JPH0750848B2 - Voltage-current conversion circuit - Google Patents
Voltage-current conversion circuitInfo
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- JPH0750848B2 JPH0750848B2 JP63066169A JP6616988A JPH0750848B2 JP H0750848 B2 JPH0750848 B2 JP H0750848B2 JP 63066169 A JP63066169 A JP 63066169A JP 6616988 A JP6616988 A JP 6616988A JP H0750848 B2 JPH0750848 B2 JP H0750848B2
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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、入力された電圧信号を電流信号に変換する電
圧−電流変換回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage-current conversion circuit that converts an input voltage signal into a current signal.
従来の技術 入力された電圧信号を電流信号に変換するのに、特に高
速の応答が必要な場合は、従来、第２図に示す構成の電
圧−電流変換回路が用いられていた。第２図において、
１はエミッタホロワ回路を構成するNPNトランジスタで
あり、そのエミッタは同じくエミッタホロワ回路を構成
するPNPトランジスタのベースと定電流源３とに接続さ
れ、PNPトランジスタ２のエミッタは抵抗４を介して電
源５に接続されている。電源５の電圧をVcc、NPNトラン
ジスタ１のベースに入力される電圧をVB1とすると、 Vcc−VB1＝VIN ……（１） が、この電圧−電流変換回路の入力信号とされ、PNPト
ランジスタ２のコレクタ電流が出力信号IOUTとされる。2. Description of the Related Art Conventionally, a voltage-current conversion circuit having the configuration shown in FIG. 2 has been used when a particularly high-speed response is required to convert an input voltage signal into a current signal. In FIG.
Reference numeral 1 is an NPN transistor that constitutes an emitter follower circuit, its emitter is connected to the base of a PNP transistor that also constitutes an emitter follower circuit, and a constant current source 3, and the emitter of PNP transistor 2 is connected to a power supply 5 via a resistor 4. Has been done. If the voltage of the power supply 5 is V cc and the voltage input to the base of the NPN transistor 1 is V B1 , then V cc −V B1 = V IN …… (1) is the input signal of this voltage-current conversion circuit. , The collector current of the PNP transistor 2 is used as the output signal I OUT .
上記電圧−電流変換回路において、定電流源３の電流I1
はNPNトランジスタ１のエミッタ電流とPNPトランジスタ
２から定電流源３に流れ込むベース電流との総和となる
ので、入力信号VINが大きい場合、つまりNPNトランジス
タ１のベース電圧VB1が低い場合には、そのエミッタ電
圧、したがってPNPトランジスタ２のエミッタ電圧が低
くなり、抵抗４に流れる電流が大きくなる。したがっ
て、出力信号IOUTつまりPNPトランジスタ２のコレクタ
電流がそれだけ増大する。In the voltage-current conversion circuit, the current I 1 of the constant current source 3
Is the sum of the emitter current of the NPN transistor 1 and the base current flowing from the PNP transistor 2 into the constant current source 3, so that when the input signal V IN is large, that is, when the base voltage V B1 of the NPN transistor 1 is low, The emitter voltage, and hence the emitter voltage of the PNP transistor 2, becomes low, and the current flowing through the resistor 4 becomes large. Therefore, the output signal I OUT, that is, the collector current of the PNP transistor 2 increases.
逆に、入力信号VINが小さい場合、PNPトランジスタ２の
エミッタ電圧が高くなって抵抗４を流れる電流は小さく
なり、PNPトランジスタ２のコレクタ電流はそれだけ減
少する。このようにして、電圧として入力された入力信
号VINは電流の出力信号IOUTに変換される。On the contrary, when the input signal V IN is small, the emitter voltage of the PNP transistor 2 becomes high, the current flowing through the resistor 4 becomes small, and the collector current of the PNP transistor 2 decreases accordingly. In this way, the input signal V IN input as a voltage is converted into a current output signal I OUT .
上記動作において、定電流源３の電流I1とPNPトランジ
スタ２のコレクタ電流の差が小さい場合には、NPNトラ
ンジスタ１のベース・エミッタ間電圧VBE1とPNPトラン
ジスタ２のベース・エミッタ間電圧VBE2はほぼ等しくな
るので、入力信号VINは抵抗４の端子間電圧とほぼ等し
くなる。したがって、このとき出力信号IOUTと入力信号
VINとの間には、 の関係が成り立つ。ただし、Ｒは抵抗４の抵抗値、ΔI1
は出力信号IOUTと電流I1との差異に由来するIOUTの誤差
を示す。この誤差ΔI1は、NPNトランジスタ１のベース
・エミッタ間電圧VBE1とPNPトランジスタ２のベース・
エミッタ間電圧VBE2の差に基づくものであるから、 と表すことができる。ただし、ｋはボルツマン定数、Ｔ
は絶対温度、ｑは電荷である。したがって、第２式およ
び第３式から、 の関係が成り立つ。In the above operation, if the difference between the collector current of the current I 1 and the PNP transistor 2 of the constant current source 3 is small, the base-emitter voltage V BE1 and PNP transistor 2 of the NPN transistor 1 the base-emitter voltage V BE2 Are almost equal to each other, the input signal V IN is approximately equal to the voltage across the resistor 4. Therefore, at this time, output signal I OUT and input signal
Between V IN and The relationship is established. Where R is the resistance value of resistor 4, ΔI 1
Indicates the error in I OUT due to the difference between the output signal I OUT and the current I 1 . This error ΔI 1 is caused by the base-emitter voltage V BE1 of the NPN transistor 1 and the base-emitter voltage of the PNP transistor 2.
Since it is based on the difference in the emitter-to-emitter voltage V BE2 , It can be expressed as. Where k is Boltzmann's constant, T
Is absolute temperature and q is electric charge. Therefore, from the second and third equations, The relationship is established.
発明が解決しようとする課題 ところが、上記した従来の電圧−電流変換回路では、入
力信号VINが変化すると、それに伴ってPNPトランジスタ
２のベース・エミッタ間電圧VBE2も変化するので、入力
信号VINと出力信号IOUTとの間に線形性が成り立たなく
なるという問題点があった。However, in the conventional voltage-current conversion circuit described above, when the input signal V IN changes, the base-emitter voltage V BE2 of the PNP transistor 2 also changes, so the input signal V IN changes. There is a problem that linearity is not established between IN and the output signal I OUT .
したがって、本発明の目的は、簡単な回路構成によっ
て、入力信号の広いレベル範囲にわたって、その入力信
号と出力信号との間に線形性を成り立たせることのでき
る電圧−電流変換回路を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a voltage-current conversion circuit capable of establishing linearity between an input signal and an output signal over a wide level range of the input signal with a simple circuit configuration. is there.
課題を解決するための手段 本発明は、エミッタホロワ回路を構成するNPNトランジ
スタと、このNPNトランジスタのエミッタにベースが接
続されるとともに電源側にエミッタが接続されて同じく
エミッタホロワ回路を構成するNPNトランジスタと、前
記NPNトランジスタのエミッタとPNPトランジスタのベー
スとの接続点に接続された電流源とを含み、前記NPNト
ランジスタのベースと電源との間の電圧を入力信号と
し、前記PNPトランジスタのコレクタ電流を出力信号と
する電圧−電流変換回路であって、 前記電流源として、前記入力信号の変化に追従する電流
を発生して、この発生する電流と前記PNPトランジスタ
のコレクタ電流との差を小さくする電流源を用いたこと
を特徴とする電圧−電流変換回路である。Means for Solving the ProblemsThe present invention is an NPN transistor that constitutes an emitter-follower circuit, and an NPN transistor that also constitutes a emitter-follower circuit with the base connected to the emitter of the NPN transistor and the emitter connected to the power supply side. It includes a current source connected to a connection point between the emitter of the NPN transistor and the base of the PNP transistor, the voltage between the base of the NPN transistor and the power supply is an input signal, and the collector current of the PNP transistor is an output signal. A voltage-current conversion circuit, wherein as the current source, a current source that generates a current that follows changes in the input signal and reduces the difference between the generated current and the collector current of the PNP transistor is used. It is a voltage-current conversion circuit characterized by being used.
作 用 本発明に従えば、電流源によって、NPNトランジスタの
エミッタとPNPトランジスタのベースとの接続点から、
入力信号の変化に追従した電流が引き出されるので、こ
の引き出される電流と出力信号であるPNPトランジスタ
のコレクタ電流との差が小さくなり、入力信号のレベル
の広い範囲にわたって、その入力信号と出力信号との線
形性が保たれる。Operation According to the present invention, by the current source, from the connection point between the emitter of the NPN transistor and the base of the PNP transistor,
Since the current that follows the change of the input signal is drawn, the difference between the drawn current and the collector current of the PNP transistor that is the output signal becomes small, and the input signal and the output signal are distributed over a wide range of the level of the input signal. The linearity of is maintained.
実施例 第１図は、本発明の一実施例である電圧−電流変換回路
の構成を示す回路図である。図において、11は回路全体
の主要部をなす主回路であり、エミッタホロワ回路を構
成する第１のNPNトランジスタ12と、そのNPNトランジス
タ12のエミッタにベースを接続した同じくエミッタホロ
ワ回路を構成する第１のPNPトランジスタ13と、そのPNP
トランジスタ13のエミッタと電源14との間に接続した第
１の抵抗15とからなっている。電源14の電圧をVcc、NPN
トランジスタ12のベース電圧をVB12とすると、 Vcc−VB12＝VIN ……（５） が、この電圧−電流変換回路の入力信号とされ、PNPト
ランジスタ13のコレクタ電流が出力信号IOUTとされる。
16は上記主回路11からの出力信号IOUTを補正するための
補正電流I2を発生せる補正電流発生回路であって、ベー
スを前記第１のNPNトランジスタ12のベースに接続した
第２のNPNトランジスタ17と、このNPNトランジスタ17の
エミッタにベースを接続した第２のNPNトランジスタ18
と、このPNPトランジスタ18のエミッタと電源14との間
に接続した第２の抵抗19と、第２のNPNトランジスタ17
のエミッタに接続した定電流源20とで構成されている。
21は第３のNPNトランジスタ22と第４のNPNトランジスタ
23とで構成されたカレントミラー回路で、第３のNPNト
ランジスタ22のベースと第４のNPNトランジスタ23のベ
ースとが互いに接続され、第３のNPNトランジスタ22
は、そのベース・コレクタ間を短絡したダイオード接続
とされており、第３のNPNトランジスタ22のコレクタは
第２のPNPトランジスタ18のコレクタに、また第４のNPN
トランジスタ23のコレクタは第１のNPNトランジスタ12
のエミッタと第１のPNPトランジスタ13のベースとの接
続点に接続され、第３、第４のNPNトランジスタ22,23の
エミッタはともにアースライン24に接続されている。す
なわち、この電圧−電流変換回路では、第２図に示した
従来の電圧−電流変換回路における定電流源３に代え
て、補正電流発生回路16とカレントミラー回路21とから
なる電流源が用いられている。Embodiments FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a voltage-current conversion circuit according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 is a main circuit which constitutes a main part of the entire circuit, and includes a first NPN transistor 12 which constitutes an emitter follower circuit and a first NPN transistor 12 which constitutes a emitter follower circuit in which a base is connected to the emitter of the NPN transistor 12. PNP transistor 13 and its PNP
It comprises a first resistor 15 connected between the emitter of the transistor 13 and the power supply 14. The voltage of the power supply 14 is Vcc, NPN
When the base voltage of the transistor 12 is V B12 , Vcc-V B12 = V IN (5) is used as the input signal of this voltage-current conversion circuit, and the collector current of the PNP transistor 13 is used as the output signal I OUT. It
Reference numeral 16 is a correction current generating circuit for generating a correction current I 2 for correcting the output signal I OUT from the main circuit 11, and a second NPN whose base is connected to the base of the first NPN transistor 12. Transistor 17 and second NPN transistor 18 whose base is connected to the emitter of this NPN transistor 17
And a second resistor 19 connected between the emitter of the PNP transistor 18 and the power supply 14, and a second NPN transistor 17
And a constant current source 20 connected to the emitter of.
21 is a third NPN transistor 22 and a fourth NPN transistor
In the current mirror circuit composed of 23 and 23, the base of the third NPN transistor 22 and the base of the fourth NPN transistor 23 are connected to each other, and the third NPN transistor 22
Is a diode connection with its base and collector short-circuited, the collector of the third NPN transistor 22 is the collector of the second PNP transistor 18, and the fourth NPN transistor.
The collector of the transistor 23 is the first NPN transistor 12
Of the third PNP transistor 22 and the emitter of each of the third and fourth NPN transistors 22 and 23 are connected to the ground line 24. That is, in this voltage-current conversion circuit, a current source including a correction current generation circuit 16 and a current mirror circuit 21 is used instead of the constant current source 3 in the conventional voltage-current conversion circuit shown in FIG. ing.
次に、この電圧−電流変換回路の動作を説明する。補正
電流発生回路16において、定電流源20の電流I1は第２の
NPNトランジスタ17のエミッタ電流と第２のPNPトランジ
スタ18から定電流源20に流れ込むベース電流の総和とな
るので、入力信号VINが大きい場合、つまり第２のNPNト
ランジスタ17のベース電圧が低い場合にはそのエミッタ
電圧、したがって第２のPNPトランジスタ18のエミッタ
電圧は低くなり、第２の抵抗19を流れる電流は大きくな
る。したがって、補正電流I2つまり第２のPNPトランジ
スタ18のコレクタ電流がそれだけ増大する。逆に、入力
電圧信号VINが小さい場合、第２のPNPトランジスタ18の
エミッタ電圧は高くなって、第２の抵抗19を流れる電流
は小さくなり、補正電流I2はそれだけ減少する。このよ
うにして、入力信号VINは補正電流I2に変換される。す
なわち、補正電流I2は入力電圧信号VINに追従して変化
する。この入力電圧信号VINと補正電流I2との関係は、
第２図に示した従来例の場合の入力信号VINと出力信号I
OUTの関係と同であるから、第２の抵抗19の抵抗値をR1
とすると、先述した第４式とほぼ同様に、 の関係が成り立つ。カレントミラー回路21では、この補
正電流I2を第３のNPNトランジスタ22のコレクタ側に受
けることによって、これと同量の電流I2が第４のNPNト
ランジスタ23のコレクタ電流として流される。すなわ
ち、主回路11の第１のNPNトランジスタ12のエミッタと
第２のNPNトランジスタ13のベースとの接続点からは補
正電流I2と同量の電流I2が引き出される。Next, the operation of this voltage-current conversion circuit will be described. In the correction current generating circuit 16, the current I 1 of the constant current source 20 is
Since it is the sum of the emitter current of the NPN transistor 17 and the base current flowing from the second PNP transistor 18 to the constant current source 20, when the input signal V IN is large, that is, when the base voltage of the second NPN transistor 17 is low. Its emitter voltage, and thus the emitter voltage of the second PNP transistor 18, will be low and the current through the second resistor 19 will be high. Therefore, the correction current I 2, that is, the collector current of the second PNP transistor 18 is increased accordingly. On the contrary, when the input voltage signal V IN is small, the emitter voltage of the second PNP transistor 18 becomes high, the current flowing through the second resistor 19 becomes small, and the correction current I 2 decreases accordingly. In this way, the input signal V IN is converted into the correction current I 2 . That is, the correction current I 2 changes following the input voltage signal V IN . The relationship between this input voltage signal V IN and the correction current I 2 is
Input signal V IN and output signal I in the case of the conventional example shown in FIG.
Since it has the same relationship as OUT , the resistance value of the second resistor 19 is set to R 1
Then, similar to the above-mentioned fourth formula, The relationship is established. In the current mirror circuit 21, the correction current I 2 is received by the collector side of the third NPN transistor 22, so that the same amount of current I 2 flows as the collector current of the fourth NPN transistor 23. That is, the emitter of the first NPN transistor 12 of the main circuit 11 and from a connection point between the base of the second NPN transistor 13 is the correction current I 2 and the same amount of current I 2 drawn.
一方、主回路11の構成は、補正電流発生回路16とほぼ同
じで、補正電流発生回路16の定電流源20に代わって、主
回路11ではカレントミラー回路21が接続されている点が
異なるのみであるから、補正電流発生回路16の場合とほ
ぼ同様にして、入力信号VINに応じたコレクタ電流が第
２のNPNトランジスタ13から出力信号IOUTとして取り出
される。この入力信号VINと出力信号IOUTとの関係は、
第２図に示した従来例の場合の入力信号VINと出力信号I
OUTの関係に相当するから、第１の抵抗15の抵抗値をＲ
とすると、先述した第２式とほぼ同様に、 の関係が成り立つ。ただし、ΔI2は補正電流I2と出力信
号IOUTとの差異に由来するIOUTの誤差を示す。この誤差
ΔI2は、第１のNPNトランジスタ12のベース・エミッタ
間電圧VBE12と第１のPNPトランジスタ13のベース・エミ
ッタ間電圧VBE13の差に基づくものであるから、先述し
た第３式とほぼ同様に、 と表すことができる。On the other hand, the configuration of the main circuit 11 is almost the same as that of the correction current generation circuit 16, except that a current mirror circuit 21 is connected in the main circuit 11 instead of the constant current source 20 of the correction current generation circuit 16. Therefore, the collector current corresponding to the input signal V IN is taken out as the output signal I OUT from the second NPN transistor 13 in substantially the same manner as the correction current generating circuit 16. The relationship between this input signal V IN and the output signal I OUT is
Input signal V IN and output signal I in the case of the conventional example shown in FIG.
Since it corresponds to the OUT relationship, the resistance value of the first resistor 15 is set to R
Then, almost the same as the above-mentioned second equation, The relationship is established. However, ΔI 2 indicates an error of I OUT resulting from the difference between the correction current I 2 and the output signal I OUT . Since this error ΔI 2 is based on the difference between the base-emitter voltage V BE12 of the first NPN transistor 12 and the base-emitter voltage V BE13 of the first PNP transistor 13, Almost the same way It can be expressed as.
ところで、補正電流I2は入力信号VINの変化に追従する
ので、出力信号IOUTと補正電流I2との誤差ΔI2は、先述
した従来例における出力信号IOUTと定電流I1との誤差Δ
I1（第３式）に比べて、入力信号VINのレベルの広い範
囲にわたって小さい値となる。By the way, since the correction current I 2 follows the change of the input signal V IN , the error ΔI 2 between the output signal I OUT and the correction current I 2 is the difference between the output signal I OUT and the constant current I 1 in the above-mentioned conventional example. Error Δ
Compared with I 1 (formula 3), it has a smaller value over a wide range of the level of the input signal V IN .
なお、第４′式においてR1＝Ｒとすると、すなわち第1,
第２の抵抗15,19の抵抗値を等しくすると、 となり、第４″式に第２′式を代入すると、 となる。ただし とする。この第６式を第３′式に代入すると、 となる。第８式から明らかなように ΔI2−ΔＩ≪IOUT ……（９） が成立する範囲でΔI2はほぼ零となる。Note that if R 1 = R in the formula 4 ′, that is,
If the resistance values of the second resistors 15 and 19 are made equal, And substituting the 2'expression for the 4 "expression, Becomes However And Substituting this sixth equation into the third 'equation, Becomes [Delta] 2 becomes substantially zero in a range where ΔI 2 -ΔI«I As apparent from Formula 8 OUT ...... (9) is satisfied.
発明の効果 以上のように、本発明の電圧−電流変換回路によれば、
電流源によって、NPNトランジスタのエミッタとPNPトラ
ンジスタのベースとの接続点から、入力信号の変化に追
従した電流を引き出すように構成しているので、この引
き出される電流と出力信号であるNPNトランジスタのコ
レクタ電流との差が小さくなり、簡単な回路構成で、入
力信号のレベルの広い範囲にわたって、その入力信号と
出力信号との線形性を保つことができる。Effects of the Invention As described above, according to the voltage-current conversion circuit of the present invention,
Since the current source is configured to draw the current that follows the change of the input signal from the connection point between the emitter of the NPN transistor and the base of the PNP transistor, the drawn current and the collector of the NPN transistor that is the output signal The difference from the current becomes small, and the linearity between the input signal and the output signal can be maintained over a wide range of the level of the input signal with a simple circuit configuration.
第１図は本発明の一実施例である電圧−電流変換回路の
構成を示す回路図、第２図は従来の電圧−電流変換回路
の構成を示す回路図である。 11……主回路、12……第１のNPNトランジスタ、13……
第１のPNPトランジスタ、14……電源、15……第１の抵
抗、16……補正電流発生回路、21……カレントミラー回
路FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage-current conversion circuit which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional voltage-current conversion circuit. 11 …… Main circuit, 12 …… First NPN transistor, 13 ……
First PNP transistor, 14 ... Power supply, 15 ... First resistance, 16 ... Correction current generation circuit, 21 ... Current mirror circuit
Claims (1)
ジスタと、このNPNトランジスタのエミッタにベースが
接続されるとともに電源側にエミッタが接続されて同じ
くエミッタホロワ回路を構成するPNPトランジスタと、
前記NPNトランジスタのエミッタとPNPトランジスタのベ
ースとの接続点に接続された電流源とを含み、前記NPN
トランジスタのベースと電源との間の電圧を入力信号と
し、前記PNPトランジスタのコレクタ電流を出力信号と
する電圧−電流変換回路において、 前記電流源として、前記入力信号の変化に追従する電流
を発生して、この発生する電流と前記PNPトランジスタ
のコレクタ電流との差を小さくする電流源を用いたこと
を特徴とする電圧−電流変換回路。1. An NPN transistor forming an emitter follower circuit, and a PNP transistor forming a emitter follower circuit, the base of which is connected to the emitter of the NPN transistor and the emitter of which is connected to a power supply side.
A current source connected to a connection point between the emitter of the NPN transistor and the base of the PNP transistor;
In a voltage-current conversion circuit in which a voltage between a base of a transistor and a power supply is used as an input signal and a collector current of the PNP transistor is used as an output signal, the current source generates a current that follows changes in the input signal. A voltage-current conversion circuit using a current source that reduces the difference between the generated current and the collector current of the PNP transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066169A JPH0750848B2 (en) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | Voltage-current conversion circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066169A JPH0750848B2 (en) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | Voltage-current conversion circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01240001A JPH01240001A (en) | 1989-09-25 |
| JPH0750848B2 true JPH0750848B2 (en) | 1995-05-31 |
Family
ID=13308080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63066169A Expired - Lifetime JPH0750848B2 (en) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | Voltage-current conversion circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750848B2 (en) |
-
1988
- 1988-03-19 JP JP63066169A patent/JPH0750848B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01240001A (en) | 1989-09-25 |
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