JPS63268302A - レベルシフト回路 - Google Patents
レベルシフト回路Info
- Publication number
- JPS63268302A JPS63268302A JP62101909A JP10190987A JPS63268302A JP S63268302 A JPS63268302 A JP S63268302A JP 62101909 A JP62101909 A JP 62101909A JP 10190987 A JP10190987 A JP 10190987A JP S63268302 A JPS63268302 A JP S63268302A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- level shift
- level
- transistor
- resistor
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Amplifiers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体電子回路に係り、特に回路の動作可能
温度範囲を拡大することのできるレベルシフト回路に関
する。
温度範囲を拡大することのできるレベルシフト回路に関
する。
一般に、半導体電子回路を集積化する場合や直流までの
信号伝達を可能とする場合、コンデンサを排除した直結
方式を用いることが多い。ところが、増幅回路等が多段
接続されると、信号の直流レベルは急速に正や負の供給
電圧に向って増大する傾向にある。このことにより、出
力信号の振幅とその線形性は、制限を受けることになる
。
信号伝達を可能とする場合、コンデンサを排除した直結
方式を用いることが多い。ところが、増幅回路等が多段
接続されると、信号の直流レベルは急速に正や負の供給
電圧に向って増大する傾向にある。このことにより、出
力信号の振幅とその線形性は、制限を受けることになる
。
そこで従来、股間にレベルシフト回路を挿入し、前段の
回路の出力信号の直流レベルをシフトして後段の回路に
伝達する方法がとられていた。
回路の出力信号の直流レベルをシフトして後段の回路に
伝達する方法がとられていた。
第４図は従来のレベルシフト回路の一例を示している。
トランジスタ８と９の特性がそろっている場合には、入
力端子４に加えられた入力電圧ＶＩＭと出力端子５に現
われる出力電圧ＶＯＵＩどの差であるレベルシフト量は
、次の式１によって表わされる。
力端子４に加えられた入力電圧ＶＩＭと出力端子５に現
われる出力電圧ＶＯＵＩどの差であるレベルシフト量は
、次の式１によって表わされる。
但し、上式においてＶ）ｍｌはトランジスタのベース・
エミッタ間電圧を表わしている。トランジスタ９の出力
インピーダンスは、一般的にレベルシフト抵抗２の値Ｒ
１よりもはるかに大きいので、第２図の回路の交流電圧
利得はほぼ１に近い。
エミッタ間電圧を表わしている。トランジスタ９の出力
インピーダンスは、一般的にレベルシフト抵抗２の値Ｒ
１よりもはるかに大きいので、第２図の回路の交流電圧
利得はほぼ１に近い。
上記従来技術は、レベルシフト量の温度ドリフトについ
て配慮がされておらず、レベルシフト回路により信号の
直流レベルに必要な範囲を超えた温度ドリフトが加わる
という問題があった。
て配慮がされておらず、レベルシフト回路により信号の
直流レベルに必要な範囲を超えた温度ドリフトが加わる
という問題があった。
第５図はレベルシフト回路を用いた差動増幅回路の一例
を示し℃いる。第５図においては、トランジスタ１と１
０、レベルシフト抵抗２と１２゜バイアス電流源９と１
３によって構成される一対のレベルシフト回路を用いる
ことにより、差動信号に上記温度ドリフトが加わること
を防いでいる。
を示し℃いる。第５図においては、トランジスタ１と１
０、レベルシフト抵抗２と１２゜バイアス電流源９と１
３によって構成される一対のレベルシフト回路を用いる
ことにより、差動信号に上記温度ドリフトが加わること
を防いでいる。
しかし、トランジスタ１５と１６によって構成される差
動増幅回路の電源電圧Ｖ。ｏｌの利用率は、信号の直流
レベルに加わる温度ドリフトによって制限を受ける。例
えば常温において、トランジスタ１５と１６のそれぞれ
のコレクタ電流工。２を、それぞれ第６図の曲線２２と
２３のように設定しても、高温においては、それぞれ破
曲線２４と２５に移行する傾向がある。上記問題点は、
信号振幅に比較して電源電圧が充分に高くない時や、様
々な温度ドリフトを有する回路を多数段接続する場合に
は、回路の動作可能温度範囲を制約する要因となる。
動増幅回路の電源電圧Ｖ。ｏｌの利用率は、信号の直流
レベルに加わる温度ドリフトによって制限を受ける。例
えば常温において、トランジスタ１５と１６のそれぞれ
のコレクタ電流工。２を、それぞれ第６図の曲線２２と
２３のように設定しても、高温においては、それぞれ破
曲線２４と２５に移行する傾向がある。上記問題点は、
信号振幅に比較して電源電圧が充分に高くない時や、様
々な温度ドリフトを有する回路を多数段接続する場合に
は、回路の動作可能温度範囲を制約する要因となる。
本発゛明の目的は、レベルシフト量の温度ドリフトを任
意に設定し得るようにして当該電子回路の動作可能温度
範囲を拡大し得るようにしたレベルシフト回路を提供す
ることにある。
意に設定し得るようにして当該電子回路の動作可能温度
範囲を拡大し得るようにしたレベルシフト回路を提供す
ることにある。
上記目的は、ベースが信−電源に接続されると共にコレ
クタが低いインピーダンスを介してバイアスされる第１
のトランジスタのエミッタにレベルシフト用抵抗の一端
を接続し、かつ該抵抗の他端に電流源を接続し、前記信
号源から前記ベースを介して入力した入力信号をレベル
シフトして前記レベルシフト用抵抗の他端から出力信号
として取り出すレベルシフト回路において、前記電流源
として、温度ドリフト量の既知な第２のトランジスタと
温度ドリフトの発生しない抵抗素子との組合わせにより
前記レベルシフ（用抵抗を流れる電流の値を決定する電
流源回路を用いることにより達成される。
クタが低いインピーダンスを介してバイアスされる第１
のトランジスタのエミッタにレベルシフト用抵抗の一端
を接続し、かつ該抵抗の他端に電流源を接続し、前記信
号源から前記ベースを介して入力した入力信号をレベル
シフトして前記レベルシフト用抵抗の他端から出力信号
として取り出すレベルシフト回路において、前記電流源
として、温度ドリフト量の既知な第２のトランジスタと
温度ドリフトの発生しない抵抗素子との組合わせにより
前記レベルシフ（用抵抗を流れる電流の値を決定する電
流源回路を用いることにより達成される。
信号源にベースが接続されるトランジスタによるエミッ
タフォロワ回路は、レベルシフト回路が前段の負荷とな
ることを防ぐバッファとして動作する。
タフォロワ回路は、レベルシフト回路が前段の負荷とな
ることを防ぐバッファとして動作する。
任意の温度ドリフトと電流値をもたせることを可能にし
た電流源によってバイアスされたレベルシフト用抵抗は
、任意の温度ドリフトと電圧値を有する電圧源として動
作する。該電圧源によりレベルシフト量を設定すること
によって、レベルシフト回路の温度ドリフトを任意に設
定し得る。
た電流源によってバイアスされたレベルシフト用抵抗は
、任意の温度ドリフトと電圧値を有する電圧源として動
作する。該電圧源によりレベルシフト量を設定すること
によって、レベルシフト回路の温度ドリフトを任意に設
定し得る。
以下１本発明の実施例について図面を用いて説明する訳
であるが、その前に本発明の詳細な説明しておく。
であるが、その前に本発明の詳細な説明しておく。
第７図は本発明の原理を表わす回路図である。
第７図においてレベルシフト量は１次の式２によって表
わし得る。
わし得る。
ＷＩＮ Ｖｏｕ！ ＝ ＶＢＩ ＋ ＲＬ
ＩＢ（？） （式２ ）実際に回路を設
計する際には、出力端子５における寄生容量と、トラン
ジスタ１に流し得るバイアス電流を考１して、Ｒ２とＩ
！＋（？）を決定する。次に、入力電圧Ｖ。Ｎの温度係
数がａｙ工）Ｉ／ａＴである時、出力電圧Ｖ。ＵＴの温
度係数をａＶｏｕｙ／ａＴにしたい場合には１次の式３
の関係を満足させればよい。
ＩＢ（？） （式２ ）実際に回路を設
計する際には、出力端子５における寄生容量と、トラン
ジスタ１に流し得るバイアス電流を考１して、Ｒ２とＩ
！＋（？）を決定する。次に、入力電圧Ｖ。Ｎの温度係
数がａｙ工）Ｉ／ａＴである時、出力電圧Ｖ。ＵＴの温
度係数をａＶｏｕｙ／ａＴにしたい場合には１次の式３
の関係を満足させればよい。
従って、レベルシフト量の温度ドリフトを零に押える為
には１次の式４の特性を有するバイアス電流源３を用い
る必要がある。
には１次の式４の特性を有するバイアス電流源３を用い
る必要がある。
回路設計者は前記式３に示した関係を適当に用いること
により、回路の動作可能温度範囲を最適化することがで
きる。
により、回路の動作可能温度範囲を最適化することがで
きる。
第７図において、トランジスタ１がＰＮＰ形のものであ
っても、バイアス電流源３の極性を反転させることによ
り、本発明 を実現し得ることは言うまでもない。また
、トランジスタ１をＦＢ’ｌ’に置き換える事も可能で
ある。
っても、バイアス電流源３の極性を反転させることによ
り、本発明 を実現し得ることは言うまでもない。また
、トランジスタ１をＦＢ’ｌ’に置き換える事も可能で
ある。
さらに、入力信号源のインピーダンスが充分に小さい場
合においては、第７図中のトランジスタ１を削除して、
レベルシフト用抵抗２の出力端子側でない端子を、直接
に入力端子４とすることができる。
合においては、第７図中のトランジスタ１を削除して、
レベルシフト用抵抗２の出力端子側でない端子を、直接
に入力端子４とすることができる。
以下１本発明の詳細な説明する。第１図は本発明の一実
施例を示す回路図である。
施例を示す回路図である。
同図に示す実施例においては、トランジスタ３０のベー
スを一定電位Ｖ、にバイアスし、該トランジスタのエミ
ッタＫ（ｎ−１）段のダイオード。
スを一定電位Ｖ、にバイアスし、該トランジスタのエミ
ッタＫ（ｎ−１）段のダイオード。
またはダイオード接続のトランジスタを直列接続する。
但し、ｎは自然数である。これらの直列接続されたダイ
オード（接続）と抵抗２９の接続点の電位Ｖ、と、上記
一定電位Ｖ、との電位差をｎＶ□と表し得る場合、バイ
アス電流ＩＩＩ（りは次の式５によって表わすことがで
きる。
オード（接続）と抵抗２９の接続点の電位Ｖ、と、上記
一定電位Ｖ、との電位差をｎＶ□と表し得る場合、バイ
アス電流ＩＩＩ（りは次の式５によって表わすことがで
きる。
ここでレベルシフト量は、ＩＢ（、り Ｘ ＲＬ＆Ｃよ
り与えられるものであり、また温度ドリフトを生じるの
はｖｌのみで、他の要素Ｒ＋ Ｉ Ｒ２＋ Ｒｍ ｐＶ
ａｃなどは温度ドリフトは無視し得るものと考えている
ので２式５より次の事が言える。
り与えられるものであり、また温度ドリフトを生じるの
はｖｌのみで、他の要素Ｒ＋ Ｉ Ｒ２＋ Ｒｍ ｐＶ
ａｃなどは温度ドリフトは無視し得るものと考えている
ので２式５より次の事が言える。
（１） レベルシフト量はＲ１とＲ２とＶＣａにより
、温度ドリフトとは独立に設定できる。
、温度ドリフトとは独立に設定できる。
（２） レベルシフト量の温度ドリフトは、ｎとＲＩ
により独立に設定できる。
により独立に設定できる。
次に第２図に示す実施例も、第１図と同様に式５によっ
て表わされるバイアス電流Ｉｎ（りを供給するものであ
る。しかし、第２図の場合には、トランジスタ３６のベ
ース電位を共用して、他のレベルシフト回路を並列駆動
した時に素子数を削減できる。（破線で示したトランジ
スタ３７等を用いる時） また、第２図において定電流源５５は抵抗に置き換える
ことが可能である。但し、置き換えた抵抗のトランジス
タ３４に接続されていない方の端子は、一定の電位にバ
イアスする必要がある。
て表わされるバイアス電流Ｉｎ（りを供給するものであ
る。しかし、第２図の場合には、トランジスタ３６のベ
ース電位を共用して、他のレベルシフト回路を並列駆動
した時に素子数を削減できる。（破線で示したトランジ
スタ３７等を用いる時） また、第２図において定電流源５５は抵抗に置き換える
ことが可能である。但し、置き換えた抵抗のトランジス
タ３４に接続されていない方の端子は、一定の電位にバ
イアスする必要がある。
そして、第５図に示す実施例は式６によって表わされる
ように、温度ドリフトの方向をも任意に設定し得る。
ように、温度ドリフトの方向をも任意に設定し得る。
（式６）
また、第５図の実施例は第２図と同様に、レベルシフト
回路の並列駆動にも適している。
回路の並列駆動にも適している。
以上の実施例において、用いたトランジスタの極性を反
転しても、それらをＦ’Ｅ’ｌ’に置き換えても良い事
は言うまでもない。
転しても、それらをＦ’Ｅ’ｌ’に置き換えても良い事
は言うまでもない。
本発明によれば、レベルシフト量の温度ドリフトを任意
に設定し得るレベルシフト回路を、簡単な構成により提
供できるので、それを用いた電子回路の動作可能温度範
囲を容易に拡大し得る効果がある。
に設定し得るレベルシフト回路を、簡単な構成により提
供できるので、それを用いた電子回路の動作可能温度範
囲を容易に拡大し得る効果がある。
第１図乃至第３図はそれぞれ本発明の一実施例を示す回
路図、第４図、第５図はそれぞれ従来のレベルシフト回
路を示す回路図、第６図はその特性図、第７図は本発明
の原理説明図である。 １・・・・・・レベルシフト用トランシスタ２・・・・
・・レベルシフト用抵抗 ３・・・・・・バイアス電流源 ４・・・・・・入力端子 ５・・・・・・出力端子。 １−〜・ 第１図 Ｌ ＋’ −ｊ 第 ７図 ＺＬへ゛ルシ７ト用ｊＱ才几
路図、第４図、第５図はそれぞれ従来のレベルシフト回
路を示す回路図、第６図はその特性図、第７図は本発明
の原理説明図である。 １・・・・・・レベルシフト用トランシスタ２・・・・
・・レベルシフト用抵抗 ３・・・・・・バイアス電流源 ４・・・・・・入力端子 ５・・・・・・出力端子。 １−〜・ 第１図 Ｌ ＋’ −ｊ 第 ７図 ＺＬへ゛ルシ７ト用ｊＱ才几
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ベースが信号源に接続されると共にコレクタが低い
インピーダンスを介してバイアスされる第１のトランジ
スタのエミッタにレベルシフト用抵抗の一端を接続し、
かつ該抵抗の他端に電流源を接続し、前記信号源から前
記ベースを介して入力した入力信号をレベルシフトして
前記レベルシフト用抵抗の他端から出力信号として取り
出すレベルシフト回路において、 前記電流源として、温度ドリフト量の既知な第２のトラ
ンジスタと温度ドリフトの発生しない抵抗素子との組合
わせにより前記レベルシフト用抵抗を流れる電流の値を
決定する電流源回路を用い、前記抵抗素子の抵抗値を調
節することにより所要のレベルシフト量を前記出力信号
に持たせ、前記第２のトランジスタの接続個数を調節す
ることにより所要の温度ドリフト量をそのレベルシフト
量に持たせることを特徴とするレベルシフト回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載のレベルシフト回路にお
いて、前記第１のトランジスタのエミッタと前記レベル
シフト用抵抗の一端との接続点を直接、前記信号源の入
力端子として前記第１のトランジスタを不要にしたこと
を特徴とするレベルシフト回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62101909A JPH0817295B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | レベルシフト回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62101909A JPH0817295B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | レベルシフト回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63268302A true JPS63268302A (ja) | 1988-11-07 |
| JPH0817295B2 JPH0817295B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=14313037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62101909A Expired - Lifetime JPH0817295B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | レベルシフト回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817295B2 (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5024043U (ja) * | 1973-06-26 | 1975-03-18 | ||
| JPS5330205U (ja) * | 1977-08-03 | 1978-03-15 | ||
| JPS5433828A (en) * | 1977-08-22 | 1979-03-12 | Sumitomo Metal Ind | Method of making steel ingot |
| JPS59119910A (ja) * | 1982-12-25 | 1984-07-11 | Toshiba Corp | レベルシフト回路付増幅器 |
| JPS601020U (ja) * | 1983-05-31 | 1985-01-07 | ソニー株式会社 | 一定インピ−ダンス出力回路 |
| JPS60214610A (ja) * | 1984-04-11 | 1985-10-26 | Fujitsu Ltd | トランジスタ回路 |
-
1987
- 1987-04-27 JP JP62101909A patent/JPH0817295B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5024043U (ja) * | 1973-06-26 | 1975-03-18 | ||
| JPS5330205U (ja) * | 1977-08-03 | 1978-03-15 | ||
| JPS5433828A (en) * | 1977-08-22 | 1979-03-12 | Sumitomo Metal Ind | Method of making steel ingot |
| JPS59119910A (ja) * | 1982-12-25 | 1984-07-11 | Toshiba Corp | レベルシフト回路付増幅器 |
| JPS601020U (ja) * | 1983-05-31 | 1985-01-07 | ソニー株式会社 | 一定インピ−ダンス出力回路 |
| JPS60214610A (ja) * | 1984-04-11 | 1985-10-26 | Fujitsu Ltd | トランジスタ回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0817295B2 (ja) | 1996-02-21 |
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