JPS63300611A - レベル変換回路 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレベル変換回路に係り、詳しくは、正値電源と
接地電源との間の信号レベルを負値電源と接地電源との
間の信号レベルに変換するレベル変換回路に関する。

［従来の技術］ 従来、この種のレベル変換回路は第３図に示されている
ようなものか知られており、このレベル変換回路の動作
を先ず説明する。第３図の入力端子ＩＮに高レベル信号
ＶＨか供給されるとトランジスタＱ４かオンして正値電
源Ｖｃｃから抵抗Ｑ６、トランジスタＱ４．ダイオード
Ｄ３．Ｄ４を介して接地電位に電流経路か形成され、ノ
ードＡは接地電位よりダイオードＤ４の順方向電圧分た
け正電圧側の所定電位子ＶＦを得る。このようにノーＦ
Ａか＋ＶＦになると、ダイオードＤ６．Ｄ７はオンする
が、ダイオ−Ｆ’　Ｄ　５はオフし、出力端子ＯＵＴに
はタイオー）”Ｄ６．Ｄ７の順方向電圧（ＶＦの２倍、
即ち２ＶＦ）たけノードＡの電圧より負電圧の出力電位
−ＶＦを得る。

これに対して、入力端子ＩＮに低レベル信号■Ｌを供給
すると、トランジスタＱ４はオフし、ダイオードＤ３．
Ｄ４．Ｄ６もオフする。し・か亡ながら、ダイオード’
Ｄ５．Ｄ７はオンしｌ、出力端子ＯＵ　Ｔには接地電位
に対して２　Ｖ　Ｆだけ負側にシフトした電位の出力信
号−２ＶＦか得られる。こｎらの関係を第５Ａ図に示す
。

要約すると、従来のし・＼非変換回路では正値電源Ｖｃ
ｃと接地電位との間で変化する人力信号をダイオードス
イッチを介して負値電源ＶＥＥと接地電位との間で変化
する一ＶＦの出力信号と一２ＶＦの出力信号とに変換す
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来のレベル変換回路では人力信号
の振幅に関１系なく、回路を構成するダイオードの順方
向電圧ＶＦに基づき出力信号の振幅か決定されていたの
で、トランジスタートランジスタロジック（Ｔ　Ｔ　Ｌ
）回路やＣＭＯ３回路に出力信号を供給しようとすると
振幅か小さく、途中で増幅しなけれはならないという問
題点があった。

更に、従来のレベル変換回路では出力信号か接地電位を
基準にして高し・＼ルと低レベルとか得られるので、負
値電源電位からしきい値か決定される回路に対しては雑
音余裕度が小さくなるという問題点があった。

従って、本発明の目的；よ入力信号の振幅に比例し・負
値電源電位を基準に変化する出力信号を発生させるレベ
ル変換回路を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、正値電源電位と接地電位との間の電位を有す
る入力信号を負値電源電位と接地電位との間の電位を有
する出力信号に変換するレベル変換回路にして、コレク
タを正値電源電位にベースを人力名号にそれぞれ接続さ
れた第１トランジスタと、一端が第１トランジスタのエ
ミッタに接続された抵抗体と、コしクダを第１トランジ
スタのエミッタに・＼−スを抵抗体の他端にそれぞれ接
続された第２トランジスタと、第２トランジスタのベー
スと負値電源電位との間に介在する第１電流源と、第２
トランジスタのエミッタと負値電源電位との間に介在す
る第２電流源と、第２トランジスタのエミッタに接続さ
れた出力ノードとを備えたことを特徴としている。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照し・て説明する。

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す回路図である
。第１図において、入力端子ＩＮに入力電圧Ｖ　ｉ　ｎ
か供給されると、トランジスタＱ１はエミッタフォロア
なので、トランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧を
Ｖ　Ｆとすると、そのエミッタの電１立ＶＥは ＶＥ　＝Ｖｉｒｉ−ＶＦ となる。一方、トランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ
間電圧ＶＣＥ２はトランジスタＱ２のベース電流が電流
源１１の電流値（１１）に比べて無視てきるほど小さい
とすると、抵抗Ｒによる電圧降下により ＶＣＥ２＝　ｉ　１　Ｒ＋ＶＦ となる。従って、出力端子ＯＵＴの電位Ｖｏｕｔは Ｖｏｕｔ、＝’ｖ’１ｎ−ＶＦ　　−（ｉｌＲ＋ＶＦ）
＝Ｖ　ｉ　　ｎ　−ｉ　　１−２ＶＦ となる。ここで、電流源■１の電流１直１１が負値電源
電圧ＶＥＥに比例するものとすると、１１＝ａ−ＶＥＥ
＋ｂ となり、出力電圧Ｖｏｕｔは Ｖｏ　ｕ　ｔ＝Ｖ　ｉ　ｎ−ａ−Ｒ−ＶＥＥ−２ＶＦｂ
−Ｒ と成る。上式からも明きらかなように、本実施例のレベ
ル変換回路では、出力電圧〜’ｏｕｔの振幅が入力信号
Ｖｉｎの振幅に従っており、しかも、負値電源ＶＥＥの
電圧を基準にしている。その結果、本実施例のレベル変
換回路から得られる出力１言号は充分な振幅を有してお
り、しかも、負電圧源Ｖ　Ｅ　Ｅを基準にしたしきい値
に対しても充分な雑音余裕度を有している。

第２図に電流源１１の具体的構成を示す。トランジスタ
Ｑ３とダイオ−Ｆ’　Ｄ　２とて構成される力しントミ
ラー回路によりトランジスタＱ３を流れる電流１１は ｉ　１＝　（−ＶＥＥ−２ＶＦ）／Ｒ２となる。従って
、上記ａとｂとはそれぞれａ　＝　−１／　Ｒ２、ｂ　
＝　−２Ｖ　Ｆ　／　Ｒ２となり、上記出力電圧Ｖｏｕ
ｔは Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ＋Ｒ−ＶＥＥ／Ｒ２−２ＶＦ＋２・Ｒ
・〜’Ｆ／Ｒ２ と書き直すことかできる。

また、Ｒ＝Ｒ２となるように回路定数を選択すると、出
力電圧Ｖｏｕｔは Ｙｏｕ　ｔ＝Ｖ　ｉｎ＋ＶＥＥ と表される。従って、出力電圧Ｖｏｕｔは入力信号の電
圧Ｖｌｎを負値電源電圧ＶＥＥ分たけシフトさせたもの
となり、第５Ｂ図に示されているように出力信号は入力
信号と同じ振幅を有し７、しかも入力電圧と接地電圧と
の相対関係は出力電圧と負値電源電圧との間でそのまま
保存される。

第４図は本発明の第２実施例の構成を示す回路図である
。本実施例は第１実施例の構成に加えて容量体Ｃを抵抗
Ｒと並列に加えている。従って、トランジスタＱ２のコ
レクタ電位が入力信号の変化にともない急速に変化した
場合にはトランジスタＱ２のベースとコレクタとを過渡
的に短絡させて出力電圧の変化を高速化させることかで
きる。

本実施例では第１実施例と同様に入出力電圧の直流的な
関係を維持し・たままで、信号変化時の過渡特性のみ改
善することかできる。

［発明の効果］ 以上、説明してきたように、本発明に係るレベル変換回
路では入力信号の振幅をそのまま保持し、負値電源電位
を基準に変化する出力１言号を得ることかできる。従っ
て、ＴＴＬ回路等に増幅しなくても充分な振幅の信号を
供給可能である。また、負値電源電位を基準に変化する
ので、充分な雑音余裕度を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す回路図、 第２図は第１実施例の電流源の構成を示す回路図、 第３図は従来例の構成を示す回路図、 第４図は本発明の第２実施例の構成を示す回路図、 第５Ａ図は従来例の入出力特性を示すグラフ、第５Ｂ図
は第１実施例の入出力特性を示すグラフである。 ＩＮ・・・・・・・入力端子、 Ｑｌ・・・・・・・第１トランジスタ、Ｑ２・・・・・
・・第２トランジスタ、Ｒ・・・・・・・・抵抗体、 １１・・・・・・・第１電流源、 ■２・・・・・・・第２電流源、 ＯＵＴ・・・・・・出力、 Ｃ・・・・・・・・容量体。 特許出願人　　日本電気株式会社 代理人　弁理士　　桑　井　清　− 第１図 第３図 笛　Ａ　図 φ 第５Ａ図 木　’−＋ｖ＼ ■ 第５Ｂ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正値電源電位と接地電位との間の電位を有する入力信号
   を負値電源電位と接地電位との間の電位を有する出力信
   号に変換するレベル変換回路にして、コレクタを正値電
   源電位にベースを入力信号にそれぞれ接続された第１ト
   ランジスタと、一端が第１トランジスタのエミッタに接
   続された抵抗体と、コレクタを第１トランジスタのエミ
   ッタにベースを抵抗体の他端にそれぞれ接続された第２
   トランジスタと、第２トランジスタのベースと負値電源
   電位との間に介在する第１電流源と、第２トランジスタ
   のエミッタと負値電源電位との間に介在する第２電流源
   と、第２トランジスタのエミッタに接続された出力ノー
   ドとを備えたことを特徴とするレベル変換回路。