JPH01807A - カレントミラ−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〕 本発明はカレントミラー回路に係り、特に高周波信号の
演算に適したカレントミラー回路に関する。

〔従来の技術〕

カレントミラー回路は、電流の演算回路を構成するのに
利用される。例えば、最も簡単な演算として、一定の係
数回路が、エミツタ面積比を所望の係数に合わせたカレ
ントミラー回路により構成される。このようなカレント
ミラー回路については、グレーベン著、バイポーラ・ア
ンド・モス・アナログ・インチグレート・サーキット・
デザイン、１９８４．ジョンウィリー社、第４章（グラ
−ペン著、「バイポーラとモスアナログ集積回路」）（
Ａ　、　Ｂ　、　Ｇｒａｂｅｎ、Ｂｉｐｏｌａｒ　ａｎ
ｄ　ＭＯＳ　ＡｎａｌｏｇＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃ１
ｒｃｕｉｔｓ　Ｄｅｓｉｇｎ、　１９８４、Ｊｏｈｏｎ
　Ｗｉｌｅｙ＆　５ｏｎｓ、Ｃｐｔ、４）において論じ
られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

カレントミラー回路の入力側は、通常１個又は複数個の
順方向ダイオード回路で構成される。第２図は、カレン
トミラー回路を用いた２倍回蕗の例を示す。この回路の
入力端子１１１は、トランジスタ１５１，１５２のベー
ス・エミッタ間電圧をともにＶＢＥとすると、基準（接
地）電圧より２ＶＢＢだけ高い電圧にある。従って、入
力電圧をＶｚとしたとき、各トランジスタは同じものと
すればトランジスタ１５３，１５４合計のエミッタ面積
はトランジスタ１５１のそれの２倍になるから出力電流
Ｉｏは ＩＯ：２１１：２　　（Ｖｚ　　２ＶＢＥ）／Ｒｔとな
って、電圧ｖＢ已に依存する。このため、電圧ＶＩＩＥ
が温度などによって変化すると出力電流Ｉ。

も変化し、低い信号源電圧Ｖｌ（特に高周波域では扱う
電圧が低い）で使用すると、出力電流Ｉ。

の変化も大きくなるという問題があった。

本発明の目的は、トランジスタ特性の変動があっても、
低電圧、とくに高周波も入力信号に対して精度よく演算
を行えるカレントミラー回路を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、入力側と出力側トランジスタの各エミッ
タを接続した共通端子と接地間に、可変インピーダンス
回路又は可変電圧回路により構成された制御回路を挿入
し、入力点の電圧変化が生じると上記制御回路によって
入力端子電圧の変化を打ち消すような負帰還ループを設
けることにより達成される。

〔作用〕

入力端子電圧が温度変動等により変化すると、負帰還回
路により制御回路の入力端子電圧が変化し、それにより
カレントミラー回路の入力端子電圧が一定に保たれる。

この結果、低入力電圧のときでも出力電流の変動がなく
、高精度な演算が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。同図
において、カレントミラー演算回路１００の入力端１１
１〜１１５には抵抗Ｒ１〜Ｒ＋ｓを介して信号電圧Ｖ　
ｌ　”　Ｖ　ｓが印加される。カレントミラー回路１０
０の共通端子１０５と入力端子１１５との間には負帰還
制御回路２００が挿入されている。負帰還制御回路２０
０は、可変インピーダンス素子としてのトランジスタ２
２０と差動増幅器２１０で構成されている。差動増幅器
２１０の基準入力端子２１１には、入力端子１１５の目
標とする電圧としての基準電圧（図示せず）が与えられ
る。そしてこの電圧の大きさは、カレントミラー演算回
路１００の入力端子１１５の順方向ダイオードの電圧よ
りも僅かに高い電圧であり、従来の第２図の場合のＶＩ
Ｅ程度の値である。

以上のような構成において、負帰還回路２００は、カレ
ントミラー演算回路入力端子１４５の電圧を、増幅器２
１０の基準入力２１１の電圧と等いくするようにトラン
ジスタ２２０の電流を調整する。この結果、入力端子１
１５のみでなく、順方向電圧がほぼ等いし構成の各入力
端子電圧１１１〜１１４も同じ基準値になるよう制御さ
れることになる。したがって、入力端子１１５には、他
の演算入力１１１〜１１４の演算入力電圧■１〜Ｖ４の
平均値程度の電圧ｖ６を印加しておけば、演算回路１０
０や出力電流Ｉｏは温度変動等に依存せずに、入力Ｖ　
１　＝　Ｖ　４で決まるＩｏ＝　ｆ　（Ｖｚ、　Ｖｌｌ
、　Ｖａ、　Ｖａ）で与えられる出力となる。

ここで、カレントミラーの演算回路１００としては多様
な回路が考えられ、それは第２図で説明した２倍回路で
もよい。また他の例として加算。

減算等もあり、それらをここで列挙しておく。

第３図は２つのカレントミラーを並列接続した加算回路
である。入力端子１１１からの電流工１と入力端子１１
２からの電流工２は出力端子１３０においては次のよう
に加算される。

Ｉｏ：Ｉｚ＋Ｉｚ 第４図は同じく加算回路で入力端子１１１゜１１２は１
個のカレントミラー回路に並列に設けられている。演算
式は第３図のそれと同じである。

第５図は減算回路の例を示す。出カニ０はＩｏ：Ｉｘ　
　Ｉ２ となる。

第６図も同じく減算回路を示している。演算式は第５図
のそれと同一であるが、第６図の回路はＮＰＮトランジ
スタのみで構成されているため、第５図の回路に比較し
てより高速動作が可能である。

第７図は乗、除算回路の一実施例を示す。この回路は、
入力段を構成する３個のカレントミラー対と、ベース電
圧が固定された差動対のトランジスタ出力段から構成さ
れている。各入力端子１１１゜１１２．１１３へ流入す
る入力電流をＩｔ、Ｉｚ。

■３とし、出力端子１３０ａ、１３０ｂの出力電流をＩ
ｏｒ、　ＩＯ２とすると、各電流に次の関数が成り立つ Ｉ　ｏ工／　Ｉ　０２：　Ｉ　１／　Ｉ　２Ｉ　ｏｔ＋
　Ｉ　０２＝　Ｉ　１ したがって出力電流Ｉｏｚ、　Ｉｏ２はＩｏｘ＝Ｉｚ／
　（Ｌｚ＋Ｉ３）　　・ＩｆＩ０２＝Ｉ３／　（Ｉ２＋
Ｉ３）　　・１１となる。この演算式は限定された乗、
除算を示しているが、この形はＣＲＴデイスプレー装置
のブライトネス信号調整回路に適用して有効なものであ
る。

以上のような演算回路を第１図のカレン１−ミラー演算
回路１００として用いれば、各入力端子の電圧が一定に
制御されるから精度のよい演算が可能となり、カレント
ミラー回路の高周波での良好な特性を生かして、例えば
１００ＭＨｚで５ｖ以下の低電圧動作が可能になる。

次に本発明の他の実施例を説明する。第８図はその一実
施例であり、第１図と同−物若しくは等個物は同一符号
で示している。第８図の回路は、カレントミラー演算回
路として簡単な２倍係数であり、入力段のトランジスタ
１５１に対し出力段のトランジスタ１５５，１５６は２
倍のエミッタ面積を有している。トランジスタ１５３，
１５４と抵抗１７５の回路は、温度変動等に対して入力
段の端子゛に圧とほとんど等しい端子電圧を得るための
入力端子電圧検出回路を構成しており、入力側のトラン
ジスタ１５１，１５５等と同一種、同一寸法のトランジ
スタで構成されている。したがって、端子１１５の電圧
は端子１１１の電圧と温度変化も含めてほとんど等しく
なる。

端子１１５の電圧は、差動増幅器２１０の一方の入力へ
印加され、他方の入力には抵抗１７６゜１７７の分圧に
よりＶＢなる基準電圧が与えられている。増幅器２１０
の出力は、演算回路の共通端子１０５と接地間に挿入さ
れた可変インピーダンス素子としてのトランジスタ２２
０のベース電極へ接続されている。したがって、上記の
負帰還制御レープにより端子１１５の電圧（″：端子１
１１の電圧）はＶａに等しくなる。その場合の出力丁０
　は Ｉｏ：２　　（ＶＩ　　Ｖａ）／Ｒ となり、Ｖａが変動しないから安定な２倍係数回路とな
る。

第９図は本発明の他の一実施例を示すもので、位相同期
回路の主要部を示している。すなわち、位相弁別回路３
００とその出力スイッチ３２１゜３２２、抵抗３５１と
コンデンサ３５０から成るフィルタ、電流制御発振器（
エミッタ結合マルチバイブレータ）１６０とその定電流
制御回路トランジスタ１５１〜１５３．バイアス用定電
流源１６８、電流加算点の制御回路２００などから構成
されている。この回路における制御の一つの目的は、電
流流入点１１１の電圧を常にスイッチ３２１．３２２の
分圧点の電圧に等しくなるように制御して１発振器の制
御安定度を向上することである。そのため、加算点１１
１の制御すべき基準電圧は位相弁別回路３００の出力ス
イッチ３２１゜３２２と同様な構成の分圧回路トランジ
スタ２２１゜２２２で与えられる。そうすることにより
、位相弁別回路３００の出力パルスのオーバラップ時の
電圧は基準電圧と等しくできるので、オーバラップ分は
発振器側のオフセットにならない。

加算点１１１の基準電圧としては、Ｖｃｃ／２か、若し
くはそれに近いＶｃｃの比率電圧である。したがって、
その場合、増幅器２１０とそのバイアス回路にはＣＭＯ
８のインバータアンプを用いることもできる。

以上、本発明を実施例により詳細に説明してきたが、本
発明は実施例にのみ限定されるものではなく、カレント
ミラー回路にＭＯ３回路、ＭＯＳとバイポーラの複合回
路などを用いた、種々の回路形式に対し適用できること
は明らかである。

［発明の効果〕 本発明によれば、カレントミラー回路を低い電圧信号源
で精度よく動作させることができるので。

高周波で動作する精度のよい演算回路を実現できるとい
う効果がある。

【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のブロック図、第
２図は従来回路例を示す図、第３図〜第７図は本発明の
適用を示す部分回路図、第８図及び第９図はそれぞれ本
発明の他の実施例を示す回路図である６ １００・・・演算回路、１０５・・・共通端子、１１１
〜１１５・・・入力端子、２１０・・・差動増幅器、２
２０・・・トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、その入力端子のうちの１つの電圧と予め設定された
   基準電圧との差を検出する比較手段と、その共通端子と
   接地間に接続され上記比較手段の出力に応じて上記１つ
   の入力端子の電圧を一定となるように制御する電圧制御
   手段とを設けたことを特徴とするカレントミラー回路。