JPS62295511A - 信号切替装置 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は２つ以上の入力信号から１つの信号を選択して
取り出すために用いられる信号切替装置に係り、特に、
切替過程において出力電位の過渡的な変動が小さい信号
切替装置に関するものである。

従来の技術 半導体集積回路において、例えば、２つの入力信号から
１つの信号を選択して取り出す場合には、３　ベース エミッタとコレクタがそれぞれ共通に接続された２つの
トランジスタの各々のベースにそれぞれ１つずつ入力信
号を供給し、かつ一方もしくは両方のベース電位を切替
えるような構成とすることが多い。

従来のこの種の信号切替装置の一例を第３図に示す。第
３図において、１，２．３はそれぞれ第１、第２．第３
の入力端子、４は出力端子、６は電源供給端子である。

６，７はエミッタとコレクタがそれぞれ共通に接続され
かつコレクタ接続点が電源供給端子６に接続されたＮＰ
Ｎ）ランジスタであり、エミッタ接続点は出力端子４に
接続される。したがってトランジスタ６．７のうちベー
ス電位の高い側の入力信号が出力端子４に供給さレル。

８はトランジスタ６．７のエミッタ接続点に一方が接続
され他方が接地された電流源、９はベースが第１の入力
端子１に接続されエミッタがトランジスタ６０ベースに
接続されコレクタが接地されたＰＮＰＩ−ランジスタ、
１０はベースが第２の入力端子２に接続されエミッタが
トランジスタ７のベースに接続されコレクタが接地され
たＰＮＰ　）ランジスタ、１１．１２はそれぞれ一端が
トランジスタ９，１ｏのエミッタに接続され他端が電源
供給端子６に接続された電流源である。

３１はベースが定電圧源３２を介して接地されエミッタ
が電流源３３を介して接地されコレクタがトランジスタ
６のコレクタに接続されたＮＰＮトランジスタ、３４は
ベースが抵抗３６を介して第３の入力端子３に接続され
かつ抵抗３６を介して接地されエミッタがトランジスタ
３１のエミッタに接続されコレクタがトランジスタ７の
ベースに接続されたＮＰＮ）ランジスタである。

以上のように構成された従来の信号切替装置の動作につ
いて第４図を参照して説明する。

第４図は第３図の各部の電流あるいは電圧の時間に伴な
う変化を模式的に示した波形図である。

第３の入力端子３に充分な振幅の切替信号が印加されト
ランジスタ３４のベース電位ｖＢ３４が第４図囚のよう
に変化する場合を考える。図中、ｖＢ３１はトランジス
タ３１のベース電位、Ｄ　ｉ　ｎ６ページ はトランジスタ３１．３４とからなる差動増幅器の入力
ダイナミックレンジを示す。簡単のため、この差動増幅
器は入力ダイナミックレンジＤ　ｉ　ｎの両端で完全に
スイッチし、かつ入力ダイナミックレンジＤｉｎ　　内
においてトランジスタ３１．３４のコレクタ電流は直線
的に変化すると仮定している。また全てのトランジスタ
の電流増幅率は無限大とする。

このとき、トランジスタ３１．３４のエミッタ電流をそ
れぞれ工Ｅ３１１　　Ｅ３４とし電流源３３の■ 電流をＩ３３　とすると、時間ｔ。からｔｌ　までとｔ
８からｔ９までの期間はトランジスタ３１がオンし、ト
ランジスタ３４がオフしているので、ＩＥ３１−Ｉ３３
．工Ｅ３４−ｏである・時間ｔ１からｔ４までとｔ６か
らｔ８までの期間はトランジスタ３１，３４とも能動領
域にあるので ＩＣ３４＝ＩＥ３４−Ｉ３３である。時間ｔ４からｔ６
までの期間はトランジスタ３１がオフしトランジスタ３
４がオンしているので、ＩＥ３１＝０゜ＩＥ３４＝’３
３　である。以上のようすを第４図（Ｂ）６　ページ に示す。

次にトランジスタ９，１ｏのエミッタ電流をそれぞれ工
Ｅ９１１Ｅ１０とし、電流源１１．１２の電流をともに
等しくかつ第４図（Ｂ）に示すようなＩ。

とすると、 ＩＥ９”ＩＯ−工Ｃ３１＝　　ＩＥ１０＝工０　　”Ｃ
３４であり、トランジスタ３１．３４が飽和領域でなけ
れば、 工Ｃ３１＝”Ｅ３１・　　ＩＣ３４＝ＩＥ３４である。

したがって第４図の）よりトランジスタ９が能動領域に
ある、すなわちＩ　Ｅ　９＞　Ｏとなるのは、時間ｔ２
からｔ７までの期間でありそのうちｔ４からｔ６までの
期間はＩＥ９＝Ｉｏとなる。

またトランジスタ１ｏが能動領域にあるすなわちＩＥｌ
ｏ＞Ｏとなるのは、時間ｔ。からｔ３までとｔ６からｔ
９までの期間でありそのうちｔ。からｔｌ　までとｔ８
からｔ９までの期間は工Ｅ１ｏ＝Ｉ。

となる。以上のようすを第４図（ｑに示す。

ここで、トランジスタ９，１０が理想的に動作するすな
わち遮断領域と能動領域との切替わりが了ペーノ 瞬時になされかつ能動領域でのベース・エミッタ間電圧
が不変であれば、全期間にわたってトランジスタ９，１
０のいずれか一方またけ両方ともが能動領域である。し
たがってトランジスタ９，１゜のベース電位がともに等
しく保たれていれば、出力端子４の電位は全期間にわた
って一定に保たれる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、トランジスタ９，１ｏの動作が理想的で
はなく、例えばエミッタ電流がゼロから立ち上がるある
いはゼロになる時点から前後Δｔだけの時間を切替わり
に必要とする場合、トランジスタ９，１０のエミッタ電
位すなわちトランジスタ６．７０ベ一ス電位を模式的に
示すと第４図０のようになる。図中、■Ｂ６．■Ｂ７　
はそれぞれトランジスタ６．７のベース電位である。

■Ｂ６．■３□　のうち電位の高い側が出力端子４に供
給されるので、出力端子４の電位Ｖ。３は第４図（ト）
のようになる。すなわち、時間ｔ２とｔ３の間とｔ６と
ｔ７の間で各々一度ずつ電位の低下が生じる。この現象
は、電流源３３と電流源１１゜１２の電流差が大きいほ
ど、時間ｔ２とｔ３およびｔ６とｔ７の期間が短かくな
りあるいは逆転して、顕著に現われる。

このような信号切替回路を映像信号の切替えに用いた場
合、切替え時に発生する過渡的な電位低下によって同期
信号に余分なパルスが混入することになり、テレビジョ
ンの水平あるいは垂直同期が乱されるなどの問題があっ
た。

本発明は上記問題点に鑑み、切替過程における出力電位
の過渡的な変動の小さい信号切替装置を提供するもので
ある。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の信号切替装置は、
エミッタとコレクタがそれぞれ共通に接続されかつコレ
クタ接続点が一方の電源に接続された極性の同じ第１と
第２のトランジスタと、前記第１と第２のトランジスタ
のエミッタ接続点と他方の電源間に接続された第１の電
流源と、ベースは第１の入力端子に接続されエミッタは
前記第９ベーノ １のトランジスタのベースに接続されコレクタは前記他
方の電源に接続され、かつ前記第１のトランジスタとは
極性の異なる第３のトランジスタと、ベースは第２の入
力端子に接続されエミッタは前記第２のトランジスタの
ベースに接続され、かつ前記第１のトランジスタとは極
性の異なる第４のトランジスタと、入力側は前記第４の
トランジスタのコレクタに接続され出力側は前記第３の
トランジスタのエミッタに接続され、かつ前記第１のト
ランジスタと同一極性の第６のトランジスタを用いた電
流ミラー回路と、前記第３のトランジスタのエミッタと
前記一方の電源間に接続された第２の電流源と、前記第
４のトランジスタのエミッタと前記一方の電源間に接続
された第３の電流源と、前記第４のトランジスタのエミ
ッタに接続され、かつ第３の入力端子に印加される信号
によって前記第４のトランジスタを能動状態と遮断状態
に切替える切替手段を具備、シ、前記第１と第２のトラ
ンジスタのエミッタ接続点から出力を取り出すよう々構
成としたものである。

１０ベー／′ 作　　用 本発明は前述したような構成によって、エミッタとコレ
クタがそれぞれ共通に接続された極性の同じ２つトラン
ジスタのうち一方のトランジスタのベース電位が充分に
安定した後に相手側のベース電位を切替えるように動作
させるので、出力電位の過渡的な変動を極めて小さくす
ることができる。

実施例 以下、本発明による信号切替装置の一実施例について図
面を参照しながら説明する。

第１図は同実施例のブロック図を示すものであり、第３
図と同一部分については同一符号を付している。

第１図において、１．２．３はそれぞれ第１゜第２．第
３の入力端子、４は出力端子、６は電源供給端子である
。第１と第２の入力端子１，２の直流電位は同一に保た
れている。６，７はエミッタとコレクタがそれぞれ共通
に接続されかつコレクタ接続点が電源供給端子６に接続
されたＮＰＮ１１　ベース トランジスタであり、エミッタ接続点は出力端子４に接
続される。したがってトランジスタ６．７のうちベース
電位の高い側の入力信号が出力端子４に供給される。寸
だトランジスタ６．７のエミッタ接続点は電流源８を介
して接地される。

９はベースが第１の入力端子１に接続されエミッタがト
ランジスタ６のベースに接続されコレクタが接地された
ＰＮＰ）ランジスタ、１０はベースが第２の入力端子２
に接続され、エミッタがトランジスタ７のベースに接続
されたＰＮＰ　）ランジスタ、１１．１２はそれぞれ一
端がトランジスタ９，１ｏのエミッタに接続され他端が
電源供給端子６に接続された電流源である。

１３は入力仰１がトランジスタ１ｏのコレクタに接続さ
れ出力ｔ１１１がトランジスタ９のエミッタに接続され
た電流ミラー回路で、ベースとコレクタが共にトランジ
スタ１０のコレクタに接続され、エミッタが接地された
ＮＰＮＩ−ランジスタ１４と、ヘースカトランジスタ１
４のベース・コレクタトトランジスタ１０のコレクタの
接続点に接続され、エミッタが接地され、コレクタがト
ランジスタ９のエミッタに接続されたＮＰＮ　）ランジ
スタ１６によって構成されている。さらに電流ミラー回
路１３のミラー係数は１よりも大きく設定されている。

１６は第３の入力端子３に印加される信号によってトラ
ンジスタ１０を能動状態と遮断状態に切替える切替手段
で、ベースとコレクタが共に抵抗１７を介して第３の入
力端子３に接続されエミッタが接地されたＮＰＮ　トラ
ンジスタ１８と、ベースがトランジスタ１８のベースと
コレクタの接続点に接続されエミッタが接地されコレク
タがトランジスタ１ｏのエミッタに接続されたＮＰＮ　
）ランジスタ１９によって構成されている。さらにトラ
ンジスタ１９のコレクタ電流は電流源１２の電流よりも
大きく設定されている。

以上のように構成された本実施例の信号切替装置の動作
について第２図を参照して説明する。第２図は第１図の
各部の電流あるいは電圧の時間に伴なう変化を模式的に
示した図である。

１３ページ 第３の入力端子３に充分な振幅の切替信号が印加されト
ランジスタ１９のエミッタ電流ＩＥ１９が第２図四のよ
うに変化する場合を考える。全てのトランジスタの電流
増幅率は無限大とする。

ここで、トランジスタ１ｏのエミッタ電流と電流源１２
の電流をそれぞれＩＥｌｏ、Ｉｏとすると、ＩＥ１ｏ＝
工。−Ｉｃ１９であり、トランジスタ１９が飽和状態で
なければＩＣ１９−ＩＥ１９であるから、ＩＥｌｏは第
２図（８）に示すように変化する。すなわちトランジス
タ１ｏは時間ｔ２ｏからｔ２３　　までとｔ２４からｔ
２□　までの期間能動状態にあり、時間ｔ２３からｔ２
４　　’での期間遮断状態にある。

次にトランジスタ９，１６のエミッタ電流をそれぞれ工
Ｅ９１１Ｅ１５とし、電流源１１の電流をＩ。

とすると、 ＩＥ１５：Ｍ°ＩＥ１３″”　工Ｅ　１０　、　Ｉ　Ｅ
９＝ＩＯＩ　ｃ１６であり、トランジスタ１６が飽和状
態でなければＩｃ１６−ＩＥｌ、であるから、ＩＥ１５
１１Ｅ９は第２図の）に示すように変化する。Ｍは電流
ミラー回路１３のミラー係数であり、Ｍ〉１に設定され
てい１４ベージ る。すなわちトランジスタ９は時間ｔ２２　からｔ２５
　”での期間能動状態にあり、時間ｔ２ｏからｔ２２　
　までとｔ２６からｔ２□　までの期間遮断状態にある
。

したがって、ｔ２２　からｔ２３　　までとｔ２４　か
らｔ２５　　’での期間はトランジスタ９，１ｏがとも
に能動状態にあるので、トランジスタ９，１０が理想的
に動作するすなわち遮断状態と能動状態の切替わりが瞬
時になされかつ能動状態でのベース・エミッタ間電圧が
不変であれば、出力端子４の電位は全期間にわたって一
定である。

次に、トランジスタ９，１ｏの動作が理想的ではなく、
例えばエミッタ電流がゼロから立ち上がるあるいはゼロ
になる時点から前後Δｔだけの時間を切替わりに必要と
する場合、トランジスタ９．１０のエミッタ電位すなわ
ちトランジスタ６．７のベース電位■Ｂ６．ｖＢ７を模
式的に示すと第２図（Ｑのようになる。■Ｂ６．ｖＢ７
のうち電位の高い側が出力端子４に供給されるので、出
力端子４の電位Ｖ。１　は第２図ｑに示すようになり、
や１６ペーノ はり全期間にわたって一定である。

捷だ、第２図囚、　（Ｂ）かられかるように、ＩＥｌ。

がゼロになる時点（ｔ２３）とゼロから立ち上がる時点
（ｔ２４）において、ＩＦ５　は最大値になっているす
なわちトランジスタ９は充分に能動状態になっている。

さらに構成上時間ｔ２２とｔ２３およＵ”２４　とｔ２
５の逆転はあり得ないので、切替え時に過渡的な電位変
化は全く発生しない。

なお上記実施例においては、トランジスタ６゜７として
ＮＰＮ型を用い、トランジスタ９，１゜としてＰＮＰ型
を用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定される
ものではな（、ＮＰＮ型とＰＮＰ型を全て置き換えても
同様の効果を得ることができる。寸だ電流源８，１１．
１２を抵抗に置き換えても同様の効果が得られることは
言うまでもない。さらに上記実施例においては、トラン
ジスタ１５．１９が一部の期間に飽和状態となるが比較
的高速な切替えが要求される場合には、トランジスタ１
６．１９のコレクタに各々電圧制限回路を付加すること
によって飽和を防止すればよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、複雑な手段を用いること
なく、切替過程において出力電位の過渡的な変動が極め
て小さい信号切替装置を実現できるという優れた効果が
得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による信号切替装置の一実施例を示す回
路図、第２図はその動作を説明するための波形図、第３
図は従来の信号切替装置を示す回路図、第４図はその動
作を説明するための波形図である。 １．２．３・・・・・・入力端子、４・・・・・・出力
端子、６・・・・・・電源供給端子、６，７・・・・・
・ＮＰＮ　）ランジスタ、８，１１，１２・・・・・・
電流源、９，１０・・・・・・ＰＮＰトランジスタ、１
３・・・・・・電流ミラー回路、１６・・・・・・切替
手段、１４，１６，１８．１９・・・・・・ＮＰＮ）ラ
ンジスタ、１７・・・・・・抵抗。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／、
２．３−−−人力塙子 ４−　出力端子 ６．７−−−Ｎ　Ｐ　Ｎ　トランジスタ８．１７．１２
−一一電　浅　源 ’１．１０−Ｐ　＃　Ｆ　）ランシスタ１３−−−電流
ミラー回路 Ｉｂ−−−ＶＪ臂亨段 ｌγ−一一拍　　坑 第１図 第２図 ＩＥＩ’／ 吟闇−÷ 第３図 第４図 時間−〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エミッタとコレクタがそれぞれ共通に接続され、かつコ
   レクタ接続点が一方の電源に接続された極性の同じ第１
   と第２のトランジスタと、前記第１と第２のトランジス
   タのエミッタ接続点と他方の電源間に接続された第１の
   電流源と、ベースは第１の入力端子に接続されエミッタ
   は前記第１のトランジスタのベースに接続されコレクタ
   は前記他方の電源に接続され、かつ前記第１のトランジ
   スタとは極性の異なる第３のトランジスタと、ベースは
   第２の入力端子に接続されエミッタは前記第２のトラン
   ジスタのベースに接続され、かつ前記第１のトランジス
   タとは極性の異なる第４のトランジスタと、入力側は前
   記第４のトランジスタのコレクタに接続され出力側は前
   記第３のトランジスタのエミッタに接続され、かつ前記
   第１のトランジスタと同一極性の第５のトランジスタを
   用いた電流ミラー回路と、前記第３のトランジスタのエ
   ミッタと前記一方の電源間に接続された第２の電流源と
   、前記第４のトランジスタのエミッタと前記一方の電源
   間に接続された第３の電流源と、前記第４のトランジス
   タのエミッタに接続されかつ第３の入力端子に印加され
   る信号によって前記第４のトランジスタを能動状態と遮
   断状態に切替える切替手段とを具備し、前記第１と第２
   のトランジスタのエミッタ接続点から出力を取り出すよ
   うに構成したことを特徴とする信号切替装置。