/N
が得られる。
G−3第3の実施例(第3図) 第3図は、本発明に係るスイッチング電流発生回路のさ
らに他の例を示す。 この例は、第1図に示される例に
おける2個のダイオード接続されたトランジスタ12と
トランジスタ13との間の接続点Rに信号源25が接続
されたものに相当し、第3図において第1図に示される
各部に対応する部分には、第1図と共通の符号が付され
ている。
信号源25は、信号電流i (正及び負の両極性をとり
得る)を接続点Rに供給するものとされる。
斯かる例において、トランジスタ18が遮断されている
状態で、トランジスタ12を流れる電流を■4.トラン
ジスタ13を流れる電流を!3.トランジスタ14を流
れる電流を■6.トランジスタ17を流れる電流を■?
3トランジスタ12,13゜14及び17の夫々のベー
ス−エミッタ間電圧をvlE2.” lE3.vIf!
4及びVllE’l 、飽和電流を■。
とすると、トランジスタ12.13.14及び17の夫
々のベース電流を無視したもとでは、■4−I、Is 
冨1+i及び■、鯰N・■となり、また、接続点Pの電
圧Vpは、 V p”’ Vmtz +vat3 となり、さらに、接続点Qの電圧Vqは、Vq−Vl)
−Vmi4 q  Is      q  l5 kT    I& となる。さらに、V q” Vmerであるので、q 
    Is  N となり、これよりして、 N が得られる。即ち、トランジスタ17のコレクターエミ
ッタ通路には、電流源11の電流値の1/Nに相当する
電流値を有した電流、即ち、電流1/Nとともに、信号
源25の信号電流iが1/Nに低減されて得られる信号
電流i/Nが流れることになる。
そして、この例においても、Nが適切に選定されて、ト
ランジスタ17のコレクターエミッタ通路を流れる電流
I? = I/N  +  i/Nは微小電流とされる
そして、斯かる状態において、第1図に示される例の場
合と同様に、トランジスタ17が、スイッチング信号S
に基づいて高速スイッチング動作を行うものとされ、そ
れにより、トランジスタ17のコレクタには、高速スイ
ッチングがなされるものとされた電流I/Hに加えて、
高速スイッチングがなされるものとされ、かつ、1/N
に低減された信号電流i/Nが得られることになる。従
って、この例においては、信号源25の信号電流iに対
するスイッチング・アッテネータが構成されることにな
る。
G−4電流源の具体例及びその他(第4図)なお、上述
の各側における電流源15は、例えば、第4図に示され
る如く、電流N−1を発生する電流発生部26と、この
電流発生部26と接地電位点との間に接続されたダイオ
ード接続されたNPN )ランジスタ27と、電流発生
部26とトランジスタ27との間の接続点にベースが接
続され、エミッタが接地されたNPN )ランジスタ2
8とで構成され、トランジスタ28のコレクタが、トラ
ンジスタ14のエミッタに接続されるものとすることが
できる。
また、上述の各側において、トランジスタ12及び13
の夫々のサイズを比較的大なるものとし、電流源11の
電流値を大となすことにより、トランジスタ14のベー
ス電流の影響をより一層低減することができる。
H発明の効果 以上の説明から明らかな如く、本発明に係るスイッチン
グ電流発生回路は、集積回路化に好適なものであり、し
かも、所定の電流源の電流に基づいて得られる微小な直
流電流を発生するとともに、その微小な直流電流を高速
でスイッチングする動作を行うことができ、従って、高
速スイッチングがなされる微小な電流出力が得られるも
のとなる。
そのため、本発明に係るスイッチング電流発生回路が、
電流出力型トランジスタ増幅回路等を作動させるための
電流供給部を形成すべく用いられる場合には、電流出力
型トランジスタ増幅回路等は、高速スイッチングがなさ
れる微小な直流電流を受けることができ、回路構成上の
負担が軽減されることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るスイッチング電流発生回路の一例
を示す回路構成図、第2図は本発明に係るスイッチング
電流発生回路の他の例を示す回路構成図、第3図は本発
明に係るスイッチング電流発生回路のさらに他の例を示
す回路構成図、第4図は本発明に係るスイッチング電流
発生回路に用いられる電流源の具体例を示す回路構成図
である。 図中、11及び15は電流源、12及び13はダイオー
ド接続されたNPN )ランジスタ、14.17及び1
8はNPN )ランジスタ、20及び23はPNP )
ランジスタ、25は信号源である。 wj2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1の電流源と、 該第1の電流源と共通電位点との間に直列接続された2
    個のPN接合素子と、 上記第1の電流源と上記直列接続された2個のPN接合
    素子との間にベースが接続された第1のトランジスタと
    、 該第1のトランジスタのエミッタと共通電位点との間に
    接続され、電流値が上記第1の電流源の電流値のN(N
    は1より大なる正数)倍に相当するものに選定された第
    2の電流源と、 上記第1のトランジスタのエミッタと上記第2の電流源
    との間にベースが接続され、エミッタが共通電位点に接
    続された第2のトランジスタと、スイッチング信号に基
    づいて選択的に上記第2のトランジスタのベース電位を
    低下させて該第2のトランジスタを遮断状態とするスイ
    ッチング手段と、 を備えて構成され、 上記第2のトランジスタのコレクタにスイッチングされ
    る電流出力を得るスイッチング電流発生回路。
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