JPH04366774A - 電位差検出回路 - Google Patents
電位差検出回路Info
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- JPH04366774A JPH04366774A JP14211891A JP14211891A JPH04366774A JP H04366774 A JPH04366774 A JP H04366774A JP 14211891 A JP14211891 A JP 14211891A JP 14211891 A JP14211891 A JP 14211891A JP H04366774 A JPH04366774 A JP H04366774A
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- Japan
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- resistor
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- Pending
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 title description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電位差検出回路に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電位差検出回路として図２に示す
ようなオペアンプ４を用いた回路が提案されている。す
なわち、２つの電圧Ｖ１，Ｖ２の電位差を求めるために
、オペアンプ４はその非反転入力端子に抵抗Ｒ４を介し
て入力電圧Ｖ２を入力するとともに、反転入力端子に抵
抗Ｒ６を介して入力電圧Ｖ１を入力する。さらに、非反
転入力端子とグランドの間には抵抗Ｒ５を接続し、反転
入力端子と出力端子の間には抵抗Ｒ７を接続して、電位
差検出回路を構成する。そして、オペアンプ４を動作さ
せるために正負同一の大きさである２つの直流電源から
それぞれ電源電圧＋Ｖｃｃ，−Ｖｃｃを供給する。
ようなオペアンプ４を用いた回路が提案されている。す
なわち、２つの電圧Ｖ１，Ｖ２の電位差を求めるために
、オペアンプ４はその非反転入力端子に抵抗Ｒ４を介し
て入力電圧Ｖ２を入力するとともに、反転入力端子に抵
抗Ｒ６を介して入力電圧Ｖ１を入力する。さらに、非反
転入力端子とグランドの間には抵抗Ｒ５を接続し、反転
入力端子と出力端子の間には抵抗Ｒ７を接続して、電位
差検出回路を構成する。そして、オペアンプ４を動作さ
せるために正負同一の大きさである２つの直流電源から
それぞれ電源電圧＋Ｖｃｃ，−Ｖｃｃを供給する。
【０００３】ここで、抵抗Ｒ４〜抵抗Ｒ７の抵抗値を等
しいとすると、オペアンプ４の出力電圧Ｖｏは電圧Ｖ２
と電圧Ｖ１の電位差（Ｖｏ＝Ｖ２−Ｖ１）となる。
しいとすると、オペアンプ４の出力電圧Ｖｏは電圧Ｖ２
と電圧Ｖ１の電位差（Ｖｏ＝Ｖ２−Ｖ１）となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在開
発されているオペアンプはその内部回路に２０個以上の
トランジスタ等の素子を含むため、その素子数の多さが
高集積化の妨げになっていた。また、正負同一の大きさ
である２つの直流電源を必要とし、そのための電源回路
を設ける必要があった。
発されているオペアンプはその内部回路に２０個以上の
トランジスタ等の素子を含むため、その素子数の多さが
高集積化の妨げになっていた。また、正負同一の大きさ
である２つの直流電源を必要とし、そのための電源回路
を設ける必要があった。
【０００５】本発明の目的は、半導体集積回路で使用さ
れる電位差検出回路において、１つの直流電源で動作し
、高集積化を図り得る電位差検出回路を提供することに
ある。
れる電位差検出回路において、１つの直流電源で動作し
、高集積化を図り得る電位差検出回路を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、カレントミラ−回路を構成する２つのトラ
ンジスタのコレクタにそれぞれ同じ抵抗値の抵抗を接続
し、一方のトランジスタのコレクタに抵抗を介して第１
の入力電圧を入力し、他方のトランジスタのコレクタに
抵抗を介して第２の入力電圧を入力し、他方のトランジ
スタのコレクタ電位を抽出電圧として出力するようにし
た電位差抽出回路部と、エミッタに抵抗を接続したエミ
ッタフォロワトランジスタのベ−スに前記抽出電圧を入
力し、その抽出電圧から前記第１および第２の入力電圧
の電位差をそのエミッタフォロワトランジスタのエミッ
タから出力する出力バッファ回路部とにより構成したこ
とをその要旨とする。
決するため、カレントミラ−回路を構成する２つのトラ
ンジスタのコレクタにそれぞれ同じ抵抗値の抵抗を接続
し、一方のトランジスタのコレクタに抵抗を介して第１
の入力電圧を入力し、他方のトランジスタのコレクタに
抵抗を介して第２の入力電圧を入力し、他方のトランジ
スタのコレクタ電位を抽出電圧として出力するようにし
た電位差抽出回路部と、エミッタに抵抗を接続したエミ
ッタフォロワトランジスタのベ−スに前記抽出電圧を入
力し、その抽出電圧から前記第１および第２の入力電圧
の電位差をそのエミッタフォロワトランジスタのエミッ
タから出力する出力バッファ回路部とにより構成したこ
とをその要旨とする。
【０００７】
【作用】第１および第２の入力電圧をそれぞれの抵抗に
入力し、それぞれの抵抗に流れる電流をカレントミラ−
回路によって等しくする。従って、その２つの抵抗の両
端の電圧は等しくなる。その結果、カレントミラ−回路
におけるトランジスタのコレクタ電位はベ−ス・エミッ
タ間電圧に第１および第２の入力電圧の電位差を加えた
値である抽出電圧となる。そして、出力バッファ回路部
のトランジスタにて抽出電圧に含まれる前記ベ−ス・エ
ミッタ間電圧を打ち消して、第１および第２の入力電圧
の電位差を出力する。
入力し、それぞれの抵抗に流れる電流をカレントミラ−
回路によって等しくする。従って、その２つの抵抗の両
端の電圧は等しくなる。その結果、カレントミラ−回路
におけるトランジスタのコレクタ電位はベ−ス・エミッ
タ間電圧に第１および第２の入力電圧の電位差を加えた
値である抽出電圧となる。そして、出力バッファ回路部
のトランジスタにて抽出電圧に含まれる前記ベ−ス・エ
ミッタ間電圧を打ち消して、第１および第２の入力電圧
の電位差を出力する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１に
従って説明する。カレントミラ−回路１は互いにベ−ス
を接続した２つのトランジスタＱ１，Ｑ２で構成され、
一方のトランジスタＱ１のコレクタはそのベ−スに接続
されている。そして、両トランジスタＱ１，Ｑ２は同じ
エミッタサイズのトランジスタであって、電流Ｉ１が流
れた時、トランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉ２が電流Ｉ
１と等しくなるように動作する。
従って説明する。カレントミラ−回路１は互いにベ−ス
を接続した２つのトランジスタＱ１，Ｑ２で構成され、
一方のトランジスタＱ１のコレクタはそのベ−スに接続
されている。そして、両トランジスタＱ１，Ｑ２は同じ
エミッタサイズのトランジスタであって、電流Ｉ１が流
れた時、トランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉ２が電流Ｉ
１と等しくなるように動作する。
【０００９】前記トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタに
はそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２（それぞれの抵抗値はＲ１，
Ｒ２とする）が接続されている。そして、第１の入力電
圧Ｖ１は抵抗Ｒ１を介しカレントミラ−回路１のトラン
ジスタＱ１に入力され、第２の入力電圧Ｖ２は抵抗Ｒ２
を介しカレントミラ−回路１のトランジスタＱ２に入力
される。そして、カレントミラ−回路１と抵抗Ｒ１，Ｒ
２で電位差抽出回路部２を構成している。
はそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２（それぞれの抵抗値はＲ１，
Ｒ２とする）が接続されている。そして、第１の入力電
圧Ｖ１は抵抗Ｒ１を介しカレントミラ−回路１のトラン
ジスタＱ１に入力され、第２の入力電圧Ｖ２は抵抗Ｒ２
を介しカレントミラ−回路１のトランジスタＱ２に入力
される。そして、カレントミラ−回路１と抵抗Ｒ１，Ｒ
２で電位差抽出回路部２を構成している。
【００１０】出力バッファ回路部３は、トランジスタＱ
３のコレクタに直流電源（図示略）よりプラスの電源電
圧Ｖｃｃを印加し、そのベ−スをトランジスタＱ２のコ
レクタに接続してエミッタから出力電圧Ｖｏを出力する
ようになっている。また、トランジスタＱ３は前記トラ
ンジスタＱ１，Ｑ２と同じエミッタサイズであって、そ
のエミッタは抵抗Ｒ３（抵抗値はＲ３とする）を介して
グランドに接続される。
３のコレクタに直流電源（図示略）よりプラスの電源電
圧Ｖｃｃを印加し、そのベ−スをトランジスタＱ２のコ
レクタに接続してエミッタから出力電圧Ｖｏを出力する
ようになっている。また、トランジスタＱ３は前記トラ
ンジスタＱ１，Ｑ２と同じエミッタサイズであって、そ
のエミッタは抵抗Ｒ３（抵抗値はＲ３とする）を介して
グランドに接続される。
【００１１】従って、トランジスタＱ１〜Ｑ３はエミッ
タサイズが同じなので、それぞれのベ−ス・エミッタ間
電圧であるＶｂｅｑ１〜Ｖｂｅｑ３は互いに等しくなる
。次に、このように構成された電位差検出回路の作用を
説明する。抵抗Ｒ１に入力電圧Ｖ１が入力されると抵抗
Ｒ１を流れる電流Ｉ１は次式で求められる。
タサイズが同じなので、それぞれのベ−ス・エミッタ間
電圧であるＶｂｅｑ１〜Ｖｂｅｑ３は互いに等しくなる
。次に、このように構成された電位差検出回路の作用を
説明する。抵抗Ｒ１に入力電圧Ｖ１が入力されると抵抗
Ｒ１を流れる電流Ｉ１は次式で求められる。
【００１２】
Ｉ１＝（Ｖ１−Ｖｂｅｑ１）／Ｒ１……（１）また、抵
抗Ｒ２に入力電圧Ｖ２が入力されるとトランジスタＱ３
のベ−ス電流は極めて小さいことから、抵抗Ｒ２を流れ
る電流Ｉ２はカレントミラ−回路１のトランジスタＱ２
のコレクタ電流となる。トランジスタＱ２の抽出電圧と
してのコレクタ電位Ｖａは式（２）で求められるが、カ
レントミラ−回路１に流れる電流Ｉ１と電流Ｉ２は等し
いことから、式（３）が求められる。
抗Ｒ２に入力電圧Ｖ２が入力されるとトランジスタＱ３
のベ−ス電流は極めて小さいことから、抵抗Ｒ２を流れ
る電流Ｉ２はカレントミラ−回路１のトランジスタＱ２
のコレクタ電流となる。トランジスタＱ２の抽出電圧と
してのコレクタ電位Ｖａは式（２）で求められるが、カ
レントミラ−回路１に流れる電流Ｉ１と電流Ｉ２は等し
いことから、式（３）が求められる。
【００１３】
Ｖａ＝Ｖ２−Ｉ２Ｒ２……（２）
＝Ｖ２−（Ｖ１−Ｖｂｅｑ１）Ｒ２／Ｒ１……（３）こ
こで、Ｒ２とＲ１を等しいとすると式（４）が求められ
る。すなわち、カレントミラ−回路１によって抵抗Ｒ１
と抵抗Ｒ２に流れる電流であるＩ１とＩ２が等しくなる
ことにより、Ｒ１とＲ２を等しくすることで、抵抗Ｒ１
と抵抗Ｒ２の両端に等しい電圧を発生させている。
こで、Ｒ２とＲ１を等しいとすると式（４）が求められ
る。すなわち、カレントミラ−回路１によって抵抗Ｒ１
と抵抗Ｒ２に流れる電流であるＩ１とＩ２が等しくなる
ことにより、Ｒ１とＲ２を等しくすることで、抵抗Ｒ１
と抵抗Ｒ２の両端に等しい電圧を発生させている。
【００１４】Ｖａ＝Ｖ２−Ｖ１＋Ｖｂｅｑ１……（４）
そして、出力電圧ＶｏはトランジスタＱ２のコレクタ電
位ＶａからトランジスタＱ３のベ−ス・エミッタ間電圧
Ｖｂｅｑ３を差し引いた値となり式（５）で求められる
。 Ｖｏ＝Ｖａ−Ｖｂｅｑ３ ＝Ｖ２−Ｖ１＋Ｖｂｅｑ１−Ｖｂｅｑ３……（５）ここ
で、前記したようにＶｂｅｑ１とＶｂｅｑ３は等しいの
で式（６）が求められ、入力電圧Ｖ２とＶ１の電位差が
電位差検出回路の出力電圧Ｖｏとして求められる。
そして、出力電圧ＶｏはトランジスタＱ２のコレクタ電
位ＶａからトランジスタＱ３のベ−ス・エミッタ間電圧
Ｖｂｅｑ３を差し引いた値となり式（５）で求められる
。 Ｖｏ＝Ｖａ−Ｖｂｅｑ３ ＝Ｖ２−Ｖ１＋Ｖｂｅｑ１−Ｖｂｅｑ３……（５）ここ
で、前記したようにＶｂｅｑ１とＶｂｅｑ３は等しいの
で式（６）が求められ、入力電圧Ｖ２とＶ１の電位差が
電位差検出回路の出力電圧Ｖｏとして求められる。
【００１５】すなわち、出力バッファ回路部３は、カレ
ントミラ−回路１で発生するトランジスタＱ１のベ−ス
・エミッタ間電圧Ｖｂｅｑ１をトランジスタＱ３のベ−
ス・エミッタ間電圧Ｖｂｅｑ３によって相殺することで
その影響を打ち消し、エミッタフォロワによって電位差
検出回路の出力インピ−ダンスを下げるインピ−ダンス
変換回路である。
ントミラ−回路１で発生するトランジスタＱ１のベ−ス
・エミッタ間電圧Ｖｂｅｑ１をトランジスタＱ３のベ−
ス・エミッタ間電圧Ｖｂｅｑ３によって相殺することで
その影響を打ち消し、エミッタフォロワによって電位差
検出回路の出力インピ−ダンスを下げるインピ−ダンス
変換回路である。
【００１６】Ｖｏ＝Ｖ２−Ｖ１……（６）但し、式（６
）を求めるにあたっては上記したように、式（７）と式
（８）の条件を満たすことが必要である。 Ｒ１＝Ｒ２……（７） Ｖｂｅｑ１＝Ｖｂｅｑ３……（８） ここで問題なのは、抵抗Ｒ１，Ｒ２およびトランジスタ
Ｑ１，Ｑ３の素子としての温度特性と非直線性により、
式（７）および式（８）が成り立たなくなることである
。
）を求めるにあたっては上記したように、式（７）と式
（８）の条件を満たすことが必要である。 Ｒ１＝Ｒ２……（７） Ｖｂｅｑ１＝Ｖｂｅｑ３……（８） ここで問題なのは、抵抗Ｒ１，Ｒ２およびトランジスタ
Ｑ１，Ｑ３の素子としての温度特性と非直線性により、
式（７）および式（８）が成り立たなくなることである
。
【００１７】しかし、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の材質・形状
等の規格を全て等しくすれば一方の抵抗値が変化しても
他方も同様に変化するため問題はない。同様に、トラン
ジスタＱ１とトランジスタＱ３の材質・形状等の規格を
全て等しくし、それに加えて、トランジスタＱ１とトラ
ンジスタＱ３のコレクタ電流が等しくなるようにＲ３の
値を設定することにより、両トランジスタの温度特性と
非直線性を打ち消すことができる。すなわち、同一規格
のトランジスタにおいてはコレクタ電流を等しくすれば
ベ−ス電流も等しくなることから温度特性を有するベ−
ス・エミッタ間電圧も等しくなるためである。
等の規格を全て等しくすれば一方の抵抗値が変化しても
他方も同様に変化するため問題はない。同様に、トラン
ジスタＱ１とトランジスタＱ３の材質・形状等の規格を
全て等しくし、それに加えて、トランジスタＱ１とトラ
ンジスタＱ３のコレクタ電流が等しくなるようにＲ３の
値を設定することにより、両トランジスタの温度特性と
非直線性を打ち消すことができる。すなわち、同一規格
のトランジスタにおいてはコレクタ電流を等しくすれば
ベ−ス電流も等しくなることから温度特性を有するベ−
ス・エミッタ間電圧も等しくなるためである。
【００１８】従って、本実施例の回路を１つの半導体基
板で形成すれば特に有効となる。このように本実施例に
おいては、３個のトランジスタＱ１〜Ｑ３と３個の抵抗
Ｒ１〜Ｒ３とで構成され素子数が少なくなることにより
半導体集積回路で使用する際に高集積化が容易になる。 さらに、出力バッファ回路部３に電源電圧Ｖｃｃを印加
する直流電源は１つのみで電位差検出動作を行うことが
できる。
板で形成すれば特に有効となる。このように本実施例に
おいては、３個のトランジスタＱ１〜Ｑ３と３個の抵抗
Ｒ１〜Ｒ３とで構成され素子数が少なくなることにより
半導体集積回路で使用する際に高集積化が容易になる。 さらに、出力バッファ回路部３に電源電圧Ｖｃｃを印加
する直流電源は１つのみで電位差検出動作を行うことが
できる。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、半
導体集積回路で使用される電位差検出回路において、１
つの直流電源で動作し、高集積化を図ることができる優
れた効果がある。
導体集積回路で使用される電位差検出回路において、１
つの直流電源で動作し、高集積化を図ることができる優
れた効果がある。
【図１】本発明を具体化した電位差検出回路の一実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】従来の電位差検出回路を示す回路図である。
１…カレントミラ−回路、２…電位差抽出回路部、３…
出力バッファ回路部、Ｑ１，Ｑ２…カレントミラ−回路
を構成するトランジスタ、Ｒ１，Ｒ２…電位差抽出回路
部を構成する抵抗
出力バッファ回路部、Ｑ１，Ｑ２…カレントミラ−回路
を構成するトランジスタ、Ｒ１，Ｒ２…電位差抽出回路
部を構成する抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 カレントミラ−回路を構成する２つの
トランジスタのコレクタにそれぞれ同じ抵抗値の抵抗を
接続し、一方のトランジスタのコレクタに抵抗を介して
第１の入力電圧を入力し、他方のトランジスタのコレク
タに抵抗を介して第２の入力電圧を入力し、他方のトラ
ンジスタのコレクタ電位を抽出電圧として出力するよう
にした電位差抽出回路部と、エミッタに抵抗を接続した
エミッタフォロワトランジスタのベ−スに前記抽出電圧
を入力し、その抽出電圧から前記第１および第２の入力
電圧の電位差をそのエミッタフォロワトランジスタのエ
ミッタから出力する出力バッファ回路部とからなる電位
差検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14211891A JPH04366774A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 電位差検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14211891A JPH04366774A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 電位差検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366774A true JPH04366774A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15307825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14211891A Pending JPH04366774A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 電位差検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04366774A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006128851A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Konica Minolta Photo Imaging Inc | 電流制限回路、駆動装置、撮像装置 |
-
1991
- 1991-06-13 JP JP14211891A patent/JPH04366774A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006128851A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Konica Minolta Photo Imaging Inc | 電流制限回路、駆動装置、撮像装置 |
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