JPS6366083B2 - - Google Patents

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JPS6366083B2
JPS6366083B2 JP58045468A JP4546883A JPS6366083B2 JP S6366083 B2 JPS6366083 B2 JP S6366083B2 JP 58045468 A JP58045468 A JP 58045468A JP 4546883 A JP4546883 A JP 4546883A JP S6366083 B2 JPS6366083 B2 JP S6366083B2
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JP
Japan
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gate
mosfet
output
input
inverter
Prior art date
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Application number
JP58045468A
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English (en)
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JPS59171314A (ja
Inventor
Toshio Oora
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP4546883A priority Critical patent/JPS59171314A/ja
Publication of JPS59171314A publication Critical patent/JPS59171314A/ja
Publication of JPS6366083B2 publication Critical patent/JPS6366083B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/74Simultaneous conversion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は出力を可変できる電流出力型デジタル
−アナログ(D−A)変換器に関する。
重み電流源としてMOSFETの飽和領域の特性
を利用している従来の双方向電流出力デジタル−
アナログ(D−A)変換器は、特に2.5V程度の
低電圧で200mW程度の出力でスピーカーを直接
駆動するには、重み電流源用MOSFET及び電流
極性切替用MOSFETのチヤンネル幅を5V駆動時
より4倍以上にしなければならず、このD−A変
換器をLSIに組み込む場合、D−A変換器のLSI
の中に占める割合が大きくなり、コストが5V電
源用のD−A変換器を組み込む場合より大幅に上
昇する欠点があつた。また直線性歪みも5V動作
時に較べ大幅に悪くなる欠点があつた。また
2.5V程度の低電圧で200mV程度の出力でスピー
カーを直接駆動するD−A変換器は出力調整機能
を持つていなかつたので、音量調整ができないと
いう欠点があつた。
本発明の目的は、上記の欠点を排除するもの
で、低電圧にてスピーカーを直接駆動し小さい歪
率で大きな出力を得、その出力が直接可変できる
D−A変換器を提供することにある。
本発明は重み電流源として重み入力信号によつ
てON又はOFFし、各々並列に接続されている
MOSFET群、前記MOSFET群のドレイン出力
が入力されており可変抵抗値によつてしきい値が
可変となり、入力と同相の出力特性を持つ第1の
ゲート手段、前記第1のゲート手段の出力及び互
いに逆相の極性切替信号が入力されている第2及
び第3のインバータ(反転)特性をもつゲート手
段、前記MOSFET群のドレインとD−A変換器
の第1及び第2の出力端子の間にそれぞれ直列に
接続されている第1及び第2のMOSFET、前記
第1及び第2のMOSFETのゲート電極にはそれ
ぞれ前記第2及び第3のゲート手段の出力が接続
され、前記第1のゲート手段と第2のゲート手段
と第1のMOSFET又は、第1のゲート手段と第
3のゲート手段と第2のMOSFETによつて前記
MOSFETのドレイン・ソース間電圧を前記可変
抵抗値に依存する電圧を安定に保つよう作用する
事により前記重み電流源MOSFETに対し、負荷
変動に対しても安定に前記ドレイン・ソース間電
圧に依存した電流を流させ、前記、互いに逆相の
極性切換信号がゲート電極に入力されている第3
及び第4のMOSFET、前記第3及び第4の
MOSFETのドレイン及びソースを各々電源の一
端及びD−A変換器の第1及び第2の出力端子に
接続されている事を特徴とする。
第1図は本発明の一実施例で、Q1,Q2,Q3
Q4,Q5,Q6,Q7,Q8はNチヤンネルのエンハン
スメント型MOSFETで、Q7及びQ8はスレツシユ
ホールド電圧がOv近傍のノンドープ型MOSFET
でもよい。Q1,Q2,Q3,Q4はそれぞれD−A変
換器の重みデータ入力D1,D2,D3,D4がゲート
電極に入力されており、各々のソースは電源の一
端12に接続されており、ドレインは並列に接続
されている。Q1,Q2,Q3,Q4はそれぞれD1
D2,D3,D4が“1”でON、“0”でOFFする。
1はQ1,Q2,Q3,Q4で構成されるMOSFET群、
Sは符号入力、2及び3はNORゲート、4はイ
ンバータ、6は電源の他端、7,8はそれぞれD
−A変換器の出力端子、5はスピーカーで代表さ
れる負荷、27はMOSFET群1のドレイン出
力、Q9はPチヤンネルのエンハンスメント型
MOSFET、9はインバータ、11は可変抵抗接
続端子である。10は可変抵抗で可変抵抗接続端
子11と電源の一端に接続されている。
S信号が“1”の時はQ8はON、インバータ4
は“O”、NORゲート3は“O”でQ6,Q7は共
にOFFになる。
第2図のaに示される13及び14はQ9のゲ
ート電極に入力される入力電圧に対する端子11
の出力電圧を示し、13は可変抵抗値が大きい時
の特性図で、14は可変抵抗値を小さくした時の
特性図である。
第2図aの15及び16はインバータ9の特性
図を示し、17,18はNORゲート2の特性図
を示し、共にQ9のゲート入力電圧に対する出力
電圧を示しており、可変抵抗値が大きい時は
NORゲート2の特性図は17を示し、可変抵抗
値が小さい時はNORゲート2の特性図は18を
示す。
第2図bの19はD1,D2,D3,D4が全て
“1”の時にQ1,Q2,Q3,Q4が全て“ON”した
時のMOSFET群1のドレイン27と接地間電圧
に対するQ9のドレイン電流を示す特性図である。
同様に20はD1は“1”、D2,D3,D4が共に
“O”の時にMOSFET群1のドレイン27と接
地間電圧に対するQ9のドレイン電流を示す特性
図である。
Q9と可変抵抗10で構成されるインバータ、
インバータ9、NORゲート2、Q5が負帰還ルー
プを形成する。可変抵抗値が大きくてNOR2の
特性が17で示される特性の時、D1,D2,D3
D4が“1”、“O”、“O”、“O”であるとドレイ
ン27に流れる電流はドレイン27の特性20の
上のI1になり、その時の27の電圧はVI1になり、
第2図aのVO1の電圧がQ5のゲート電圧として印
加されQ5の特性は22に示される特性となり、
20と22の交点で平衡状態となり、I1が6より
Q8,5,Q5を通してQ1に流れる。つまりスピー
カ5には端子7から端子8の方向に電流I1が流れ
る。第3図は入力信号及び負荷に流れる電流を示
す図である。
S信号が“O”になると、Q8はOFF、インバ
ータ4は“1”になりQ7はON、NORゲート2
は“O”になり、Q5はOFFする。NOR3の特性
はNOR2の特性と同様に第2図aの17になり、
S信号が“1”の時と同様の動作をし、Q9と1
0で構成されるインバータ、インバータ9、
NORゲート3、Q6が負帰還ループを形成する。
電源の他端6よりQ7,5,Q6を通してQ1に−I1
の電流が流れる。つまりスピーカー5には端子8
から端子7の方向に電流I1が流れる。特性19は
D1,D2,D3,D4が全て“1”の時のMOSFET
群1の特性で27から接地に対して流れる電流を
示し、特性20の15倍の電流になつているものと
する。特性21はS信号が“1”の時にQ5に、
S信号が“O”の時にQ6に流れる電流特性を示
している。
S信号が“1”の時、Q1がONでQ2,Q3,Q4
がOFFからONに変化する時、27から接地への
インピーダンスが下がり、ドレイン接地間電圧が
VI1からVI2の方向へ下降するのでNOR2の出力
電圧はVO1からVO2の方向へ上昇し、Q5のゲート
電圧はVO1からVO2へと上昇するので、Q5の電流
特性は第2図bの22から21へ変化する。そし
て19と21との交点I2が電源の他端6からQ8
5,Q5を通して27に流れる。その時の27の
電圧はVI2であり、VI1よりほんの少し下がつた電
圧となつており、前記で示した負帰還ループによ
り定電圧回路として動作している。従つてI2は1
5I1より少し小さい電流になつているがほぼ15
I1である。従つて重み入力信号によつてデジタル
−アナログ変換された電流がスピーカーで代表さ
れるD/Aコンバータの負荷5に流れる。S信号
が“O”の時も同様に負荷5に対し、S信号が
“1”の時と逆方向の電流−I2が流れる。
可変抵抗を小さくしていくにつれて、Q9と可
変抵抗10で構成されるインバータの特性は、第
2図aの13から14への変化し、Q9のゲート
入力電圧に対するNORゲート2または3の特性
は特性17から特性18へ変化する。この状態で
S信号が“O”、D1,D2,D3,D4が“1”、
“1”、“1”、“1”の時は、特性19とNORゲー
ト3の特性23の交点の電流I4が9に流れる。こ
の時Q9のゲート入力電圧はVI4で、NOR3の出力
はVO4になり、Q6のゲート電圧はVO4になりQ6
特性は23に示されるようになり、平衡状態とな
る。次にD2,D3,D4が“1”から“O”になる
とQ2,Q3,Q4はOFFし、1の特性は20になる
ので、20と24の交点の電流I3が27に流れ、
27の電圧はVI3、Q6のゲート電圧はVO3になり、
平衡状態を保つ。8から7へI3の電流が流れる。
このように可変抵抗値を変える事により、スピー
カーに流れる電流を制御できるので、音量調節が
でき、スピーカーを直接駆動できるD−A変換器
を構成する事ができる。
本発明はQ1,Q2,Q3,Q4のゲート電圧をその
ドレイン電圧以上で使用するので、飽和領域で使
用していた時より多くの電流を流すことができ、
歪率が小さく、出力電力も大きいという利点があ
る。またQ1,Q2,Q3,Q4のMOSFETのチヤン
ネル幅も小さくできるので、チツプ面積が小さく
なり、低コストになる大きな効果がある。
また、CMOSの場合はQ9をPチヤンネル
MOSFETにしてQ9と10で可変しきい値インバ
ータを形成したが、単一チヤンネルでICを構成
する場合にはQ9及び10を第4図に示すような
可変しきい値インバータとして構成してよい。第
4図のQ10はデプレツシヨン形MOSFETまたは
スレツシユホールド電圧がOv近傍のノンドープ
MOSFETでそのソースは電源の一端(接地)
に、ゲート電極は第1図の27に接続され、ドレ
インはインバータ9の入力及び端子26に接続さ
れ、可変抵抗25は電源の他端6及び端子26に
接続される。Q10及び25でインバータ特性を示
すゲートを構成し、可変抵抗25の抵抗値が大き
くなると第2図aの14に示される特性と同じよ
うになり、可変抵抗25の抵抗値が小さくなると
第2図aの13に示される特性と同じようにな
る。
従がつて第1図で示した動作と同様に可変抵抗
を変えることによつてD−A変換器の出力を可変
することができ、外付のAMPによる音量調節を
しなくても、直接スピーカーに流れる電流を制御
して出力調節ができる効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例、第2図aはゲート
の出力特性図、第2図bはMOSFETの電流特性
図、第3図は入力信号及び出力電流を示す図、第
4図は可変しきい値インバータの他の例を示す図
である。 Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6……エンハンスメン
ト型IGFET、Q7,Q8,Q9,Q10……IGFET、
4,9……インバータ、2,3……NORゲート、
1……MOSFET群、5……外部負荷(スピーカ
ー)、D1,D2,D3,D4……重み入力信号、S…
…符号入力信号、6……電源の他端、7,8……
D−Aコンバータ出力端子、27……MOSFET
群のドレイン電極、10,25……可変抵抗、1
1,26……可変抵抗接続端子、12……電源の
一端、13,14,15,16,17,18……
ゲート出力特性、19,20,21,22,2
3,24……MOSFETの電流特性。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 重みデータ入力信号をゲート入力とし、電源
    の一端と第1の節点との間に並列に接続された複
    数の第1のMOSFETと、該第1の節点の電圧を
    入力とし、電源間に直列に接続された第2の
    MOSFETと可変抵抗の直列回路と、該直列回路
    からの出力を入力とするインバータと、符号入力
    信号をゲート入力とし、電源の他端と第1の出力
    端子との間に接続された第3のMOSFETと、前
    記インバータからの出力と前記符号入力の反転信
    号を入力とする第1のNORゲートの出力信号を
    ゲート入力とし、第2の出力端子と前記第1の節
    点との間に接続された第4のMOSFETと、前記
    符号入力の反転信号をゲート入力とし、前記第2
    の出力端子と電源の他端との間に接続された第5
    のMOSFETと、前記インバータからの出力と前
    記符号入力信号を入力とする第2のNORゲート
    の出力信号をゲートとし、前記第1の出力端子と
    前記第1の節点との間に接続された第6の
    MOSFETとを具備し、前記複数の第1の
    MOSFETの導通状態に応じて、前記第1の節点
    に生じる電位の変動を、前記符号入力信号が第1
    の状態のときには、前記第4のMOSFETの導通
    状態を前記インバータおよび第1のNORゲート
    を介して制御し、前記符号入力信号が第2の状態
    のときには、前記第6のMOSFETの導通状態を
    前記インバータおよび第2のNORゲートを介し
    て制御して第1の節点を定電圧に保持することを
    特徴とする電流出力型D−Aコンバータ。
JP4546883A 1983-03-18 1983-03-18 電流出力型d−aコンバ−タ Granted JPS59171314A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0249351U (ja) * 1988-09-30 1990-04-05

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5762625A (en) * 1980-10-03 1982-04-15 Nec Corp Integrated circuit device

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JPH0249351U (ja) * 1988-09-30 1990-04-05

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