JPS6028035B2 - 引算回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、引算回路に関するものである。

第１図に従来の引算回路を示す。同図において、１，２
は互に異なる入力電圧Ｖ，，Ｖ２を印加するための可変
定電圧源、３は演算増幅器である。４は、一方の可変定
電圧源１と演算増幅器３のプラス入力端子との間に接続
される抵抗値Ｒ，の抵抗体、５は上記入力端子と接地と
の間に接続された抵抗値Ｒ２の抵抗体、６は、他方の可
変定電圧源２と上記演算増幅器３のマイナス入力端子と
の間に接続された抵抗値Ｒ，′の抵抗体、７は上記マイ
ナス入力端子と出力端子間に接続された抵抗値Ｒ２′の
抵抗体、．８は演算増幅器３の出力端子である。

上記構成において、Ｒ，＝Ｒ，′，Ｒ２：Ｒ２′の時、
出力端子８に生起される電圧Ｖｏは下式【１｝で表わさ
れる。

Ｖ。

＝登（Ｖ′Ｖ２） …‐‐‐‐‐‐‘１｝しかる
に、従来のものでは、半導体集積回路化する時、演算増
幅器３を必要とするところから、素子数が多くなるうえ
、入力ィィンピーダンスが抵抗体１，２の加算抵抗値（
Ｒ，十Ｒ２）で制限されて低くなり、抵抗値Ｒ，と抵抗
値Ｒ，′ならびに抵抗値Ｒ２と抵抗値Ｒ２′の差が誤差
要因となる等の種々欠点がある。この発明は、上記欠点
を除去するためになされたので、演算増幅器を用いるこ
となく簡単な構成で、高精度の引算回路を提供すること
を目的としている。

以下、この発明の一実施例を図面にしたがって説明する
。

第２図は、この発明に係る引算回路の一例を示すもので
、第１図と同一部所には同一符号を付して説明を省略す
る。

同図において、９，１０は、第１および第２の可変定電
圧源１．２の各電圧Ｖ，，Ｖ２が印加される第１および
第２の入力トランジスタ、１１，１２はＰＮＰカレント
ミラー回路を構成する１対のトランジスタであり、両者
１１，１２のコレクタ面積比は１：Ａに設定されており
、上記第１のトランジスタ９のコレクタにトランジスタ
１１のベース・コレクタが接続されている。１３，１４
は、ＮＰＮカレントミラ−回路を構成する１対のトラン
ジスタで、両者１３，１４のェミッタ面積はＢ：１に設
定されており、上記トランジス１２のコレクタとトラン
ジスタ１４のコレクタとがそれぞれ接続され、またトラ
ンジスタ１０のェミツタに上記トランジスタ１３のェミ
ッタ・コレクタが接続されている。

上記トランジスタ９，１０の各ェミッタ間に抵抗値Ｒ，
の第１の抵抗体４が介挿されている。１５は引算出力を
取り出すためのＰＮＰトランジスタであり、抵抗値Ｒ２
の負荷抵抗体５が上記トランジスタ１５のコレクタに接
続されている。

１６，１７は、起動回路を構成するトランジスタおよび
抵抗体、１８は定電圧源である。

上記構成において、第１および第２の可変定電圧源１．
２からそれぞれＶ，，Ｖ２なる電圧が、第１および第２
の入力トランジスタ９，１０の各ベースにそれぞれ印加
され、各トランジスタ９，ｌｏに下式【２）の電流１，
が流れるとする（但し、べ−ス・ェミッタ順方向電圧を
無視する）。

・．＝生２ 冊州 上記‘２１式の電流が入力トランジスタ９，１０に流れ
たと仮定すると、ＰＮＰカレントミラー回路を構成する
トランジスタ１ １のコレクタ側に１，、他方のトラン
ジスタ１２のコレクタ側にはＡ・１・なる電流が流れ、
またＮＰＮカレントミラー回路を構成する一方のトラン
ジスター４のコレクタ側に山，、他方のトランジスター
３のコレクタ側にＡ・ＢＬなる電流が流れる。

但し、トランジスタ１１〜１４の電流増幅率は十分高く
ベース電流の効果は無視できるものとする。ここで、そ
れぞれの面積比の積がＡ・Ｂ＝２となるように設定する
と、トランジスタ９のェミツタ電流（ほぼコレクタ電流
に等しい）は、１，であり、トランジスタ１０の定電流
負荷であるトランジスタ１３には、上記説明のように２
１，が流出するため、トランジスター ０のェミッタ電
流は２１，−１，＝１，となり、トランジスタ９，１０
の各ェミッタ電流をそれぞれ１，と等しく設定できる。

前記第２式のＶ，，Ｖ２は任意に選んでも（Ｖ，〉Ｖ２
の範囲）成り立つので、トランジスタ９，１０の各ェミ
ッタ電流は、入力電圧の差Ｖ，一Ｖ２の大きさに追従し
て、それぞれ等しい電流１，となる。このため、トラン
ジスタ９，１０が活性領域で動作する間は、各々のェミ
ッタ電流が１，と等しいため、前記２式を厳密に表現す
ると‘３｝式のようになる。

・．＝Ｖ午言竺十Ｗ８離−ＶＢ町） ………｛３１Ｒ
，但し、Ｖ，＞Ｖ２，Ｖ２２ＶＢＥ２十０．３Ｖ，Ｖ８
８はトランジスタ９のベース・ェミツタ順方向電圧、Ｖ
８８２はトランジスタ１０のべ−ス・ェミッタ順方向電
圧。

上記‘３１式の第２項はつぎのようにほとんど無視する
ことができる。

但し、ｌｓ，，ｌｓ２は、トランジスタ９，１１の逆方
向飽和電流で、ｌｓ，ニｌｓ２となる。

ｋはボルッマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電荷である。
‐したがって、上記｛３１式と前記■式は、同じ値にな
り、同じ式とみなすことができ、電流１，は下式【４１
として定義できる。Ｌ＝Ｖムこ生
……側Ｒ，トランジスタ１５より、上記電薪８，を取
り出すと、その負荷抵抗体５の両端に発生する出力電圧
Ｖ〇は、Ｖ。

＝・．ＸＲ２＝蜜（Ｖ・−Ｖ２） ‐‐‐…‐‐側と
なり、高精度の引算回路が、構成できる。とくに演算増
幅器を用いないので、素子数も少なくなり、しかも上記
【４｝式の電流１，は、電子回路中で数十ＡＡオーダー
程度の小さい値で十分であり、したがって入力インピー
ダンスを高くできる。また入力間電位差が高精度に電流
に変換できることから、高精度の電圧−電流変換回路と
しても用いることができる。第３図は、この発明の他の
実施例を示す電気回路図であり、第２図とは出力の取り
出し方のみが異なるもので、ＮＰＮトランジスタ３９と
抵抗体５との接続点に出力端子８接続してあり、第２図
と同様の効果を奏する。

第４図は、この発明のさらに他の実施例を示す電気回路
図であり、第２図のものとトランジスタ９，１０が相補
型の構成（ＮＰＮとＰＮＰが逆になっている）であり、
作用効果は、第２図のものと同様である。

以上のように、この発明による引算回路は、演算増幅器
を導入せずにカレントミラー回路を用いて構成したから
、素子数が少なく、集積化が容易であり、精度の高いも
のが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の引算回路を示す電気回路図、第２図〜
第４図は、この発明に係る引算回路の異なる例を示す電
気回路図である。 １，２・・・・・・可変定電圧源、４・・・・・・抵抗
体、５・・・・・・負荷抵抗体、８・・・・・・出力端
子、９，１０，４９，５０……入力用トランジスタ、１
１，１２，５１，５２…・・・第１のカレントミラー回
路のトランジスタ、１３，１４，５３，５４……第２の
カレントミラー回路のトランジスタ、１５，３９，５９
……出力トランジスタ、１８・・・・・・定電圧源。 なお、図中、同一符号は同一もしくは相当部分を示す。
第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互に異なる入力電圧が印加される１対の入力用トラ
   ンジスタの各エミツタ間に抵抗体を接続し、互に同一導
   電形の１対のトランジスタのうちの一方のトランジスタ
   のコレクタとベースを短絡してダイオードとして構成し
   た第１および第２のカレントミラー回路の導電形を互に
   異ならせ、上記入力用トランジスタのうちの一方のトラ
   ンジスタのコレクタに接続された一方のカレントミラー
   回路のダイオードと該回路の他方のトランジスタとの各
   コレクタ比を任意比１：Ａとし、また上記入力用トラン
   ジスタのうちの他方のトランジスタのエミツタに接続さ
   れる上記他方のカレントミラー回路のトランジスタと該
   回路のダイオードとの各エミツタ比を任意比Ｂ：１とし
   、上記コレクタ比を異ならせた一方のカレントミラー回
   路におけるトランジスタのコレクタと上記エミツタ比を
   異ならせた他方のカレントミラー回路におけるダイオー
   ド構成のトランジスタのコレクタとを接続するとともに
   、上記一方のカレントミラー回路におけるコレクタ面積
   比と他方のカレントミラー回路におけるエミツタ面積比
   の積（Ａ：Ｂ）を２に設定し、上記コレクタ面積比を異
   ならせた一方のカレントミラー回路のトランジスタのベ
   ースにベースを接続した出力トランジスタと、負荷抵抗
   体との直列体を定電圧源に直列接続して、上記出力トラ
   ンジスタと負荷抵抗体との接続点に出力端子を接続した
   ことを特徴とする引算回路。