(57)【要約】【課題】電源電圧ＶＣＣの低下時においても確実な動作を行う。【解決手段】定電流回路ＣＣ１の定電流をトランジスタＴｒ１に流し、これとカレントミラーを構成する定電流トランジスタＴｒ３に流す。定電流トランジスタＴｒ３には、一対の差動トランジスタＴｒ４、Ｔｒ５が接続されており、トランジスタＴｒ４のと電源ＶＣＣの間には抵抗Ｒ３が設けられ、この抵抗Ｒ３とトランジスタＴｒ４の接続点に出力トランジスタＴｒ６のベースが接続されている。また、定電流トランジスタＴｒ３のベース電流を供給する接続トランジスタＴｒ２の電流を２つのカレントミラーによって、抵抗Ｒ３の下側から引く抜く。電源電圧ＶＣＣの低下時において定電流トランジスタＴｒ３が飽和した際にそのベースからエミッタに抜ける電流の増加に応じた電流を抵抗Ｒ３から引き抜くことで、出力トランジスタＴｒ６のオンオフを確実の行う。【選択図】        図１
2004214910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流回路からの定電流を流す入力側トランジスタと、
この入力側トランジスタとカレントミラーを構成し、入力側トランジスタと実質的に同一またはこれに比例した定電流を流す定電流トランジスタと、
この定電流トランジスタに流れる定電流を流す一対の差動トランジスタを含み、入力信号に応じた前記一対の差動トランジスタに流れる電流の変化に応じた出力信号を出力端から出力する差動アンプと、
前記入力トランジスタおよび前記定電流トランジスタへミラー用ベース電流を供給する接続トランジスタと、
この接続トランジスタに流れるミラー用ベース電流と実質的同一またはこれに比例した電流を前記差動アンプの出力端から引き出すことで出力端電圧を制御する出力端電圧制御手段と、
を有することを特徴とする差動回路。
【請求項２】
請求項１に記載の回路において、
前記差動アンプの出力端は、いずれかの差動トランジスタと、他端が電源ＶＣＣに接続された抵抗との接続部に形成され、前記定電流トランジスタに流れる定電流に加えて前記出力端電圧制御手段による電流が前記抵抗に流れることを特徴とする差動回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回路において、
前記出力端電圧制御回路は、前記接続トランジスタに供給するミラー用ベース電流と同一またはこれに比例した電流を生成する２つのカレントミラー回路を含むことを特徴とする差動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号に応じた出力信号を得る差動回路、特に電源電圧ＶＣＣの低下時において十分な動作を確保できるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に、従来の差動回路の構成例を示す。この差動回路は、ＰＬＬ（フェーズ・ロックド・ループ）回路におけるチャージポンプなどに利用され、位相差に応じたパルス信号入力され、このパルス信号のパルス幅に応じた電流を出力する。そこで、この差動回路の出力によりコンデンサを充放電することで、ＶＣＯ（電圧制御発振器）への制御電圧信号を生成することができる。
【０００３】
一端が電源ＶＣＣに接続された定電流を流す定電流回路ＣＣ１の他端には、ＮＰＮ型の入力側トランジスタＴｒ１のコレクタが接続され、この入力側トランジスタＴｒ１のエミッタは抵抗Ｒ１を介し、グランドＧＮＤに接続されている。従って、定電流回路ＣＣ１の定電流は、入力側トランジスタＴｒ１、抵抗Ｒ１を介し、グランドＧＮＤへ流れる。
【０００４】
入力側トランジスタＴｒ１のコレクタには、コレクタが電源ＶＣＣに接続されたＮＰＮ型の接続トランジスタＴｒ２のベースが接続され、この接続トランジスタＴｒ２のエミッタは入力側トランジスタＴｒ１のベースに接続されている。また、入力側トランジスタＴｒ１のベースには、ＮＰＮ型の定電流トランジスタＴｒ３のベースが接続されている。この定電流トランジスタＴｒ３のエミッタは抵抗Ｒ２を介しグランドＧＮＤに接続されている。従って、入力側トランジスタＴｒ１と定電流トランジスタＴｒ３はカレントミラーを構成し、両者は実質的同一の定電流を流す。なお、カレントミラーを構成する一対のトランジスタは、両トランジスタのエミッタ面積を異ならせることで、入力側トランジスタの電流に比例する電流を他側のトランジスタに流すこともできる。
【０００５】
定電流トランジスタＴｒ３のコレクタには、一対のＮＰＮ型の差動トランジスタＴｒ４、Ｔｒ５のエミッタが共通接続されており、１つの差動トランジスタＴｒ４のコレクタは、抵抗Ｒ３を介し、電源ＶＣＣに接続され、もう１つの差動トランジスタＴｒ５のコレクタは直接電源ＶＣＣに接続されている。
【０００６】
そして、差動トランジスタＴｒ４のベースは、ＰＬＬ回路における位相差検出器からの位相差信号を供給され、差動トランジスタＴｒ５のベースは、一定電圧を供給する基準電源ＶＣＣに接続されている。
【０００７】
抵抗Ｒ３と差動トランジスタＴｒ４の接続点には、出力トランジスタＴｒ６のベースが接続されている。従って、位相差検出信号がＨの時に、差動トランジスタＴｒ４がオンして電流が抵抗Ｒ３および差動トランジスタＴｒ４に流れ、これによって抵抗Ｒ３における電圧降下が生じ出力トランジスタＴｒ６がオンする。すなわち、差動トランジスタＴｒ４のコレクタ電流と抵抗Ｒ３により出力トランジスタＴｒ６のオンオフが決定される。
【０００８】
なお、出力トランジスタＴｒ６の出力電流は、コンデンサなどに充電される。また、図１と同様の回路であって、反対の位相差信号に応じグランドに向けて電流を流す回路が設けられ、これよってコンデンサからの放電がなされる。そこで、位相差に応じた電位がコンデンサの上側電圧として得られ、このコンデンサ電圧を、ＶＣＯの制御電圧とすることで、ＶＣＯの発振周波数が位相差に応じて制御される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、この従来回路においては、電源電圧ＶＣＣが低くなり、差動トランジスタＴｒ４のベースバイアスも低くなると、定電流トランジスタＴｒ３が飽和してしまい、差動トランジスタＴｒ４のコレクタ電流が減ってしまう。そして、差動トランジスタＴｒ４のコレクタ電流が少なくなると、抵抗Ｒ３における電圧降下が小さくなり、出力トランジスタＴｒ６のスレッショルドレベルとなるＶｂｅ電圧まで、出力トランジスタＴｒ６のベース電圧が下がらなくなり、出力トランジスタＴｒ６がオンオフ動作できなくなってしまうという問題がある。
【００１０】
特に、位相差検出回路における出力段には、通常コレクタが電源ＶＣＣに接続されたＮＰＮトランジスタが設けられている。このため、差動トランジスタＴｒ４のベース電圧はＶＣＣに比べ１Ｖｂｅ以上下がっており、定電流トランジスタＴｒ３のコレクタは、ＶＣＣに比べ２Ｖｂｅ以上低くなる。このため、電源ＶＣＣを２Ｖ動作させ、１Ｖｂｅ＝０．８Ｖのような場合、定電流トランジスタＴｒ３のＶｃｅは、０．４Ｖ程度となってしまう。定電流トランジスタＴｒ３を飽和させないためには、少なくともＶｃｅが０．６Ｖは必要であり、このような条件では、定電流トランジスタＴｒ３が飽和してしまい、上述のような問題が発生する。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、電源電圧ＶＣＣの低電圧時においても、出力トランジスタを十分駆動可能とする差動回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、定電流回路からの定電流を流す入力側トランジスタと、この入力側トランジスタとカレントミラーを構成し、入力側トランジスタと実質的に同一またはこれに比例した定電流を流す定電流トランジスタと、この定電流トランジスタに流れる定電流を流す一対の差動トランジスタを含み、入力信号に応じた前記一対の差動トランジスタに流れる電流の変化に応じて出力信号を出力端から出力する差動アンプと、前記入力トランジスタおよび前記定電流トランジスタへミラー用ベース電流を供給する接続トランジスタと、この接続トランジスタに流れるミラー用ベース電流と実質的同一またはこれに比例した電流を前記差動アンプの出力端から引き出すことで出力端電圧を制御する出力端電圧制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
このように、本発明では、定電流トランジスタのベース電流に応じた電流を作動アンプの出力端から引き出す。このため、電源電圧ＶＣＣの低下時において定電流トランジスタが飽和した際のベース電流の増加に応じて、出力端電圧を制御することができ、出力端電圧によって出力トランジスタの確実なオンオフを行うことができる。
【００１４】
また、前記差動アンプの出力端は、いずれかの差動トランジスタと、他端が電源ＶＣＣに接続された抵抗との接続部に形成され、前記定電流トランジスタに流れる定電流に加えて前記出力端電圧制御手段による電流が前記抵抗に流れることが好適である。
【００１５】
また、前記出力端電圧制御回路は、前記接続トランジスタに供給するミラー用ベース電流と同一またはこれに比例した電流を生成する２つのカレントミラー回路を含むことが好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１７】
この実施形態の回路は、上述の図２に記載の従来例の回路に定電流トランジスタＴｒ３の飽和を検知する回路（図１において破線で囲んだ回路）を付加し、定電流トランジスタＴｒ３の飽和時には抵抗Ｒ３の電流を増加させて出力トランジスタＴｒ６を確実にオンできるようにするものである。
【００１８】
一端が電源ＶＣＣに接続された定電流を流す定電流回路ＣＣ１の他端には、ＮＰＮ型の入力側トランジスタＴｒ１のコレクタに接続され、入力側トランジスタＴｒ１のエミッタは抵抗Ｒ１を介し、グランドＧＮＤに接続されている。また、入力側トランジスタＴｒ１のコレクタには、ＮＰＮ型の接続トランジスタＴｒ２のベースが接続され、この接続トランジスタＴｒ２のエミッタは入力側トランジスタＴｒ１のベースに接続されている。また、入力側トランジスタＴｒ１のベースには、ＮＰＮ型の定電流トランジスタＴｒ３のベースが接続されている。この定電流トランジスタＴｒ３のエミッタは抵抗Ｒ２を介しグランドＧＮＤに接続されている。
【００１９】
定電流トランジスタＴｒ３のコレクタには、一対のＮＰＮ型の差動トランジスタＴｒ４、Ｔｒ５のエミッタが共通接続されており、１つの差動トランジスタＴｒ４のコレクタは、抵抗Ｒ３を介し、電源ＶＣＣに接続され、もう１つの差動トランジスタＴｒ５のコレクタは直接電源ＶＣＣに接続されている。
【００２０】
また、差動トランジスタＴｒ４のベースは、ＰＬＬ回路における位相差検出器からの位相差信号を供給され、差動トランジスタＴｒ５のベースは、一定電圧を供給する基準電源ＶＣＣに接続されている。抵抗Ｒ３と差動トランジスタＴｒ４の接続点には、出力トランジスタＴｒ６のベースが接続されている。
【００２１】
そして、ベースが入力側トランジスタＴｒ１のコレクタに接続された接続トランジスタＴｒ２のコレクタには、エミッタが調整用抵抗を介し電源ＶＣＣに接続されると共に、コレクタベース間が短絡されたＰＮＰトランジスタＴｒ７のコレクタが接続されている。このトランジスタＴｒ７のベースには、エミッタが調整用抵抗を介し電源ＶＣＣに接続されたＰＮＰトランジスタＴｒ８のベースが接続されており、トランジスタＴｒ７とトランジスタＴｒ８はカレントミラーを構成している。従って、接続トランジスタＴｒ２に流れる、入力側トランジスタＴｒ１および定電流トランジスタＴｒ３からなるカレントミラーのベース電流と同一の電流がトランジスタＴｒ７、Ｔｒ８に流れる。
【００２２】
さらに、トランジスタＴｒ８のコレクタには、コレクタベース間が短絡されたＮＰＮトランジスタＴｒ９のコレクタが接続され、このトランジスタＴｒ９のエミッタは調整用の抵抗を介しグランドＧＮＤに接続されている。また、このトランジスタＴｒ９のベースには、エミッタが調整用抵抗を介しグランドＧＮＤに接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ１０のベースが接続されている。従って、トランジスタＴｒ９とトランジスタＴｒ１０はカレントミラーを構成し、同一の電流を流す。
【００２３】
そして、このトランジスタＴｒ１０のコレクタが、抵抗Ｒ３と差動トランジスタＴｒ４のコレクタの接続点に接続されている。
【００２４】
従って、接続トランジスタＴｒ２に流れる電流と同一の電流がトランジスタＴｒ１０に流れ、これが抵抗Ｒ３に流れる電流に加算されることになる。
【００２５】
この回路において、基本的には、位相差検出信号がＨの時に、差動トランジスタＴｒ４がオンして電流が抵抗Ｒ３および差動トランジスタＴｒ４に流れ、これによって抵抗Ｒ３における電圧降下が生じ出力トランジスタＴｒ６がオンする。すなわち、差動トランジスタＴｒ４のコレクタ電流と抵抗Ｒ３により出力トランジスタＴｒ６のオンオフが決定される。
【００２６】
しかし、本実施形態においては、抵抗Ｒ３には、差動トランジスタＴｒ４に流れる電流が追加して流れている。そして、電源電圧ＶＣＣが下がり、定電流トランジスタＴｒ３のコレクタ電圧が低下して定電流トランジスタＴｒ３が飽和した場合には、定電流トランジスタＴｒ３のコレクタからエミッタへ流れる電流と関係なく、ベースからエミッタに電流が流れ、差動トランジスタＴｒ４の電流が増加する。この差動トランジスタＴｒ４の電流は２つのカレントミラーによって抵抗Ｒ３の下流側から引き抜かれる。このため、定電流トランジスタＴｒ３が飽和することによって、抵抗Ｒ３に流れる電流が自動的に増加して、出力トランジスタＴｒ６のベース電圧を引き下げる。そこで、差動トランジスタＴｒ４のオン時の電流量が減少した場合においても、出力トランジスタＴｒ６を確実にオンして、位相差信号のパルス幅に応じて出力トランジスタＴｒ６をオンすることができ、出力トランジスタＴｒのオンオフ動作を維持することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、定電流トランジスタのベース電流に応じた電流を作動アンプの出力端から引き出す。このため、電源電圧ＶＣＣ低下時において定電流トランジスタが飽和した際のベース電流の増加に応じて、出力端電圧を制御することができ、出力端電圧によって出力トランジスタの確実なオンオフを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る差動回路の構成を示す図である。
【図２】従来例の差動回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
ＣＣ１  定電流回路、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  抵抗、Ｔｒ１  入力側トランジスタ、Ｔｒ２  接続トランジスタ、Ｔｒ３  定電流トランジスタ、Ｔｒ４  差動トランジスタ、Ｔｒ５  差動トランジスタ、Ｔｒ６  出力トランジスタ、Ｔｒ７  トランジスタ、Ｔｒ８  トランジスタ、Ｔｒ９  トランジスタ、Ｔｒ１０  トランジスタ、ＶＣＣ  電源ＶＣＣ。
【図１】
2004214910.tif 000003
【図２】
2004214910.tif 000004