JPH0548352A - シグナル電圧及び参照電圧間の差異に比例し温度に依存しない電流を発生させる集積回路 - Google Patents
シグナル電圧及び参照電圧間の差異に比例し温度に依存しない電流を発生させる集積回路Info
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- JPH0548352A JPH0548352A JP3350523A JP35052391A JPH0548352A JP H0548352 A JPH0548352 A JP H0548352A JP 3350523 A JP3350523 A JP 3350523A JP 35052391 A JP35052391 A JP 35052391A JP H0548352 A JPH0548352 A JP H0548352A
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- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/04—Modifications of control circuit to reduce distortion caused by control
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/22—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only
- G05F3/222—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage
- G05F3/225—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a current or voltage as a predetermined function of the temperature
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- H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
- H03G1/0017—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid-state elements
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シグナル電圧（ＶAGC ）及び参照電圧
（ＶR ）間の差異に比例し温度変化に実質的に依存しな
い電流を発生できる集積回路を提供する。 【構成】 温度に正比例し少なくとも１個の集積抵抗の
値に反比例するバイアス電流を駆動させることのできる
第１の手段（ＢＧ）、入力に印加される差動入力電圧
（Ｖd ）の電圧／電圧変換を行うことのできる第１差動
段（Ｃ）、入力に印加される差動電圧（ＶD ）の関数と
して出力電流（ＩOUT ）を発生させるために、指数則に
従って電圧／電流変換を行うことのできる第２の差動段
（Ｄ）、電流／電圧変換を行う差動入力回路（Ａ）を含
んで成る集積回路。本回路により得られる前記出力電流
は、温度変化に依存しない第２の差動段の前記定バイア
ス電流の値と、出力抵抗間の比、及び実質的に温度安定
性の電圧間の比等の温度依存性を有しない関数であり、
前記目的を達成できる。
（ＶR ）間の差異に比例し温度変化に実質的に依存しな
い電流を発生できる集積回路を提供する。 【構成】 温度に正比例し少なくとも１個の集積抵抗の
値に反比例するバイアス電流を駆動させることのできる
第１の手段（ＢＧ）、入力に印加される差動入力電圧
（Ｖd ）の電圧／電圧変換を行うことのできる第１差動
段（Ｃ）、入力に印加される差動電圧（ＶD ）の関数と
して出力電流（ＩOUT ）を発生させるために、指数則に
従って電圧／電流変換を行うことのできる第２の差動段
（Ｄ）、電流／電圧変換を行う差動入力回路（Ａ）を含
んで成る集積回路。本回路により得られる前記出力電流
は、温度変化に依存しない第２の差動段の前記定バイア
ス電流の値と、出力抵抗間の比、及び実質的に温度安定
性の電圧間の比等の温度依存性を有しない関数であり、
前記目的を達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シグナル電圧及び参照
電圧との差異に比例し温度及び集積抵抗の変化に依存し
ない電流を発生させる集積回路に関する。該回路はそれ
に限定されるものではないが、シグナル処理システム中
で自動ゲインコントロールを行うために特に有用であ
る。
電圧との差異に比例し温度及び集積抵抗の変化に依存し
ない電流を発生させる集積回路に関する。該回路はそれ
に限定されるものではないが、シグナル処理システム中
で自動ゲインコントロールを行うために特に有用であ
る。
【０００２】
【従来技術】特にそれが磁気的変換器、機械的変換器、
チューナ等から来るものであるとシグナル処理システム
の入力シグナルは大きな振幅変動を受けやすい。種々の
条件下で30〜60ｄＢの変動が起こりうる。従って入力シ
グナルの変動しうる増幅を決定する、通常頭字語ＡＧＣ
で表示される自動ゲインコントロール用デバイスでシグ
ナルを処理するシステムを装着し、これにより出力で一
定の振幅の増幅シグナルを得るようにすることが有用で
ある。ＡＧＣで与えられるシステムの典型的で簡略化さ
れたダイアグラムが図１に示されている。ＡＧＣ回路へ
の入力におけるシグナルは直流電圧ＶAGC でこれはシグ
ナルＶX の振幅に比例する。ＡＧＣ回路は出力電流Ｉ
OUT を供給し、これは増幅器Ｇのゲインを調製し、これ
によりシグナルＶX の振幅を入力シグナルＶINの振幅に
依存せずに一定に保持する。
チューナ等から来るものであるとシグナル処理システム
の入力シグナルは大きな振幅変動を受けやすい。種々の
条件下で30〜60ｄＢの変動が起こりうる。従って入力シ
グナルの変動しうる増幅を決定する、通常頭字語ＡＧＣ
で表示される自動ゲインコントロール用デバイスでシグ
ナルを処理するシステムを装着し、これにより出力で一
定の振幅の増幅シグナルを得るようにすることが有用で
ある。ＡＧＣで与えられるシステムの典型的で簡略化さ
れたダイアグラムが図１に示されている。ＡＧＣ回路へ
の入力におけるシグナルは直流電圧ＶAGC でこれはシグ
ナルＶX の振幅に比例する。ＡＧＣ回路は出力電流Ｉ
OUT を供給し、これは増幅器Ｇのゲインを調製し、これ
によりシグナルＶX の振幅を入力シグナルＶINの振幅に
依存せずに一定に保持する。
【０００３】他方、集積回路の要素は高度に温度依存性
のある固有の電気的特性を有している。明白なように、
シリコン中の接合のＶBEは温度に反比例し、集積抵抗の
値は温度に正比例する。ＡＧＣシステム中及び類似の集
積回路中で、標準的設計値に関する電気的特性のこれら
の変動は、これらの非常に鋭敏な回路の動作の許容でき
ない不正確性をしばしば決定することがある。
のある固有の電気的特性を有している。明白なように、
シリコン中の接合のＶBEは温度に反比例し、集積抵抗の
値は温度に正比例する。ＡＧＣシステム中及び類似の集
積回路中で、標準的設計値に関する電気的特性のこれら
の変動は、これらの非常に鋭敏な回路の動作の許容でき
ない不正確性をしばしば決定することがある。
【０００４】
【発明の目的及び概要】従って本発明の主目的は、シグ
ナル電圧及び参照電圧間の差異に比例し温度変化に実質
的に依存しない電流を発生できる集積回路を提供するこ
とである。本発明の他の目的は、改良されたＡＧＣ回路
を提供することである。
ナル電圧及び参照電圧間の差異に比例し温度変化に実質
的に依存しない電流を発生できる集積回路を提供するこ
とである。本発明の他の目的は、改良されたＡＧＣ回路
を提供することである。
【０００５】シグナル電圧及び参照電圧間の差異に比例
し温度に依存しない電流を発生させる本発明の回路は、
シグナル電圧が印加される第１の入力ターミナル及び温
度に対して安定な参照電圧が印加される第２の入力ター
ミナルを有する差動入力回路を含んで成っている。該回
路はエミッタ接地配置に接続された１対のトランジスタ
から形成され、各トランジスタは第１の回路サプライノ
ードと適切なトランジスタのエミッタ間に接続された個
々の電流発振器によりバイアスされる。２個の電流発振
器は実質的に同一で、集積抵抗のある値に反比例する
（つまり集積抵抗の温度係数に反比例する）電流を本質
的に発生させ、２個のトランジスタのエミッタは集積抵
抗を通して接続され差動回路のトリガしきい値を上昇さ
せ、これにより直線性のゾーンを増加させシグナル電圧
と参照電圧間の電圧差を差動回路の２個のプランチを通
って流れる電流間の差異に確実に変換する。
し温度に依存しない電流を発生させる本発明の回路は、
シグナル電圧が印加される第１の入力ターミナル及び温
度に対して安定な参照電圧が印加される第２の入力ター
ミナルを有する差動入力回路を含んで成っている。該回
路はエミッタ接地配置に接続された１対のトランジスタ
から形成され、各トランジスタは第１の回路サプライノ
ードと適切なトランジスタのエミッタ間に接続された個
々の電流発振器によりバイアスされる。２個の電流発振
器は実質的に同一で、集積抵抗のある値に反比例する
（つまり集積抵抗の温度係数に反比例する）電流を本質
的に発生させ、２個のトランジスタのエミッタは集積抵
抗を通して接続され差動回路のトリガしきい値を上昇さ
せ、これにより直線性のゾーンを増加させシグナル電圧
と参照電圧間の電圧差を差動回路の２個のプランチを通
って流れる電流間の差異に確実に変換する。
【０００６】第２の（仮想）サプライノード及び差動入
力回路の２個のトランジスタのそれぞれのコレクタ間に
は、それそれのトランジスタの負荷としてそれぞれ機能
する２個の同一の順方向バイアスされたダイオードが接
続されている。これにより差動回路の２個のブランチを
通って流れる電流の対数則に従う電流／電圧変換を表す
差動電圧が差動入力回路の出力（コレクタ）ノード間で
得られる。この差動電圧が第１の差動段の入力へ印加さ
れ、これを通して、温度に正比例し少なくとも１個の集
積抵抗の値に反比例する電流を発生させることのできる
回路手段により発生するバイアス電流が流される。
力回路の２個のトランジスタのそれぞれのコレクタ間に
は、それそれのトランジスタの負荷としてそれぞれ機能
する２個の同一の順方向バイアスされたダイオードが接
続されている。これにより差動回路の２個のブランチを
通って流れる電流の対数則に従う電流／電圧変換を表す
差動電圧が差動入力回路の出力（コレクタ）ノード間で
得られる。この差動電圧が第１の差動段の入力へ印加さ
れ、これを通して、温度に正比例し少なくとも１個の集
積抵抗の値に反比例する電流を発生させることのできる
回路手段により発生するバイアス電流が流される。
【０００７】温度に正比例し集積抵抗の値に反比例する
電流を発生させるためのこれらの回路手段は、種々のも
のを使用することができる。好ましい態様によると、こ
れらの特性を有するバイアス電流は、当業者に周知なよ
うに、実質的に温度変化及びサプライ電圧に依存しない
値の定電圧のソースとして広く使用されるシグナル処理
用集積回路中に通常存在する一般的な「バンド−ギャッ
プ」回路から都合良く誘導されることができる。
電流を発生させるためのこれらの回路手段は、種々のも
のを使用することができる。好ましい態様によると、こ
れらの特性を有するバイアス電流は、当業者に周知なよ
うに、実質的に温度変化及びサプライ電圧に依存しない
値の定電圧のソースとして広く使用されるシグナル処理
用集積回路中に通常存在する一般的な「バンド−ギャッ
プ」回路から都合良く誘導されることができる。
【０００８】このような第１の差動段で生成する差動出
力電圧は指数則に従って電圧／電流変換を行うことので
きる第２の差動段の入力へ印加され、個々の入力に印加
される差動電圧の関数として出力ターミナルを通って所
望の出力電流を発生させる。この第２の差動段は、温度
変化に実質的に依存しない定電流発振器によりバイアス
される。後述するように、出力電流は、温度変化に依存
しない第２の差動段の前記定バイアス電流の値と、出力
抵抗間の比（従って温度に対して実質的に変化しない）
の、純数の対数の、及び実質的に温度安定性の電圧間の
比の指数関数の積に等しい。
力電圧は指数則に従って電圧／電流変換を行うことので
きる第２の差動段の入力へ印加され、個々の入力に印加
される差動電圧の関数として出力ターミナルを通って所
望の出力電流を発生させる。この第２の差動段は、温度
変化に実質的に依存しない定電流発振器によりバイアス
される。後述するように、出力電流は、温度変化に依存
しない第２の差動段の前記定バイアス電流の値と、出力
抵抗間の比（従って温度に対して実質的に変化しない）
の、純数の対数の、及び実質的に温度安定性の電圧間の
比の指数関数の積に等しい。
【０００９】
【図面の説明】本発明の対象である回路の種々の態様及
び利点は、引き続く説明及び添付図面の参照により更に
明らかになるであろう。図１は、既に述べたように、自
動ゲインコントロール（ＡＧＣ）システムの簡略化され
たブロックダイアグラム、図２は、本発明の回路の機能
的なブロックダイアグラム、図３は、図２の回路の好ま
しい態様による回路ダイアグラム、図４は、図３の本発
明の回路で代替使用可能な、温度に比例し集積抵抗の値
に反比例する電流を発生させる回路の回路ダイアグラム
である。
び利点は、引き続く説明及び添付図面の参照により更に
明らかになるであろう。図１は、既に述べたように、自
動ゲインコントロール（ＡＧＣ）システムの簡略化され
たブロックダイアグラム、図２は、本発明の回路の機能
的なブロックダイアグラム、図３は、図２の回路の好ま
しい態様による回路ダイアグラム、図４は、図３の本発
明の回路で代替使用可能な、温度に比例し集積抵抗の値
に反比例する電流を発生させる回路の回路ダイアグラム
である。
【００１０】
【好ましい態様の説明】図２を参照すると本発明の回路
は差動電圧ＶAGC−ＶR を電流Ｉ1 ＋ｘとＩ1 −ｘに直
線／対数変換する第１ブロックＡを機能的に含んで成っ
ている。ブロックＢは、対数則に従って電流Ｉ1 ＋ｘと
Ｉ1 −ｘを差動電圧Ｖd に電流／電圧変換する。ブロッ
クＣは第１差動段で、それを通して温度に正比例し少な
くとも１個の集積抵抗の値に反比例するこのような電流
Ｉ2 を発生できる回路により発生するバイアス電流Ｉ2
が駆動される。この回路は「バンド−ギャップ」回路
（ＢＧ）であることができる。ブロックＣは指数則に従
って入力に印加される差動電圧Ｖd を差動出力電圧ＶD
に機能的に電圧／電圧変換する。
は差動電圧ＶAGC−ＶR を電流Ｉ1 ＋ｘとＩ1 −ｘに直
線／対数変換する第１ブロックＡを機能的に含んで成っ
ている。ブロックＢは、対数則に従って電流Ｉ1 ＋ｘと
Ｉ1 −ｘを差動電圧Ｖd に電流／電圧変換する。ブロッ
クＣは第１差動段で、それを通して温度に正比例し少な
くとも１個の集積抵抗の値に反比例するこのような電流
Ｉ2 を発生できる回路により発生するバイアス電流Ｉ2
が駆動される。この回路は「バンド−ギャップ」回路
（ＢＧ）であることができる。ブロックＣは指数則に従
って入力に印加される差動電圧Ｖd を差動出力電圧ＶD
に機能的に電圧／電圧変換する。
【００１１】ブロックＤは第２差動段であり、これを通
して実質的に温度に依存しないバイアス電流ＩEEが駆動
される。ブロックＤは指数則に従って、個々の入力に印
加される差動電圧ＶD を、温度変化に依存しない電圧Ｖ
AGC 及びＶR 間の差の関数である出力電流ＩOUT に電圧
／電流変換する。本発明の好ましい態様が図３の回路に
表され、ここで適切な回路ブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及び
ＢＧは点線枠内に特定されている。典型的な「バンド−
ギャップ」回路（ＢＧ）はトランジスタＴ６、Ｔ７、Ｔ
８、Ｔ９、Ｔ10及びＴ11、及び抵抗ＲA 、ＲB 、ＲC 及
びＲD から成っている。この回路は一般に集積回路中に
存在し、これはそれぞれの出力ターミナル上で、極度に
温度安定性がありサプライ電圧の変化に依存しない定電
圧ＶG を生成するために広く使用されている。
して実質的に温度に依存しないバイアス電流ＩEEが駆動
される。ブロックＤは指数則に従って、個々の入力に印
加される差動電圧ＶD を、温度変化に依存しない電圧Ｖ
AGC 及びＶR 間の差の関数である出力電流ＩOUT に電圧
／電流変換する。本発明の好ましい態様が図３の回路に
表され、ここで適切な回路ブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及び
ＢＧは点線枠内に特定されている。典型的な「バンド−
ギャップ」回路（ＢＧ）はトランジスタＴ６、Ｔ７、Ｔ
８、Ｔ９、Ｔ10及びＴ11、及び抵抗ＲA 、ＲB 、ＲC 及
びＲD から成っている。この回路は一般に集積回路中に
存在し、これはそれぞれの出力ターミナル上で、極度に
温度安定性がありサプライ電圧の変化に依存しない定電
圧ＶG を生成するために広く使用されている。
【００１２】バンド−ギャップ回路のトランジスタＴ６
及びＴ７を通る電流はトランジスタＴ５によりミラーさ
れることができ、この電流Ｉ2 は次の関係で与えられる
ことを示すことができ、 Ｉ2 ＝（ＫＴ／ｑＲＡ）ｌｎ Ａ （1) ここでＫはボルツマン定数、ｑは電荷、Ｔはケルビンの
絶対温度そしてＡはトランジスタＴ８のエリアである。
トランジスタＴ６、Ｔ７及びＴ５のエミッタ間に接続さ
れた抵抗Ｒは当業者には周知なようにミラー比の正確性
を増加させる目的で機能的に導入されることができる。
及びＴ７を通る電流はトランジスタＴ５によりミラーさ
れることができ、この電流Ｉ2 は次の関係で与えられる
ことを示すことができ、 Ｉ2 ＝（ＫＴ／ｑＲＡ）ｌｎ Ａ （1) ここでＫはボルツマン定数、ｑは電荷、Ｔはケルビンの
絶対温度そしてＡはトランジスタＴ８のエリアである。
トランジスタＴ６、Ｔ７及びＴ５のエミッタ間に接続さ
れた抵抗Ｒは当業者には周知なようにミラー比の正確性
を増加させる目的で機能的に導入されることができる。
【００１３】この好ましい態様によると、バンド−ギャ
ップ回路は実質的に温度（Ｔ）に比例し少なくとも１個
の集積抵抗（ＲA ）に反比例するバイアス電流Ｉ2 を発
生させるために利用され、この電流はトランジスタＴ３
及びＴ４及び適切な負荷抵抗Ｒ2 により形成される第１
の差動段（ブロックＣ）を通って流される。第２差動段
つまり差動出力段（ブロックＤ）はトランジスタＴ12及
びＴ13及び実質的に温度依存性のない適切なバイアス電
流ＩEE発振器により構成されている。多数の温度依存性
のない電流発振回路が文献に充分に開示されている。
Ｐ．Ｒ．グレーとＲ．Ｇ．メーヤーによる「アナログ集
積回路の分析及び設計」と題する著作（Ｊ．ウィレイ・
アンド・サンズ社発行）の248 〜259 頁に多数の温度依
存しない電流及び電圧発生回路の説明が含まれ、この説
明は明瞭な参照として本明細書に含まれる。更にこのタ
イプの他の回路は当業者に周知であり従ってこれらの回
路の繰り返しの説明は不要である。
ップ回路は実質的に温度（Ｔ）に比例し少なくとも１個
の集積抵抗（ＲA ）に反比例するバイアス電流Ｉ2 を発
生させるために利用され、この電流はトランジスタＴ３
及びＴ４及び適切な負荷抵抗Ｒ2 により形成される第１
の差動段（ブロックＣ）を通って流される。第２差動段
つまり差動出力段（ブロックＤ）はトランジスタＴ12及
びＴ13及び実質的に温度依存性のない適切なバイアス電
流ＩEE発振器により構成されている。多数の温度依存性
のない電流発振回路が文献に充分に開示されている。
Ｐ．Ｒ．グレーとＲ．Ｇ．メーヤーによる「アナログ集
積回路の分析及び設計」と題する著作（Ｊ．ウィレイ・
アンド・サンズ社発行）の248 〜259 頁に多数の温度依
存しない電流及び電圧発生回路の説明が含まれ、この説
明は明瞭な参照として本明細書に含まれる。更にこのタ
イプの他の回路は当業者に周知であり従ってこれらの回
路の繰り返しの説明は不要である。
【００１４】差動入力回路（ブロックＡ）は、１対のト
ランジスタＴ１及びＴ２、該２個のトランジスタのエミ
ッタ間に接続された集積抵抗Ｒ1 及び次の関係で与えら
れる電流を供給できる電流Ｉ1 発振器対で構成され、 Ｉ1 ＝ＶREF ／ＲE ここでＶREF は温度依存しない定電圧、ＲE はその値が
温度変化を受けやすい集積抵抗である。明らかなよう
に、好適な電圧ＶREF はバンド−ギャップ回路（ＢＧ）
のそれぞれのターミナルの集積回路内で利用できる電圧
ＶG から都合良く誘導される。ブロックＢは差動入力回
路の２個のトランジスタＴ１及びＴ２のそれぞれの負荷
Ｄ１及びＤ２をそれぞれ表している。２個のダイオード
Ｄ１及びＤ２は２個のトランジスタＴ１及びＴ２のそれ
ぞれのコレクタと回路の仮想サプライノードに接続され
ている。抵抗ＲV は第１差動段（ブロックＣ）のトラン
ジスタ対Ｔ３及びＴ４をダイナミック動作特性の好適な
ゾーン内に維持するために充分な電圧降下を生成させる
単一の効果を有している。
ランジスタＴ１及びＴ２、該２個のトランジスタのエミ
ッタ間に接続された集積抵抗Ｒ1 及び次の関係で与えら
れる電流を供給できる電流Ｉ1 発振器対で構成され、 Ｉ1 ＝ＶREF ／ＲE ここでＶREF は温度依存しない定電圧、ＲE はその値が
温度変化を受けやすい集積抵抗である。明らかなよう
に、好適な電圧ＶREF はバンド−ギャップ回路（ＢＧ）
のそれぞれのターミナルの集積回路内で利用できる電圧
ＶG から都合良く誘導される。ブロックＢは差動入力回
路の２個のトランジスタＴ１及びＴ２のそれぞれの負荷
Ｄ１及びＤ２をそれぞれ表している。２個のダイオード
Ｄ１及びＤ２は２個のトランジスタＴ１及びＴ２のそれ
ぞれのコレクタと回路の仮想サプライノードに接続され
ている。抵抗ＲV は第１差動段（ブロックＣ）のトラン
ジスタ対Ｔ３及びＴ４をダイナミック動作特性の好適な
ゾーン内に維持するために充分な電圧降下を生成させる
単一の効果を有している。
【００１５】次に回路の分析及び動作を説明する。温度
安定性のある参照電圧ＶR （同じバンド−ギャップ回路
により供給される定電圧ＶG から誘導されることができ
る）をシグナル電圧ＶAGC と比較しかつＲ 1 Ｉ1 ＞＞Ｖ
T （ここでＶT ＝ＫＴ／ｑである）の条件が成立する
と、 （ＶAGC −ＶR ）／Ｒ1 ＝ｘ （3) と書くことができる。第１差動段Ｔ３−Ｔ４（ブロック
Ｃ）の入力の差動電圧Ｖd は、ダイオードＤ１及びＤ２
の電圧ＶBEの差により与えられる。 Ｖd ＝ＶBE1 −ＶBE2 ＝ＶT ｌｎ〔（Ｉ1 ＋ｘ）／（Ｉ1 −ｘ）〕 （4)
安定性のある参照電圧ＶR （同じバンド−ギャップ回路
により供給される定電圧ＶG から誘導されることができ
る）をシグナル電圧ＶAGC と比較しかつＲ 1 Ｉ1 ＞＞Ｖ
T （ここでＶT ＝ＫＴ／ｑである）の条件が成立する
と、 （ＶAGC −ＶR ）／Ｒ1 ＝ｘ （3) と書くことができる。第１差動段Ｔ３−Ｔ４（ブロック
Ｃ）の入力の差動電圧Ｖd は、ダイオードＤ１及びＤ２
の電圧ＶBEの差により与えられる。 Ｖd ＝ＶBE1 −ＶBE2 ＝ＶT ｌｎ〔（Ｉ1 ＋ｘ）／（Ｉ1 −ｘ）〕 （4)
【００１６】電流ｙを差動回路の差動入力電圧Ｖd にリ
ンクする式は次の通りである。 ｙ＝（Ｉ2 ／２）ｔａｎｈ（Ｖd ／２ＶT ） （5) （4)を（5)に代入すると、 ｙ＝（Ｉ2 ／２）（ＶAGC −ＶR ) ／Ｒ1 Ｉ1 （6) が与えられる。Ｉ2 の置換式（1)とＩ1 の置換式（2)
は、 ＶD ＝２Ｒ2 ｙ＝２Ｒ2 （ＫＴ／ｑＲＡ）ｌｎ（Ａ）（1/2)〔（ＶAGC −ＶR ）／Ｒ1 〕（ＲE ／ＶREF ） （7) を与える。
ンクする式は次の通りである。 ｙ＝（Ｉ2 ／２）ｔａｎｈ（Ｖd ／２ＶT ） （5) （4)を（5)に代入すると、 ｙ＝（Ｉ2 ／２）（ＶAGC −ＶR ) ／Ｒ1 Ｉ1 （6) が与えられる。Ｉ2 の置換式（1)とＩ1 の置換式（2)
は、 ＶD ＝２Ｒ2 ｙ＝２Ｒ2 （ＫＴ／ｑＲＡ）ｌｎ（Ａ）（1/2)〔（ＶAGC −ＶR ）／Ｒ1 〕（ＲE ／ＶREF ） （7) を与える。
【００１７】次の式 ＩOUT ＝ＩEE〔１／（１−ｅｘｐ（ＶD ／ＶT ））〕 （8) が第２差動段Ｔ12−Ｔ13（ブロックＤ）により生成する
出力電流ＩOUT について成立しＶD ＞＞ＶT であると、 ＩOUT ＝ＩEE〔ｅｘｐ（−ＶD ／ＶT ）〕 （9) が得られる。式（7)を式（9)に代入すると、 ＩOUT ＝ＩEEｅｘｐ〔（−Ｒ2 ＲE ／Ｒ1 ＲＡ）ｌｎ（Ａ）（ＶAGC −ＶR ）／ ＶREF ] （10) が得られる。
出力電流ＩOUT について成立しＶD ＞＞ＶT であると、 ＩOUT ＝ＩEE〔ｅｘｐ（−ＶD ／ＶT ）〕 （9) が得られる。式（7)を式（9)に代入すると、 ＩOUT ＝ＩEEｅｘｐ〔（−Ｒ2 ＲE ／Ｒ1 ＲＡ）ｌｎ（Ａ）（ＶAGC −ＶR ）／ ＶREF ] （10) が得られる。
【００１８】これから判るように、出力電流ＩOUT は、
本質的に温度安定性のある第２差動段（ブロックＤ）の
定バイアス電流ＩEEと、温度変化に影響されない集積抵
抗間の比、及び純粋な数及び実質的に温度安定性のある
電圧の対数の指数関数との積で与えられる。従って温度
変化に影響されない自動ゲインコントロール（ＡＧＣ）
用の極度に正確なシステムを形成する増幅器のゲインの
コントロールを行うために、電流ＩOUT は特に適切であ
る。
本質的に温度安定性のある第２差動段（ブロックＤ）の
定バイアス電流ＩEEと、温度変化に影響されない集積抵
抗間の比、及び純粋な数及び実質的に温度安定性のある
電圧の対数の指数関数との積で与えられる。従って温度
変化に影響されない自動ゲインコントロール（ＡＧＣ）
用の極度に正確なシステムを形成する増幅器のゲインの
コントロールを行うために、電流ＩOUT は特に適切であ
る。
【００１９】本発明の回路の所望の温度補償を許容する
ための、温度に正比例し第１の差動段（ブロックＣ）を
横切る少なくとも１個の集積抵抗の値に反比例する電流
を発生させるために必要な条件は、バンド−ギャップ回
路（ブロックＢＧ）とは異なった回路を使用しても満足
することができる。図４は、温度に正比例し集積抵抗の
温度係数の値に反比例する電流を発生させるために適し
た代替回路を示している。出力電流Ｉ2 は実際に次の式
により良好な近似で与えられる。 Ｉ2 ＝（ＫＴ／ｑ）（１／ＲＡ） （11) 他の回路と同様に、当業者には明らかなように、これは
本発明の回路の第１差動段Ｔ３−Ｔ４を通って流れる電
流Ｉ2 を発生させるために使用することができる。更に
それはバンド−ギャップ回路が既に存在する回路に、第
１差動段を横切る必要電流Ｉ2 を駆動するトランジスタ
（Ｔ５）を加えて都合良く使用できる。
ための、温度に正比例し第１の差動段（ブロックＣ）を
横切る少なくとも１個の集積抵抗の値に反比例する電流
を発生させるために必要な条件は、バンド−ギャップ回
路（ブロックＢＧ）とは異なった回路を使用しても満足
することができる。図４は、温度に正比例し集積抵抗の
温度係数の値に反比例する電流を発生させるために適し
た代替回路を示している。出力電流Ｉ2 は実際に次の式
により良好な近似で与えられる。 Ｉ2 ＝（ＫＴ／ｑ）（１／ＲＡ） （11) 他の回路と同様に、当業者には明らかなように、これは
本発明の回路の第１差動段Ｔ３−Ｔ４を通って流れる電
流Ｉ2 を発生させるために使用することができる。更に
それはバンド−ギャップ回路が既に存在する回路に、第
１差動段を横切る必要電流Ｉ2 を駆動するトランジスタ
（Ｔ５）を加えて都合良く使用できる。
【図１】自動ゲインコントロール（ＡＧＣ）システムの
簡略化されたブロックダイアグラム。
簡略化されたブロックダイアグラム。
【図２】本発明の回路の機能的なブロックダイアグラ
ム。
ム。
【図３】図２の回路の好ましい態様による回路ダイアグ
ラム。
ラム。
【図４】図３の本発明の回路で代替使用可能な、温度に
比例し集積抵抗の値に反比例する電流を発生させる回路
の回路ダイアグラム。
比例し集積抵抗の値に反比例する電流を発生させる回路
の回路ダイアグラム。
Ａ、Ｂ・・・差動入力回路 Ｃ・・・第１差動段 Ｄ・
・・第２差動段 ＢＧ・・・バンド−ギャップ回路
・・第２差動段 ＢＧ・・・バンド−ギャップ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マウリツイオ・ツフアダ イタリア国 ミラノ 20153 ピアツツ ア・アニタ・ガリバルデイ ８ (72)発明者 ジヤンフランコ・ヴアイ イタリア国 パヴイア 27100 ビイア・ リヴイエラ 134 (72)発明者 ダヴイツド・モロニー イタリア国 コルナレド 20010 ビイ ア・ブレラ24
Claims (6)
- 【請求項１】 温度に依存せずシグナル電圧（ＶAGC ）
と参照電圧（ＶR ）間の差に比例する電流を発生させる
ための集積回路において、 該回路が、 温度に正比例し少なくとも１個の集積抵抗の値に反比例
するバイアス電流を駆動させることのできる第１の手段
（ＢＧ）と、 第１及び第２の入力及び第１及び第２の出力を有し、指
数則に従って前記入力に印加される差動入力電圧
（Ｖd ）の電圧／電圧変換を行うことのできる第１差動
段（Ｃ）と、 実質的に温度変化に依存しない定バイアス電流を駆動で
きる電流（ＩEE）発振器と、 前記第１の差動段の前記第１の出力に接続された第１の
入力と前記第１の差動段の前記第２の出力に接続された
第２の入力を有し、前記入力に印加される差動電圧（Ｖ
D ）の関数として出力ターミナルを横切る前記出力電流
（ＩOUT ）を発生させるために、指数則に従って電圧／
電流変換を行うことのできる第２の差動段（Ｄ）と、 実質的に温度依存性のない、前記シグナル電圧
（ＶAGC ）が印加される第１入力ターミナルと、前記参
照電圧（ＶR ）が印加される第２入力ターミナルを有
し、エミッタ接地コンフィギュレーションで接続された
１対のトランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）により形成され、該
トランジスタがそれぞれ回路の第１サプライノードと前
記トランジスタのエミッタ間に接続された２個の同一の
電流（Ｉ1 ）発振器によりバイアスされ、これらが少な
くとも１個の集積抵抗の値に反比例する電流を発生させ
ることができ、前記エミッタが集積抵抗（Ｒ1 ）を通し
て相互接続され、そして前記トランジスタがそれぞれの
負荷として該トランジスタのコレクタと回路の第２の仮
想サプライノード間に同一の順方向バイアスされたダイ
オード（Ｄ１、Ｄ２）を有し、前記１対のトランジスタ
のコレクタノードを横切る差動出力電圧（Ｖd ）が前記
トランジスタ対（Ｔ１、Ｔ２）を通って流れるそれぞれ
の電流（Ｉ1 ＋ｘ及びＩ1 −ｘ）の対数則に従う電流／
電圧変換を表しかつこの第１の差動段（Ａ）の入力に印
加され、この電流が前記シグナル電圧（ＶAGC ）及び前
記参照電圧（ＶR ）間の差の直線／対数則に従う電圧／
電流変換を表す前記差動入力回路（Ａ）、 を含んで成ることを特徴とする集積回路。 - 【請求項２】 温度に正比例し少なくとも１個の集積抵
抗の値に反比例するバイアス電流を発生させることがで
きる前記第１の手段が、バンド−ギャップ回路、及び前
記第１差動段（Ｃ）の１対の入力トランジスタ（Ｔ３、
Ｔ４）の共通エミッタノードに接続されたコレクタ、実
質的にサプライノードに接続されたエミッタ及び前記サ
プライノードに接続されたそれぞれのエミッタを有する
前記バンド−ギャップ回路の第１のトランジスタ対（Ｔ
６、Ｔ７）のベースに接続されたベースを有するトラン
ジスタ（Ｔ５）である請求項１に記載の集積回路。 - 【請求項３】 差動入力回路（Ａ）の前記トランジスタ
対のトランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）をバイアスするための
前記２個の同一の電流（Ｉ1 ）発振器が、温度安定性の
定電圧と集積抵抗間の比に等しい値の電流を発生させる
請求項１に記載の集積回路。 - 【請求項４】 参照電圧（ＶR ）と増幅器からの出力シ
グナルの振幅に比例するシグナル電圧（ＶAGC ）間の差
の関数として前記増幅器のゲインのコントロール用の直
流（ＩOUT ）の発生用の集積回路において、 該回路が、 温度に正比例し少なくとも１個の集積抵抗の値に反比例
するバイアス電流を駆動させることのできる第１の手段
（ＢＧ）と、 第１及び第２の入力及び第１及び第２の出力を有し、指
数則に従って前記入力に印加される差動入力電圧
（Ｖd ）の電圧／電圧変換を行うことのできる第１差動
段（Ｃ）と、 実質的に温度変化に依存しない定バイアス電流を駆動で
きる電流（ＩEE）発振器と、 前記第１の差動段の前記第１の出力に接続された第１の
入力と前記第１の差動段の前記第２の出力に接続された
第２の入力を有し、前記入力に印加される差動電圧（Ｖ
D ）の関数として出力ターミナルを横切る前記出力電流
（ＩOUT ）を発生させるために、指数則に従って電圧／
電流変換を行うことのできる第２の差動段（Ｄ）と、 実質的に温度依存性のない、前記シグナル電圧
（ＶAGC ）が印加される第１入力ターミナルと、前記参
照電圧（ＶR ）が印加される第２入力ターミナルを有
し、エミッタ接地コンフィギュレーションで接続された
１対のトランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）により形成され、該
トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）がそれぞれ回路の第１サプ
ライノードと前記トランジスタのエミッタ間に接続され
２個の同一の電流（Ｉ1 ）発振器によりバイアスされ、
これらが少なくとも１個の集積抵抗の値に反比例する電
流を発生させることができ、前記エミッタが集積抵抗
（Ｒ1 ）を通して相互接続され、そして前記トランジス
タがそれぞれの負荷として該トランジスタのコレクタと
回路の第２の仮想サプライノード間に同一の順方向バイ
アスされたダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を有し、前記１対
のトランジスタのコレクタノードを横切る差動出力電圧
（Ｖd ）が前記対のトランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）を通っ
て流れるそれぞれの電流（Ｉ1 ＋ｘ及びＩ1 −ｘ）の対
数則に従う電流／電圧変換を表しかつこの第１の差動段
（Ａ）の入力に印加され、この電流が前記シグナル電圧
（ＶAGC ）及び前記参照電圧（ＶR ）間の差の直線／対
数則に従う電圧／電流変換を表す前記差動入力回路
（Ａ）、 を含んで成ることを特徴とする集積回路。 - 【請求項５】 温度に正比例し少なくとも１個の集積抵
抗の値に反比例するバイアス電流を発生させることがで
きる前記第１の手段が、バンド−ギャップ回路、及び前
記第１差動段の１対の入力トランジスタ（Ｔ３、Ｔ４）
の共通エミッタノードに接続されたコレクタ、実質的に
サプライノードに接続されたエミッタ及び前記サプライ
ノードに接続されたそれぞれのエミッタを有する前記バ
ンド−ギャップ回路の第１のトランジスタ対（Ｔ６、Ｔ
７）のベースに接続されたベースを有するトランジスタ
（Ｔ５）である請求項４に記載の集積回路。 - 【請求項６】 差動入力回路（Ａ）の前記トランジスタ
対のトランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）をバイアスするための
前記２個の同一の電流（Ｉ1 ）発振器が、温度安定性の
定電圧と集積抵抗間の比に等しい値の電流を発生させる
請求項４に記載の集積回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP90830579A EP0490016B1 (en) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | Integrated circuit for generating a temperature independent current proportional to the voltage difference between a signal and a reference voltage |
| IT90830579.0 | 1990-12-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0548352A true JPH0548352A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=8206041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3350523A Pending JPH0548352A (ja) | 1990-12-12 | 1991-12-11 | シグナル電圧及び参照電圧間の差異に比例し温度に依存しない電流を発生させる集積回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5352944A (ja) |
| EP (1) | EP0490016B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0548352A (ja) |
| KR (1) | KR920013895A (ja) |
| DE (1) | DE69021574T2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2729525B1 (fr) * | 1995-01-13 | 1997-06-06 | Sgs Thomson Microelectronics | Circuit de reglage du seuil de suppression d'un signal |
| DE19518225C1 (de) * | 1995-05-11 | 1996-12-12 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Schaltungsanordnung zur Bildung der Quadratwurzel eines Eingangssignals |
| DE19530737A1 (de) * | 1995-08-22 | 1997-02-27 | Philips Patentverwaltung | Schaltungsanordnung zum Liefern eines konstanten Stromes |
| JP3479408B2 (ja) * | 1996-04-23 | 2003-12-15 | アルプス電気株式会社 | Ａｇｃ電圧補正回路 |
| JPH10124877A (ja) * | 1996-10-21 | 1998-05-15 | Sony Corp | 光再生装置、記録媒体およびトラッキング方法 |
| DE19806394C1 (de) * | 1998-02-17 | 1999-08-26 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung zur Verstärkung eines Differenz-Spannungssignals |
| US6369618B1 (en) * | 1999-02-12 | 2002-04-09 | Texas Instruments Incorporated | Temperature and process independent exponential voltage-to-current converter circuit |
| JP3678939B2 (ja) * | 1999-04-30 | 2005-08-03 | アルプス電気株式会社 | 温度補償を行ったａｇｃ回路 |
| US6229374B1 (en) * | 2000-03-23 | 2001-05-08 | International Business Machines Corporation | Variable gain amplifiers and methods having a logarithmic gain control function |
| US6636722B1 (en) | 2000-09-12 | 2003-10-21 | Tektronix, Inc. | Broadband receiver amplitude/phase normalization using a broadband temperature compensated noise source and a pseudo random sequence generator |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3170125A (en) * | 1959-12-18 | 1965-02-16 | Westinghouse Electric Corp | Controller circuitry |
| GB1002782A (en) * | 1963-02-12 | 1965-08-25 | Rank Bush Murphy Ltd | Signal level control circuit arrangements |
| US3643107A (en) * | 1970-04-01 | 1972-02-15 | United Aircraft Corp | Function generator |
| US3668440A (en) * | 1970-10-16 | 1972-06-06 | Motorola Inc | Temperature stable monolithic multiplier circuit |
| JPS5330850A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-23 | Hitachi Ltd | Gain control circuit |
| US4385364A (en) * | 1980-11-03 | 1983-05-24 | Motorola, Inc. | Electronic gain control circuit |
| US4413235A (en) * | 1981-02-23 | 1983-11-01 | Motorola, Inc. | Low temperature coefficient logarithmic electronic gain controlled amplifier |
| JPS57166670A (en) * | 1981-04-06 | 1982-10-14 | Sony Corp | Division circuit |
| US5021730A (en) * | 1988-05-24 | 1991-06-04 | Dallas Semiconductor Corporation | Voltage to current converter with extended dynamic range |
| US5065112A (en) * | 1989-10-31 | 1991-11-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Amplification circuit with improved linearity |
| JP2643516B2 (ja) * | 1990-02-01 | 1997-08-20 | 日本電気株式会社 | 対数増幅回路 |
| JPH03234110A (ja) * | 1990-02-09 | 1991-10-18 | Sony Corp | 周波数特性可変回路 |
-
1990
- 1990-12-12 DE DE69021574T patent/DE69021574T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-12 EP EP90830579A patent/EP0490016B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-12-10 KR KR1019910022521A patent/KR920013895A/ko not_active Withdrawn
- 1991-12-11 JP JP3350523A patent/JPH0548352A/ja active Pending
-
1993
- 1993-04-01 US US08/041,517 patent/US5352944A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69021574D1 (de) | 1995-09-14 |
| KR920013895A (ko) | 1992-07-30 |
| EP0490016B1 (en) | 1995-08-09 |
| DE69021574T2 (de) | 1996-02-01 |
| EP0490016A1 (en) | 1992-06-17 |
| US5352944A (en) | 1994-10-04 |
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