JPH0612872B2 - 電流切換回路 - Google Patents

電流切換回路

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JPH0612872B2
JPH0612872B2 JP59203749A JP20374984A JPH0612872B2 JP H0612872 B2 JPH0612872 B2 JP H0612872B2 JP 59203749 A JP59203749 A JP 59203749A JP 20374984 A JP20374984 A JP 20374984A JP H0612872 B2 JPH0612872 B2 JP H0612872B2
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JP
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transistor
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emitter
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JP59203749A
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光俊 菅原
典生 寺田
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はトランジスタスイッチによる電流切換回路に関
するものである。
(従来の技術) 従来、この種の電流切換回路に於て、入出力電流の誤差
を低減させるように切換スイッチ部は、第3図の回路図
の様に、4個のトランジスタTr1〜Tr4によるダーリン
トン差動接続で構成されていた。図中、Xは被切換電
流の入力端子、A,Aは被切換電流の出力端子、C
,Cは切換スイッチのコントロール端子である。こ
の入出力電流の誤差は、電流源Iより供給される被切換
電流が切換スイッチ部を経由して出力される際、その切
換スイッチ部のトランジスタのベース電流分によって生
じるものである。
例えば、トランジスタTr3,Tr4による切換スイッチ部
がオフ状態にあり、トランジスタTr1r2による切換ス
イッチ部がオン状態にある時、出力端子Aに得られる
出力電流Iの電流源電流Iに対する誤差電流ΔIは次
の様になる。
但し、βは切換スイッチとなるトランジスタのエミッタ
接地での電流増幅率である。
このダーリントン接続構成の切換スイッチに対し、第4
図の様なトランジスタ1個の切換スイッチによる電流切
換回路もある。この図では、トランジスタTr6がオフ状
態、トランジスタTr5がオン状態にあり、トランジスタ
r5のコレクタ端子Aに出力電流I0′が得られる。
この回路では、出力電流I0′の電流源の電流Iに対す
る誤差電流ΔI′は次の様になる。
ここでβ=100とすると、出力電流の電流源電流に対
する誤差は、第3図の場合、前記(1)式より0.00098%で
あるのに対し、第4図の場合は前記(2)式により0.99%
となる。即ち、第3図の様なダーリントン接続による切
換スイッチは、第4図のトランジスタ1個による切換ス
イッチに比べ誤差が大きく改善され、高精度の電流切換
回路となるのである。
しかしながら、ダーリントン接続による電流切換回路は
切換のスイッチングスピードが遅いという欠点がある。
いま、第3図に於て、トランジスタTr1,Tr2による切
換スイッチのコントロール信号がハイレベルで、同切換
スイッチがオン状態にあり、トランジスタTr3,Tr4
よる切換スイッチのコントロール信号がローレベルで同
切換スイッチがオフ状態にあるとする。ここでコトロー
ル信号のハイレベル,ローレベルとは、前者が電流切換
スイッチの入力端子Xの電位に対し、同スイッチがオ
ン状態となるような電位のことであり、後者は同様に入
力端子Xの電位に対し、同スイッチがオフ状態となる
ような電位のことであり、ハイレベルとローレベルとの
電位差は差動回路の原理より400〜600mV程度の
ものとなる。
次に、トランジスタTr1,Tr2による切換スイッチのコ
ントロール信号がローレベルになるのと同期して、トラ
ンジスタTr3,Tr4による切換スイッチのコントロール
信号がハイベルに変化すると、出力電流Iは出力端子
から出力端子Aへと移行する。この時の出力電流
の変化は、第5図に示す様にコントロール信号の変化よ
り時間tなる遅れを生ずる。
この遅れはトランジスタTr2のベース領域に蓄積された
電荷に起因するもので、次の様に考えることが出来る。
すなわちトランジスタTr1,Tr2による切換スイッチが
オン状態の時は、トランジスタTr2のベース領域にはエ
ミッタ接合容量等のトランジスタ個有の特性と、駆動条
件によって定まるQなる電荷が蓄積されていると考えら
れる。
次に、トランジスタTr1のベース電位がローレベルにな
り、トランジスタTr1がオフ状態なると、トランジスタ
r2のベース領域の電荷QはトンランジスタTr1のエミ
ッタ・ベース間のハイインピーダンスを経て放電される
ことになるが、この電荷Qが十分に放電しきるまでトラ
ンジスタTr2はオン状態にあり、この間出力端子A
出力電流が流れることになり、電流の切換が100%行
われるまで時間を要することになる。即ち、電流切換の
スイッチングスピードを低下させていることになる。
(発明の目的) 本発明の目的は、かかる電流切換のスイッチングスピー
ドを改善した電流切換回路を提供することにある。
(発明の構成) 本発明の電流切換回路は、入力端子に供給される入力電
流を第1及び第2のコントロール端子に与えられるコン
トロール信号及び反転コントロール信号に応じて第1ま
たは第2の出力端子から出力する電流切換回路であっ
て、基準電圧端子と上記入力端子との間に接続された電
流源、エミッタが上記入力端子にコレクタが上記第1の
出力端子にそれぞれ接続された第1導電型の第1のトラ
ンジスタ、エミッタが上記入力端子にコレクタが上記第
2の出力端子にそれぞれ接続された上記第1導電型の第
2のトランジスタ、ベースが上記第1のコントロール端
子にエミッタが上記第1のトランジスタのベースにコレ
クタが上記第1の出力端子にそれぞれ接続された上記第
1導電型の第3のトランジスタ、ベースが上記第2のコ
ントロール端子にエミッタが上記第2のトランジスタの
ベースにコレクタが上記第2の出力端子にそれぞれ接続
された上記第1導電型の第4のトランジスタ、ベースが
上記第1のコントロール端子にエミッタが上記第1のト
ランジスタのベースにコレクタが上記基準電圧端子にそ
れぞれ接続された第2導電型の第5のトランジスタ、及
びベースが上記第2のコントロール端子にエミッタが上
記第2のトランジスタのベースにコレクタが上記基準電
圧端子にそれぞれ接続された上記第2導電型の第6のト
ランジスタを有することを特徴とする。
本発明の電流切換回路によれば、第1のコントロール端
子に第3のトランジスタをオフさせる電位が与えられる
と第5のトランジスタはオンして第1のトランジスタの
ベースの蓄積電荷を放電させ、この放電が終わると第5
のトランジスタは放電によるエミッタ電位の低下により
自らオフになるので、飽和が起きず第5のトランジスタ
のターンオフ時間が問題とならないから、次の第1のト
ランジスタのターンオンも高速にできる。さらに、第2
のコントロール端子に第4のトランジスタをオフさせる
電位が与えられると第6のトランジスタはオンして第2
のトランジスタのベースの蓄積電荷を放電させ、この放
電が終わると第6のトランジスタは放電によるエミッタ
電位の低下により自らオフになるので、飽和が起きず第
6のトランジスタのターンオフ時間が問題とならないか
ら、次の第2のトランジスタのターンオフも高速にでき
る。さらに、入力端子と基準電圧端子との間に電流源が
設けらているので、第5及び第6のトランジスタが入力
端子に直接接続されているものと比べて、第5及び第6
のトランジスタの放電能力を向上させることができる。
(実施例) 次に本発明を図面により詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例の回路図である。図におい
て、第3図と同一記号は同一構成要素を示し、Tr10
11は本発明により付加されトランジスタTr1〜Tr4と異
極性(pnp)のトランジスタである。いま、トランジ
スタTr1のベース端子にハイレベル信号、トランジスタ
r3のベース端子にローレベル信号が印加されていると
すると、トランジスタTr1,Tr2のベースエミッタ間は
各々順方向バイアスになり、これらトランジスタTr1
r2による切換スイッチはオン状態にあり、他方のトラ
ンジスタTr3,Tr4のベース・エミッタ間は各々逆方向
バイアスとなり、Tr3,Tr4による切換スイッチはオフ
状態にあり、出力電流I0″は出力端子Aに出力され
ている。ここで、ハイレベルとは入力端子Xに対し切
換スイッチが十分オン出来る電位のことであり、ローレ
ベルとはハイレベルより少なくとも1.2〜1.4V低
い電位のことである。次に、トランジスタTr1のベース
端子がローレベル信号になるのと同期してトランジスタ
r3のベース端子がハイレベル信号に変化すると、トラ
ンジスタTr3,Tr4のベース・エミッタ間は順方向バイ
アスとなり、トランジスタTr3,Tr4による切換スイッ
チはオン状態になる。又、トランジスタTr1のベース・
エミッタ間は逆方向バイアスになりオフ状態となると同
時に、トランジスタTr10のベース・エミッタ間はトラ
ンジスタTr2のベース領域の蓄積電荷による電位保持で
順方向にバイアスされ、トランジスタTr10はオン状態
となってトランジスタTr2のベースに蓄積されている電
荷を吸い込み放電させる。この蓄積電荷の放電が終る
と、トランジスタTr10はオフ状態となるが、同時にト
ランジスタTr2も完全にオフ状態となっているので、ト
ランジスタTr1,Tr2による切換スイッチは完全にオフ
状態になる。従って、出力電流は、トランジスタTr3
r4による切換スイッチのみを流れ、出力端子A側に
安全にスイッチングされたことになる。しかも、この時
のトランジスタTr2のベース領域の蓄積電荷の放電は、
コントロール信号がローレベルになるのと同時に開始さ
れるので、極めて短時間でスイッチングされることにな
る。
第2図は第1図の回路による出力電流の切換の様子を示
した波形図である。この場合、第5図に比べてスイッチ
ングスピードが大きく改善される。例えば、出力端子に
接続される負荷インピーダンスが10kΩ程度の時、第
5図の場合、切換に要する時間が4〜6μsecであった
のに対し、第2図の場合はその時間が0.5〜1μsec
程度に短縮される。
(発明の効果) 以上説明した様に、本発明によれば、電流切換スイッチ
をダーリントン接続による高精度を確保をしたまま、且
つ切換のスイッチを高速にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は第1図の
動作波形図、第3図,第4図は従来のダーリントン差動
およびトランジスタ1個の差動による電流切換回路の回
路図、第5図は第3図の動作波形図である。図におい
て、Tr14,T10,11……トランジスタ、I……電流源
電流、I0〜I0″……出力電流、C1,C2……コントロ
ール端子、A1,A2……出力端子、X……入力端子で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 典生 東京都港区芝5丁目7番15号 日本電気ア イシーマイコンシステム株式会社内 (56)参考文献 特公 昭57−11172(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力端子に供給される入力電流を第1及び
    第2のコントロール端子に与えられるコントロール信号
    及び反転コントロール信号に応じて第1または第2の出
    力端子から出力する電流切換回路であって、基準電圧端
    子と前記入力端子との間に接続された電流源、エミッタ
    が前記入力端子にコレクタが前記第1の出力端子にそれ
    ぞれ接続された第1導電型の第1のトランジスタ、エミ
    ッタが前記入力端子にコレクタが前記第2の出力端子に
    それぞれ接続された前記第1導電型の第2のトランジス
    タ、ベースが前記第1のコントロール端子にエミッタが
    前記第1のトランジスタのベースにコレクタが前記第1
    の出力端子にそれぞれ接続された前記第1導電型の第3
    のトランジスタ、ベースが前記第2のコントロール端子
    にエミッタが前記第2のトランジスタのベースにコレク
    タが前記第2の出力端子にそれぞれ接続された前記第1
    導電型の第4のトランジスタ、ベースが前記第1のコン
    トロール端子にエミッタが前記第1のトランジスタのベ
    ースにコレクタが前記基準電圧端子にそれぞれ接続され
    た第2導電型の第5のトランジスタ、及びベースが前記
    第2のコントロール端子にエミッタが前記第2のトラン
    ジスタのベースにコレクタが前記基準電圧端子にそれぞ
    れ接続された前記第2導電型の第6のトランジスタを有
    することを特徴とする電流切換回路。
JP59203749A 1984-09-28 1984-09-28 電流切換回路 Expired - Lifetime JPH0612872B2 (ja)

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JPS6181024A JPS6181024A (ja) 1986-04-24
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JP2695791B2 (ja) * 1987-07-22 1998-01-14 株式会社東芝 半導体出力回路

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JPS5711172A (en) * 1980-06-26 1982-01-20 Koyo Seiko Co Ltd Power steering device

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