JPS5997212A - レベルシフト回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレベルシフト回路、特に電源電圧の変動の影響
がなく、直流レベルのみシフトできるレベルシフト回路
に関するものである。

第１図は従来から知られているレベルシフト回路を示し
たものである。

１．２は抵抗、３．４．６はトランジスタ、５゜８は定
電流源、７はｎ個のダイオードを直列接続してなるダイ
オード列である。

トランジスタ３および４は差動増幅回路を構成し、トラ
ンジスタ４のコレクタ電位Ｖｃを１〜ランジスタロおよ
びダイオード列７でレベルシフトする。

このとぎの出力の直流レベルＶｏは次式で表わされる。

Ｖ、ｏ＝ＶＣ（ｎ＋１）ＶＦ ＝Ｖｃｃ　−（ＩＥ　／２）　ＲＬ　−（ｎ　＋１　）
　ＶＦ ここに、 Ｖ　ＣＣ：電源電圧 ＩＥ：定電流源５の電流値 ＲＬ：抵抗１，２の抵抗値 ｖＦ　：ダイオードの順方向電圧 ｎ：ダイオード列７のダイオード個数。

かかる回路は、出力インピーダンスが低く、また振幅を
変えることなく直流レベルのみＶＦの整数倍シフトでき
るので、シングルエンドのエミツ夕接地増幅器のドライ
ブ用として一般に使用されている。

しかし、上式から明らかなように、電源電圧Ｖｃｃが変
動すると、出力の直流レベルＶｏも変動し、このため次
段にエミッタ接地増幅器を直結した場合、エミッタ接地
増幅器のバイアスが変動して実用上大きな問題となる。

本発明は前記した従来技術の問題点を解消するもので、
電流電圧の変動に関係なく出力の直流レベルのみをシフ
トすることができるレベルシフト回路の提供を目的どす
るものである。

第２図は本発明の一実施例を示したものである。

トランジスタ３．４により構成される差動増幅回路の差
動用ノ〕の一方にエミッタホロワを形成するトランジス
タ９を接続し、このトランジスタ９のエミッタに抵抗１
０１ｎ個のダイオードからなるダイオード列１１および
ダイオード１２を順次接続する。

また、差動用ノ〕の他方にはエミッタホロワを形成する
トランジスタ６を接続し、このトランジスタ６のエミッ
タに抵抗１３（抵抗１０と同一抵抗値）を介してエミッ
タ接地１〜ランジスタ１４のコレクタを接続する。

そして、トランジスタ１４のベースをダイオード１２の
陽極側に接続してレベルシフト回路が構成される。

この回路の出力の直流レベルＶＯは、トランジスタ４の
コレクタ゛電位Ｖｃからトランジスタ６のベース・エミ
ッタ間電圧ＶＢＥと抵抗１３の電圧降下分だけシフトし
た値となり、次式のようになる。

Ｖｏ＝ＶＣＶａｉ：　　　Ｒ５１ｓ　　−（１１ここに
、 Ｒ８：抵抗１３の抵抗値 ＩＳ：抵抗１３を流れる電流値 一方、タイオード１２とトランジスタ１４からなる部分
はカレン１−ミラーを構成するので、抵抗１０を流れる
電流ｆ”ｓはｉｓと等しくなり、次式で表わされる。た
だし、ダイオードは順方向電圧Ｖｐがトランジスタのベ
ース・エミッタ間電圧に等しいものを使用しており、Ｖ
Ｆ　＝Ｖｅ　Ｅとする。　　　［−３＝ＩＳ＝（Ｖｃ−
＜ｎ＋２）ＶＢ　Ｅ　）　　　　　　　／Ｒ−ｓ　−−
−−−（２）ここに、 Ｆ＜−ｓ：抵抗１０の抵抗値（Ｒ−ｓ　＝Ｒｓ　）１′
Ｓ　：抵抗１０を流れる電流値 ｎ：ダイＡ−ド列１１のダイオード個 数 （２）式を（１）式に代入すると、出力の直流レベルＶ
。

は次式で表わされる。

ＶＯ＝（ｎ＋１）ＶＢＥ これより、出力の直流レベルはＶＢＥの整数倍となり、
電源電圧に依存しないことになる。

第３図は本発明の具体的な実施例を示したもので、第２
図の定電流源５として抵抗１５．１９、ダイオード１６
．１７およびトランジスタ１８を用いて構成したもので
ある。

この回路は、入力振幅が大ぎく、差動増幅器をリミッタ
として動作させて使用する場合にその出力１ノベルを変
えることができるものである。

出力のハイレベルＶ　’　Ｈ％出力のロウレベルＶＯＬ
および出力振幅Ｖｐｐは次式のように表わされる。

ＶＯｕ＝（（ｎ＋１＞−４−（Ｒｔ／ＲＥ））ＶＢＥ ＶＯｔ＝（（ｎ＋１）−（Ｒｔ／Ｒｐ　））ＶＢＥ ｖｐｐ＝ｖｏ　Ｈ−ＶＯＬ　＝　２　（ＲＬ　／ＲＥ　
）’ｔ　ＶＢＥ ここに、 ＲＥ：抵抗１９の抵抗値 ＲＬ＝抵抗１おＪ：び２の抵抗値 したがって、出力のハイレベル（あるいはロウレベル）
は電源電圧に依存せず、抵抗１９の抵抗値ＲＥと抵抗１
，２の抵抗値ＲＬとの比、およびレベルシフト用のダイ
オードの個数により次段回路（ＴＴＩ−回路など）にＲ
適なレベルに設定することかできる。

また出力振幅も電源電圧に依存せず、上記の抵抗比によ
りＶＢＥの定数倍の値を得ることかできる。

本発明のレベルシフト回路は、差動増幅回路の差動出力
の両方に接続するエミッタホロワの動作電流を等しくす
ること等により、次の効果が得られる。

（１）　　出力の直流レベルは、電源電圧に依存Ｖず、
レベルシフ１〜用ダイオードの個数とＶＢＥの積で表わ
されるレベルにすることかでき、次段のエミッタ接地増
幅器等との直結が可能である。

（２）差動増幅回路をリミッタとして動作させた場合（
比較回路）、その出力レベルは電源電圧に依存゛けず、
さらにイのレベルがＶＢＨの定数倍の温度特性をもつこ
とにより、次段に接続するＴＴＬ回路の温度補償が可能
である。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は従来例のｄ２明図、第２図は本発明の一実施例
の説明図、第３図は本発明の具体的一実施例の説明図で
ある。 １．２，１０，１３：抵抗、 ３．４，６，１４：ｌ−ランジスタ、 ５：定電流源、１１：ダイオード列、 １２：ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 差動増幅回路の差動出力の一方にエミッタホロワを形成
   するトランジスタを接続すると共に該トランジスタのエ
   ミッタに抵抗および複数個のダイオードを順次接続し、
   また差動出力の他方にエミッタホロワを形成するトラン
   ジスタを接続すると共に該トランジスタのエミッタに前
   記抵抗と同じ抵抗値の抵抗を介してエミッタ接地トラン
   ジスタのコレクタを接続し、該トランジスタのベースを
   前記複数個のダイオードの最下段のダイオードの陽極側
   に接続して構成したことを特徴とするレベルシフト回路
   。