JPH03753Y2 - - Google Patents
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- JPH03753Y2 JPH03753Y2 JP19326384U JP19326384U JPH03753Y2 JP H03753 Y2 JPH03753 Y2 JP H03753Y2 JP 19326384 U JP19326384 U JP 19326384U JP 19326384 U JP19326384 U JP 19326384U JP H03753 Y2 JPH03753 Y2 JP H03753Y2
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- reactance
- transistors
- transistor
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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Description
【考案の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本考案は、集積回路化されたリアクタンス回路
に関するもので、特に周波数特性が改善されたリ
アクタンス回路に関する。 (ロ) 従来の技術 特開昭59−57515号公報に示される如く、等価
リアクタンスを半導体集積回路により構成する方
法が知られている。第２図は、前記公報に記載さ
れたリアクタンス回路を示すもので、１はエミツ
タが共通接続された第１及び第２トランジスタ２
及び３と、該第１及び第２トランジスタ２及び３
の共通エミツタに接続された可変電流源４と、前
記第１及び第２トランジスタ２及び３のベース間
に接続された抵抗５と、前記第２トランジスタ３
のベース・コレクタ間に接続されたコンデンサ６
と、前記第１及び第２トランジスタ２及び３のコ
レクタ間に接続された電流反転回路７とから成
り、前記第２トランジスタ３のコレクタに接続さ
れた入力端子８から見て、正の等価リアクタンス
として動作する第１リアクタンス回路、及び９は
エミツタが共通接続された第３及び第４トランジ
スタ１０及び１１と、該第３及び第４トランジス
タ１０及び１１の共通エミツタに接続された可変
電流源１２と、前記第３及び第４トランジスタ１
０及び１１のベース間に接続された抵抗１３と、
前記第３トランジスタ１０のベース・コレクタ間
に接続されたコンデンサ１４と、前記第３及び第
４トランジスタ１０及び１１のコレクタ間に接続
された電流反転回路１５とから成り、前記第４ト
ランジスタ１１のコレクタに接続された入力端子
８から見て、負の等価リアクタンスとして動作す
る第２リアクタンス回路である。しかして、正の
リアクタンスとして動作する前記第１リアクタン
ス回路１のリアクタンスX1は、 X1＝Gm1C1R1 ……(1) 〔ただし、Gm1は第１及び第２トランジスタ
２及び３から成る差動増幅部の相互コンダクタン
ス R1は抵抗５の抵抗値、C1はコンデンサ６の容
量値〕 となり、負のリアクタンスとして動作する前記第
２リアクタンス回路９のリアクタンスX2は、 X2＝−Gm2C2R2 ……(2) 〔ただし、Gm2は第３及び第４トランジスタ
１０及び１１から成る差動増幅部の相互コンダク
タンス R2は抵抗１３の抵抗値、C2はコンデンサ１４
の容量値〕 となる。また、差動増幅部の相互コンダクタンス
Gmは、 Gm＝αqI／4KT×２＝α／52Ｉ ……(3) 〔ただし、Ｔは絶対温度、ｑは電子の電荷量、
Ｋはボルツマン定数、αは電流増幅率、Ｉは差動
増幅部の定電流源に流れる電流〕 と表わすことが出来るので、第２図のリアクタン
ス回路は、前記第(1)式で示される正のリアクタン
スX1と、前記第(2)式で示される負のリアクタン
スX2とを有し、前記正及び負のリアクタンスX1
及びX2を、可変電流源４及び１２の電流を変え
ることにより変化させることが出来る可変リアク
タンス回路と言うことが出来る。その場合、前記
第(1)及び第(2)式において、Gm1＝Gm2、C1＝C2、
R1＝R2とし、前記可変電流源４及び１２に流れ
る電流を適宜調整すれば、第２図のリアクタンス
回路は、負の所定値から正の所定値迄リニアに変
化するリアクタンスを得ることが出来る。 (ハ) 考案が解決しようとする問題点 ところで、集積回路化を行う場合、第２図の電
流反転回路７及び１５に使用されているトランジ
スタ１６，１７及びダイオード１８，１９は、通
常横型PNPトランジスタにより構成される。そ
して、横型PNPトランジスタは、遮断周波数T
が低く、7MHzから10MHz程度である為、第２図
の第１トランジスタ２から電流反転回路７を介し
て入力端子８に導出される信号が前記横型PNP
トランジスタの周波数特性に依存したものとな
り、入力端子８に印加される信号の周波数が高く
なると、第２図の回路は正しいリアクタンス特性
とならない危険があつた。一般に、入力信号の周
波数限界は、β遮断周波数〓（＝T／β0；ただし、
β0は直流増幅率）で表わすことが出来るが、横型
PNPトランジスタの場合、T＝10MHz、β0＝30
とすれば、〓＝333KHzとなり、333KHzの周波数
で45度の位相回転が生じる。そして、位相が45度
回転すると、正しいリアクタンスを得ることが困
難になる。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本考案は、上述の点に鑑み成されたもので、エ
ミツタが共通接続されリアクタンス回路の主なる
構成要素となる第１及び第２トランジスタを備
え、該第１トランジスタのコレクタを電源に接続
するとともに、前記第２トランジスタのコレクタ
を定電流トランジスタのコレクタとともに入力端
子に接続した点を特徴とする。 (ホ) 作用 本考案に依れば、信号が横型PNPトランジス
タで構成される電流反転回路を通過しないので、
周波数特性が制限されず、高い周波数迄良好なリ
アクタンス特性を保つリアクタンス回路を提供出
来る。 (ヘ) 実施例 第１図は、本考案の一実施例を示す回路図で、
２０は入力端子２１から見て正の等価リアクタン
スとして動作する第１リアクタンス回路、及び２
２は前記入力端子２１から見て負の等価リアクタ
ンスとして動作する第２リアクタンス回路であ
る。しかして、前記第１リアクタンス回路２０
は、エミツタが共通接続された第１及び第２トラ
ンジスタ２３及び２４と、該第１及び第２トラン
ジスタ２３及び２４の共通エミツタにコレクタが
接続された第１定電流トランジスタ２５と、前記
第１及び第２トランジスタ２３及び２４のベース
間に接続された抵抗２６と、前記第２トランジス
タ２４のベース・コレクタ間に接続されたコンデ
ンサ２７と、コレクタが前記第２トランジスタ２
４のコレクタとともに入力端子２１に接続された
第２定電流トランジスタ２８と、前記第１及び第
２定電流トランジスタ２５及び２８をバイアスす
るバイアス回路２９とによつて構成される。同様
に、前記第２リアクタンス回路２２は、第３及び
第４トランジスタ３０及び３１と、第３及び第４
定電流トランジスタ３２及び３３と、抵抗３４
と、コンデンサ３５と、前記第３及び第４定電流
トランジスタ３２及び３３をバイアスするバイア
ス回路３６とによつて構成される。 いま、可変電流源３７の出力電流を零、可変電
流源３８の出力電流をI0にすれば、第１リアクタ
ンス回路２０が動作するとともに、第２リアクタ
ンス回路２２が動作を停止する。その場合、第１
及び第５定電流トランジスタ２５及び３９のエミ
ツタ面積比を２：１とすれば、第１定電流トラン
ジスタ２５のコレクタ電流がI0に、第２及び第５
定電流トランジスタ２８及び３９のコレクタ電流
がI0／２になる。また、前記第１定電流トランジス タ２５のコレクタ電流I0が第１及び第２トランジ
スタ２３及び２４に分流し、無信号時における前
記第１及び第２トランジスタ２３及び２４のコレ
クタ電流が等しくI0／２になる。従つて、無信号時 に第２定電流トランジスタ28のコレクタから供給
される電流は、すべて第２トランジスタ２４のコ
レクタに流入し、入力端子２１に電流が流れるこ
とは無い。 ここで、入力端子２１にe0の入力信号が印加さ
れ、それに応じてコンデンサ２７にi1の電流が流
れたとすれば、該電流i1は、 i1＝e0／Ｒ＋１／jωC ……(4) 〔ただし、Ｒは抵抗２６の抵抗値 Ｃはコンデンサ２７の容量 ωは角周波数〕 となり、第１及び第２トランジスタ２３及び２４
のベース間電圧e1は、 e1＝i1R＝e0Ｒ／Ｒ＋１／jωC ……(5) となる。一方、前記第２トランジスタ２４のコレ
クタ電流i2は、前記第(5)式から i2＝Gme1＝e0RGm／Ｒ＋１／jωC ……(6) 〔ただし、Gmは第１及び第２トランジスタ２
３及び２４から成る差動増幅部の相互コンダクタ
ンス〕 となり、入力端子２１にe0の入力信号を印加した
とき前記入力端子２１に流れる電流i3は、前記第
(4)及び第(6)式から i3＝i1＋i2＝e0１＋RGm／Ｒ＋１／jωC……(7) となる。第１リアクタンス回路２０が正の等価リ
アクタンスとして動作する為の条件（Ｒ≪１／jωC、 １≪RGm）を前記第(7)式に適用してまとめると、
前記第(7)式は、 i3≒e0jωCRGm ……(7)′ となり、前記第１リアクタンス回路２０が
CRGmの等価リアクタンスとなることが明らか
である。尚、相互コンダクタンスGmは、第(3)式
から明らかな如く、可変電流源３８の出力電流I0
に比例するものであるから、前記可変電流源３８
の出力電流I0を変化させることにより、第１図の
回路は正の可変リアクタンス回路として動作す
る。 次に、可変電流源３８の出力零流を零、可変電
流源３７の出力電流をI0にすれば、第２リアクタ
ンス回路２２が動作するとともに、第１リアクタ
ンス回路２０が動作を停止する。その場合、先に
示した計算と同様の計算を行なえば、前記第２リ
アクタンス回路２２のリアクタンスは、−CRGm
（ただし、Ｒは抵抗３４の抵抗値、Ｃはコンデン
サ３５の容量、Gmは相互コンダクタンス）とな
り、第２リアクタンス回路２２が負の等価リアク
タンスとして動作することが理解出来る。そし
て、可変電流源３７の出力電流I0を変化させ、相
互コンダクタンスGmを変化させれば、第１図の
回路は、負の可変リアクタンス回路として動作す
る。 第１図の実施例は、入力端子２１に流れる電流
i3が、コンデンサ２７に流れる電流i1と第２トラ
ンジスタ２４のコレクタ電流i2との和で設定され
ることを示しており、しかも、前記電流i1及びi2
が横方向PNPトランジスタにより構成される第
２定電流トランジスタ２８に流れないので、前記
入力端子２１に流れる電流i3が横方向PNPトラン
ジスタによる周波数制限を受けることは無い。そ
の為、第１図の回路は、NPNトランジスタの特
性（T＝500MHz、β0＝200、B＝2.5MHz）を十分
に享受することが出来、周波数特性面で優れたリ
アクタンス回路を提供出来る。 (ト) 考案の効果 以上述べた如く、本考案に依れば、高い周波数
迄良好なリアクタンス特性を呈するリアクタンス
回路が得られる。その為、本考案をVCO（電圧制
御発振器）の周波数制御用に用いれば、高い周波
数迄正しく制御可能なVCOを提供出来る。
に関するもので、特に周波数特性が改善されたリ
アクタンス回路に関する。 (ロ) 従来の技術 特開昭59−57515号公報に示される如く、等価
リアクタンスを半導体集積回路により構成する方
法が知られている。第２図は、前記公報に記載さ
れたリアクタンス回路を示すもので、１はエミツ
タが共通接続された第１及び第２トランジスタ２
及び３と、該第１及び第２トランジスタ２及び３
の共通エミツタに接続された可変電流源４と、前
記第１及び第２トランジスタ２及び３のベース間
に接続された抵抗５と、前記第２トランジスタ３
のベース・コレクタ間に接続されたコンデンサ６
と、前記第１及び第２トランジスタ２及び３のコ
レクタ間に接続された電流反転回路７とから成
り、前記第２トランジスタ３のコレクタに接続さ
れた入力端子８から見て、正の等価リアクタンス
として動作する第１リアクタンス回路、及び９は
エミツタが共通接続された第３及び第４トランジ
スタ１０及び１１と、該第３及び第４トランジス
タ１０及び１１の共通エミツタに接続された可変
電流源１２と、前記第３及び第４トランジスタ１
０及び１１のベース間に接続された抵抗１３と、
前記第３トランジスタ１０のベース・コレクタ間
に接続されたコンデンサ１４と、前記第３及び第
４トランジスタ１０及び１１のコレクタ間に接続
された電流反転回路１５とから成り、前記第４ト
ランジスタ１１のコレクタに接続された入力端子
８から見て、負の等価リアクタンスとして動作す
る第２リアクタンス回路である。しかして、正の
リアクタンスとして動作する前記第１リアクタン
ス回路１のリアクタンスX1は、 X1＝Gm1C1R1 ……(1) 〔ただし、Gm1は第１及び第２トランジスタ
２及び３から成る差動増幅部の相互コンダクタン
ス R1は抵抗５の抵抗値、C1はコンデンサ６の容
量値〕 となり、負のリアクタンスとして動作する前記第
２リアクタンス回路９のリアクタンスX2は、 X2＝−Gm2C2R2 ……(2) 〔ただし、Gm2は第３及び第４トランジスタ
１０及び１１から成る差動増幅部の相互コンダク
タンス R2は抵抗１３の抵抗値、C2はコンデンサ１４
の容量値〕 となる。また、差動増幅部の相互コンダクタンス
Gmは、 Gm＝αqI／4KT×２＝α／52Ｉ ……(3) 〔ただし、Ｔは絶対温度、ｑは電子の電荷量、
Ｋはボルツマン定数、αは電流増幅率、Ｉは差動
増幅部の定電流源に流れる電流〕 と表わすことが出来るので、第２図のリアクタン
ス回路は、前記第(1)式で示される正のリアクタン
スX1と、前記第(2)式で示される負のリアクタン
スX2とを有し、前記正及び負のリアクタンスX1
及びX2を、可変電流源４及び１２の電流を変え
ることにより変化させることが出来る可変リアク
タンス回路と言うことが出来る。その場合、前記
第(1)及び第(2)式において、Gm1＝Gm2、C1＝C2、
R1＝R2とし、前記可変電流源４及び１２に流れ
る電流を適宜調整すれば、第２図のリアクタンス
回路は、負の所定値から正の所定値迄リニアに変
化するリアクタンスを得ることが出来る。 (ハ) 考案が解決しようとする問題点 ところで、集積回路化を行う場合、第２図の電
流反転回路７及び１５に使用されているトランジ
スタ１６，１７及びダイオード１８，１９は、通
常横型PNPトランジスタにより構成される。そ
して、横型PNPトランジスタは、遮断周波数T
が低く、7MHzから10MHz程度である為、第２図
の第１トランジスタ２から電流反転回路７を介し
て入力端子８に導出される信号が前記横型PNP
トランジスタの周波数特性に依存したものとな
り、入力端子８に印加される信号の周波数が高く
なると、第２図の回路は正しいリアクタンス特性
とならない危険があつた。一般に、入力信号の周
波数限界は、β遮断周波数〓（＝T／β0；ただし、
β0は直流増幅率）で表わすことが出来るが、横型
PNPトランジスタの場合、T＝10MHz、β0＝30
とすれば、〓＝333KHzとなり、333KHzの周波数
で45度の位相回転が生じる。そして、位相が45度
回転すると、正しいリアクタンスを得ることが困
難になる。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本考案は、上述の点に鑑み成されたもので、エ
ミツタが共通接続されリアクタンス回路の主なる
構成要素となる第１及び第２トランジスタを備
え、該第１トランジスタのコレクタを電源に接続
するとともに、前記第２トランジスタのコレクタ
を定電流トランジスタのコレクタとともに入力端
子に接続した点を特徴とする。 (ホ) 作用 本考案に依れば、信号が横型PNPトランジス
タで構成される電流反転回路を通過しないので、
周波数特性が制限されず、高い周波数迄良好なリ
アクタンス特性を保つリアクタンス回路を提供出
来る。 (ヘ) 実施例 第１図は、本考案の一実施例を示す回路図で、
２０は入力端子２１から見て正の等価リアクタン
スとして動作する第１リアクタンス回路、及び２
２は前記入力端子２１から見て負の等価リアクタ
ンスとして動作する第２リアクタンス回路であ
る。しかして、前記第１リアクタンス回路２０
は、エミツタが共通接続された第１及び第２トラ
ンジスタ２３及び２４と、該第１及び第２トラン
ジスタ２３及び２４の共通エミツタにコレクタが
接続された第１定電流トランジスタ２５と、前記
第１及び第２トランジスタ２３及び２４のベース
間に接続された抵抗２６と、前記第２トランジス
タ２４のベース・コレクタ間に接続されたコンデ
ンサ２７と、コレクタが前記第２トランジスタ２
４のコレクタとともに入力端子２１に接続された
第２定電流トランジスタ２８と、前記第１及び第
２定電流トランジスタ２５及び２８をバイアスす
るバイアス回路２９とによつて構成される。同様
に、前記第２リアクタンス回路２２は、第３及び
第４トランジスタ３０及び３１と、第３及び第４
定電流トランジスタ３２及び３３と、抵抗３４
と、コンデンサ３５と、前記第３及び第４定電流
トランジスタ３２及び３３をバイアスするバイア
ス回路３６とによつて構成される。 いま、可変電流源３７の出力電流を零、可変電
流源３８の出力電流をI0にすれば、第１リアクタ
ンス回路２０が動作するとともに、第２リアクタ
ンス回路２２が動作を停止する。その場合、第１
及び第５定電流トランジスタ２５及び３９のエミ
ツタ面積比を２：１とすれば、第１定電流トラン
ジスタ２５のコレクタ電流がI0に、第２及び第５
定電流トランジスタ２８及び３９のコレクタ電流
がI0／２になる。また、前記第１定電流トランジス タ２５のコレクタ電流I0が第１及び第２トランジ
スタ２３及び２４に分流し、無信号時における前
記第１及び第２トランジスタ２３及び２４のコレ
クタ電流が等しくI0／２になる。従つて、無信号時 に第２定電流トランジスタ28のコレクタから供給
される電流は、すべて第２トランジスタ２４のコ
レクタに流入し、入力端子２１に電流が流れるこ
とは無い。 ここで、入力端子２１にe0の入力信号が印加さ
れ、それに応じてコンデンサ２７にi1の電流が流
れたとすれば、該電流i1は、 i1＝e0／Ｒ＋１／jωC ……(4) 〔ただし、Ｒは抵抗２６の抵抗値 Ｃはコンデンサ２７の容量 ωは角周波数〕 となり、第１及び第２トランジスタ２３及び２４
のベース間電圧e1は、 e1＝i1R＝e0Ｒ／Ｒ＋１／jωC ……(5) となる。一方、前記第２トランジスタ２４のコレ
クタ電流i2は、前記第(5)式から i2＝Gme1＝e0RGm／Ｒ＋１／jωC ……(6) 〔ただし、Gmは第１及び第２トランジスタ２
３及び２４から成る差動増幅部の相互コンダクタ
ンス〕 となり、入力端子２１にe0の入力信号を印加した
とき前記入力端子２１に流れる電流i3は、前記第
(4)及び第(6)式から i3＝i1＋i2＝e0１＋RGm／Ｒ＋１／jωC……(7) となる。第１リアクタンス回路２０が正の等価リ
アクタンスとして動作する為の条件（Ｒ≪１／jωC、 １≪RGm）を前記第(7)式に適用してまとめると、
前記第(7)式は、 i3≒e0jωCRGm ……(7)′ となり、前記第１リアクタンス回路２０が
CRGmの等価リアクタンスとなることが明らか
である。尚、相互コンダクタンスGmは、第(3)式
から明らかな如く、可変電流源３８の出力電流I0
に比例するものであるから、前記可変電流源３８
の出力電流I0を変化させることにより、第１図の
回路は正の可変リアクタンス回路として動作す
る。 次に、可変電流源３８の出力零流を零、可変電
流源３７の出力電流をI0にすれば、第２リアクタ
ンス回路２２が動作するとともに、第１リアクタ
ンス回路２０が動作を停止する。その場合、先に
示した計算と同様の計算を行なえば、前記第２リ
アクタンス回路２２のリアクタンスは、−CRGm
（ただし、Ｒは抵抗３４の抵抗値、Ｃはコンデン
サ３５の容量、Gmは相互コンダクタンス）とな
り、第２リアクタンス回路２２が負の等価リアク
タンスとして動作することが理解出来る。そし
て、可変電流源３７の出力電流I0を変化させ、相
互コンダクタンスGmを変化させれば、第１図の
回路は、負の可変リアクタンス回路として動作す
る。 第１図の実施例は、入力端子２１に流れる電流
i3が、コンデンサ２７に流れる電流i1と第２トラ
ンジスタ２４のコレクタ電流i2との和で設定され
ることを示しており、しかも、前記電流i1及びi2
が横方向PNPトランジスタにより構成される第
２定電流トランジスタ２８に流れないので、前記
入力端子２１に流れる電流i3が横方向PNPトラン
ジスタによる周波数制限を受けることは無い。そ
の為、第１図の回路は、NPNトランジスタの特
性（T＝500MHz、β0＝200、B＝2.5MHz）を十分
に享受することが出来、周波数特性面で優れたリ
アクタンス回路を提供出来る。 (ト) 考案の効果 以上述べた如く、本考案に依れば、高い周波数
迄良好なリアクタンス特性を呈するリアクタンス
回路が得られる。その為、本考案をVCO（電圧制
御発振器）の周波数制御用に用いれば、高い周波
数迄正しく制御可能なVCOを提供出来る。
第１図は、本考案の一実施例を示す回路図、及
び第２図は従来のリアクタンス回路を示す回路図
である。 主な図番の説明、２０……第１リアクタンス回
路、２２……第２リアクタンス回路、２３……第
１トランジスタ、２４……第２トランジスタ、２
５……第１定電流トランジスタ、２８……第２定
電流トランジスタ。
び第２図は従来のリアクタンス回路を示す回路図
である。 主な図番の説明、２０……第１リアクタンス回
路、２２……第２リアクタンス回路、２３……第
１トランジスタ、２４……第２トランジスタ、２
５……第１定電流トランジスタ、２８……第２定
電流トランジスタ。
Claims (1)
- エミツタが共通接続された第１及び第２トラン
ジスタと、該第１及び第２トランジスタの共通エ
ミツタに接続された第１定電流トランジスタと、
前記第１及び第２トランジスタのベース間に接続
された抵抗と、一端が入力端子に他端が前記抵抗
に接続されたコンデンサと、コレクタが前記入力
端子に接続された第２定電流トランジスタとから
成り、前記第１トランジスタのコレクタを電源に
接続するとともに、前記第２トランジスタのコレ
クタを前記入力端子に接続して成るリアクタンス
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19326384U JPH03753Y2 (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19326384U JPH03753Y2 (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61107225U JPS61107225U (ja) | 1986-07-08 |
| JPH03753Y2 true JPH03753Y2 (ja) | 1991-01-11 |
Family
ID=30750682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19326384U Expired JPH03753Y2 (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03753Y2 (ja) |
-
1984
- 1984-12-19 JP JP19326384U patent/JPH03753Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61107225U (ja) | 1986-07-08 |
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