JPH0480564B2 - - Google Patents

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JPH0480564B2
JPH0480564B2 JP60156441A JP15644185A JPH0480564B2 JP H0480564 B2 JPH0480564 B2 JP H0480564B2 JP 60156441 A JP60156441 A JP 60156441A JP 15644185 A JP15644185 A JP 15644185A JP H0480564 B2 JPH0480564 B2 JP H0480564B2
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JP
Japan
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transistor
transistors
current
voltage
circuit
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JP60156441A
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JPS6218111A (ja
Inventor
Nobuaki Mizuguchi
Koichi Yoshimura
Shigeru Kuryama
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフエイズ・ロツクド・ループやFM変
調器等に使用される電圧制御マルチバイブレータ
に関するものである。
従来の技術 従来より、FM変調器としてマルチバイブレー
タ形の発振器が、半導体集積回路によく用いられ
ている。
第2図は従来の電圧制御マルチバイブレータの
一例を示すもので第3図は第2図a〜fの波形を
示すものである(例えば特公昭57−37248号公
報)。トランジスタ1,2および8,9は差動の
スイツチング回路を構成し、トランジスタ41の
コレクタ電流I0および電流源10の電流経路を切
り換える。トランジスタ1,2のコレクタに、抵
抗5および6がそれぞれ接続され、トランジスタ
3,4のエミツタ間に容量素子7が接続されてい
る。トランジスタ11,12,13,14は比較
回路を構成しており、抵抗20,21とトランジ
スタ17で与えられる基準電位即ち、トランジス
タ17のエミツタ電位と、容量素子7の両端の電
位とを比較している。電流源15,16の電流値
は等しく電流源43も適当な電流値である。26
はトランジスタ等で構成されたフリツプフロツプ
回路である。端子22と23は比較回路からの入
力端子であり、端子24と25は互いに逆相の出
力端子である。
以上の様に構成された従来例の動作の説明を以
下に行う。
フリツプフロツプ回路26は、トランジスタ1
1のコレクタ電流が一定レベル以下になつた時に
出力端子24は低レベル、出力端子25は高レベ
ルになり、次にトランジスタ14のコレクタ電流
が一定レベル以下になるまで、出力状態は保持さ
れる。トランジスタ14のコレクタ電流が一定レ
ベル以下になると、出力端子24は高レベル、出
力端子25は低レベルになり、次にトランジスタ
11のコレクタ電流が一定レベル以下になるま
で、出力状態が保持される。
端子24,25の出力電圧で、トランジスタ1
と8およびトランジスタ2と9がスイツチング動
作を行なう。
トランジスタ41のコレクタ電流がI0のときの
トランジスタ3又は4のベース・エミツタ間の電
圧降下をVBE1、電流源43の電流がI1のときのト
ランジスタ17のベース・エミツタ間の電圧降下
をVBE2、トランジスタ17のベース電位をVB17
すると、基準電圧Vrefとバランスする時にはVE3
−ΔV=Vref即ち(+B)−VBE1−ΔV=VB17
VBE2が成立ち(1)式が導びかれる。
ここでVE3はトランジスタ3の導通時のエミツ
タ電位をいう。
ΔV=+B−VB17−VBE1+VBE2 ……(1) (1)式でVBE1=VBE2のとき、ΔVは抵抗20によ
る電圧降下に等しく一定値である。容量両端波形
の振幅は第3図c,dの様に2ΔVであるから、
発振周波数は(2)式で表わされる。
=I0/4C0ΔV ……(2) ここでC0は容量素子7の容量値である。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、電流源43の電流値I1が固定で
あるのでトランジスタ41のコレクタ電流I0が変
化すれば、VBE1の値が変化するため(第4図参
照)(1)式において、−VBE1+VBE2の項が一定でな
くΔVの値がI0の値によつて変化することになる。
又、トランジスタ3(又は4)とトランジスタ1
7のエミツタ電流が異なるとベース・エミツタ間
の電圧降下VBEの温度変化の割合が異なるので、
VBE1とVBE2の温度特性が一致せず、I0の値によつ
て(1)式のΔVの温度特性が異なる。即ち第2図に
示す回路ではI0が大きくなる程、VBE1とVBE2の温
度変化のずれが大きくなり、発振周波数の温度
依存性が大きくなるという弱点を有している。
本発明は従来回路の欠点を改善し、入力の大小
にかかわらず、温度変化に対して周波数の安定し
た発振出力を得る電圧制御マルチバイブレータを
提供するものである。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の電圧制御マ
ルチバイブレータは、差動結合された第1および
第2のトランジスタのコレクタに一端が共通の電
源に接続された第1および第2の抵抗をそれぞれ
接続し、第3のトランジスタのベースを第1のト
ランジスタのコレクタに接続し第4のトランジス
タのベースを第2のトランジスタのコレクタに接
続し、第3及び第4のトランジスタのエミツタ間
に容量素子を結合してなる回路と、ベースに電圧
が与えられエミツタを基準電圧出力とする第5の
トランジスタを出力段にもつ基準電圧発生回路
と、第3および第4のトランジスタのうち導通し
ている方のトランジスタより容量素子を介して流
れる電流、および第5のトランジスタに流れる電
流を入力電圧或は入力電流に対して直線的に変化
させる可変電流源回路と、第3及び第4のトラン
ジスタのエミツタ電圧と基準電圧とを比較する比
較回路と、比較回路の出力状態を反転させ、反転
信号により第1及び第2のトランジスタの導通、
非導通状態を反転させるフリツプフロツプ回路と
から構成されている。
作 用 この構成により、基準電圧発生回路出力段の第
5のトランジスタに第3及び第4のトランジスタ
のうち導通している方のトランジスタに流れる電
流と同一の電流I0を可変電流源回路から流すこと
で、電流I0に対するVBEの値及び温度変化を同一
にすることができ、基準電圧をVBEの変化に伴つ
て変化させることができ、第3及び第4のトラン
ジスタの導通時に流れる電流の大小によるエミツ
タ電位のゆらぎとVBEの温度変動によるエミツタ
電位の変化を打消すことがき周波数の安定した発
振出力が得られる。
実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しな
がら説明する。
第1図は、本発明の電圧制御マルチバイブレー
タの一実施例を示す。
第1図において、1,2は差動結合された第1
及び第2のトランジスタ5,6は第1および第2
の抵抗であり、トランジスタ8,9とともに差動
のスイツチング回路を構成し、可変電流源回路2
7の電流I0および電流源10の電流経路を切換え
る。3,4は、第3および第4のトランジスタで
あり、それぞれのエミツタ間は容量7で結合され
ている。トランジスタ11,12,13,14お
よび電流源15,16は比較回路であり、第3,
第4のトランジスタ3,4のエミツタ電位と基準
電圧とを比較し、出力はフリツプフロツプ回路2
6の端子22,23に入力される。
可変電流源回路27は、電圧−電流変換回路
と、トランジスタ28,29,30及び抵抗3
1,32によるカレントミラー回路で構成されて
いる。
基準電圧発生回路は、トランジスタ17,18
及び抵抗19,20,21で構成されており、ト
ランジスタ18のベースは、可変電流源回路27
のトランジスタ28及び29のベースに接続され
ている。
以上のように構成された電圧制御マルチバイブ
レータについて、以下その動作について説明す
る。
従来例と同じ動作のところは説明を省略し、本
実施例の特長となるところを説明する。
可変電流源回路27の入力端子33に印加され
た電圧V0は、まず、電圧−電流変換回路で直線
的に電流I0に変換され、この電流I0がトランジス
タ28に流れる。トランジスタ28,29,30
及び抵抗31,32は、カレントミラー回路を構
成しており、トランジスタ29には、トランジス
タ28と同じ電流I0が流される。よつて、トラン
ジスタ8或は9のうちどちらか導通している方に
電流I0が流される。
基準電圧Vrefは、抵抗20,21及びトランジ
スタ17で与えられる電位即ち、トランジスタ1
7のエミツタ電位VE17であり、 Vref=VE17=(+B)R21/R20+R21−VBE2 ……(3) (VBE2はトランジスタ17のベース・エミツタ
間の電圧降下) で表わされる。
基準電圧発生回路の出力段のトランジスタ17
に流される電流I1は、トランジスタ18及び抵抗
19で構成される電流源から供給される。この電
流源は、トランジスタ18のベースを可変電流源
回路27のトランジスタ28,29のベースに接
続することによつて、トランジスタ28,29,
30、抵抗31,32とともにカレントミラー回
路を構成している。
従つて、抵抗19の値を選べばこの電流源にも
トランジスタ29と同じ電流I0が流れ、I1=I0
なる。よつて、トランジスタ17には、トランジ
スタ3或は4のうちどちらか導通している方と同
じ値の電流を流すことができ、それぞれのベー
ス・エミツタ間の電圧降下VBE1とVBE2を常に同じ
値にすることができる。
一般に、VBEは、 VBE=kT/q)*ln(IE/IS) K:ボルツマン定数 T:絶対温度 IS:飽和電流 で表わされ、同一の半導体プロセスによる同一種
のトランジスタのVBEは、エミツタ電流IEが同じ
であれば、同じ値であり、温度による値の変化も
同じである。
トランジスタ3の導通時の、エミツタ電位VE3
は、 VE3=(+B)−VBE1 ……(4) (VBE1はトランジスタ3のベース・エミツタ間
の電圧降下) 基準電圧とバランスする時には、VE3−ΔV=
Vref即ち(3),(4)式より (+B)−VBE1−ΔV=(+B)R21/R20+R21− VBE2が成り立ち、 ΔVは、 ΔV=VE3−Vref =(+B−VBE1)−VE17 =(+B−VBE1)−(VB17−VBE2) =(+B)R20/R20+R21−(VBE1−VBE2)……(5) となる。ここで、トランジスタ3および17には
可変電流源回路のカレントミラー回路により、同
じ電流I0が流されるので、VBEの変化も同じ様に
変化し、 VBE1=VBE2 ……(6) が常に成り立ち、(5)式は ΔV=R20/R20+R21×(+B) ……(7) となる。ΔVは、R20の両端の電圧(電源電圧と
ベース電圧との差)の式で表わされる。(7)式で抵
抗R20とR21の温度特性は相対的に打消されるた
めΔVの温度依存性はない。
よつてΔVが入力電流I0の大きさ及びVBE1
VBE2に依存しない式で表わせるようになるので、
容量素子7に容量値の温度変化の少ないものを選
ぶと(3)式からわかるように発振周波数の入力に対
する直線性がよく発振周波数の温度変化による変
動が少ない。
以上ように本実施例によればトランジスタ3又
は4及びトランジスタ17には常に同じ電流を流
して各々のVBEの特性を合わせ、比較回路の基準
電圧即ちトランジスタ17のエミツタ電位、トラ
ンジスタ3又は4の導通時のエミツタ電位が常に
同じように変化する構成になつている。即ち、ト
ランジスタ18及び抵抗19で構成される電流源
において、トランジスタ18のベースを可変電流
源回路27のトランジスタ28,29のベースに
接続し、トランジスタ28,29,30、抵抗3
1,32とともにカレントミラー回路を構成する
ことによつて、可変電流源回路に入力された電圧
V0を変換した電流I0と同じ電流値I0を基準発生回
路出力段のトランジスタ17に流し、常にVBE2
VBE1を同一値にしている。
これにより、VBE2がI0の大きさに従つて変化
し、基準電圧VrefがVBE2の変化分だけ変化するの
でVBE1がI0の大きさに従つて変化或は温度変化し
ても入力電圧の大小にかかわらず、温度変化にも
依存しないで常に一定のΔVが得られ温度変動に
対して非常に周波数の安定した発振出力が得ら
れ、入力電圧対発振周波数の直線性も向上する。
発明の効果 以上のように本発明は、出力段の第5のトラン
ジスタに流れる電流を可変電流源回路から供給
し、比較回路の基準電圧を変化させる基準電圧発
生回路を設けたことにより、第3および第4のト
ランジスタのうち、導通している方のトランジス
タのエミツタ電位の変動に応じて基準電圧を変化
させることができるので、温度変動に依存しない
安定した発振出力が得られ、又、入力の大小にか
かわらず入力電圧対発振周波数の直線性のよい優
れた電圧制御マルチバイブレータを実現すること
ができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における電圧制御マ
ルチバイブレータの回路図、第2図は従来例の回
路図、第3図は第2図に示す回路の主要部a〜f
の信号波形図、第4図はトランジスタのコレクタ
電流と、VBE及び温度の関係を示す図である。 1,2,3,4……トランジスタ、5,6……
抵抗、7……容量素子、8,9……トランジス
タ、10……電流源、11,12,13,14…
…トランジスタ、15,16…電流源、17,1
8……トランジスタ、19,20,21……抵
抗、22,23……フリツプフロツプ入力端子、
24,25……フリツプフロツプ出力端子、26
……フリツプフロツプ回路、27……可変電流源
回路、28,29,30……トランジスタ、3
1,32……抵抗、33……入力端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 差動結合された第1および第2のトランジス
    タのコレクタに一端が共通の電源に接続された第
    1および第2の抵抗をそれぞれ接続し、第3のト
    ランジスタのベースを前記第1のトランジスタの
    コレクタに接続し、第4のトランジスタのベース
    を前記第2のトランジスタのコレクタに接続し、
    前記第3および第4のトランジスタのエミツタ間
    に容量素子を結合してなる回路と、 ベースに電圧が与えられエミツタを基準電圧出
    力とする第5のトランジスタを出力段にもつ基準
    電圧発生回路と、 前記第3および第4のトランジスタのうち導通
    している方のトランジスタより前記容量素子を介
    して流れる電流を、入力電圧或は入力電流に対し
    て直線的に変化させ、かつ、前記容量素子を介し
    て流れる電流と同じ値の電流を前記第5のトラン
    ジスタに流す可変電流源回路と、 前記第3および第4のトランジスタのエミツタ
    電圧と前記第5のトランジスタのエミツタ電圧と
    を比較する比較回路と、 前記比較回路の出力信号により出力状態を反転
    させ、前記反転信号により前記第1および第2の
    トランジスタの導通、非導通状態を反転させるフ
    リツプフロツプ回路とを備えたことを特徴とする
    電圧制御マルチバイブレータ。
JP60156441A 1985-07-16 1985-07-16 電圧制御マルチバイブレ−タ Granted JPS6218111A (ja)

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