JPS6254242B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6254242B2
JPS6254242B2 JP56106518A JP10651881A JPS6254242B2 JP S6254242 B2 JPS6254242 B2 JP S6254242B2 JP 56106518 A JP56106518 A JP 56106518A JP 10651881 A JP10651881 A JP 10651881A JP S6254242 B2 JPS6254242 B2 JP S6254242B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistors
transistor
current
voltage
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56106518A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS589409A (ja
Inventor
Katsumi Nagano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP56106518A priority Critical patent/JPS589409A/ja
Priority to DE3225405A priority patent/DE3225405C2/de
Priority to US06/396,075 priority patent/US4442400A/en
Publication of JPS589409A publication Critical patent/JPS589409A/ja
Publication of JPS6254242B2 publication Critical patent/JPS6254242B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/4508Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using bipolar transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45098PI types

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、入力電圧に応じた出力電流を得る
ための電圧・電流変換回路に関する。
一般に、入力として与えられた電圧差を電流の
変化に変換する方法としては、第1図に示すよう
なエミツタ退化増幅器が用いられている。すなわ
ち、トランジスタQ1,Q2のエミツタが負荷素
子として働く抵抗Rを介して共通接続され、この
抵抗Rの両端が定電流源I1,I2を介して接地
される。そして、上記トランジスタQ1,Q2の
ベースにそれぞれ入力電圧Vin1、Vin2を与え、
このトランジスタQ1,Q2のコレクタ側に電流
「I+i」、「I−i」を得る。
このようなエミツタ退化増幅器の動作は次式で
示される。
△Vin=Ri+VTInI+i/I−i ……(1) ここで、 △Vin=Vin1−Vin2:差動入力電圧 i:出力電流 VT=k/q:熱電圧 I:バイアス電流(I=I1=I2) R:変換抵抗 今、仮に出力電流が小さい(I≫i)ものとす
ると、上記(1)式は△Vin=Riとなり、出力電流i
は入力電圧△Vinに比例する。この場合の回路の
コンダクタンスGは下式で示される。
G=1/R ……(2) しかし、入力電圧が大きくなると出力電流も大
きくなり、上述した仮定は成立しなくなる。すな
わち、出力電流iが大きくなると、バイアス電流
Iに対してこの出力電流iの値が無視できなくな
り、(1)式における右辺第2項を省略できなくな
る。したがつて、入力電圧が大きくなつた時にこ
の第2項が誤差となつてしまう。
なお、エミツタ退化増幅器の差動入力電流△
Iinを求めると、 △Iin=Iin1−Iin2 =I+i/β−I−i/β=2i/β ……(3) ここで、 Iin1、Iin2:トランジスタQ1,Q2のベース
電流 β:トランジスタQ1,Q2のエミツタ接地電
流増幅率である。(1)、(3)式から差動入力抵抗Rin
が次式に示すように求まる。
Rin=△Vin/△Iin =βR/2+β/2iVTinI+i/I−i……(4) 上記(4)式において、小信号時(I≫i)には下
式で表わせる。
Rin=βR/2 したがつて、変換抵抗Rのβ倍が入力インピー
ダンスとなつている。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、入力信号電圧
が大きくても誤差の少ない電圧・電流変換回路を
提供することである。
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説
明する。第2図はその構成を示すもので、第1、
第2の差動入力素子として働くトランジスタQ
1,Q2のエミツタが負荷素子として働く抵抗R
を介して共通に接続されて対称に配置され、この
トランジスタQ1,Q2のコレクタには定電流源
I1,I2が接続される。前記トランジスタQ
1,Q2のコレクタにはそれぞれトランジスタQ
3,Q4のベースが接続され、前記定電流源I
1,I2によつて導通制御される。このトランジ
スタQ3,Q4と直列に、それぞれトランジスタ
Q5,Q6が接続され、そのベースがトランジス
タQ1,Q2のベースと共通接続されて差動入力
端子Vin1、Vin2に供給された入力信号により共
通に導通制御される。上記トランジスタQ1,Q
2のエミツタは、トランジスタQ7,Q8を介し
て接地され、このトランジスタQ7,Q8はそれ
ぞれ、電流制御手段として働くトランジスタQ
3,Q5およびトランジスタQ4,Q6の直列回
路の導通状態により導通制御される。さらに、上
記トランジスタQ8のベースにトランジスタQ9
のベースが接続され、このトランジスタQ9のコ
レクタには定電流源I3が設けられ定電流が供給
される。したがつて、上記トランジスタQ2,Q
8を流れる電流と同じ電流がトランジスタQ9を
流れるので、このトランジスタQ9のコレクタ側
の出力端子OUTに電流が流れ込み、入力信号電
圧に対応した出力電流を得るようにして成る。
このような構成の電圧・電流変換回路におい
て、トランジスタQ1のコレクタ電流は、定電流
源I1からQ3のベース電流を引いたものであ
り、トランジスタQ3の電流増幅率βが高いと仮
定すれば、トランジスタQ1のコレクタ電流はI
にほぼ等しくなる。トランジスタQ7のコレクタ
電流は「I−i」であるが、小信号時(I≫i)
にはIとなるので、トランジスタQ7のベース電
流はI/βとして良い。トランジスタQ5のベー
ス接地電流増幅率dpを1(dp=1)とすると、
トランジスタQ3のエミツタ電流はI/βであ
る。このトランジスタQ3のベース電流はその
I/βであるのでI/βである。同様にして小
信号時のトランジスタQ4のベース電流もI/β
である。
ところで大信号入力時の入力電圧と出力電流i
との関係は次式で表わせる。
上式はトランジスタQ3のベース電流を(I×
i)/βとして求めた。この式を前記(1)式と比
べると対数項における出力電流iの影響がβ
の1になつているため、(1)式に比べてリニアリテ
イが向上できる。したがつて、ほぼ △Vin=Ri となり、(6)式における対数項による誤差は無視で
きる。
また、入力電流Iin1、Iin2はそれぞれ次式で表
わせる。
Iin1=1/β(I−I−i/β)−1/βpβ(I
−i)……(8) Iin2=1/β(I−I+i/β)−1/βpβ(I
+i)……(9) ここで(8)式の右辺第1項はトランジスタQ1の
ベース電流、第2項はトランジスタQ5のベース
電流を表わす。また、(9)式における右辺第1項は
トランジスタQ2のベース電流、第2項はトラン
ジスタQ6のベース電流である。βpはpnp形ト
ランジスタQ5,Q6のエミツタ接地電流増幅率
を表わす。
(3)式と同様に差動入力電流△Iinを求める。
△Iin=2i/β+2i/βpβ =2i(1/β+1/βpβ ……(10) ここでβが充分に大きいと仮定すれば、 △Iin2i/β となる。(7)、(10)式より、この回路の差動入力抵抗
は下式のようになる。
RinβpβR/2 したがつて、エミツタ退化増幅器に比べて、β
p倍だけ入力抵抗が大きくなつている。
第3図は、上記第2図の回路の具体的な回路構
成例を示すもので、定電流源としてカレントミラ
ー回路を使用している。第3図において第2図と
同様な部分は同一符号を付してその説明は省略す
る。トランジスタQ1,Q2,Q9のコレクタ回
路には、それぞれトランジスタQp1,Qp2,
Qp3がベースを共通して接続され、この共通ベ
ースはトランジスタQp4のベースに接続され、
トランジスタQp4のコレクタとベースはそれぞ
れトランジスタQp5のベースとエミツタに接続
され、トランジスタQp4のコレクタ回路に接続
された定電流源I0によつて導通設定される。ま
た、トランジスタQ9のベース・コレクタ間には
発振防止用のコンデンサCが接続される。そし
て、出力端子OUTには抵抗RLが接続されて成
る。
このような構成の回路において、集積回路用の
コンピユータ シユミレーシヨンプログラム
(SPICEプログラム)を使用してシユミレーシヨ
ン実験を行なうと、第4図に示すような特性を示
す。ここで変換抵抗「R=10KΩ」とし、負荷抵
抗「RL=10KΩ」とする。また、差動入力端子
Vin1には入力電圧Vinを印加し、端子Vin2を接地
している。入力電圧「Vin>0」のとき、出力端
子OUTには図の矢印の向きに電流iが流れるの
で出力電圧は負となる。すなわち、この回路はゲ
インが「−1」の反転増幅回路として働くことに
なる。第4図に示す波形図は、振幅が±2Vで周
期が4μsecの三角波を入力電圧Vinとして印加
している。図において破線が入力波形、実線が出
力波形である。この場合、反転増幅器として動作
していることが確認できる。
第5図a,b〜第7図a,bはそれぞれ、上記
第3図の回路における周波数特性を示すシユミレ
ーシヨン結果で、a図は「周波数−ゲイン特性
図」、b図は「周波数−位相特性図」である。第
5図a,bにおいては、コンデンサC=1pF、定
電流I0=500μAに設定している。a図において
周波数が20MHz付近でピークが発生しているが、
これは回路が発振していることを示している。第
6図a,bおよび第7図a,bはそれぞれコンデ
ンサCの容量を大きくしてシユミレーシヨンを行
なつたもので、第6図a,bにおいては、コンデ
ンサC=5pF、定電流I0=500μA、第7図a,
bにおいては、コンデンサC=5pF、定電流I0
200μAである。このようにコンデンサCの容量
を適当な値に設定することにより、発振状態を表
わすゲインのピークは認められなくなる。
ところで、エミツタ退化増幅器は、差動入力電
圧として取り扱うことができる電圧範囲には制限
がある。この点については第3図に示した回路に
おいても同様である。以下、リニアリテイの取れ
る最大入力電圧△Vin maxを求める。第1図の回
路におけるトランジスタQ1,Q2のコレクタ電
流は、図の矢印の向きに取つた時に電流値が正で
なければならないので、下式の条件を満たす必要
がある。
I+i>0 I−i>0 これは、コレクタ電流を負とするとトランジス
タが動作しないことに依る。したがつて、 −I<i<I となる。また、出力電流はその絶対値がバイアス
電流よりも小さくなることが必要である。(1)式を
iについて微分すると、下式のようになる。
d/di△Vin=R+VT2I/I−i I<i<Iの範囲ではd/di△Vinは正であり、ま た、i=±Iでd/di△Vinは+∞に発散する。この 状態を第8図に示す。「i=0」の場合の△Vin
の傾きθ(コンダクタンスGの逆数)は下式で示
される。
d/di△Vin=R+2V/I ……(15) 上記(15)式におて、リニアテイの取れる範囲
は下式で示される。
|△Vin max|=(R+2V/I)I =RI+2VT ……(16) したがつて、最大入力電圧はRIで決定され
る。なお、VTは約25mVに過ぎない。例えばR
=10KΩ、I=100μAとすれば|△Vin max|
=1Vである。上記(15)式からコンダクタンス
Gは下式で示すようになる。
ここで、R≫2V/Iとすれば、(17)式は(2)式
と 一致する。2VT/Iは通常の使用では数百Ω程度
であり、変換抵抗Rを数KΩに設定すればこの項
の影響は無視できる。
第9図は、この発明の他の実施例を示す回路図
で、上記第2図の回路におけるトランジスタQ
5,Q6を取り除いたものである。このような構
成の回路においても電圧・電流変換が可能であ
り、特に低い電源電圧(例えば3VBE〜21V)で動
作させることができる。この回路では低い電源電
圧が精度良く電圧・電流変換を行なうことができ
る。
以上説明したようにこの発明によれば、入力電
流iによる影響を小さくできるので入力信号電圧
が大きくても誤差の少ない電圧・電流変換回路が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はエミツタ退化増幅器を示す回路図、第
2図はこの発明の一実施例に係る電圧・電流変換
回路を示す図、第3図は上記第2図の回路の具体
的な構成例を示す回路図、第4図は上記第3図の
回路の入力信号と出力信号の関係を示す波形図、
第5図a,b、第6図a,bおよび第7図a,b
はそれぞれ上記第3図の回路の周波数特性を示す
特性図、第8図はこの発明の電圧・電流変換回路
による出力電流の範囲を示す特性図、第9図はこ
の発明の他の実施例を示す回路図である。 Q1〜Q9……トランジスタ(Q1,Q2:差
動入力素子、Q3〜Q6:電流制御手段)、R…
…負荷素子、I1〜I3……定電流源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エミツタが負荷素子を介して共通接続され互
    いに対称配置される第1、第2の差動入力トラン
    ジスタと、これら第1、第2の差動入力トランジ
    スタの各コレクタと第1の電位供給源間にそれぞ
    れ接続される第1、第2の定電流源と、上記第
    1、第2の差動入力トランジスタの各エミツタと
    第2の電位供給源間にそれぞれ接続される第1、
    第2のトランジスタと、これら第1、第2のトラ
    ンジスタの各ベースと上記第1の電位供給源間に
    それぞれ接続され、ベースがそれぞれ上記第1、
    第2の差動入力トランジスタの各コレクタに接続
    される第3、第4のトランジスタと、上記第1あ
    るいは第2トランジスタのベースにベースが接続
    され、エミツタが上記第2の電位供給源に接続さ
    れる第5のトランジスタと、この第5トランジス
    タのコレクタと上記第1の電位供給源間に接続さ
    れる第3の定電流源とを具備し、上記第5のトラ
    ンジスタのコレクタ側から出力電流を得ることを
    特徴とする電圧・電流変換回路。 2 前記特許請求の範囲第1項記載の電圧・電流
    変換回路において、前記第1、第2のトランジス
    タの各ベースと前記第3、第4トランジスタとの
    間に、各ベースが前記第1、第2の差動入力トラ
    ンジスタのベースにそれぞれ接続される第6、第
    7のトランジスタを設けたことを特徴とする電
    圧・電流変換回路。 3 前記特許請求の範囲第1項記載の電圧・電流
    変換回路において、前記第1、第2のトランジス
    タの各ベースと前記第3、第4トランジスタとの
    間に、各ベースが前記第1、第2の差動入力トラ
    ンジスタのベースにそれぞれ接続される第6、第
    7のトランジスタを設けるとともに、前記第5ト
    ランジスタのベースとコレクタ間にこの第5トラ
    ンジスタの発振を防止するコンデンサを設けたこ
    とを特徴とする電圧・電流変換回路。 4 前記特許請求の範囲第1項記載の電圧・電流
    変換回路において、前記第1、第2の定電流源
    は、カレントミラー回路から成ることを特徴とす
    る電圧・電流変換回路。
JP56106518A 1981-07-08 1981-07-08 電圧・電流変換回路 Granted JPS589409A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56106518A JPS589409A (ja) 1981-07-08 1981-07-08 電圧・電流変換回路
DE3225405A DE3225405C2 (de) 1981-07-08 1982-07-07 Spannungs/Strom-Wandlerschaltung
US06/396,075 US4442400A (en) 1981-07-08 1982-07-07 Voltage-to-current converting circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56106518A JPS589409A (ja) 1981-07-08 1981-07-08 電圧・電流変換回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS589409A JPS589409A (ja) 1983-01-19
JPS6254242B2 true JPS6254242B2 (ja) 1987-11-13

Family

ID=14435622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56106518A Granted JPS589409A (ja) 1981-07-08 1981-07-08 電圧・電流変換回路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4442400A (ja)
JP (1) JPS589409A (ja)
DE (1) DE3225405C2 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3213838A1 (de) * 1982-04-15 1983-10-27 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Integrierte schaltungsanordung mit einem spannungs-strom-wandler
JPS58189620U (ja) * 1982-06-09 1983-12-16 パイオニア株式会社 無歪逆相電流源
IT1212748B (it) * 1983-06-03 1989-11-30 Ates Componenti Elettron Stadio differenziale perfezionato, in particolare per filtri attivi.
JPS60148687U (ja) * 1984-03-15 1985-10-02 能美防災株式会社 故障検出機能付火災感知器
US4675594A (en) * 1986-07-31 1987-06-23 Honeywell Inc. Voltage-to-current converter
US4973917A (en) * 1989-09-27 1990-11-27 Threepenney Electronics Corporation Output amplifier
DE59103306D1 (de) * 1990-02-26 1994-12-01 Du Pont Deutschland Arylhydrazide enthaltende photographische Silberhalogenidmaterialien.
US5043652A (en) * 1990-10-01 1991-08-27 Motorola, Inc. Differential voltage to differential current conversion circuit having linear output
US5147756A (en) * 1991-04-11 1992-09-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Stabilized, aqueous hydrazide solutions for photographic elements
JP3411988B2 (ja) * 1992-09-21 2003-06-03 株式会社東芝 可変電圧電流変換回路
JP2638494B2 (ja) * 1994-08-12 1997-08-06 日本電気株式会社 電圧/電流変換回路
JPH09238032A (ja) * 1996-02-29 1997-09-09 Nec Corp Otaおよびバイポーラマルチプライヤ
FR2752961A1 (fr) * 1996-08-30 1998-03-06 Philips Electronics Nv Controleur de tension a sensibilite aux variations de temperature attenuee
FR2756680B1 (fr) * 1996-11-29 1999-02-12 Sgs Thomson Microelectronics Amplificateur a transconductance a dynamique elevee et faible bruit
JP3327271B2 (ja) 1999-11-15 2002-09-24 日本電気株式会社 Pll回路及びデータ読み出し回路
JP2008092266A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Nec Electronics Corp 差動回路
US9374050B1 (en) 2014-07-08 2016-06-21 Linear Technology Corporation Level-shifting amplifier

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5231143A (en) * 1975-08-29 1977-03-09 Toyo Boseki Method of producing special touch yarn

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3434069A (en) * 1967-04-27 1969-03-18 North American Rockwell Differential amplifier having a feedback path including a differential current generator
US3733559A (en) * 1970-06-29 1973-05-15 Rca Corp Differential amplifier
JPS4929744A (ja) * 1972-07-18 1974-03-16
NL7407953A (nl) * 1974-06-14 1975-12-16 Philips Nv Spanningstroomomzetter.
US4288707A (en) * 1978-03-14 1981-09-08 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Electrically variable impedance circuit
JPS5850443B2 (ja) * 1978-08-16 1983-11-10 株式会社東芝 電圧・電流変換回路

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5231143A (en) * 1975-08-29 1977-03-09 Toyo Boseki Method of producing special touch yarn

Also Published As

Publication number Publication date
US4442400A (en) 1984-04-10
JPS589409A (ja) 1983-01-19
DE3225405A1 (de) 1983-01-27
DE3225405C2 (de) 1984-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6254242B2 (ja)
JPS58500045A (ja) バンドギヤツプ基準電圧発生回路及びその発生方法
US7471150B2 (en) Class AB folded cascode stage and method for low noise, low power, low-offset operational amplifier
US5081378A (en) Logarithmic amplifier
JPH0452645B2 (ja)
US6359511B1 (en) System and method for current splitting for variable gain control
CN112083212B (zh) 电流传感器及其频率补偿方法
JPH0758872B2 (ja) 電力増幅回路
EP0314218A1 (en) Amplifier arrangement and integrated amplifier circuit suitable for the amplifier arrangement, and display device including said amplifier arrangement
EP0302605A1 (en) Cascode amplifier with non-linearity correction and improve transient response
RU2292636C1 (ru) Дифференциальный усилитель с повышенным ослаблением синфазного сигнала
US4661781A (en) Amplifier with floating inverting and non-inverting inputs and stabilized direct output voltage level
US5155429A (en) Threshold voltage generating circuit
TWI431940B (zh) 寬頻平方單元
JPH0793543B2 (ja) 電圧リピ−タ回路
JP3058087B2 (ja) 利得可変増幅器
JPH09312531A (ja) 差動増幅器
JP3507530B2 (ja) 対数変換回路
JPH051649B2 (ja)
JPH0478044B2 (ja)
JPS62173807A (ja) 定電流源バイアス回路
JP3367875B2 (ja) 対数変換回路及びこれを用いたトランスコンダクター
JP2969665B2 (ja) バイアス電圧設定回路
JPS5942902B2 (ja) 2乗回路
JP2901248B2 (ja) 可変リアクタンス回路