JPS5948344B2 - 電圧↓−電流変換器 - Google Patents

電圧↓−電流変換器

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JPS5948344B2
JPS5948344B2 JP53032375A JP3237578A JPS5948344B2 JP S5948344 B2 JPS5948344 B2 JP S5948344B2 JP 53032375 A JP53032375 A JP 53032375A JP 3237578 A JP3237578 A JP 3237578A JP S5948344 B2 JPS5948344 B2 JP S5948344B2
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JP
Japan
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voltage
current
transistors
transistor
output
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JP53032375A
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JPS54125082A (en
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勲 生江
秀一 今野
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電圧−電流変換器に係り、ベース(又はゲート
)間に定電圧が印加される互いに接合層構造(又はチャ
ンネル)の異なるトランジスタのエミッタ間に抵抗を介
して入力電圧を印加する構成とすることにより、これら
のトランジスタの両出力電流が合致する電流値が小で、
かつ、所定の傾斜で互いに相補的な電圧−電流変換特性
を正確に得ることができ、しかも集積回路化に好適な電
圧−電流変換器を提供することを目的とする。
近年、マイクロカセットや薄型ラジオ等の小型商品の開
発に伴つて、その内部回路もスペースをとらず、また低
電圧で動作する回路が要求されるようになつた。この要
求を満たすためには、特に低い電源電圧(例えば1.5
Vぐらいまで)で動作するような電力増幅器の集積回路
を開発する必要があり、かつ、これを駆動するために低
電圧で動作しうる電圧−電流変換器が必要とされるよう
になつた。第1図は上記の用途に供し得る電圧−電流変
換器の一例の回路図を示す。
同図中、NPNトランジスタQ。、、Q。2は差動増幅
器を構成しており、それらのコレクタとコレクタ負荷抵
抗R。
1、R02との接続点にPNPトランジスタQ。
3、Q04のベースが接続されている。
上記トランジスタQ。1、QO2のベースに印加された
入力電圧は、上記トランジスタQ03、Q04のコレク
タより電流101、工。
2に変換されて出力される。
この入力電圧対出力電流特性は第2図に示す如く、相補
的なものとなり、それらの交点の電流値Iは比較的低い
。この電圧−電流変換器を上記の電力増幅器に適用した
場合は、上記電流値Iをアイドリング電流とすることに
より、大信号入力時には大なる電流利得が得られる。
しかるに、上記の従来変換器は、トランジスタQ03、
Q04のベース電圧の変動に対する出力電流101、工
2の変動の割合が、トランジスタの一般的なベース電圧
対コレクタ電流特性からもわかるように、極めて大とな
るため、上記電流値Iを正確に設定することが極めて困
難で、前記の電力増幅器に適用する場合は抵抗馬0、R
o2、トランジスタQ、3、Q04等に高精度のものを
必要とL高価となる等の欠点があつた。
本発明は上記の欠点を除去したものであり、第3図乃至
第6図と共にその各実施例について説明する。
第3図は本発明になる電圧一電流変換器の第1実施例の
回路図を示す。
同図中、1は電圧入力端子で、抵抗R,を介してNPN
トランジスタQ1のエミツタに接続される一方、抵抗R
2を介してPNPトランジスタQ2のエミツタに接続さ
れている。これらのトランジスタQ1,Q2のベース間
には定電圧源2が接続されている。このように、本実施
例では直流結合の構成なので集積回路化に好適である。
次に、上記構成の電圧一電流変換器の動作につき説明す
るに、トランジスタQ1,Q2のベース・エミツタ間電
圧を第3図に示す如く夫々VBE1 ,VBE2とし、
また定電圧源2よりトランジスタQ1及びQ2のベース
間に正の定電圧hが印加されるものとする。
またトランジスタQ1,Q2のコレク夕電流(出力電流
)を11,12とし、入力信号源を低インピーダンスに
して}くと、なる関係が成立する。
ここで、R1=凡=Rに選定すると、VBB1=VBE
2=VB0の平衡状態では(1)式よりとなる。
但し、(2)式中■〉2VB0である。ここで、動作時
のVBEはシリコントランジスタの場合、約0.6■程
度だから、定電圧VAは1.5Vぐらいの低電圧でも、
この変換器は動作する。また定電圧■をトランジスタQ
1,Q2のベース間に供給する構成であるので、上記電
流値1。を正確に設定できる。また、入力電圧V,がト
ランジスタQ2のべース電圧に対しOから■〔V〕まで
変化すると、トランジスタQ1のコレクタ電流(出力電
流)■1は次第に減少していきOになり、かつ、トラン
ジスタQ2のコレクタ電流(出力電流)■2は次第に増
加する。
すなわち、出力電流11,12はトランジスタQ2のベ
ース電圧に対する入力電圧V1に対して互いに相補的な
関係となる。入力電圧V1がトランジスタQ2のベース
電圧に対いへ〔V〕のとき出力電流12は最大値12n
1aXとなり、またトランジスタQ2のベース電圧に対
する入力電圧V1がOCV〕のとき出力電流11は最大
値11rnaxとなり、それらは次式で表わされる。こ
れらにより、第3図に示す電圧一電流変換器のトランジ
スタQ2のベース電圧に対する入力電圧V1対出力電流
11,12の特性は第4図に示す如く、出力電流11,
12が一致する電流値が小で、かつ、比較的急激な傾斜
で入力電圧V1の変化に伴つて出力電流11,12が互
いに相補的に変化する特性が得られる。
第5図は第3図に示す本発明変換器を電力増幅器のドラ
イブ回路に適用した場合の一例の回路図を示す。
同図中、第3図と同一部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。トランジスタQ1のコレクタはPNPト
ランジスタQ3のベース及びコレクタ、並びにPNPト
ランジスタQ4のベースに接続されている。すなわち、
トランジスタQ3及びQ4はパワートランジスタQ5を
,駆動するカレントミラー回路を構成して訃り、その出
力側トランジスタQ4のコレクタはNPN型のパワート
ランジスタQ5のベースに接続されている。またトラン
ジスタQ2のコレクタは、抵抗R4を介して接地される
一方、NPN型のパワートランジスタQ6のベースに接
続されている。更にパワートランジスタQ5のエミツタ
とQ6のコレクタとは、出力端子3に接続される一方、
パワートランジスタQ5の電圧利用率の悪さを補償する
ためのブートストラツプ用コンデンサC1を介してトラ
ンジスタQ3及びQ4のエミツタに共通接続されている
。また出力端子3は抵抗R5を介して図示しない入力電
圧増幅器段へ負帰還されている。まず、入力端子1に交
流電圧が印加されていない状態においては、電源電圧+
Vooが抵抗R3を経てコンデンサC1に印加されてこ
れを充電する一方、出力電流11,12が共に等しい値
1。となるように入力端子1に前記電圧VA/2が印加
されるように予め設定されている。すなわち、入力交流
電圧が印加されない状態では、電流値1。のアイドリン
グ電流が流れ、出力端子3には交流信号は生じない。次
に入力端子1に交流電圧が入来すると、電圧ー電流変換
されて取り出された出力信号11,12のうち、 11
はトランジスタQ3及びQ4よりなるカレントミラー回
路を通してパワートランジスタQ5をドライブし、■2
はパワートランジスタQ6を直接ドライブする。
これにより、入力端子1に入来した交流電圧はパワート
ランジスタQ5,Q6により、その正極性部分、負極性
部分が電力増幅されて出力端子3より出力される。この
とき、第4図と共に説明したように、アイドリング電流
の電流値1。は小なる値なので、大なる電流利得が得ら
れる。また、この電圧一電流変換器は■が2V8E(約
1.2V程度)以上であれば動作するので、高電圧のと
きは勿論のこと低電圧(例えば2V以下)でもパワート
ランジスタQ5,Q6を充分ドライブできる。な訃、ト
ランジスタQ2の出力側にカレントミラー回路を2段設
け、このカレントミラー回路とトランジスタQ1の出力
側に設けられたカレントミラー回路とに夫々電流利得を
もたせることにより、更に大なる電流をパワートランジ
スタQ5,Q6に流すことができる。
また、抵抗R1,R2はOΩでもよい。このときは、出
力電流11,12の傾斜は急になる。第6図は本発明に
なる電圧一電流変換器の第2実施例の回路図を示し、第
3図と同一部分には同一符号を付してある。
第6図において、 Q7はNチヤンネルMOS型電界効
果トランジスタ(以下FETという)、Q8はPチャン
ネルMOS型FETで、それらのソース間には抵抗R6
及びR7が直列接続されている。またFETQ7及びQ
8のゲート間には可変抵抗器VR1が接続されている。
この可変抵抗器VR1、定電流源4及び抵抗R8よりな
る直列回路は定電圧発生回路を構成しており、FETQ
7,Q8のゲート間には定電圧が印加されることになる
。本実施例においても、入力端子1に入来した電圧V1
は、第4図に示す如き特性で電流に変換され、FETQ
7,Q8のドレインより出力電流11,12が取り出さ
れる。
なお、定電圧源2を、定電流源とダイオード接続された
PNPトランジスタ及びNPNトランジスタとよりなる
直列回路で構成した場合は、温度補償が行なえると同時
に、定電流の値を調整することにより、正確に電流値1
を設定できる。また本発明変換器は電力増幅器のドライ
ブ回路のみならずプリアンプや演算増幅器にも同様に実
施適用できる。上述の如く、本発明になる電圧一電流変
換器は、互いに接合層構造(又はチヤンネル)の異なる
第1及び第2のトランジスタのベース(又はゲート)間
に定電圧源を接続し、かつ、上記第1及び第2のトラン
ジスタの両エミツタ(又はソース若しくはドレイン)を
、抵抗を介して入力端子に接続し、この入力端子に供給
された電圧を、第1及び第2のトランジスタのコレクタ
(又はドレイン若しくはソース)の少なくともいずれか
一方より電流に変換して出力するよう構成したため、第
1及び第2のトランジスタのコレクタ(又はドレイン若
しくはソース)よりの両出力電流の値が共に一致すると
きの電流値1。
が比較的小で、かつ、互いに相補的な傾斜の入力電圧対
出力電流特性を正確に得ることができ、上記定電圧源よ
りの定電圧は第1及び第2のトランジスタのベース・エ
ミツタ間(又はゲート・ソース又はゲート・ドレイン間
)の閾値電圧の和よりも大であればよいので、低電圧(
例えば2V程度)で動作でき、ベース電流は小でよいの
で土記定電圧源の構成を比較的簡単にでき、また定電圧
源を定電流源と第1及び第2のトランジスタと同種の2
個のダイオード接続したトランジスタとよりなる直列回
路で構成することにより、定電流源の電流で上記電流値
1。を調整できるので、調整が簡単でかつ正確に電流値
1。に設定でき、しかも温度補償ができるので温度に対
する安定な動作範囲を広くとることができ、また直流結
合の構成なので集積回路化に好適であり、また例えば電
力増幅器のドライブ回路に適用した場合は、上記電流値
1。をアイドリング電流とすることにより、電流利得を
充分大にとることができ、また低電圧でパワートランジ
スタをドライブできるので、電池で動作させる場合に極
めて有利である等の数々の特長を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電圧一電流変換器の一例の回路図、第2
図は第1図の入力電圧対出力電流特性の一例を示す図、
第3図は本発明変換器の第1実施例を示す回路図、第4
図は本発明変換器の入力電圧対出力電流特性の一例を示
す図、第5図は本発明変換器を電力増幅器のドライブ回
路に適用した場合の一例を示す回路図、第6図は本発明
変換器の第2実施例を示す回路図である。 1...電圧入力端子、2...定電圧源、3...出
力端子、4・・・定電流源、11,12..・出力電流
、Q1.・.電圧ー電流変換用NPNトランジスタ、Q
2・・・電圧一電流変換用PNPトランジスタ、Q5,
Q6・・・パワートランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 互いに接合層構造(又はチャンネル)の異なる第1
    及び第2のトランジスタのベース(又はゲート)間に定
    電圧線を接続し、かつ、該第1及び第2のトランジスタ
    の両エミッタ(又はソース若しくはドレイン)を、抵抗
    を介して入力端子に接続し、該入力端子に供給された電
    圧を、該第1及び第2のトランジスタのコレクタ(又は
    ドレイン若しくはソース)の少なくともいずれか一方よ
    り電流に変換して出力するよう構成したことを特徴とす
    る電圧−電流変換器。
JP53032375A 1978-03-23 1978-03-23 電圧↓−電流変換器 Expired JPS5948344B2 (ja)

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