JPH01109807A - サンプルホールド回路 - Google Patents

サンプルホールド回路

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JPH01109807A
JPH01109807A JP62267004A JP26700487A JPH01109807A JP H01109807 A JPH01109807 A JP H01109807A JP 62267004 A JP62267004 A JP 62267004A JP 26700487 A JP26700487 A JP 26700487A JP H01109807 A JPH01109807 A JP H01109807A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
transistor
circuit
emitter
mirror circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP62267004A
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English (en)
Inventor
Kazuya Sone
曽根 一也
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
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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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) 本発明はアナログ信号の瞬時値を標本化し保持するサン
プルホールド回路に関し、特に高速のアナログ信号を取
り扱い、集積回路化に適したサンプルホールド回路に関
する。
(従来の技術) 従来、この種のサンプルホールド回路として、第2図に
示すような回路があるが、その動作を以下に述べる。
いま、第2図において、サンプルホールド制御入力端子
3および4(通常、入力端子4は入力端子3に対して位
相が180度異なる矩形波の反転入力が入力される。)
の制御入力電圧SH,SHがそれぞれハイレベル状態“
H”、ロウレベル状態“L″ (以下、単に“H”およ
び“L”と示す、)にある場合には差動トランジスタ対
Q4.Qsおよび差動トランジスタ対Q、、Q7のうち
トランジスタQ、、Q7が共に導通状態、トランジスタ
Qs 、C6は共にしゃ断状態となり本回路の状態はサ
ンプルモードとなる。すなわち、入力端子1から入力さ
れるアナログ入力信号■iはトランジスタQ、のベース
に印加され、Qlはエミッタフォロワ動作をする。Ql
のエミッタに接続されたダイオードD1ないしり、はレ
ベルシフト回路として動作し、その電流は定電流源I4
により供給される。Q、のベースエミッタ間電圧をv8
60、ダイオードD、ないしD3の順方向電圧をすべて
等しいと仮定しVDとおくと、トランジスタQ2のベー
スに印加される電圧はV’+、  Ve++ +3Vo
となる。定電流源■4の電流とQ、の動作電流とを加え
合せた電流はQ、を介して定電流源11の電流となる。
エミッタにホールド容量CHが接続されエミッタフォロ
ワ動作をするC2は上記V 1m  V aE+ + 
3 V oの電圧をベースに受けC)Iを充電する。こ
の時のC2のペースエミッタ間電圧をV ’nW、1と
おくとC)Iの電位は■1.−(V ext + V 
ag2) + 3 V oとなり、VIfiに対して電
位が3 V o   (V eat + V eg* 
) L/ベルシフトされて追従する。さらに、第2図に
示すようにC2のエミッタにベースが接続されたトラン
ジスタQ8および定電流源I、とからなるエミッタフォ
ロワ回路を接続し、C8のエミッタすなわち出力端子2
より出力信号Voを収り出すようにした場合には、C8
のペースエミッタ間電圧がvlll、aの時、Vo ハ
V+−(Vest +VI12 +Veis )+3v
、となる。ココで、Q + + C2+ Qs +DI
ないしD3の各素子の電流密度が等しくなるよう設定す
るとV□l+V□2+ V saa #3 V 。
とおくことができ、その結果v1゜#voとすることが
可能となる。すなわち、サンプルモードにおいては出力
信号■。は入力信号Vlaに等しく追従することになる
。
次に、SH,SHがそれぞれ“L”、“H”の場合、C
4,Q、が共にしゃ断状態、Qs 、 C6が共に導通
状態になり、本回路はホールドモードとなるずなわち、
C7,C2がしゃ断状態となるためCHの充電動作は停
止され、ベースがCMの接地側でない一端に接続された
トランジスタQ3が動作を開始して、C0の電位V1.
+V1)の値は保持される。この時、定電流源It、1
2の電流はダイオードD、およびQs 、C6を介して
定電流源I4からと、C3およびQs 、Qaを介して
電源線5より供給される。
以上に述べるように、サンプルモードにおいては入力信
号vlaに出力信号v0が追従(V O=v+o)L、
ボールドモードに状態が切り換わるとvIfiの瞬時値
を保持するというサンプルホールド回路の機能が実行さ
れる。
(発明が解決しようとする問題点) 上述した従来のサンプルホールド回路においてはホール
ドモードの際、ホールド容量CI4に接続されたトラン
ジスタのバイアス電流(ベース電流)I8が原因で、出
力信号v0が1./C,なる率で漸時減少傾向を呈する
、いわゆるドループ特性を示す。
これに対して、高速の入力信号を扱う場合には、一般に
素子の動作電流を大きく設定する必要があり、バイアス
電流も大きくなるため第2図に示すような従来例におい
てはドループが大きくなりすぎ、サンプルホールド回路
本来の保持機能を失う。
また、ドループを小さくするため、バイアス電流I、を
小さくする意図でホールド容JiCHに接続かれるトラ
ンジスタに接合形電界効果トランジスタあるいは電流増
幅率の大きなトランジスタが用いられることがしばしば
あるが、集積回路化を考慮すると、標準的な集積回路プ
ロセスに加え上記の特殊なトランジスタを同時に作り込
むためのプロセスを要し、このドループの問題に対処す
るためだけの理由でプロセスが複雑すなわち高価なもの
になるという不都合が生ずる。
さらに、CMに接続されるトランジスタをダーリントン
接続形式とすること、あるいはバイアス電流補償回路を
新たに設けること等の回路技術を用いる場合やC0の値
を大きくした場合のように、複雑かつ高価な集積回路プ
ロセスを必要としない場合を考慮しても、これらは本質
的に高速化には適当ではなく、サンプルモードにおける
速い変化の入力信号に回路の応答が追従できなくなると
いう問題を生ずる。
(問題点を解決するための手段) 本発明のサンプルホールド回路は、カレントミラー回路
と、入力信号がベースに入力されコレクタが前記カレン
トミラー回路のダイオード形式接続点に接続された第1
のトランジスタと、前記第1のトランジスタのエミッタ
にカソード側が接続されアノード側が前記カレントミラ
ー回路の出力点に接続された単一若しくは複数のダイオ
ード又はダイオード接続されたトランジスタからなるダ
イオード素子と、一方のトランジスタのコレクタが前記
第1のトランジスタのエミッタに接続され他方のトラン
ジスタのコレクタが前記ダイオード素子のアノード側に
接続された第1の差動回路と、ベースが前記ダイオード
素子のアノード側に接続されコレクタが電源に接続され
エミッタにホールド容量が接続された第2のトランジス
タと、一方のトランジスタのコレクタが電源に接続され
他方のトランジスタのコレクタが前記第2のトランジス
タのエミッタに接続された第2の差動回路とを備えてな
る。
(作用) 本発明は、動作電流を差動スイッチにより制御する形式
のアナログスイッチを入力回路として用いてサンプルモ
ード、ホールドモードの切り換えを行ない、ホールドモ
ードにおける一方の差動対の動作電流を、信号が入力さ
れるトランジスタからダイオード素子の経路で流れるカ
レントミラー回路の基準電流およびカレントミラー回路
の出力電流とから供給し、他方は電源線から供給するこ
とにより、ホールド容量充電用トランジスタをしゃ断し
て、バイアス電流に起因するドループを無くするもので
ある。
(実施例) 次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
いま、サンプルホールド制御入力端子13およびその反
転入力端子14の入力電圧SH,SHがそれぞれH”、
“L′”状態、すなわち本回路の状態がサンプルモード
の場合には、差動トランジスタ対Q + 41 Q I
 5および差動トランジスタ対Q161Q+7のうちト
ランジスタQ 14I Q +yが共に導通状態、トラ
ンジスタQ 1s + Q (6が共にしゃ断状態とな
り、入力端子11から入力されるアナログ信号v1mは
トランジスタQ11のベースに印加され、Q 口はエミ
ッタフォロワ動作をする。Qllのエミッタに接続され
たダイオードD11ないしDI3は、トランジスタQ+
91Q20からなるカレントミラー回路の出力電流がそ
の動作電流となり、レベルシフト回路として動作する。
エミッタにホールド容量C)lが接続されたトランジス
タQ 12はエミッタフォロワ動作をし、CMを充電す
る* Q 目+ Q +2のペースエミッタ間電圧をそ
れぞれVlll!Ill Vlll+21ダイオードD
 ++ないしD+iの順方向電圧をすべて等しく■。と
仮定できるとすればCMの電位は、V tm  (V 
oK’+ ++v、12)+3VDとおくことができ、
Vta4::対して3 Vo −(V*g+++Veg
+i) f!ケ1yヘルシフトして入力に追従する。さ
らに、第1図に示すようにQ +2のエミッタにベース
が接続されたトランジスタQ +sおよび定電流源I1
3とからなるエミッタフォロワ回路を付加し、Q + 
aのエミッタすなわち出力端子12から出力信号■。を
取り出すようにした場合、Q +8のペースエミッタ間
電圧がVllllllであるとするとVo=V、、−(
VDl+、+l+V++t+2+Vet+a) +3V
oとなる。ココテQ 口。
Q 121 Q II!+ D 1rないしDrsの各
素子の電流密度を等しく設定するとVIE目十V et
I2# 2 V o +Vs*++ + Vat+2+
 Vs!Is= 3 Voとすることが可能であり、従
ってCHの電位はV 、、十V。、出力電圧V0=V、
、となり、それぞれサンプルモードにおいては入力信号
vl、に追従する。
SH,SHがそれぞれ“L″、H”の場合、すなわちQ
 14. Q、7が共にしゃ断状態、Ql、。
Q 16が共に導通状態になると、本回路はホールドモ
ードとなる。サンプルモードにおいてはエミッタフォロ
ワ動作をし、CHの充電を行なっていたQ + tがし
ゃ断状態となりC)lの充電動作を停止し、CHの電位
V l−+ V oの瞬時値が保持される。この時、導
通状態にあるQ+s+Q+6の動作電流は、Q !6に
関しては電源線15より供給され、Q +sに関しては
Ql91Q2゜からなるカレントミラー回路の基準電流
がQl、を介し、DllからDllの逆方向経路で流れ
たもの、およびカレントミラー回路の出力電流とから供
給される。
第1図に示すように、負荷を駆動するため実用上出力部
にエミッタフォロワを付加した例においては、トランジ
スタQ +sとホールド容M c 、。
の漏れ電流は無視し得るものとしてQl8の電流は一1
11/CHとなる。これに対して従来例hp已 においては、トランジスタQ3.Q8の電流増幅率をり
、Eと仮定すると るため、各定電流源の値を仮にI + = I 2 =
 I −” I 13.  I + =2・I、と設定
すると」昌5   ・−h−/C,lとなる。
dt  =5hrg 第1図の実施例のドループレイトは V w =2・」Δ=/CHとなるから、本実d  t  
       hpt 施例の回路によればドループレイトを従来例の」しと大
幅に低減することが可能となる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、アナログ信号の
瞬時値を標本化し、さらにこれを保持する回路すなわち
サンプルホールド回路において、特に集積回線路化を考
慮した場合、標本化時の追従速度を損わずに、かつ接合
形電界効果トランジスタ等の特殊な素子を同時に作り込
むための複雑すなわち高価な集積回路製造プロセスを要
することがなく、標本的な製造プロセスにより、その保
持特性を従来の回路に比較して2倍以上向上させること
が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は従来
例の回路図である。 1.11・・・入力端子、2.12・・・出力端子、3
,4゜13、14・・・制御入力端子、5 、6 、1
5.16・・・電源線、Q、 〜Q、、Q、、、Q、2
.Q、、 〜Q2.−1−ランジスタ、D、〜D−、D
z〜D目・・・ダイオード、Co・・・ホールド容量、
■、〜I++I++〜I’+3・・・定電流源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. カレントミラー回路と、入力信号がベースに入力されコ
    レクタが前記カレントミラー回路のダイオード形式接続
    点に接続された第1のトランジスタと、前記第1のトラ
    ンジスタのエミッタにカソード側が接続されアノード側
    が前記カレントミラー回路の出力点に接続された単一若
    しくは複数のダイオード又はダイオード接続されたトラ
    ンジスタからなるダイオード素子と、一方のトランジス
    タのコレクタが前記第1のトランジスタのエミッタに接
    続され他方のトランジスタのコレクタが前記ダイオード
    素子のアノード側に接続された第1の差動回路と、ベー
    スが前記ダイオード素子のアノード側に接続されコレク
    タが電源に接続されエミッタにホールド容量が接続され
    た第2のトランジスタと、一方のトランジスタのコレク
    タが電源に接続され他方のトランジスタのコレクタが前
    記第2のトランジスタのエミッタに接続された第2の差
    動回路とを備えてなることを特徴とするサンプルホール
    ド回路。
JP62267004A 1987-10-22 1987-10-22 サンプルホールド回路 Pending JPH01109807A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112994445A (zh) * 2021-04-25 2021-06-18 四川蕊源集成电路科技有限公司 减少dc-dc电源电磁干扰的装置和方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112994445A (zh) * 2021-04-25 2021-06-18 四川蕊源集成电路科技有限公司 减少dc-dc电源电磁干扰的装置和方法

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