JPS62256505A - Voltage/current converting circuit - Google Patents

Voltage/current converting circuit

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JPS62256505A
JPS62256505A JP61100079A JP10007986A JPS62256505A JP S62256505 A JPS62256505 A JP S62256505A JP 61100079 A JP61100079 A JP 61100079A JP 10007986 A JP10007986 A JP 10007986A JP S62256505 A JPS62256505 A JP S62256505A
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JP
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current
voltage
circuit
conversion
ratio
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JP61100079A
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Kenichi Arimura
有村 健一
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To decrease generation of defective electronic circuits in manufacturing them by controlling the conversion ratio of an output current to an input voltage through the change in the current ratio of the 1st current by a shunt means thereby simplifying the resistance adjustment of an emitter resistor. CONSTITUTION:A single emitter resistor 5 is connected to an emitter of a conversion transistor (TR) 1 and its collector current IC flows through a TR 60 of a current mirror circuit 6 comprising TRs 60-62. The 1st current 11 from the TRs 61, 62 and the 2nd current 12 are proportional to the collector current IC and the 1st current 11 is injected to the emitter resistor 5 via a diode 7. A TR 8 branches all the 1st injected current to the emitter resistor 5 when the TR 8 is turned on by a switching signal SS. Since the collector current ratio of the two TRs 60, 61, that is, the ratio of the surrounding length of the collector region decides the switching width of the voltage/current converting ratio or its ratio, the control is attained very accurately.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【発明の属する技術1分野】 本発明は電圧信号を電流信号に変換する電子回路、とく
に半導体集格回路内に組み込むに好適な電圧・電流変換
回路であって、その電圧・17!F変換比を制御可能な
ものに関する。この種の変換回路は種々の複雑な機能を
有する電子装置や集積回路装置内にアナログ信号を扱う
基本回路要素として組み込まれるものである。
1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic circuit that converts a voltage signal to a current signal, particularly a voltage/current conversion circuit suitable for being incorporated into a semiconductor integrated circuit. This relates to a controllable F conversion ratio. This type of conversion circuit is incorporated as a basic circuit element for handling analog signals in electronic devices and integrated circuit devices having various complex functions.

【従来技術とその問題点】[Prior art and its problems]

上述のような電圧・電流変換回路は比較的小なアナログ
入力電圧を比較的大なコンダクタンスをもつアナログ出
力電流に変換するものであるが、測定や検出用などのよ
り複雑な電子回路の一部として用いられることが多いの
で電圧・電流変換比が正確でなければならない、かかる
目的に合う回路としては、原理的にはトランジスタのベ
ース・電圧・エミッタ電流特性を利用してこれにエミッ
タ抵抗を組み合わせ、変換出力電流をコレクタ側から取
ることによって比較的簡単に実現できるが、電圧・電流
変換比がエミッタ抵抗のもつ抵抗値によってほぼ決まる
ので、電圧・電流変換比を正確に保つにはエミッタ抵抗
の抵抗値をよく管理しなければならない、従って、電圧
・電流変換回路がバイポーラIC内に組み込まれる場合
でも、エミッタ抵抗はいわゆる外付けの素子として厚膜
抵抗などで形成されるのがふつうであり、電圧・it電
流変換比所定値に管理するために電子回路の組み立て後
にトリミングなどの手段でエミッタ抵抗用厚膜抵抗の抵
抗値を調整してやるのがふつうである。 また、電圧・電流変換回路はその電圧・電流変換比が制
御ないしは切換可能なものが要求されることが多く、従
来から用いられている電圧・電流変換比が切換可能な電
圧・1t2i!L変換回路の基本回路を第4図に示す0
図示のトランジスタ1が変換トランジスタであって、そ
のベースに入力電圧Vlを受ける。そのエミッタには2
個のエミッタ抵抗2.3が直列接続されており、その一
方のエミッタ抵抗3を短絡可能にトランジスタ4が接続
されている。変換トランジスタ1のコレクタ電流が出力
電流10であって、トランジスタ4のベースに与えられ
る切換信号SSにより該トランジスタ4をオンオフ操作
することによって、図示の回路のもつ電圧・電流変換比
IQ/Vlが切り換えられる。しかし、図で一点tl線
で囲まれた部分の両エミソク延抗2.3は前述のように
外付は抵抗にする必要があり、かつ回路組立後にそれら
の各抵抗値をトリミングなどによって調節してやらねば
ならない。 この際、エミッタ抵抗2.3の合成抵抗値とエミッタ抵
抗2の単独抵抗値とを同時に所定値に合わせてやる要が
ある。また、多くの用途ではこれらの抵抗値が変換比を
決めるだけではなく、電圧・電流変換回路を組込んだ電
子回路内の他の回路に対して一種の負荷ないしはインピ
ーダンスの役目を兼ねるので、その意味でも抵抗値の管
理が大切になって来る。容易に想像されるように、2種
の抵抗値をそれぞれ所定値にトリミングで厳格に合わせ
るのはかなり厄介で、実際面ではトリミングの失敗によ
って回路が不良になってしまうことが生しやすい。
The voltage-to-current conversion circuit described above converts a relatively small analog input voltage into an analog output current with a relatively large conductance, but it is also used as part of a more complex electronic circuit for measurement or detection. Since the voltage/current conversion ratio must be accurate as it is often used as This can be achieved relatively easily by taking the conversion output current from the collector side, but since the voltage/current conversion ratio is almost determined by the resistance value of the emitter resistor, in order to maintain an accurate voltage/current conversion ratio, it is necessary to The resistance value must be carefully controlled. Therefore, even when a voltage/current conversion circuit is incorporated into a bipolar IC, the emitter resistor is usually formed as an external element, such as a thick film resistor. In order to control the voltage/IT current conversion ratio to a predetermined value, the resistance value of the thick film resistor for the emitter resistor is usually adjusted by means such as trimming after the electronic circuit is assembled. In addition, voltage/current conversion circuits are often required to be able to control or switch the voltage/current conversion ratio, and the conventionally used voltage/current conversion ratio is switchable voltage/1t2i! The basic circuit of the L conversion circuit is shown in Figure 4.
The illustrated transistor 1 is a conversion transistor and receives an input voltage Vl at its base. Its emitter has 2
Emitter resistors 2.3 are connected in series, and a transistor 4 is connected so that one of the emitter resistors 3 can be short-circuited. The collector current of the conversion transistor 1 is the output current 10, and the voltage/current conversion ratio IQ/Vl of the illustrated circuit is switched by turning on and off the transistor 4 using a switching signal SS given to the base of the transistor 4. It will be done. However, as mentioned above, it is necessary to use resistors externally for both the emitter resistors 2.3 in the part surrounded by the single point tl line in the figure, and the value of each of these resistances must be adjusted by trimming etc. after the circuit is assembled. Must be. At this time, it is necessary to simultaneously adjust the combined resistance value of the emitter resistor 2.3 and the individual resistance value of the emitter resistor 2 to a predetermined value. In addition, in many applications, these resistance values not only determine the conversion ratio, but also serve as a type of load or impedance for other circuits in the electronic circuit that incorporates the voltage/current conversion circuit. In other words, managing the resistance value becomes important. As can be easily imagined, it is quite troublesome to strictly adjust the two types of resistance values to predetermined values by trimming, and in practice, a failure in trimming is likely to result in a defective circuit.

【発明の目的】[Purpose of the invention]

本発明は上記の従来回路のもつ問題点を解決してエミッ
タ抵抗の抵抗値調整が簡単ですみ、電子回路の製作に当
たって不良品が発生することが少なくてすむ変換比を制
御可能な電圧・電流変換回路を得ることを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the conventional circuit, allows easy adjustment of the resistance value of the emitter resistor, reduces the occurrence of defective products when manufacturing electronic circuits, and enables control of the voltage and current conversion ratio. The purpose is to obtain a conversion circuit.

【発明の要点】[Key points of the invention]

本発明によれば、上述の目的は電圧・Q fE変j負回
路に、電流に変換されるべき入力電圧をベースに受ける
変換トランジスタと、咳変(負トランジスタのエミッタ
電流を受けるエミッタ抵抗と、変換トランジスタのコレ
クタ電流を受け酸コレクタ電流に比例する第1および第
2の電流を発する電流ミラー回路と、第1の電流をエミ
ッタ抵抗に変換トランジスタからのエミッタ電流に並列
に注入するように導く接続手段と、該接続手段を介して
エミッタ抵抗に注入される第1の電流を分流可能に接続
された分路手段とを設け、第2の電流を出力電流として
取り出すとともに、該出力電流の入力電圧に対する変換
比を分路手段による第1の電流の分流比を変えることに
より制御可能にすることによって達成される。 本発明の上述の構成を第1図を参照しながらより具体的
に説明する。変換トランジスタ1のエミッタには単一の
エミッタ抵抗5が接続されており、そのコレクタ電流I
Cは図では3個のトランジスタ60〜62で構成された
電流ミラー回路6のトランジスタ60を通して流れる。 このトランジスタ60はそのエミッタ・ベース間接続か
らもわかるように、電流ミラー回路内の基準トランジス
タであって、公知のように他の2個のトランジスタ61
.62から発しられる第1の電流11と第2のt流I2
の値はそれぞれコレクタ電流ICの値に比例する。この
内の第1の電流ItO方はダイオード7を介してエミッ
タ抵抗5に注入され、従ってエミッタ抵抗5内には変換
トランジスタ1のエミッタ電流と第1の電流とが並列に
流れる。ダイオード7が本発明でいう接続手段であって
、図示の例では第1の電流11をエミッタ抵抗5に注入
する方向にのみ導き、逆に変換トランジスタlのエミッ
タ電流が反対方向には流れないようにこの接続手段7と
してダイオードが用いられている。 第1図は電圧・電流変換回路の電圧・電流変換比が2段
に切り喚えられる場合を示し、図示のトランジスタ8が
本発明にいう分路手段であって、電圧・電流変換比の制
御信号1図の場合は切換信号SSによりオン操作された
とき、前述のエミッタ抵抗5に注入されていた第1の電
流■1をすべて分路してしまう0分路手段7がこのよう
に短絡状態になっても、変換トランジスタのエミッタ電
流はダイオード7により阻止されるので分路側に流入す
ることはな(、そのすべてがエミッタ抵抗5に流れる。 いま、エミッタ抵抗5のもつ抵抗値をRとすると、前述
のように分路がない場合はこの抵抗値Rに電圧・電流変
換比のエミッタ電流(ベース電流が小であるから実質的
にはコレクタ電流ICに等しい)と第1の電流との和が
流れ、分路ありの場合はエミッタ電流のみが流れること
を考慮すると、分路されたときのエミッタ抵抗50等価
抵抗Reは Re” R・IC/ (IC+11) となる、を圧・電流変換比10/Elはこの等価抵抗と
逆数関係となる。 上述の説明かられかるように、本発明における電圧・電
流変換比の切換幅は変換トランジスタのコレクタ電流f
cに薊する第1の電流■1の比例常数。 すなわちトランジスタ60のコレクタ電流に対するトラ
ンジスタ61のコレクタ電流の比によって決まる。公知
のように、トランジスタのコレクタ電流はコレクタ領域
の面積ないしは周囲長(正確にはエミッタ領域に対向す
る)によって決まり、第1図のようにトランジスタ60
,61 f>< p n p )ランジスタすなわちい
わゆる横形トランジスタの場合には周囲長によって決ま
る。また、公知のように現今の半導体ウェハの処理技術
ではパターンの寸法をミクロンないしはサブミクロンの
精度で制御が可能であるから、かかる周囲長は設計どお
りの高精度で実現できる。また、上式かられかるように
本発明において電圧・電流変換比の切換幅または比を決
めるのは、2個のトランジスタのコレクタ電流の比、す
なわちコレクタ領域の周囲長の比であるから、極めて正
確に制御が可能である0本発明の前述の構成はこの点に
着目してなされたもので、本発明回路のもつ電圧・電流
変換比の切換幅ないしは比は設計どおりのものが正確に
製作でき、fP  A、  i”−n)体 量w  t
a  メ二 す、W+−すr  +、’sなお、上では
説明の都合上分路手段8による第1の電流の分路はその
すべてを分流するものとしたが、もちろんその一部だけ
を分流させて電圧・電流変換比を前述の切換幅の範囲内
で切り換えることができる。また該分路手段8の具体構
成を少しく工夫すれば、電圧・電流変換比を連続的に制
御することも容易である。他の望ましい本発明の態様に
ついては次項を参照されたい。
According to the invention, the above-mentioned object is to provide a voltage/Q fE conversion circuit with a conversion transistor whose base receives an input voltage to be converted into a current, an emitter resistance which receives an emitter current of the negative transistor, a current mirror circuit receiving the collector current of the conversion transistor and producing first and second currents proportional to the acid collector current, and a connection for directing the first current to be injected into an emitter resistor in parallel with the emitter current from the conversion transistor; and a shunting means connected to be able to shunt the first current injected into the emitter resistor via the connecting means, extracting the second current as an output current and adjusting the input voltage of the output current. This is achieved by making the conversion ratio of the first current controllable by changing the shunt ratio of the first current by the shunt means.The above-described configuration of the present invention will be explained in more detail with reference to FIG. A single emitter resistor 5 is connected to the emitter of the conversion transistor 1, and its collector current I
C flows through the transistor 60 of the current mirror circuit 6, which in the figure is made up of three transistors 60-62. As can be seen from its emitter-base connection, this transistor 60 is a reference transistor in the current mirror circuit, and as is well known, the other two transistors 61
.. The first current 11 and the second current I2 emitted from 62
The values of are each proportional to the value of the collector current IC. The first current ItO is injected into the emitter resistor 5 through the diode 7, so that the emitter current of the conversion transistor 1 and the first current flow in the emitter resistor 5 in parallel. The diode 7 is the connecting means according to the present invention, and in the illustrated example, it guides the first current 11 only in the direction in which it is injected into the emitter resistor 5, and conversely prevents the emitter current of the conversion transistor l from flowing in the opposite direction. A diode is used as this connection means 7. FIG. 1 shows a case where the voltage/current conversion ratio of the voltage/current conversion circuit is switched into two stages, and the illustrated transistor 8 is the shunting means according to the present invention, and controls the voltage/current conversion ratio. In the case of signal 1, when turned on by the switching signal SS, the 0 shunting means 7, which shunts all of the first current ■1 injected into the emitter resistor 5 mentioned above, is in a short-circuited state like this. Even if the emitter current of the conversion transistor is blocked by the diode 7, it will not flow into the shunt side (all of it will flow to the emitter resistor 5. Now, if the resistance value of the emitter resistor 5 is R, then , as mentioned above, if there is no shunt, this resistance value R is the sum of the emitter current of the voltage/current conversion ratio (substantially equal to the collector current IC since the base current is small) and the first current. , and when there is a shunt, only the emitter current flows, so the emitter resistance 50 equivalent resistance Re when shunted is Re” R・IC/ (IC+11), which is the pressure-to-current conversion ratio. 10/El has a reciprocal relationship with this equivalent resistance.As can be seen from the above explanation, the switching width of the voltage/current conversion ratio in the present invention is determined by the collector current f of the conversion transistor.
The first current flowing into c is the proportional constant of 1. That is, it is determined by the ratio of the collector current of transistor 61 to the collector current of transistor 60. As is well known, the collector current of a transistor is determined by the area or circumference of the collector region (more precisely, facing the emitter region), and as shown in FIG.
, 61 f>< p n p ) In the case of a transistor, that is, a so-called lateral transistor, it is determined by the peripheral length. Furthermore, as is well known, with current semiconductor wafer processing technology, it is possible to control pattern dimensions with micron or submicron precision, so the perimeter can be achieved with high precision as designed. Furthermore, as can be seen from the above equation, what determines the switching width or ratio of the voltage/current conversion ratio in the present invention is the ratio of the collector currents of the two transistors, that is, the ratio of the circumferential lengths of the collector regions. The above-mentioned configuration of the present invention was made with attention to this point, and the switching width or ratio of the voltage/current conversion ratio of the circuit of the present invention can be precisely controlled as designed. possible, fP A, i”-n) body mass w t
a menu s, W+-sr +,'sFor convenience of explanation, the first current shunt by the shunting means 8 is assumed to shunt all of the current, but of course only a part of it is shunted. By dividing the current, the voltage/current conversion ratio can be switched within the above-mentioned switching width. Furthermore, if the specific structure of the shunt means 8 is slightly modified, it is easy to continuously control the voltage/current conversion ratio. See the next section for other desirable aspects of the invention.

【発明の実施例】[Embodiments of the invention]

以下、第2図および第3図に示された本発明の適用例を
参照しながら、本発明回路の実施例とその動作を説明す
る。第2図に示された例は本発明回路を量産形の近接ス
イッチの回路に適用した場合であって、図の中央に本発
明による前述の電圧・を流変換回路10が、その左側に
検出回路20が。 その右側に判定出力回路30がそれぞれ示されている。 検出回路20の中心はコイル21とキャパシタ22  
 。 とからなる高周波の並列共振回路であって、物体Bがコ
イル21から離れている場合は正規の共振状態にあるが
、物体Bがある距#D以内に近づくと共振状態から外れ
、それを判定出力回路30が判定して検出出力TOを発
するものである。公知のようにこの種センサにはその検
出動作に第3図に示すような所定のヒステリシス幅II
sを持たせることが必要で、このヒステリシス幅を持た
せるために本発明による電圧・電流変換回路の電圧・電
流変換比が検出出力TOの状態に応じて切り換えられる
ようになっている。 コイル21とキャパシタ22とからなる共振回路への発
振エネルギの注入は、電圧・電流変換回路の第2の電流
I2ないしは出力量filoによってなされており、こ
の出カドランジスタロ2は図示のようにトランジスタ6
1とともに1個の電流ミラー回路6内に組み込んでもよ
いし、要求される出力電流値が大きな場合には別の電流
ミラー回路のトランジスタとして分離してもよい、この
実施例においては、共振回路へのエネルギ注入点の電位
e2はアース電位に対して正負に変動するから、電圧・
電流変換回路10内のエミッタ抵抗5の変換トランジス
タ1のエミッタへの接続点電位e1が常にこれと等しく
なるようにされる。検出回路20内の定電流源23によ
り一定の直流電流を供給されるダイオード24は、いわ
ゆるレベルシフト用ダイオードであって、変換トランジ
スタ1のベース・エミッタ間電圧と等しい順方向電圧降
下を与える。従って変換トランジスタのベース電位を基
準にして考えると、そのエミッタ電位であるelは常に
共振回路へのエネルギ注入点電位e2と等しい、この電
位e2が、従ってエミッタ電位e1が時間的に変動する
から、変換トランジスタのコレクタを流ICも時間的に
変動する。ただし、このコレクタ電流ICはnpn )
ランジスタである変換トランジスタ1のもっMfL特性
によって脈動する直流を流、より正確には半波整流波状
の直流電流となる。もちろん、電流ミラー回路のもつ特
性に応じてそれが発する第1の電流■1および第2の電
流■2も同様な波形となり、その内の後者が出力電流■
0として共振回路に注入されるので、これが一種の正方
向のフィードバック効果を持ち、共振回路の振動条件が
これによって維持される。また、第2の電流I2は前述
の電圧・電流変換回路の基本動作に基づいて入力電圧E
lに対する出力量2itIOの変換比を時間的にも一定
に維持する0本発明による電圧・電流変換回路は、もち
ろん純直流回路としても動作するが、このように電圧・
1!流値が時間的に変動するいわば半交流回路用にも通
用できる。 物体Bがコイル21に近接すると共振回路が#調しその
見掛けのインピーダンスが激減するので電位e2.従っ
て変換トランジスタのエミッタ電位e1が低下する0判
定出力回路30はこれを変換トランジスタ1のベース電
位により見ており、これを平滑回路31を介してコンパ
レータ32の一方の入力に受ける。平滑回路31は例え
ば抵抗31b、31cとキャパシタ31aとをもつ通常
のもので、前述の電位el従って変換トランジスタのベ
ース電位である入力電圧el中の脈動分を平滑化してコ
ンパレータ32に与える。コンパレータ32の他方の入
力には基準電位RVが与えられており、その一方の入力
への平滑化信号の値がこれより下がると、これを検出し
て検出出力Toを発する。この検出出力Toは例えば抵
抗33a、33bからなる電圧分割回路33を介して分
路手段としてのトランジスタ8のベースに与えられてい
るので、検出出力TOが発しられたときトランジスタ8
はオンされて電圧・T4流変換回路10の変換トランジ
スタ10/Vlが切り換えられ、今の例では該変換比が
増大される。これによって共振回路への注入電流として
の出力1110が今までより増加されるので、物体Bが
コイル21に近付いて検出出力Toが発しられた時の距
HDよりもコイル21から遠ざからない限り検出出力T
Oはオフされず、第3図に示されるようなヒステリシス
幅HSが得られる。 以上の説明かられかるように、このヒステリシスIII
H5は電圧・電流変換回路10の電圧・電流変換比の切
換幅によって決まる。近接スイッチ製作上の管理面では
このヒステリシス幅H3を均一に保つ要があるが、電流
ミラー回路6内のトランジスタ60とトランジスタ61
のコレクタ電流比が前述のように正確に管理できるので
、本発明によればヒステリシス幅HSが一定なものを量
産でき、後調整を行う必要がなくなる。ただし、外付は
抵抗であるエミソ9 TIE抗5の抵抗値はコイル21
とキャノ寸シタ22との並列共振インピーダンス (抵
抗)に合わせる必要があるので、トリミングなどによる
抵抗調節が必要である。 以上説明した実施例に限定されず、本発明は種々の態様
で実施が可能である0例えば接続手段としては、ダイオ
ード7が常に用いられるとは限らず、本発明回路と組み
合わされる電子回路の種類や形態によって変化しうるち
のであるから、本発明の主旨上は第1の電流をエミッタ
抵抗に注入する手段として有利なM 11の一つである
と解すべきものである。
Hereinafter, embodiments of the circuit of the present invention and their operations will be described with reference to the application examples of the present invention shown in FIGS. 2 and 3. The example shown in FIG. 2 is a case where the circuit of the present invention is applied to a circuit of a mass-produced proximity switch. The circuit 20. A determination output circuit 30 is shown on the right side thereof. The center of the detection circuit 20 is a coil 21 and a capacitor 22.
. A high-frequency parallel resonant circuit consisting of The output circuit 30 makes a determination and issues a detection output TO. As is well known, this type of sensor has a predetermined hysteresis width II in its detection operation as shown in FIG.
In order to provide this hysteresis width, the voltage/current conversion ratio of the voltage/current conversion circuit according to the present invention is switched in accordance with the state of the detection output TO. The oscillation energy is injected into the resonant circuit consisting of the coil 21 and the capacitor 22 by the second current I2 or the output amount filo of the voltage/current conversion circuit, and the output transistor 2 is a transistor as shown in the figure. 6
1 may be incorporated into one current mirror circuit 6, or if the required output current value is large, it may be separated as a transistor of another current mirror circuit. Since the potential e2 at the energy injection point fluctuates between positive and negative with respect to the ground potential, the voltage
The connection point potential e1 of the emitter resistor 5 in the current conversion circuit 10 to the emitter of the conversion transistor 1 is always made equal to this. A diode 24 supplied with a constant DC current by a constant current source 23 in the detection circuit 20 is a so-called level shift diode, and provides a forward voltage drop equal to the base-emitter voltage of the conversion transistor 1. Therefore, when considering the base potential of the conversion transistor as a reference, its emitter potential el is always equal to the energy injection point potential e2 into the resonant circuit. This potential e2, and therefore the emitter potential e1, fluctuate over time. The current flowing through the collector of the conversion transistor also changes over time. However, this collector current IC is npn)
Due to the MfL characteristic of the conversion transistor 1, which is a transistor, a pulsating direct current flows, more precisely a half-wave rectified wave-like direct current. Of course, depending on the characteristics of the current mirror circuit, the first current (1) and the second current (2) generated by the current mirror circuit have similar waveforms, and the latter of them is the output current (2).
Since it is injected into the resonant circuit as zero, it has a kind of positive feedback effect, thereby maintaining the oscillating condition of the resonant circuit. Further, the second current I2 is determined based on the basic operation of the voltage/current conversion circuit described above.
The voltage/current conversion circuit according to the present invention, which maintains the conversion ratio of the output amount 2itIO to l constant over time, also operates as a pure DC circuit, but in this way, the voltage/current conversion circuit
1! It can also be used in so-called semi-AC circuits where the current value varies over time. When the object B approaches the coil 21, the resonant circuit tunes and its apparent impedance drastically decreases, so that the potential e2. Therefore, the 0 judgment output circuit 30 in which the emitter potential e1 of the conversion transistor decreases sees this from the base potential of the conversion transistor 1, and receives this at one input of the comparator 32 via the smoothing circuit 31. The smoothing circuit 31 is a normal one having, for example, resistors 31b and 31c and a capacitor 31a, and smoothes the ripples in the input voltage el, which is the above-mentioned potential el, that is, the base potential of the conversion transistor, and supplies it to the comparator 32. A reference potential RV is applied to the other input of the comparator 32, and when the value of the smoothed signal to one input falls below this, it is detected and a detection output To is generated. This detection output To is given to the base of the transistor 8 as a shunting means via a voltage dividing circuit 33 consisting of resistors 33a and 33b, for example, so that when the detection output TO is generated, the transistor 8
is turned on to switch the conversion transistor 10/Vl of the voltage/T4 current conversion circuit 10, increasing the conversion ratio in this example. As a result, the output 1110 as the current injected into the resonant circuit is increased more than before, so it is detected as long as the object B approaches the coil 21 and does not move away from the coil 21 by more than the distance HD when the detection output To is generated. Output T
O is not turned off, and a hysteresis width HS as shown in FIG. 3 is obtained. As can be seen from the above explanation, this hysteresis III
H5 is determined by the switching width of the voltage/current conversion ratio of the voltage/current conversion circuit 10. It is necessary to keep this hysteresis width H3 uniform in terms of management in manufacturing the proximity switch, but the transistor 60 and transistor 61 in the current mirror circuit 6
Since the collector current ratio of can be controlled accurately as described above, according to the present invention, it is possible to mass produce products with a constant hysteresis width HS, and there is no need for post-adjustment. However, the resistance value of the external resistor Emiso9 TIE resistor 5 is coil 21
Since it is necessary to match the parallel resonant impedance (resistance) between the capacitor and the capacitor 22, it is necessary to adjust the resistance by trimming or the like. The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various ways.For example, the diode 7 is not always used as the connection means, and the type of electronic circuit combined with the circuit of the present invention may be used. Therefore, in terms of the gist of the present invention, it should be understood that M11 is an advantageous means for injecting the first current into the emitter resistor.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上の説明かられかるように、本発明回路における電圧
・電?JL変換比の切換幅ないしは制御幅は電流ミラー
回路内の基準トランジスタと第1の電流発生用トランジ
スタの電流比によって本質的に決まり、この電流比を両
トランジスタのコレクタの周囲長比や面積比によって正
確に管理をすることができるので、当該切換幅を正確に
製作することができ後!Jil!i!の必要かあ(なる
、もっとも、本発明回路と組み合わされる電子回路の形
態に応じて、エミッタ抵抗の方はトリミング作業などの
抵抗値の組立後調整が必要となることが多いが、単一の
抵抗調整は失敗する危険性が橿めて少なく、かかる失敗
によって不良品が発生するようなことはまずない、また
、切換幅が2個の半導体素子内の基本的な寸法の比によ
って決まるので、温度などの周囲条件が変わっても狂い
を生じることがなく、また前述の説明からもわかるよう
に出力電流が時間的に変動する用途に用いても動的にも
安定である。 かかる本発明による電圧・電流変換回路は、とくに集積
回路内への組み込み用に適し、種々の回路と組み合わさ
れる基本回路として上述の効果を光重しうるものである
As can be seen from the above explanation, how much voltage and electricity are used in the circuit of the present invention? The switching width or control width of the JL conversion ratio is essentially determined by the current ratio between the reference transistor and the first current generating transistor in the current mirror circuit, and this current ratio is determined by the perimeter ratio and area ratio of the collectors of both transistors. Since it can be controlled accurately, the switching width can be manufactured accurately! Jil! i! (Of course, depending on the form of the electronic circuit combined with the circuit of the present invention, the emitter resistor often requires adjustment of the resistance value after assembly, such as trimming work. Resistance adjustment has a very low risk of failure, and such failure will rarely result in defective products, and since the switching width is determined by the ratio of the basic dimensions in the two semiconductor elements, It does not become distorted even when ambient conditions such as temperature change, and as can be seen from the above explanation, it is dynamically stable even when used in applications where the output current fluctuates over time. The voltage/current conversion circuit is particularly suitable for being incorporated into an integrated circuit, and can provide the above-mentioned effects as a basic circuit that can be combined with various circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図から第3図は本発明を説明するためのもので、内
筒1図は第4図の従来回路と対比して本発明による電圧
・電流変換回路の基本構成を示す回路図、第2図は本発
明回路を近接スイ・ソチ用電子回路用に適用した例につ
いて示す実施例回路図、第3図は本発明回路のもつ電圧
・電流変換比の制御機能を利用した当該近接スイッチの
動作上のヒステリシス特性を示す線図である。第4図は
従来技術による電圧・電流変換比の切換機能をもつ電圧
・電流変換回路の基本構成回路図である0図において、 1:変換トランジスタ、5:エミッタ抵抗、6:電流ミ
ラー回路、60〜62:電流ミラー回路を構成するトラ
ンジスタ、7:接続手段ないしはダイオード、8;分路
手段ないしはトランジスタ、10:電圧・電流変換回路
、20:検出回路、30:判定出力回路、B:物体、U
S:近接スイッチの動作ヒステリシス幅、■l:第1の
電流、I2:第2の電流、IO=出力電流、SS:分路
手段に対する制御信号としての切換信号、TO:近接ス
イッチの検出出力、である。 第1図 + 第4図
Figures 1 to 3 are for explaining the present invention, and Figure 1 of the inner cylinder is a circuit diagram showing the basic configuration of the voltage/current conversion circuit according to the present invention in comparison with the conventional circuit shown in Figure 4. Figure 2 is an example circuit diagram showing an example in which the circuit of the present invention is applied to an electronic circuit for proximity switches, and Figure 3 is an example circuit diagram of the proximity switch using the voltage/current conversion ratio control function of the circuit of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing operational hysteresis characteristics. Figure 4 is a basic configuration circuit diagram of a voltage/current conversion circuit with a voltage/current conversion ratio switching function according to the prior art. In Figure 0, 1: conversion transistor, 5: emitter resistor, 6: current mirror circuit, ~62: Transistor constituting the current mirror circuit, 7: Connection means or diode, 8: Shunt means or transistor, 10: Voltage/current conversion circuit, 20: Detection circuit, 30: Judgment output circuit, B: Object, U
S: operating hysteresis width of the proximity switch, l: first current, I2: second current, IO = output current, SS: switching signal as a control signal for the shunt means, TO: detection output of the proximity switch, It is. Figure 1 + Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)電流に変換されるべき入力電圧をベースに受ける変
換トランジスタと、該変換トランジスタのエミッタ電流
を受けるエミッタ抵抗と、変換トランジスタのコレクタ
電流を受け該コレクタ電流に比例する第1および第2の
電流を発する電流ミラー回路と、第1の電流をエミッタ
抵抗に変換トランジスタからのエミッタ電流に並列に注
入するように導く接続手段と、該接続手段を介してエミ
ッタ抵抗に注入される第1の電流を分流可能に接続され
た分路手段とを備え、前記第2の電流を出力電流として
取り出すとともに、該出力電流の入力電圧に対する変換
比を分路手段による第1の電流の分流比を変えることに
より制御可能にしたことを特徴とする電圧・電流変換回
路。 2)特許請求の範囲第1項記載の回路において、分路手
段が第1の電流のエミッタ抵抗への注入を断続可能なス
イッチング手段であり、該スイッチング手段の断続によ
り電圧・電流変換比を切換可能にしたことを特徴とする
電圧・電流変換回路。 3)特許請求の範囲第2項記載の回路において、スイッ
チング手段がトランジスタであることを特徴とする電圧
・電流変換回路。 4)特許請求の範囲第1項記載の回路において、接続手
段が第1の電流をエミッタ抵抗への方向にのみ導くダイ
オードであることを特徴とする電圧・電流変換回路。 5)特許請求の範囲第1項記載の回路において、電流ミ
ラー回路が第1の電流発生用電流ミラー回路と第2の電
流発生用電流ミラー回路とに分離して設けられたことを
特徴とする電圧・電流変換回路。
[Claims] 1) A conversion transistor whose base receives an input voltage to be converted into a current, an emitter resistor which receives an emitter current of the conversion transistor, and a resistor which receives a collector current of the conversion transistor and is proportional to the collector current. a current mirror circuit for emitting first and second currents; connecting means for guiding the first current to be injected into the emitter resistor in parallel with the emitter current from the conversion transistor; and shunt means connected so as to be able to shunt the first current, which extracts the second current as an output current and determines the conversion ratio of the output current to the input voltage of the first current by the shunt means. A voltage/current conversion circuit characterized by being controllable by changing the shunt ratio. 2) In the circuit according to claim 1, the shunt means is a switching means capable of intermittent injection of the first current into the emitter resistor, and the voltage/current conversion ratio is switched by intermittent operation of the switching means. A voltage/current conversion circuit that is characterized by making it possible. 3) A voltage/current conversion circuit according to claim 2, wherein the switching means is a transistor. 4) A voltage/current conversion circuit according to claim 1, wherein the connecting means is a diode that guides the first current only in the direction to the emitter resistor. 5) The circuit according to claim 1, characterized in that the current mirror circuit is provided separately into a first current generating current mirror circuit and a second current generating current mirror circuit. Voltage/current conversion circuit.
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JP2017097606A (en) * 2015-11-24 2017-06-01 株式会社東海理化電機製作所 Semiconductor integrated circuit and constant current driving system

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