(57)【要約】【課題】簡単な構成で入出力間の関係が反比例となる反比例回路を提供する。【解決手段】ｐｎｐトランジスタＱ１については、ベースＱ１ｂが第１の基準定電圧Ｖｒｅｆに接続され、コレクタＱ１ｃが抵抗Ｒ１の一端に接続されている。ｐｎｐトランジスタＱ２については、ベースＱ２ｂがｐｎｐトランジスタＱ１のエミッタＱ１ｅに接続され、エミッタＱ２ｅが第２の基準定電圧Ｖｃｃに接続されている。ｐｎｐトランジスタＱ１，Ｑ２に関するｐｎジャンクションの式を利用して、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子への入力電圧ＶＩＮとｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとの間の特性を反比例関係とすることができる。【選択図】図１
2004246874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースが第１の基準電圧に接続された第１のバイポーラトランジスタと、
ベースが第１のバイポーラトランジスタのエミッタに接続され、エミッタが第２の基準電圧に接続された第２のバイポーラトランジスタと、
を備え、
第１及び第２のバイポーラトランジスタに関して、ベース〜エミッタ間電圧とコレクタ電流との間の特性が略同一であり、
第１のバイポーラトランジスタのコレクタ電流と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流とが略反比例関係にあることを特徴とする反比例回路。
【請求項２】
ベースが定電流源に接続された第１のバイポーラトランジスタと、
ベースが第１のバイポーラトランジスタのエミッタに接続され、エミッタが基準電圧に接続された第２のバイポーラトランジスタと、
ベースとコレクタとが接続され、エミッタが前記基準電圧及び第２のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された第３のバイポーラトランジスタと、
ベース及びコレクタが前記定電流源及び第１のバイポーラトランジスタのベースに接続され、エミッタが第３のバイポーラトランジスタのベース及びコレクタに接続された第４のバイポーラトランジスタと、
を備え、
第１〜４のバイポーラトランジスタに関して、ベース〜エミッタ間電圧とコレクタ電流との間の特性が略同一であり、
第１のバイポーラトランジスタのコレクタ電流と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流とが略反比例関係にあることを特徴とする反比例回路。
【請求項３】
請求項１に記載の反比例回路であって、
第１及び第２のバイポーラトランジスタがｐｎｐトランジスタであることを特徴とする反比例回路。
【請求項４】
請求項２に記載の反比例回路であって、
第１〜４のバイポーラトランジスタがｐｎｐトランジスタであることを特徴とする反比例回路。
【請求項５】
請求項３または４に記載の反比例回路であって、
非反転入力端子に電圧が入力され、反転入力端子が第１のバイポーラトランジスタのコレクタに接続され、出力端子が第１のバイポーラトランジスタのエミッタ及び第２のバイポーラトランジスタのベースに接続された演算増幅器をさらに備え、
演算増幅器の非反転入力端子に入力される電圧と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流とが略反比例関係にあることを特徴とする反比例回路。
【請求項６】
請求項１に記載の反比例回路であって、
第１及び第２のバイポーラトランジスタがｎｐｎトランジスタであることを特徴とする反比例回路。
【請求項７】
請求項２に記載の反比例回路であって、
第１〜４のバイポーラトランジスタがｎｐｎトランジスタであることを特徴とする反比例回路。
【請求項８】
請求項６または７に記載の反比例回路であって、
入力電圧に応じた電流を第１のバイポーラトランジスタのコレクタに出力する電圧−電流変換回路をさらに備え、
電圧−電流変換回路への入力電圧と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流とが略反比例関係にあることを特徴とする反比例回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入出力間の関係が反比例となる反比例回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
入出力間の関係が所定の関数となる回路については、様々なものが提案されている。例えば、非特許文献１には、演算増幅器及びダイオードを用いて所望の関数を折れ線近似する回路が示されている。
【０００３】
【非特許文献１】岡村著「定本ＯＰアンプ回路の設計」、第２版、ＣＱ出版株式会社、１９９２年１月２０日、ｐ．３０４−３１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、簡単な構成で入出力間の関係が反比例となる反比例回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するために、第１の本発明に係る反比例回路は、ベースが第１の基準電圧に接続された第１のバイポーラトランジスタと、ベースが第１のバイポーラトランジスタのエミッタに接続され、エミッタが第２の基準電圧に接続された第２のバイポーラトランジスタと、を備え、第１及び第２のバイポーラトランジスタに関して、ベース〜エミッタ間電圧とコレクタ電流との間の特性が略同一であり、第１のバイポーラトランジスタのコレクタ電流と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流とが略反比例関係にあることを特徴とする。
【０００６】
第１の本発明によれば、第１のバイポーラトランジスタ及び第２のバイポーラトランジスタに関するｐｎジャンクションの式を利用して、第１のバイポーラトランジスタのコレクタ電流と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流との間の特性を略反比例関係とすることができる。
【０００７】
第２の本発明に係る反比例回路は、ベースが定電流源に接続された第１のバイポーラトランジスタと、ベースが第１のバイポーラトランジスタのエミッタに接続され、エミッタが基準電圧に接続された第２のバイポーラトランジスタと、ベースとコレクタとが接続され、エミッタが前記基準電圧及び第２のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された第３のバイポーラトランジスタと、ベース及びコレクタが前記定電流源及び第１のバイポーラトランジスタのベースに接続され、エミッタが第３のバイポーラトランジスタのベース及びコレクタに接続された第４のバイポーラトランジスタと、を備え、第１〜４のバイポーラトランジスタに関して、ベース〜エミッタ間電圧とコレクタ電流との間の特性が略同一であり、第１のバイポーラトランジスタのコレクタ電流と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流とが略反比例関係にあることを特徴とする。
【０００８】
第２の本発明によれば、第１のバイポーラトランジスタ、第２のバイポーラトランジスタ、第３のバイポーラトランジスタ及び第４のバイポーラトランジスタに関するｐｎジャンクションの式を利用して、第１のバイポーラトランジスタのコレクタ電流と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流との間の特性を略反比例関係とすることができる。さらに、反比例関係における定数項から温度特性の影響を除くことができ、温度特性に優れた反比例回路を実現できる。
【０００９】
第３の本発明に係る反比例回路は、第１の本発明に記載の回路であって、第１及び第２のバイポーラトランジスタがｐｎｐトランジスタであることを特徴とする。
【００１０】
第４の本発明に係る反比例回路は、第２の本発明に記載の回路であって、第１〜４のバイポーラトランジスタがｐｎｐトランジスタであることを特徴とする。
【００１１】
第５の本発明に係る反比例回路は、第３または第４の本発明に記載の回路であって、非反転入力端子に電圧が入力され、反転入力端子が第１のバイポーラトランジスタのコレクタに接続され、出力端子が第１のバイポーラトランジスタのエミッタ及び第２のバイポーラトランジスタのベースに接続された演算増幅器をさらに備え、演算増幅器の非反転入力端子に入力される電圧と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流とが略反比例関係にあることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、演算増幅器の非反転入力端子に入力される電圧と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流との間の特性を略反比例関係とすることができる。
【００１３】
第６の本発明に係る反比例回路は、第１の本発明に記載の回路であって、第１及び第２のバイポーラトランジスタがｎｐｎトランジスタであることを特徴とする。
【００１４】
第７の本発明に係る反比例回路は、第２の本発明に記載の回路であって、第１〜４のバイポーラトランジスタがｎｐｎトランジスタであることを特徴とする。
【００１５】
第８の本発明に係る反比例回路は、第６または第７の本発明に記載の回路であって、入力電圧に応じた電流を第１のバイポーラトランジスタのコレクタに出力する電圧−電流変換回路をさらに備え、電圧−電流変換回路への入力電圧と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流とが略反比例関係にあることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、電圧−電流変換回路への入力電圧と第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電流との間の特性を略反比例関係とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１８】
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る反比例回路の構成の概略を示す回路図である。本実施形態に係る反比例回路は、バイポーラトランジスタの例としてｐｎｐトランジスタを用いた場合を示し、ｐｎｐトランジスタＱ１，Ｑ２及び演算増幅器ＯＰＡｍｐを備えている。
【００１９】
ｐｎｐトランジスタＱ１については、そのベースＱ１ｂが第１の基準定電圧Ｖｒｅｆに接続され、そのコレクタＱ１ｃが抵抗Ｒ１の一端に接続されている。抵抗Ｒ１の他端は接地されている。ｐｎｐトランジスタＱ２については、そのベースＱ２ｂがｐｎｐトランジスタＱ１のエミッタＱ１ｅに接続され、そのエミッタＱ２ｅが第２の基準定電圧Ｖｃｃに接続されている。演算増幅器ＯＰＡｍｐについては、その非反転入力端子に電圧ＶＩＮが入力され、その反転入力端子がｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタＱ１ｃ及び抵抗Ｒ１の一端に接続され、その出力端子がｐｎｐトランジスタＱ１のエミッタＱ１ｅ及びｐｎｐトランジスタＱ２のベースＱ２ｂに接続されている。ここで、ｐｎｐトランジスタＱ１，Ｑ２については、ベース〜エミッタ間電圧とコレクタ電流との間の特性が略同一となっている。
【００２０】
次に、本実施形態の回路における入出力間の特性について説明する。本実施形態の反比例回路においては、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子に電圧ＶＩＮが入力され、ｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタＱ２ｃから電流Ｉｂが出力される。
【００２１】
一般的に、バイポーラトランジスタのベース〜エミッタ間電圧ＶＢＥとコレクタ電流Ｉｃとの関係は、ｐｎジャンクション特性より次の（１）式で表される。
ＶＢＥ＝Ｋ×Ｔ／ｑ×log(Ｉｃ／Ｉｓ)      （１）
【００２２】
ここで、Ｉｓはトランジスタの飽和電流、ｑは電子の電荷、Ｋはボルツマン定数、Ｔはジャンクション温度である。
【００２３】
したがって、ｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタ電流をＩａとすると、ｐｎｐトランジスタＱ１のベース〜エミッタ間電圧ＶＢＥ１は、次の（２）式で表される。
ＶＢＥ１＝Ｋ×Ｔ／ｑ×log(Ｉａ／Ｉｓ)      （２）
【００２４】
同様に、ｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流をＩｂとすると、ｐｎｐトランジスタＱ２のベース〜エミッタ間電圧ＶＢＥ２は、次の（３）式で表される。
ＶＢＥ２＝Ｋ×Ｔ／ｑ×log(Ｉｂ／Ｉｓ)      （３）
【００２５】
また、Ｖｒｅｆ，Ｖｃｃ，ＶＢＥ１，ＶＢＥ２に関して、次の（４）式が成立する。
Ｖｒｅｆ＋ＶＢＥ１＋ＶＢＥ２＝Ｖｃｃ      （４）
【００２６】
（４）式に、（２）、（３）式を代入することで、次の（５）式が得られる。
Ｉｂ＝１／Ｉａ×Ｉｓ2×exp(ｑ／Ｋ／Ｔ×(Ｖｃｃ−Ｖｒｅｆ))    （５）
【００２７】
（５）式は、ｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタ電流ＩａとｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとが反比例関係にあることを示している。
【００２８】
ここで、演算増幅器ＯＰＡｍｐの出力端子はｐｎｐトランジスタＱ１のエミッタ〜コレクタ間を介して演算増幅器ＯＰＡｍｐの反転入力端子と接続されているため、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子への入力電圧ＶＩＮとｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉａとは、次の（６）式に示すように比例関係にある。
Ｉａ＝ＶＩＮ／Ｒ１      （６）
【００２９】
したがって、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子への入力電圧ＶＩＮとｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとは、反比例関係にある。
【００３０】
また、ｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとグランドとの間に抵抗を設ければ、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子への入力電圧ＶＩＮとｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタ電圧ＶＯＵＴに関しても反比例関係になる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ｐｎｐトランジスタＱ１，Ｑ２に関するｐｎジャンクションの式を利用して、簡単な構成でｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタ電流ＩａとｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとの間に反比例関係を得ることができる。また、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子への入力電圧ＶＩＮとｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとの間に反比例関係を得ることができる。
【００３２】
（２）第２実施形態
図２は、本発明の第２実施形態に係る反比例回路の構成の概略を示す回路図である。本実施形態に係る反比例回路は、バイポーラトランジスタの例としてｐｎｐトランジスタを用いた場合を示し、ｐｎｐトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４、演算増幅器ＯＰＡｍｐ及び定電流源Ｉｒｅｆを備えている。
【００３３】
ｐｎｐトランジスタＱ１については、そのベースＱ１ｂが定電流源Ｉｒｅｆの一端に接続され、そのコレクタＱ１ｃが抵抗Ｒ１の一端に接続されている。抵抗Ｒ１の他端及び定電流源Ｉｒｅｆの他端は接地されている。ｐｎｐトランジスタＱ２については、そのベースＱ２ｂがｐｎｐトランジスタＱ１のエミッタＱ１ｅに接続され、そのエミッタＱ２ｅが基準定電圧Ｖｃｃに接続されている。ｐｎｐトランジスタＱ３については、そのベースＱ３ｂとコレクタＱ３ｃとが接続され、そのエミッタＱ３ｅが基準定電圧Ｖｃｃ及びｐｎｐトランジスタＱ２のエミッタＱ２ｅに接続されている。ｐｎｐトランジスタＱ４については、そのベースＱ４ｂ及びコレクタＱ４ｃが定電流源Ｉｒｅｆ及びｐｎｐトランジスタＱ１のベースＱ１ｂに接続され、そのエミッタＱ４ｅがｐｎｐトランジスタＱ３のベースＱ３ｂ及びコレクタＱ３ｃに接続されている。
【００３４】
演算増幅器ＯＰＡｍｐについては、その非反転入力端子に電圧ＶＩＮが入力され、その反転入力端子がｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタＱ１ｃ及び抵抗Ｒ１の一端に接続され、その出力端子がｐｎｐトランジスタＱ１のエミッタＱ１ｅ及びｐｎｐトランジスタＱ２のベースＱ２ｂに接続されている。
【００３５】
ここで、ｐｎｐトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４については、ベース〜エミッタ間電圧とコレクタ電流との間の特性が略同一となっている。
【００３６】
次に、本実施形態の回路における入出力間の関係について説明する。本実施形態の反比例回路においても、第１実施形態と同様に、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子に電圧ＶＩＮが入力され、ｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタＱ２ｃから電流Ｉｂが出力される。
【００３７】
本実施形態の回路においては、ｐｎｐトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のベース〜エミッタ間電圧ＶＢＥ１，ＶＢＥ２，ＶＢＥ３，ＶＢＥ４に関して、次の（７）式が成立する。
ＶＢＥ１＋ＶＢＥ２＝ＶＢＥ３＋ＶＢＥ４      （７）
【００３８】
ここで、ｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタ電流をＩａ、ｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流をＩｂ、ｐｎｐトランジスタＱ３，Ｑ４のコレクタ電流をＩｃとすると、第１実施形態と同様のｐｎジャンクションの式を（７）式に代入することで、次の（８）式が得られる。
Ｋ×Ｔ／ｑ×(log(Ｉａ／Ｉｓ)＋log(Ｉｂ／Ｉｓ))
＝２×Ｋ×Ｔ／ｑ×log(Ｉｃ／Ｉｓ)              （８）
【００３９】
（８）式を変形すると、次の（９）式が得られる。
Ｉｂ＝Ｉｃ2／Ｉａ      （９）
【００４０】
（９）式は、ｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタ電流ＩａとｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとが反比例関係にあることを示している。さらに、（９）式は、反比例関係における定数項がＩｃのみとなるため、温度特性を持たない。
【００４１】
ここで、第１実施形態と同様に、演算増幅器ＯＰＡｍｐの出力端子はｐｎｐトランジスタＱ１のエミッタ〜コレクタ間を介して演算増幅器ＯＰＡｍｐの反転入力端子と接続されているため、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子への入力電圧ＶＩＮとｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉａとは、比例関係にある。したがって、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子への入力電圧ＶＩＮとｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとは、反比例関係にある。
【００４２】
そして、第１実施形態と同様に、ｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとグランドとの間に抵抗を設ければ、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子への入力電圧ＶＩＮとｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタ電圧ＶＯＵＴに関しても反比例関係になる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態においても、簡単な構成でｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタ電流ＩａとｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとの間に反比例関係を得ることができる。そして、演算増幅器ＯＰＡｍｐの非反転入力端子への入力電圧ＶＩＮとｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｂとの間に反比例関係を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、反比例関係における定数項がＩｃのみとなり、定数項から温度特性の影響を除くことができるので、温度特性に優れた反比例回路を実現できる。
【００４４】
（３）第３実施形態
図３は、本発明の第３実施形態に係る反比例回路の構成の概略を示す回路図である。本実施形態に係る反比例回路は、バイポーラトランジスタの例としてｎｐｎトランジスタを用いた場合を示し、ｎｐｎトランジスタＴＲ１，ＴＲ２及び演算増幅器ＯＰ１を備えている。
【００４５】
ｎｐｎトランジスタＴＲ１については、そのベースＴＲ１ｂが第１の基準定電圧Ｖｒｅｆに接続され、そのコレクタＴＲ１ｃが抵抗Ｒ１５の一端に接続されている。抵抗Ｒ１５の他端は電源電圧Ｖｃｃに接続されている。ｎｐｎトランジスタＴＲ２については、そのベースＴＲ２ｂがｎｐｎトランジスタＴＲ１のエミッタＴＲ１ｅに接続され、そのエミッタＴＲ２ｅが第２の基準定電圧として接地されている。
【００４６】
演算増幅器ＯＰ１については、その反転入力端子に抵抗Ｒ１３を介して電圧ＶＩＮが入力され、その非反転入力端子が抵抗Ｒ１１を介して接地され、その出力端子がｎｐｎトランジスタＴＲ１のエミッタＴＲ１ｅ及びｎｐｎトランジスタＴＲ２のベースＴＲ２ｂに接続されている。抵抗Ｒ１４の一端は抵抗Ｒ１３と演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子との間に接続され、他端は抵抗Ｒ１５とｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタＴＲ１ｃとの間に接続されている。そして、抵抗Ｒ１２の一端は抵抗Ｒ１１と演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子との間に接続され、他端は電源電圧Ｖｃｃ及び抵抗Ｒ１５に接続されている。
【００４７】
ここで、ｎｐｎトランジスタＴＲ１，ＴＲ２については、ベース〜エミッタ間電圧とコレクタ電流との間の特性が略同一となっている。また、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１３とで抵抗値が等しく、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１４とで抵抗値が等しく設定されている。そして、抵抗Ｒ１２，Ｒ１４は抵抗Ｒ１５より抵抗値が極めて大きく設定されている。これによって、抵抗Ｒ１２，Ｒ１４に流れる電流は抵抗Ｒ１５に流れる電流より極めて小さい。
【００４８】
次に、本実施形態の回路における入出力間の特性について説明する。本実施形態の反比例回路においては、抵抗Ｒ１３を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子に電圧ＶＩＮが入力され、ｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタＴＲ２ｃに電流Ｉｙが出力される。なお、本実施形態では、電流Ｉｙの流れる方向は第１，２実施形態の電流Ｉｂと反対方向である。
【００４９】
本実施形態の回路においては、ｎｐｎトランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベース〜エミッタ間電圧ＶＢＥ１，ＶＢＥ２及び第１の基準定電圧Ｖｒｅｆに関して、次の（１０）式が成立する。
ＶＢＥ１＋ＶＢＥ２＝Ｖｒｅｆ      （１０）
【００５０】
ここで、ｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタ電流をＩｘ、ｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタ電流をＩｙとすると、第１実施形態と同様のｐｎジャンクションの式を（１０）式に代入することで、次の（１１）式が得られる。
Ｋ×Ｔ／ｑ×(log(Ｉｘ／Ｉｓ)＋log(Ｉｙ／Ｉｓ))＝Ｖｒｅｆ      （１１）
【００５１】
（１１）式を変形すると、次の（１２）式が得られる。
Ｉｙ＝１／Ｉｘ×Ｉｓ2×exp(ｑ／Ｋ／Ｔ×Ｖｒｅｆ)    （１２）
【００５２】
（１２）式は、ｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタ電流ＩｘとｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタ電流Ｉｙとが反比例関係にあることを示している。
【００５３】
また、前述したように、Ｒ１１＝Ｒ１３、Ｒ１２＝Ｒ１４、Ｒ１４≫Ｒ１５であるため、抵抗Ｒ１３を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子へ入力される電圧ＶＩＮとｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタ電流Ｉｘとは、次の（１３）式に示すように比例関係にある。このように、本実施形態では、演算増幅器ＯＰ１及び抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５によって、入力電圧ＶＩＮに応じた電流ＩｘをｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタＴＲ１ｃに出力する電圧−電流変換回路を実現している。
Ｉｘ＝ＶＩＮ×Ｒ１２／（Ｒ１１×Ｒ１５）      （１３）
【００５４】
したがって、抵抗Ｒ１３を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子に入力される電圧ＶＩＮとｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタ電流Ｉｙとは、反比例関係にある。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態によれば、ｎｐｎトランジスタＴＲ１，ＴＲ２に関するｐｎジャンクションの式を利用して、簡単な構成でｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタ電流ＩｘとｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタ電流Ｉｙとの間に反比例関係を得ることができる。また、抵抗Ｒ１３を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子へ入力される電圧ＶＩＮとｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタ電流Ｉｙとの間に反比例関係を得ることができる。さらに、ｎｐｎトランジスタはｐｎｐトランジスタと比較して飽和電流Ｉｓのばらつきを少なくすることができるため、本実施形態によれば、より精度の高い反比例関係を実現できる。
【００５６】
（４）第４実施形態
図４は、本発明の第４実施形態に係る反比例回路の構成の概略を示す回路図である。本実施形態に係る反比例回路は、バイポーラトランジスタの例としてｎｐｎトランジスタを用いた場合を示し、ｎｐｎトランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４、演算増幅器ＯＰ１及び定電流源Ｉｒｅｆを備えている。
【００５７】
ｎｐｎトランジスタＴＲ１については、そのベースＴＲ１ｂが定電流源Ｉｒｅｆの一端に接続され、そのコレクタＴＲ１ｃが抵抗Ｒ１５の一端に接続されている。抵抗Ｒ１５の他端及び定電流源Ｉｒｅｆの他端は電源電圧Ｖｃｃに接続されている。ｎｐｎトランジスタＴＲ２については、そのベースＴＲ２ｂがｎｐｎトランジスタＴＲ１のエミッタＴＲ１ｅに接続され、そのエミッタＴＲ２ｅが基準定電圧として接地されている。ｎｐｎトランジスタＴＲ３については、そのベースＴＲ３ｂとコレクタＴＲ３ｃとが接続され、そのエミッタＴＲ３ｅがｎｐｎトランジスタＴＲ２のエミッタＴＲ２ｅに接続されているとともに基準定電圧として接地されている。ｎｐｎトランジスタＴＲ４については、そのベースＴＲ４ｂ及びコレクタＴＲ４ｃが定電流源Ｉｒｅｆ及びｎｐｎトランジスタＴＲ１のベースＴＲ１ｂに接続され、そのエミッタＴＲ４ｅがｎｐｎトランジスタＴＲ３のベースＴＲ３ｂ及びコレクタＴＲ３ｃに接続されている。
【００５８】
演算増幅器ＯＰ１については、その反転入力端子に抵抗Ｒ１３を介して電圧ＶＩＮが入力され、その非反転入力端子が抵抗Ｒ１１を介して接地され、その出力端子がｎｐｎトランジスタＴＲ１のエミッタＴＲ１ｅ及びｎｐｎトランジスタＴＲ２のベースＴＲ２ｂに接続されている。抵抗Ｒ１４の一端は抵抗Ｒ１３と演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子との間に接続され、他端は抵抗Ｒ１５とｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタＴＲ１ｃとの間に接続されている。そして、抵抗Ｒ１２の一端は抵抗Ｒ１１と演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子との間に接続され、他端は電源電圧Ｖｃｃ、定電流源Ｉｒｅｆ及び抵抗Ｒ１５に接続されている。
【００５９】
ここで、ｎｐｎトランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４については、ベース〜エミッタ間電圧とコレクタ電流との間の特性が略同一となっている。また、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１３とで抵抗値が等しく、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１４とで抵抗値が等しく設定されている。そして、抵抗Ｒ１２，Ｒ１４は抵抗Ｒ１５より抵抗値が極めて大きく設定されている。これによって、抵抗Ｒ１２，Ｒ１４に流れる電流は抵抗Ｒ１５に流れる電流より極めて小さい。
【００６０】
次に、本実施形態の回路における入出力間の特性について説明する。本実施形態の反比例回路においては、抵抗Ｒ１３を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子に電圧ＶＩＮが入力され、ｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタＴＲ２ｃに電流Ｉｙが出力される。なお、本実施形態では第３実施形態と同様に、電流Ｉｙの流れる方向は第１，２実施形態の電流Ｉｂと反対方向である。
【００６１】
本実施形態の回路においては、ｎｐｎトランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４のベース〜エミッタ間電圧ＶＢＥ１，ＶＢＥ２，ＶＢＥ３，ＶＢＥ４に関して、次の（１４）式が成立する。
ＶＢＥ１＋ＶＢＥ２＝ＶＢＥ３＋ＶＢＥ４      （１４）
【００６２】
ここで、ｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタ電流をＩｘ、ｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタ電流をＩｙ、ｎｐｎトランジスタＴＲ３，ＴＲ４のコレクタ電流（定電流源Ｉｒｅｆの電流）をＩｒとすると、第１実施形態と同様のｐｎジャンクションの式を（１４）式に代入することで、次の（１５）式が得られる。
Ｋ×Ｔ／ｑ×(log(Ｉｘ／Ｉｓ)＋log(Ｉｙ／Ｉｓ))
＝２×Ｋ×Ｔ／ｑ×log(Ｉｒ／Ｉｓ)              （１５）
【００６３】
（１５）式を変形すると、次の（１６）式が得られる。
Ｉｙ＝Ｉｒ2／Ｉｘ      （１６）
【００６４】
（１６）式は、ｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタ電流ＩｘとｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタ電流Ｉｙとが反比例関係にあることを示している。さらに、（１６）式は、反比例関係における定数項がＩｒのみとなるため、温度特性を持たない。
【００６５】
ここで、第３実施形態と同様に、抵抗Ｒ１３を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子へ入力される電圧ＶＩＮとｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタ電流Ｉｘとは、比例関係にある。したがって、抵抗Ｒ１３を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子へ入力される電圧ＶＩＮとｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタ電流Ｉｙとは、反比例関係にある。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態においても、簡単な構成でｎｐｎトランジスタＴＲ１のコレクタ電流ＩｘとｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタ電流Ｉｙとの間に反比例関係を得ることができる。そして、抵抗Ｒ１３を介して演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子へ入力される電圧ＶＩＮとｎｐｎトランジスタＴＲ２のコレクタ電流Ｉｙとの間に反比例関係を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、反比例関係における定数項がＩｒのみとなり、定数項から温度特性の影響を除くことができるので、温度特性に優れた反比例回路を実現できる。さらに、ｎｐｎトランジスタはｐｎｐトランジスタと比較して飽和電流Ｉｓのばらつきを少なくすることができるため、本実施形態によれば、より精度の高い反比例関係を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る反比例回路の構成の概略を示す回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る反比例回路の構成の概略を示す回路図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る反比例回路の構成の概略を示す回路図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る反比例回路の構成の概略を示す回路図である。
【符号の説明】
【００６８】
Ｉｒｅｆ  定電流源、ＯＰＡｍｐ，ＯＰ１  演算増幅器、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４  ｐｎｐトランジスタ、ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４  ｎｐｎトランジスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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