JPH0583047A - 電圧−電流変換回路 - Google Patents

電圧−電流変換回路

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JPH0583047A
JPH0583047A JP3274675A JP27467591A JPH0583047A JP H0583047 A JPH0583047 A JP H0583047A JP 3274675 A JP3274675 A JP 3274675A JP 27467591 A JP27467591 A JP 27467591A JP H0583047 A JPH0583047 A JP H0583047A
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JP
Japan
Prior art keywords
transistor
voltage
current
collector
transistors
Prior art date
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Application number
JP3274675A
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English (en)
Inventor
Masashige Tada
雅重 多田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0583047A publication Critical patent/JPH0583047A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力電流の温度変動のない電圧−電流変換回
路を得る。 【構成】 入力電圧がトランジスタのベースに与えら
れ、そのエミッタに抵抗Rが接続され、コレクタにダイ
オードQ3,Q4が接続されたNPNトランジスタQ
1,Q2と、NPNトランジスタQ1,Q2のコレクタ
がベースに接続され、差動対を構成したトランジスタQ
5,Q6と、そのエミッタに接続された定電流源2I2
と、トランジスタQ6のコレクタがベース,コレクタに
接続されたNPNトランジスタQ7と該トランジスタQ
7ミラーを構成するPNPトランジスタQ8とを備え、
2 の温度係数を0に設計することにより、電圧−電流
変換の出力の温度変動がなくなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電圧−電流変換回路に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来の電圧−電流変換回路を示す
ものである。図において、Q1,Q2は入力電圧がベー
スに与えられるNPNトランジスタ、Rはトランジスタ
Q1,Q2のエミッタに共通接続された抵抗、I1 は一
端がトランジスタQ1,Q2のエミッタにそれぞれ接続
され、他端が接地電位(GND)に接続された定電流回
路、Q7はトランジスタQ2のコレクタがベースとコレ
クタに接続され、エミッタが電源電位(Vcc)に接続さ
れたPNPトランジスタ、Q8はベースがトランジスタ
Q7のベースに接続され、エミッタが電源電位に接続さ
れてトランジスタQ7とともにカレントミラー回路を構
成し、コレクタから電流を出力するPNPトランジスタ
である。
【0003】また、図3は電圧−電流変換回路を用いた
フェーズロックループ(PLL)回路の構成を示す図で
あり、図4はそのタイムチャートである。図3におい
て、10は位相比較器、20はチャージポンプ、30は
ローパスフィルタ(LPF)、40は電圧−電流変換
器、50は電圧制御発振器(VCO)である。
【0004】次に動作について説明する。入力電圧VIN
は、|V2 −V1 |で与えられ、V2 =V1 と仮定する
と、トランジスタQ2のコレクタにはI1 の電流が流れ
る。いま、VIN=V2 −V1 (V2 >V1 )が与えられ
ると、トランジスタQ2のコレクタにはVIN/(R+I
1 )の電流が流れ、この電流がPNPトランジスタQ
7,Q8によってミラーされ、I0 として出力される。
よって、(1)式が成立する。 I0 =(VIN+R・I1 )/R …(1)
【0005】通常、半導体の内部抵抗は拡散抵抗が用い
られ、数千ppm/℃の温度係数があり、その抵抗Rと
電流I1 の乗じたものが温度的に変化しないように設計
される。よって、(1) 式はVINが温度で一定すると、抵
抗の温度変動により、I0 が温度変化することを示して
いる。
【0006】この電圧−電流変換回路の出力電流はPL
L回路の構成上では、図3に示すようにローパスフィル
タ30による電圧化されたチャージポンプ20の出力を
電流に変換し、電圧制御発振器50に与えるように設計
されている。マルチバイブレータを用いた電圧制御発振
器50は、(2) 式の関係がある。 fVCO =I0 /4CΔV …(2) ここで、I0 は入力電流、Cは内蔵コンデンサ、ΔVは
内部定電圧であり、入力電流I0 が温度にて変化する
と、fVCO も温度により変化する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の電圧−電流変換
回路は以上のように構成されているので、出力電流IO
が温度により変化し、また、このような電圧−電流変換
回路を用いて構成されたPLL回路では温度変化によ
り、諸特性が変化してしまうという問題があった。
【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、出力電流が温度変化に対して安
定な電圧−電流変換回路を得ることを目的としており、
また、これを用いて構成されたPLL回路において安定
な特性を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電圧−電
流変換回路は、入力電圧がベースに与えられ,エミッタ
に抵抗が接続され,コレクタにそれぞれ第1,第2のダ
イオードが接続された第1,第2のNPNトランジスタ
と、第1,第2のNPNトランジスタのコレクタがそれ
ぞれベースに接続され,差動対を構成する第3,第4の
NPNトランジスタと、第3,第4のNPNトランジス
タのエミッタに接続された定電流源と、第4のNPNト
ランジスタのコレクタがベース及びコレクタに接続され
た第1のPNPトランジスタと、第1のPNPトランジ
スタとカレントミラー回路を構成し,出力電流を出力す
る第2のPNPトランジスタとを備えたものである。
【0010】
【作用】この発明における電圧−電流回路は、従来の回
路構成に入力トランジスタに接続された第1,第2のダ
イオード、入力トランジスタのコレクタがそれぞれベー
スに接続された差動対を構成する第3,第4のNPNト
ランジスタ、この第3,第のトランジスタのエミッタに
接続された定電流源を加えたから、出力電流の温度変動
は定電流源の温度係数により設定可能となり、定電流源
の温度係数を零に設定することにより、出力電流の温度
変動がなくなり、温度変化に対し安定な出力電流が得ら
れる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1この発明の一実施例による電圧−電流変換回
路の回路構成を示す図であり、図において、Q1,Q2
は入力電圧がベースに与えられる入力のNPNトランジ
スタ(第1,第2のNPNトランジスタ)、Rはトラン
ジスタQ1,Q2のエミッタに共通接続された抵抗、I
1 は一端がトランジスタQ1,Q2のエミッタにそれぞ
れ接続され、他端が接地電位(GND)に接続された定
電流回路、Q3は一端がトランジスタQ1のコレクタに
接続され、他端が電源電位に接続されたダイオード(第
1のダイオード)、Q4は一端がトランジスタQ2のコ
レクタに接続され、他端が電源電位に接続されたダイオ
ード(第2のダイオード)、Q5,Q6はダイオードQ
3,Q4から接続された差動対を構成するNPNトラン
ジスタ(第3,第4のNPNトランジスタ)、2I2
トランジスタQ5,Q6のエミッタに接続された定電流
回路、Q7はトランジスタQ6のコレクタがベースとコ
レクタに接続され、エミッタが電源電位(Vcc)に接続
されたPNPトランジスタ(第1のPNPトランジス
タ)、Q8はベースがトランジスタQ7のベースに接続
され、エミッタが電源電位に接続されてトランジスタQ
7とともにカレントミラー回路を構成し、コレクタから
出力電流Io を出力するPNPトランジスタ(第2のP
NPトランジスタ)である。
【0012】次に動作について説明する。VINが入力さ
れる(V2 >V1 とする)と、トランジスタQ2のコレ
クタに流れる電流は、(3) 式で表わされ、 ICQ2 =(VIN/R)+I1 …(3)
【0013】ダイオードQ4端の電圧は、(4) 式に示す
ようになり、 VQ4=VT ln{(VIN+I1 R)/RIS )} …(4)
【0014】ダイオードQ3端の電圧は同様に、(5) 式
に示すようになる。 VQ3=VT ln{(RI1 −VIN)/RIS )} …(5)
【0015】よって、トランジスタQ5とトランジスタ
Q6のベース間の電圧は、(6) 式に示すようになり、 VIN2 =VQ3−VQ4=VT ln{(I1 R−VIN)/(VIN+I1 R)}…(6 )
【0016】この時、トランジスタQ6のコレクタ電流
は、(7) 式に示すようになり、 ICQ6 =2I1 /{1+ exp(VIN/VT )} …(7)
【0017】これに、(6) 式に代入すると、 ICQ6 =I2 {1+VIN/(I1 ・R)} …(8) (8) 式を得る。
【0018】トランジスタQ7とトランジスタQ8はカ
レントミラー回路を構成しているので、ICQ6 =I0
なり、出力電流I0は、(9) 式に示すようになる。 I0 =I2 {1+VIN/(I1 ・R)} …(9)
【0019】通常、ICでは内部抵抗と電流を乗じたも
のが温度特性を持たないように設計を行うので、I2
温度特性のないように設定すれば、即ち、I2 の温度係
数を零に設定すれば、入力VINに対して温度変動のない
安定したI0 を得ることができる。
【0020】また、本実施例による電圧−電流変換回路
を用いてPLL回路を構成した場合ついて図3,図4を
用いて説明する。図3はPLL回路の構成を示す図、図
4はそのタイムチャートである。
【0021】通常、電圧制御発振器(VCO)50をマ
ルチバイブレータにより設計すると、VCOの入出力特
性は、(10)式で表される。 fVCO =I0 /4CΔV …(10) Cは内部のコンデンサ、ΔVは内部の定電圧であり、い
ずれも温度特性をキャンセルできるものである。ここ
で、I0 は本実施例の電圧−電流変換回路の出力電流で
あり、I0 が温度特性を持つと、fVCO が温度特性を持
ち、PLLの特性に悪影響を及ぼす。しかしながら、本
実施例による電圧−電流変換回路を使用すれば、上述の
ように、出力電流をI0 を温度的に安定にできるため、
安定なPLL回路を実現できる。
【0022】
【発明の効果】以上のように、この発明の電圧−電流変
換回路によれば、従来の回路構成に入力トランジスタに
接続された第1,第2のダイオード、入力トランジスタ
のコレクタがそれぞれベースに接続された差動対を構成
する第3,第4のNPNトランジスタ、この第3,第の
トランジスタのエミッタに接続された定電流源を加えた
構成としたから、出力電流の温度変動は定電流源の温度
係数により設定可能となり、定電流源の温度係数を零に
設定することにより、出力電流の温度変動がなくなり、
温度変化に対し安定な出力電流が得られ、精度の高いP
LL回路が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による電圧−電流変換回路
を示す図である。
【図2】従来の電圧−電流変換回路を示す図である。
【図3】電圧−電流変換回路を用いたPLL回路の構成
を示す図である。
【図4】PLL回路のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
Q1〜Q6 NPNトランジスタ Q7,Q8 PNPトランジスタ I1 ,2I2 定電流源 VIN 入力電圧 I0 出力電流 10 位相比較器 20 チャージポンプ 30 ローパスフィルタ(LPF) 40 電圧−電流変換回路(V−I変換回路) 50 電圧制御発振器(VCO)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電圧がベースに与えられ、エミッタ
    に抵抗が接続され、コレクタにそれぞれ第1,第2のダ
    イオードが接続された、第1,第2のNPNトランジス
    タと、 該第1,第2のNPNトランジスタのコレクタがそれぞ
    れベースに接続され、差動対を構成する第3,第4のN
    PNトランジスタと、 該第3,第4のNPNトランジスタのエミッタに接続さ
    れた定電流源と、 第4のNPNトランジスタのコレクタがベース及びコレ
    クタに接続された第1のPNPトランジスタと、 該第1のPNPトランジスタとカレントミラー回路を構
    成し、出力電流を出力する第2のPNPトランジスタと
    を備えたことを特徴とする電圧−電流変換回路。
JP3274675A 1991-09-24 1991-09-24 電圧−電流変換回路 Pending JPH0583047A (ja)

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JP3274675A JPH0583047A (ja) 1991-09-24 1991-09-24 電圧−電流変換回路

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