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JP2000323949A - Signal input circuit - Google Patents

Signal input circuit

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Publication number
JP2000323949A
JP2000323949A JP11133191A JP13319199A JP2000323949A JP 2000323949 A JP2000323949 A JP 2000323949A JP 11133191 A JP11133191 A JP 11133191A JP 13319199 A JP13319199 A JP 13319199A JP 2000323949 A JP2000323949 A JP 2000323949A
Authority
JP
Japan
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current
transistor
transistors
voltage
signal
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Application number
JP11133191A
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Japanese (ja)
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Inventor
Toshiya Fujiyama
利也 藤山
Masanori Inamori
正憲 稲森
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To compensate a voltage drop generated by the emitter series resistance and the signal current of an input transistor. SOLUTION: The signal input circuit 21 of a wide dynamic range with current input compresses the signal current Is of large current from a signal current source S1 of a photodiode with the logarithmic characteristic of an input transistor Q and it is converted into a voltage. Then, it is extended in the current conversion circuit of a post stage and it is converted into current so as to be outputted. An input transistor Q is constituted of a differential couple which has a common emitter to which signal current Is given and is formed of Q1 and Q2 of the same characteristics where bases are set to be same potentials. An error detection circuit 22 supplies collector current to Q1 and Q2 by Q3 and Q4 of an area ratio which is previously decided, has the common emitter to which constant current is given, generates correction current corresponding to the collector voltage difference of Q1 and Q2 by the differential couple of Q5 and Q6 of the area ratio opposite to that of Q3 and Q4 and corrects the output from a current conversion circuit 24.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、信号電流を入力ト
ランジスタの対数特性で圧縮して電圧に変換した後に後
段のトランジスタで伸長して電流に変換して出力するこ
とによって、電流入力で、広いダイナミックレンジを実
現する信号入力回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wide current input, by compressing a signal current by a logarithmic characteristic of an input transistor, converting the signal current into a voltage, expanding the signal current in a subsequent transistor, converting the signal into a current, and outputting the current. The present invention relates to a signal input circuit that realizes a dynamic range.

【0002】[0002]

【従来の技術】レンジの広い入力電流を扱う場合や、高
周波動作の実現のために入力電流を大きくする必要があ
る場合などで、入力電流が数100μAとなってしまう
ときには、トランジスタの対数圧縮特性を利用した入力
回路が従来から用いられている。その構成を図6に示
す。
2. Description of the Related Art When an input current becomes several hundreds of microamperes, such as when a wide range of input current is handled, or when it is necessary to increase the input current for realizing high frequency operation, the logarithmic compression characteristic of a transistor is obtained. An input circuit using the above is conventionally used. FIG. 6 shows the configuration.

【0003】図6は、典型的な従来技術の信号入力回路
である差動回路1の電気回路図である。この差動回路1
は、ダイオード接続された入力トランジスタq1,q2
のベースおよびコレクタを共に定電圧vbの電源bに接
続し、エミッタをそれぞれ入力端子pi1,pi2に接
続することで、入力電流を該入力トランジスタq1,q
2の対数特性で圧縮してエミッタ電圧に変換し、そのエ
ミッタ電圧を、エミッタが共通に定電流源fに接続さ
れ、差動対を形成するトランジスタq3,q4のベース
にそれぞれ与えることで、該トランジスタq3,q4の
コレクタから出力端子po1,po2には、伸長した電
流変換出力を導出するように構成されている。前記入力
端子pi1,pi2には、たとえばカメラのAFシステ
ムに使用されるフォトダイオードなどの光−電気変換素
子が接続される。
FIG. 6 is an electric circuit diagram of a differential circuit 1 which is a typical prior art signal input circuit. This differential circuit 1
Are input transistors q1 and q2
Are connected to a power source b having a constant voltage vb, and the emitters are connected to input terminals pi1 and pi2, respectively, so that the input currents of the input transistors q1 and q2
The data is compressed by the logarithmic characteristic of 2 and converted into an emitter voltage, and the emitter voltage is applied to the bases of the transistors q3 and q4 which form a differential pair, with the emitter being commonly connected to the constant current source f and forming a differential pair. An extended current conversion output is derived from the collectors of the transistors q3 and q4 to the output terminals po1 and po2. The input terminals pi1 and pi2 are connected to a photoelectric conversion element such as a photodiode used in an AF system of a camera, for example.

【0004】しかしながら、この従来技術では、入力ト
ランジスタq1,q2に固有の寄生素子であるエミッタ
シリーズ抵抗による電圧降下が大きくなり、入力電流に
対する出力電流のリニアリティのズレが生じるという問
題がある。この影響の低減を考慮に入れた他の従来技術
が、特開平8−340229号公報で示されている。そ
の構成を図7に示す。
However, this conventional technique has a problem that the voltage drop due to the emitter series resistance, which is a parasitic element unique to the input transistors q1 and q2, increases, and the output current linearity deviates from the input current. Another conventional technique that takes into account the reduction of this effect is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-340229. FIG. 7 shows the configuration.

【0005】図7は、他の従来技術の信号入力回路であ
る差動回路11の電気回路図である。この差動回路11
において、前述の差動回路1に対応する部分には同一の
参照符号を付して示す。前記エミッタシリーズ抵抗は、
参照符q1r,q2rで示している。なお、トランジス
タq3,q4のエミッタにもそのエミッタシリーズ抵抗
が存在するけれども、該トランジスタq3,q4によっ
て形成される差動回路のバイアス電流iは、集積回路内
部で設定される電流で、通常数μAであり、それによる
電圧降下は非常に小さく、殆ど影響はない。
FIG. 7 is an electric circuit diagram of a differential circuit 11 which is another conventional signal input circuit. This differential circuit 11
In the figure, portions corresponding to the above-described differential circuit 1 are denoted by the same reference numerals. The emitter series resistor is:
These are indicated by reference signs q1r and q2r. Although the emitter series resistance also exists in the emitters of the transistors q3 and q4, the bias current i of the differential circuit formed by the transistors q3 and q4 is a current set inside the integrated circuit and is usually several μA. And the resulting voltage drop is very small and has little effect.

【0006】この差動回路11では、入力トランジスタ
q1,q2のそれぞれのベースが互いのコレクタに接続
され、そのコレクタは抵抗r2,r1を介して前記電源
bに接続される。また、2つのトランジスタq3,q4
はエミッタを共有しており、そのエミッタから定電流源
fによって、この差動回路11に流れる電流iが設定さ
れる。この回路の動作は、次のようなものである。入力
トランジスタq1,q2およびトランジスタq3,q4
は、それぞれ整合のとれたトランジスタである。各トラ
ンジスタq1,q2;q3,q4のエミッタ電流をi
1,i2;i3,i4、ベース・エミッタ間順方向電圧
降下をそれぞれvbe1,vbe2;vbe3,vbe
4とすると、トランジスタq3,q4のベースにかかる
電圧v3.v4は、 v3=vb−i2・r2−vbe1−i1・q1r …(1) v4=vb−i1・r1−vbe2−i2・q2r …(2) となる。前述のとおり、トランジスタq1,q2は整合
のとれたトランジスタであるので、q1r=q2r=q
rとおき、r1=r2=rとすると、前記式1,2か
ら、トランジスタq3,q4のベース電圧差、すなわち
べース・エミッタ間順方向電圧降下差Δvbeは、 Δvbe=vbe3−vbe4=v3−v4 =(i1−i2)r−(i1−i2)qr+(vbe2−vbe1) =(i1−i2)(r−qr)+(KT/q)Ln(i2/i1) =(KT/q)Ln(i3/i4) …(3) q:電荷[C] T:絶対温度[K] K:ボルツ
マン定数[J/K] となり、上式の(i1−i2)rが前記エミッタシリー
ズ抵抗q1r,q2rによる誤差となる。
In the differential circuit 11, the bases of the input transistors q1 and q2 are connected to their respective collectors, and the collectors are connected to the power supply b via resistors r2 and r1. Also, two transistors q3, q4
Share an emitter, and a current i flowing through the differential circuit 11 from the emitter is set by a constant current source f. The operation of this circuit is as follows. Input transistors q1, q2 and transistors q3, q4
Are matched transistors. The emitter current of each transistor q1, q2;
1, i2; i3, i4 and the base-emitter forward voltage drop are respectively vbe1, vbe2; vbe3, vbe
4, the voltage v3. Applied to the bases of the transistors q3 and q4. v4 is as follows: v3 = vb-i2 · r2-vbe1-i1 · q1r (1) v4 = vb-i1 · r1-vbe2-i2 · q2r (2) As described above, since the transistors q1 and q2 are matched transistors, q1r = q2r = q
Assuming that r1 and r1 = r2 = r, from the above equations (1) and (2), the base voltage difference between the transistors q3 and q4, that is, the base-emitter forward voltage drop difference Δvbe is: Δvbe = vbe3−vbe4 = v3 -V4 = (i1-i2) r- (i1-i2) qr + (vbe2-vbe1) = (i1-i2) (r-qr) + (KT / q) Ln (i2 / i1) = (KT / q) Ln (i3 / i4) (3) q: electric charge [C] T: absolute temperature [K] K: Boltzmann constant [J / K], and (i1-i2) r in the above equation is the emitter series resistance q1r, The error is caused by q2r.

【0007】ここで、r=qrとすれば、式3は、 (KT/q)Ln(i3/i4)=(KT/q)Ln(i2/i1)…(4) ゆえに i2/i1=i3/i4 …(5) となり、抵抗r1,r2をエミッタシリーズ抵抗q1
r,q2rに等しくすることによって、エミッタシリー
ズ抵抗q1r,q2rの影響を低減可能であることが理
解される。
Here, assuming that r = qr, Equation 3 is given by (KT / q) Ln (i3 / i4) = (KT / q) Ln (i2 / i1) (4) Therefore, i2 / i1 = i3 / I4 (5), and the resistances r1 and r2 are replaced by the emitter series resistance q1
It is understood that the effects of the emitter series resistances q1r and q2r can be reduced by making them equal to r and q2r.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
る従来技術の差動回路11では、回路構成上、エミッタ
シリーズ抵抗q1r,q2rの影響を低減するために、
それと同じ値の抵抗r1,r2を用意しなければなら
ず、しかもその抵抗r1,r2は、温度特性やぱらつき
を考慮すると、エミッタシリーズ抵抗q1r,q2rと
同じ種類の抵抗でなければならない。しかしながら、一
般に集積回路で使用されるベース抵抗やエミッタ抵抗で
は、このエミッタシリーズ抵抗q1r,q2rと同じ抵
抗とはいえない。もし、抵抗r1,r2のばらつきや温
度特性によるシフトによって、エミッタシリーズ抵抗q
1r,q2rの2倍以上の値をとれば、補正をかける前
よりも、誤差が大きくなってしまうという問題がある。
In the prior art differential circuit 11 configured as described above, in order to reduce the influence of the emitter series resistors q1r and q2r on the circuit configuration,
The resistors r1 and r2 having the same value must be prepared, and the resistors r1 and r2 must be of the same type as the emitter series resistors q1r and q2r in consideration of temperature characteristics and fluctuation. However, a base resistance and an emitter resistance generally used in an integrated circuit cannot be said to be the same as the emitter series resistances q1r and q2r. If the resistance of the emitter series resistance q
If the value is twice or more of 1r and q2r, there is a problem that an error becomes larger than before correction.

【0009】本発明の目的は、エミッタシリーズ抵抗に
よる電圧降下を高精度に補償し、入力信号に対して高い
リニアリティの出力信号を得ることができる信号入力回
路を提供することである。
An object of the present invention is to provide a signal input circuit capable of compensating a voltage drop due to an emitter series resistor with high accuracy and obtaining an output signal having high linearity with respect to an input signal.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る信
号入力回路は、信号電流を入力トランジスタの対数特性
で圧縮して電圧に変換した後に、後段のトランジスタで
伸長して電流に変換して出力するようにした電流入力で
広ダイナミックレンジの信号入力回路において、前記入
力トランジスタを、前記信号電流が与えられる共通のエ
ミッタを有し、ベースを同電位とした同一特性の第1お
よび第2のトランジスタから成る差動対で構成し、電源
から前記第1および第2の各トランジスタのコレクタに
それぞれエミッタ電流を供給し、予め定める面積比に形
成される第3および第4のトランジスタと、定電流が与
えられる共通のエミッタを有し、前記第3および第4の
トランジスタの面積比とは逆の面積比に形成される第5
および第6のトランジスタから成る差動対とを備えて構
成され、第1および第2のトランジスタのコレクタ電圧
差に対応した補正電流を発生する誤差検出回路と、前記
入力トランジスタの出力電圧を電流変換して出力する電
流変換回路とを含み、前記入力トランジスタのエミッタ
シリーズ抵抗と信号電流とによって生じる電圧降下を前
記第1および第2のトランジスタのコレクタ電圧の差と
して取出し、そのコレクタ電圧の差に対応して前記誤差
検出回路から出力される前記補正電流に基づいて前記電
流変換回路の出力電流を補正することによって、前記電
圧降下を補償することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a signal input circuit compresses a signal current using a logarithmic characteristic of an input transistor and converts the signal current into a voltage, and then expands and converts the signal current into a current using a subsequent transistor. A current input and wide dynamic range signal input circuit, wherein the input transistor has a common emitter to which the signal current is applied, and first and second signals having the same characteristics with the same potential at the base. And a third transistor and a fourth transistor formed in a predetermined area ratio by supplying emitter currents from the power supply to the collectors of the first and second transistors, respectively. A fifth emitter having a common emitter to which a current is applied and having an area ratio opposite to that of the third and fourth transistors.
And an error detection circuit configured to generate a correction current corresponding to a difference between the collector voltages of the first and second transistors, and a current converter for converting an output voltage of the input transistor into a current. A current conversion circuit that outputs a voltage drop caused by an emitter series resistance of the input transistor and a signal current as a difference between collector voltages of the first and second transistors, and corresponds to a difference between the collector voltages of the first and second transistors. Then, the voltage drop is compensated by correcting the output current of the current conversion circuit based on the correction current output from the error detection circuit.

【0011】上記の構成によれば、前記入力トランジス
タのエミッタシリーズ抵抗と信号電流とによって生じる
電圧降下を、前記入力トランジスタを上記のような第1
および第2のトランジスタで構成し、誤差検出回路には
トランジスタサイズに比を持たせた第3および第4のト
ランジスタを用いることで、差動対を構成する前記第1
および第2のトランジスタのコレクタ電圧の差として取
出すことができる。ここで、前記誤差検出回路は、たと
えば請求項2で示されるように構成され、そのバイアス
電流は前記信号電流に比べて充分に小さく、前記第5お
よび第6のトランジスタなどで生じる前記エミッタシリ
ーズ抵抗による電圧降下は、前記信号電流に比べて充分
に小さく、殆ど問題にはならない。
According to the above configuration, the voltage drop caused by the emitter series resistance and the signal current of the input transistor is reduced by the first transistor as described above.
And a second transistor, and the error detection circuit uses third and fourth transistors having a ratio in transistor size, thereby forming a differential pair.
And the collector voltage of the second transistor. Here, the error detection circuit is configured, for example, as set forth in claim 2, wherein the bias current is sufficiently smaller than the signal current, and the emitter series resistance generated by the fifth and sixth transistors and the like is provided. Is sufficiently smaller than the signal current, and hardly causes any problem.

【0012】したがって、抵抗等の受動素子を使用する
ことなく、たとえば請求項2で示されるような具体的構
成によって、入力トランジスタのエミッタシリーズ抵抗
による電圧降下を検出・補償することができる。これに
よって、検出された誤差電圧は、抵抗等のバラツキ、温
度シフトによる影響を受け難くく、大電流の入力信号に
比例した小電流の正確な出力信号を発生することができ
る。
Therefore, a voltage drop due to the emitter series resistance of the input transistor can be detected and compensated without using a passive element such as a resistor, for example, by a specific configuration as described in claim 2. As a result, the detected error voltage is less likely to be affected by variations in resistance and the like and temperature shift, and can generate a small current accurate output signal proportional to a large current input signal.

【0013】また、請求項2の発明に係る信号入力回路
は、前記入力トランジスタから得られる信号電圧で駆動
されるバッファと、前記バッファを定電流駆動するバイ
アス電流源とをさらに備え、前記誤差検出回路は、前記
第5および第6のトランジスタのエミッタに前記定電流
を供給する第1の定電流源と、前記電源から前記第5お
よび第6のトランジスタのコレクタ電流をそれぞれ供給
する第7および第8のトランジスタと、前記第7および
第8のトランジスタとそれぞれカレントミラー回路を形
成し、前記第7および第8のトランジスタを流れる電流
を抽出する第9および第10のトランジスタと、前記第
9のトランジスタを流れる電流を折返すカレントミラー
回路を形成する第11および第12のトランジスタとさ
らにを備え、前記第9および第12のトランジスタのプ
ッシュプル動作によって前記補正電流を作成して前記バ
イアス電流を増減し、前記電流変換回路は、前記バッフ
ァの出力電圧で駆動される第13のトランジスタと、前
記第13のトランジスタと共通のエミッタを有して差動
対を形成する第14のトランジスタと、前記第13およ
び第14のトランジスタのエミッタ電流を供給する第2
の定電流源と、前記第14のトランジスタのベースを予
め定める基準電圧に保持する基準電圧源とを備え、前記
第13および第14のトランジスタのコレクタから出力
電流を導出することを特徴とする。
Further, the signal input circuit according to the present invention further comprises a buffer driven by a signal voltage obtained from the input transistor, and a bias current source for driving the buffer at a constant current. The circuit includes a first constant current source for supplying the constant current to the emitters of the fifth and sixth transistors, and a seventh and a fourth source for supplying the collector currents of the fifth and sixth transistors from the power source, respectively. An eighth transistor, ninth and tenth transistors forming a current mirror circuit with the seventh and eighth transistors, respectively, and extracting currents flowing through the seventh and eighth transistors, and the ninth transistor Further comprising eleventh and twelfth transistors forming a current mirror circuit which folds a current flowing through The bias current is increased or decreased by generating the correction current by a push-pull operation of ninth and twelfth transistors, and the current conversion circuit includes a thirteenth transistor driven by an output voltage of the buffer, A fourteenth transistor having a common emitter with the transistor to form a differential pair; and a second transistor for supplying an emitter current of the thirteenth and fourteenth transistors.
And a reference voltage source that holds the base of the fourteenth transistor at a predetermined reference voltage, and derives an output current from the collectors of the thirteenth and fourteenth transistors.

【0014】さらにまた、請求項3の発明に係る信号入
力回路は、前記第1〜第12のトランジスタ、バッフ
ァ、バイアス電流源および第1の定電流源を2つずつ備
え、前記電流変換回路において、一方のバッファの出力
電圧を第13のトランジスタのベースに与え、第14の
トランジスタのベースには、前記基準電圧に代えて他方
のバッファの出力電圧を与え、2つの信号電流の差に比
例した相互間の差を有する2つの出力電流を導出するこ
とを特徴とする。
Furthermore, a signal input circuit according to a third aspect of the present invention includes two of the first to twelfth transistors, a buffer, a bias current source and a first constant current source. The output voltage of one buffer is applied to the base of a thirteenth transistor, and the output voltage of the other buffer is applied to the base of a fourteenth transistor in place of the reference voltage. The output voltage is proportional to the difference between the two signal currents. It is characterized in that two output currents having a difference between each other are derived.

【0015】上記の構成によれば、光ピックアップの受
光素子などの差動入力に、1つの回路で対応することが
できる。
According to the above configuration, one circuit can cope with a differential input such as a light receiving element of an optical pickup.

【0016】また、請求項4の発明に係る信号入力回路
では、信号電流源は、光−電気変換素子であることを特
徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the signal input circuit, the signal current source is a photoelectric conversion element.

【0017】上記の構成によれば、上記請求項3のよう
な光ピックアップの受光素子として使用されるフォトダ
イオードなどの光−電気変換素子では、信号電流のダイ
ナミックレンジが大きく、本発明を好適に実施すること
ができる。
According to the above configuration, in the photoelectric conversion device such as the photodiode used as the light receiving element of the optical pickup according to the third aspect, the dynamic range of the signal current is large. Can be implemented.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図1〜図3に基づいて説明すれば以下のとおりである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described.
The following is a description based on FIGS. 1 to 3.

【0019】図1は、本発明の実施の一形態の信号入力
回路21の電気回路図であり、図2は、その信号入力回
路21の機能的構成を示すブロック図である。この信号
入力回路21は、大略的に、光ピックアップのフォトダ
イオードなどで実現される信号電流源S1からの信号電
流Isを信号電圧Vsに対数圧縮する入力トランジスタ
Qと、そのエミッタシリーズ抵抗による電圧降下VEを
検出する誤差検出回路22と、前記入力トランジスタQ
からの前記電圧降下VEを含む信号電圧Vsから、前記
誤差検出回路22によって検出された電圧降下VE分を
減算して補正する誤差補正回路23と、補正された信号
電圧Vsを出力信号Io1,Io2に伸長して電流に変
換する電流変換回路24とを含んで構成されている。
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a signal input circuit 21 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the signal input circuit 21. The signal input circuit 21 generally includes an input transistor Q for logarithmically compressing a signal current Is from a signal current source S1 realized by a photodiode or the like of an optical pickup to a signal voltage Vs, and a voltage drop due to its emitter series resistance. An error detection circuit 22 for detecting VE, and the input transistor Q
And an error correction circuit 23 for subtracting the voltage drop VE detected by the error detection circuit 22 from the signal voltage Vs including the voltage drop VE to correct the signal voltage Vs, and outputting the corrected signal voltage Vs to the output signals Io1 and Io2. And a current conversion circuit 24 that converts the current into a current.

【0020】前記入力トランジスタQは、前記信号電流
Isが与えられる共通のエミッタを有し、ベースが基準
電圧BIによって基準電圧VREF1の同電位に設定さ
れ、相互に同一特性でn:n(図1ではn=2)の面積
比に形成される第1および第2のトランジスタQ1,Q
2から成る差動対で構成されている。
The input transistor Q has a common emitter to which the signal current Is is applied, has a base set to the same potential as the reference voltage VREF1 by the reference voltage BI, and has the same characteristics as n: n (FIG. 1). In this case, the first and second transistors Q1 and Q2 formed at an area ratio of n = 2)
It consists of two differential pairs.

【0021】前記誤差検出回路22は、ダイオード接続
され、電圧Vccの電源から前記第1および第2の各ト
ランジスタQ1,Q2にそれぞれコレクタ電流を供給
し、1:nの面積比に形成される第3および第4のトラ
ンジスタQ3,Q4と、共通のエミッタを有し、前記第
3および第4のトランジスタQ3,Q4の面積比とは逆
の面積比n:1に形成され、前記第1および第2の各ト
ランジスタQ1,Q2のコレクタ電圧がそれぞれベース
に与えられる第5および第6のトランジスタQ5,Q6
から成る差動対と、前記第5および第6のトランジスタ
Q5,Q6のエミッタに定電流It1を供給する第1の
定電流源F1と、ダイオード接続され、前記電源から前
記第5および第6のトランジスタQ5,Q6のコレクタ
電流をそれぞれ供給する第7および第8のトランジスタ
Q7,Q8と、前記第7および第8のトランジスタQ
7,Q8とそれぞれカレントミラー回路を形成し、前記
第7および第8のトランジスタQ7,Q8を流れる電流
を抽出する第9および第10のトランジスタQ9,Q1
0と、前記第9のトランジスタQ9を流れる電流を折返
すカレントミラー回路を形成する第11および第12の
トランジスタQ11,Q12とを備えて構成され、前記
第9および第12のトランジスタQ9,Q12のプッシ
ュプル動作によって補正電流IHを作成する。
The error detection circuit 22 is diode-connected, supplies a collector current from the power supply of the voltage Vcc to each of the first and second transistors Q1 and Q2, and is formed to have an area ratio of 1: n. The third and fourth transistors Q3 and Q4 have a common emitter, and are formed to have an area ratio n: 1 opposite to the area ratio of the third and fourth transistors Q3 and Q4. Fifth and sixth transistors Q5 and Q6 to which the collector voltage of each of the transistors Q1 and Q2 is applied to the base, respectively.
And a first constant current source F1 for supplying a constant current It1 to the emitters of the fifth and sixth transistors Q5 and Q6. The first constant current source F1 is diode-connected, and is connected to the fifth and sixth transistors from the power supply. Seventh and eighth transistors Q7 and Q8 for supplying the collector currents of the transistors Q5 and Q6, respectively, and the seventh and eighth transistors Q7 and Q8.
Ninth and tenth transistors Q9, Q1 which form current mirror circuits with the transistors Q7, Q8, respectively, and extract the current flowing through the seventh and eighth transistors Q7, Q8.
0, and eleventh and twelfth transistors Q11 and Q12 forming a current mirror circuit that folds the current flowing through the ninth transistor Q9. The ninth and twelfth transistors Q9 and Q12 The correction current IH is created by the push-pull operation.

【0022】前記誤差補正回路23は、入力トランジス
タQの出力電圧である第1および第2のトランジスタQ
1,Q2のエミッタ電圧降下VEを含む信号電圧Vsが
与えられるバッファQ30と、そのバッファQ30に定
電流のバイアス電流It2を供給するバイアス電流源F
2とを備えて構成され、前記補正電流IHの増減によっ
て、バッファQ30のエミッタ電圧が変化し、こうして
前記電圧降下VEを補償した信号電圧Vsが電流変換回
路24に出力される。
The error correction circuit 23 includes first and second transistors Q, which are output voltages of an input transistor Q.
And a buffer Q30 to which a signal voltage Vs including an emitter voltage drop VE of Q1 and Q2 is applied, and a bias current source F for supplying a constant bias current It2 to the buffer Q30.
The emitter voltage of the buffer Q30 changes according to the increase or decrease of the correction current IH, and the signal voltage Vs compensated for the voltage drop VE is output to the current conversion circuit 24.

【0023】前記電流変換回路24は、前記バッファQ
30のエミッタ電圧がベースに与えられる第13のトラ
ンジスタQ13と、前記第13のトランジスタQ13と
共通のエミッタを有して差動対を形成する第14のトラ
ンジスタQ14と、前記第13および第14のトランジ
スタQ13,Q14のエミッタ電流It3を供給する第
2の定電流源F3と、前記第14のトランジスタのベー
スを予め定める基準電圧VREF2に保持する基準電圧
源B2とを備えて構成されており、前記第13および第
14のトランジスタQ13,Q14のコレクタから出力
端子PO1,PO2に出力電流Io1,Io2を導出す
る。
The current conversion circuit 24 includes the buffer Q
A thirteenth transistor Q13 having an emitter voltage of 30 applied to its base; a fourteenth transistor Q14 having a common emitter with the thirteenth transistor Q13 to form a differential pair; A second constant current source F3 for supplying the emitter current It3 of the transistors Q13 and Q14, and a reference voltage source B2 for holding the base of the fourteenth transistor at a predetermined reference voltage VREF2. Output currents Io1 and Io2 are derived from the collectors of the thirteenth and fourteenth transistors Q13 and Q14 to output terminals PO1 and PO2.

【0024】以下に、上述のように構成される信号入力
回路21の動作を詳述する。
Hereinafter, the operation of the signal input circuit 21 configured as described above will be described in detail.

【0025】前記のように、トランジスタQ1,Q2は
ベースを共有しており、同じトランジスタサイズを持つ
トランジスタであることから、それぞれのコレクタに流
れる電流をI1,I2とすると、次式が成り立つ。
As described above, the transistors Q1 and Q2 share a base and are transistors having the same transistor size. Therefore, if the currents flowing through the respective collectors are I1 and I2, the following equations hold.

【0026】 I1=I2=Is/2 …(6) また、ダイオード接続されたトランジスタQ3,Q4に
も、式6から、Is/2の電流がそれぞれのトランジス
タに等しく流れる。しかしながら、トランジスタQ3の
トランジスタサイズはトランジスタQ4のトランジスタ
サイズの1/nであるので、トランジスタQ3,Q4の
ベース・エミッタ順方向電圧降下Vbe3,Vbe4
は、 Vbe3=(kT/q)・Ln(Is/2IO) …(7) Vbe4=(kT/q)・Ln(Is/2nIO) …(8) IO:トランジスタの逆方向飽和電流 となる。
I1 = I2 = Is / 2 (6) Also, according to Equation 6, the current of Is / 2 also flows through the diode-connected transistors Q3 and Q4 equally through the respective transistors. However, since the transistor size of transistor Q3 is 1 / n of the transistor size of transistor Q4, the base-emitter forward voltage drop Vbe3, Vbe4 of transistors Q3, Q4
Vbe3 = (kT / q) · Ln (Is / 2IO) (7) Vbe4 = (kT / q) · Ln (Is / 2nIO) (8) IO: reverse saturation current of the transistor.

【0027】ここで、トランジスタQ3のエミッタシリ
ーズ抵抗Q3Rの抵抗値をrとすれば、トランジスタサ
イズに依存するので、トランジスタQ1,Q2,Q4の
エミッタシリーズ抵抗Q1R,Q2R,Q4Rでは、r
/nとなる。
Here, assuming that the resistance value of the emitter series resistor Q3R of the transistor Q3 is r, it depends on the transistor size. Therefore, in the emitter series resistors Q1R, Q2R and Q4R of the transistors Q1, Q2 and Q4, r
/ N.

【0028】したがって、式7,8から、トランジスタ
Q5,Q6,Q30のベース電圧VB5,VB6,VB
30は、次式のように表される。
Therefore, from the equations (7) and (8), the base voltages VB5, VB6 and VB of the transistors Q5, Q6 and Q30 are obtained.
30 is represented by the following equation.

【0029】 VB5=Vcc−Vbe3−(Is・r)/n =Vcc−(kT/q)・Ln(Is/21O)−(Is・r〕/n …(9) VB6=Vcc−Vbe4−(Is・r)/2n =Vcc−(kT/q)・Ln(Is/2nIO)−(Is・r)/2n …(10) VB30=VREF1−Vbe1−(Is・r)/n =VREF1−(kT/q)・Ln(Is/2nIO)−(Is・r)/2n …(11) 上記式9,式10から、 VB5−VB6 =−(kT/q)・Ln(1/n)−{(Is・r)・(n−1)}/2n …(12) となる。VB5 = Vcc−Vbe3- (Is · r) / n = Vcc− (kT / q) · Ln (Is / 210) − (Is · r] / n (9) VB6 = Vcc−Vbe4- ( Is · r) / 2n = Vcc− (kT / q) · Ln (Is / 2nIO) − (Is · r) / 2n (10) VB30 = VREF1-Vbe1- (Is · r) / n = VREF1- ( kT / q) · Ln (Is / 2nIO) − (Is · r) / 2n (11) From Expressions 9 and 10, VB5−VB6 = − (kT / q) · Ln (1 / n) − { (Is · r) · (n−1)} / 2n (12)

【0030】これに対して、トランジスタQ5,Q6,
Q30のエミッタにおいても、エミッタシリーズ抵抗に
よる電圧降下が生じるけれども、Is≫It1=It2
/2とすれば、その影響は非常に小さく、該トランジス
タQ5,Q6,Q30のエミッタシリーズ抵抗は、相対
的に無視することができる。
On the other hand, transistors Q5, Q6,
Although the voltage drop due to the emitter series resistance occurs also in the emitter of Q30, Is≫It1 = It2
/ 2, the effect is very small, and the emitter series resistance of the transistors Q5, Q6, Q30 can be relatively neglected.

【0031】トランジスタQ6とQ5とのトランジスタ
サイズは1:nであるので、それぞれのコレクタに流れ
る電流をI6,I5とすれば、前記式12から次式が成
立する。
Since the transistor sizes of the transistors Q6 and Q5 are 1: n, if the currents flowing through the respective collectors are I6 and I5, the following equation is established from the above equation (12).

【0032】 I5+I6=It1 …(13) I5/I6=ne(q/KT)(Vbe5-Vbe6) =ne(q/KT)(VB5-VB6)6 =e-[(qrIs(n-1))/2nKT] =e-B …(14) ∵B=(qrIs・(n−1))/2nKT したがって、トランジスタQ10のコレクタ電流I10
とトランジスタQ12のコレクタ電流I12の電流差で
表される補正電流IHは、 IH=I10−I12=I6−I5 ={(1−e-B)/(1+e-B)}・It1 ={(1−A)/(1+A)}・It1 …(15) ∵A=-B となる。この補正電流IHが全く流れていないときは、
トランジスタQ30のエミッタには定電流It2が流
れ、そのときのベース・エミッタ間順方向電圧降下Vb
e30は、 Vbe30=(kT/q)・Ln(It2/IO) =(kT/q)・Ln(It1/2IO) …(16) となる。補正電流IHが流れているときは、定電流It
2の電流を補う方向に流れるので、トランジスタQ30
のエミッタには(It2−IH)の電流が流れることに
なる。このときのトランジスタQ30のベース・エミッ
タ間順方向電圧降下Vbe30’は、式15,式16か
ら、次式によって表される。
I5 + I6 = It1 (13) I5 / I6 = ne (q / KT) (Vbe5-Vbe6) = ne (q / KT) (VB5-VB6) 6 = e -[(qrIs (n-1)) / 2nKT] = e− B (14) ∵B = (qrIs · (n−1)) / 2nKT Therefore, the collector current I10 of the transistor Q10
And a correction current IH expressed by a current difference between the collector current I12 of the transistor Q12 and IH = I10-I12 = I6-I5 = {(1-e- B ) / (1 + e- B )}. It1 = {(1 −A) / (1 + A)} · It1 (15) where A = −B . When this correction current IH does not flow at all,
The constant current It2 flows through the emitter of the transistor Q30, and the forward voltage drop Vb between the base and the emitter at that time.
e30 is as follows: Vbe30 = (kT / q) · Ln (It2 / IO) = (kT / q) · Ln (It1 / 2IO) (16) When the correction current IH is flowing, the constant current It
2 flows in a direction to supplement the current of the transistor Q30.
The current of (It2-IH) flows through the emitter. At this time, the forward voltage drop Vbe30 ′ between the base and the emitter of the transistor Q30 is expressed by the following expression from Expressions 15 and 16.

【0033】 Vbe30’=(kT/q)・Ln{(It1/2−IH)/IO} …(17) よって、補正電圧VHは以下の式で表される。Vbe30 ′ = (kT / q) · Ln {(It1 / 2−IH) / IO} (17) Accordingly, the correction voltage VH is expressed by the following equation.

【0034】 VH=Vbe30−Vbe30’ =(kT/q)・Ln{(It1/2)/(It1/2−IH)} =−(kT/q)・Ln{(3A−1)/(A+1)} =−(kT/q)・Ln{(3e-B−1)/(e-B+1)} …(18) 1≫Bであるので、次式19,20の近似式が成り立
つ。
VH = Vbe30−Vbe30 ′ = (kT / q) · Ln {(It1 / 2) / (It1 / 2−IH)} = − (kT / q) · Ln {(3A-1) / (A + 1) )} = − (KT / q) · Ln {(3e− B− 1) / (e− B + 1)} (18) Since 1≫B, the following approximate expressions 19 and 20 hold.

【0035】 e-B≒1−B …(19) Ln(1−B)≒−B …(20) これらの式19,20の近似式を前記式18に代入する
と、 VH≒{Is・r(n−1)}/2n …(21) となり、対数圧縮トランジスタQ1のエミッタシリーズ
抵抗と、信号電流によって生じる電圧降下、すなわち誤
差電圧VEは、式11から、 VE=−(Is・r)/2n …(22) となる。よってn=2のとき、誤差電圧VEと補正電圧
VHとはほぼ等しくなり、誤差分の電圧降下が補正され
ていることが理解される。
E -B {1-B (19) Ln (1-B)}-B (20) By substituting the approximate expressions of Expressions 19 and 20 into Expression 18, the following expression is obtained. (N−1)} / 2n (21), and the voltage drop caused by the emitter series resistance of the logarithmic compression transistor Q1 and the signal current, that is, the error voltage VE is obtained from the equation 11, as VE = − (Is · r) / 2n (22) Therefore, when n = 2, it is understood that the error voltage VE and the correction voltage VH are substantially equal, and the voltage drop of the error is corrected.

【0036】図3および表1は、本件発明者のシミュレ
ーション結果を示すものであり、前記式18および式2
2を用いて、入力電流に対する誤差電圧および補正電圧
をそれぞれ算出したものである。n=2、It1=6μ
A、It2=3μA、(KT/q)=26mV、r=5
Ωとして、Is=1μA〜1mAの範囲で変化させてい
る。なお、表1のように、当然、誤差電圧と補正電圧と
は極性が逆になるけれども、図3では同じ極性でプロッ
トしている。
FIG. 3 and Table 1 show the simulation results of the present inventor.
2, the error voltage and the correction voltage with respect to the input current are calculated. n = 2, It1 = 6μ
A, It2 = 3 μA, (KT / q) = 26 mV, r = 5
Ω is changed in the range of Is = 1 μA to 1 mA. As shown in Table 1, although the polarity of the error voltage and that of the correction voltage are naturally reversed, they are plotted with the same polarity in FIG.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】以上の結果が示すように、信号電流を対数
圧縮し電圧に変換した際に生じる誤差を、再度伸長して
電流に変換する前に、信号電流の大小に関わりなく、ほ
ぼ補正できていることが理解される。
As can be seen from the above results, the error caused when the signal current is logarithmically compressed and converted into a voltage can be substantially corrected before expanding again and converting it into a current regardless of the magnitude of the signal current. It is understood that there is.

【0039】このようにして、抵抗等の受動素子を使用
することなく、入力トランジスタQのエミッタシリーズ
抵抗Q1R,Q2Rによる電圧降下を検出・補償するこ
とができ、抵抗等のバラツキや温度シフトによる影響を
受け難くく、大電流の入力信号Isに比例した小電流の
正確な出力信号Io1,Io2を発生することができ
る。
In this manner, the voltage drop due to the emitter series resistors Q1R and Q2R of the input transistor Q can be detected and compensated for without using a passive element such as a resistor. This makes it possible to generate accurate small-current output signals Io1 and Io2 in proportion to the large-current input signal Is.

【0040】本発明の実施の他の形態について、図4お
よび図5に基づいて説明すれば以下のとおりである。
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 and 5.

【0041】図4は、本発明の実施の他の形態の信号入
力回路31の電気回路図である。この信号入力回路31
は、前述の信号入力回路21を、ほぼ2組用いて構成さ
れており、1組目の構成には前述の信号入力回路21と
同一の参照符号を付して示し、2組目の構成には同一の
参照符号に添字aをさらに付している。但し、電流変換
回路24は共用しており、信号入力回路21側のバッフ
ァQ30のエミッタ電圧は第13のトランジスタQ13
のベースに与えられ、第14のトランジスタQ14のベ
ースには、前記基準電圧源B2に代えて、信号入力回路
21a側のバッファQ30aのエミッタ電圧が与えられ
る。
FIG. 4 is an electric circuit diagram of a signal input circuit 31 according to another embodiment of the present invention. This signal input circuit 31
Is configured using approximately two sets of the above-described signal input circuits 21. The first set of configurations is provided with the same reference numerals as those of the above-described signal input circuit 21, and the second set of configurations is denoted by the same reference numerals. Have the same reference numerals with the addition of a suffix a. However, the current conversion circuit 24 is shared, and the emitter voltage of the buffer Q30 on the signal input circuit 21 side is equal to that of the thirteenth transistor Q13.
The base of the fourteenth transistor Q14 is supplied with the emitter voltage of the buffer Q30a on the signal input circuit 21a side, instead of the reference voltage source B2.

【0042】前記式11をこの回路に適用すれぽ、バッ
ファQ30,Q30aのベース電圧VB30,VB30
aは、 VB30=VREF1−(kT/q)・Ln(Is/2nIO) −(Is・r)/2n …(11) VB30a=VREF1−(kT/q)aLn(Isa/2nIO) −(Isa・r)/2n …(23) となる。したがって、バッファQ30,Q30aのベー
ス電圧差△VB30-30aは、 △VB30-30a=VB30−VB30a =−(KT/q)・Ln(Is/Isa) −(r/2n)・(Is−Isa) …(24) となる。このときの補正電圧VH,VHaは、式18か
ら、下記のように表される。
When the above equation 11 is applied to this circuit, the base voltages VB30, VB30 of the buffers Q30, Q30a
a is VB30 = VREF1− (kT / q) · Ln (Is / 2nIO) − (Is · r) / 2n (11) VB30a = VREF1− (kT / q) aLn (Isa / 2nIO) − (Isa · r) / 2n (23) Therefore, the base voltage difference ΔVB30-30a between the buffers Q30 and Q30a is ΔVB30-30a = VB30−VB30a = − (KT / q) · Ln (Is / Isa) − (r / 2n) · (Is− Isa) (24) The correction voltages VH and VHa at this time are expressed as follows from Expression 18.

【0043】 VH=−(kT/q)・Ln{(3e-B1 −1)/(e-B1 +1)} …(25) VHa=−(kT/q)・Ln{(3e-B2 −1)/(e-B2 +1)} …(26) ∵B1={qrIs・(n−1)}/2nKT B2={qrIsa・(n−1)}/2nKT 補正電圧差△VHは、 △VH=VH−VHa =(KT/q)×Ln〔{(3e-B2 −1)・(e-B1 +1)} /{(e-B2 +1)・(3e-B1 −1)}〕 …(27) となる上式を前記式21と同様の近似を行うと、補正電
圧差ΔVHは下記のようになる。
[0043] VH = - (kT / q) · Ln {(3e -B1 -1) / (e -B1 +1)} ... (25) VHa = - (kT / q) · Ln {(3e -B2 -1 ) / (e -B2 +1)} ... (26) ∵B1 = {qrIs · (n-1)} / 2nKT B2 = {qrIsa · (n-1)} / 2nKT compensation voltage difference △ VH is, △ VH = VH-VHa = (KT / q ) × Ln [{(3e -B2 -1) · ( e -B1 +1)} / {(e -B2 +1) · (3e -B1 -1)} ] ... (27) When the above equation is approximated similarly to the above equation 21, the correction voltage difference ΔVH is as follows.

【0044】 ΔVH≒(r/2n)・(Isa−Is)・(n−1) …(28) 伸長を行う差動回路のトランジスタQ13,Q14のベ
ース電圧差ΔVB13-14は、式24,27から、次式の
ように表される。
ΔVH ≒ (r / 2n) · (Isa−Is) · (n−1) (28) The base voltage difference ΔVB 13-14 between the transistors Q13 and Q14 of the differential circuit for expansion is given by the following equation (24). 27, it is expressed by the following equation.

【0045】 △VB13-14 =ΔVB30-30a+ΔVH ≒−(KT/q)・Ln(Is/Isa) −(r/2n)・(Is−Isa) +(r/2n)・(Isa−Is)・(n−1) …(29) n=2とすれば、 △VB13-14 ≒−(KT/q)・Ln(Is/Isa) …(30) となり、補正をかけないときに、トランジスタQ13と
Q14とのコレクタに流れる出力電流比I13/I14
は、 I13/I14=(Isa/Is)・e-(r/2n)(Is-Isa) …(31) 補正をかけたときに、トランジスタQ13とQ14との
コレクタに流れる出力電流比(I13/I14)’は、 (I13/I14)’≒(Isa/Is) …(32) となる。ここで、式31は入力電流比(Isa/Is)
に対して、エミッタシリーズ抵抗による誤差が出力電流
比に現われていることを示している。これに対して、補
正を行うことによって、式32から明らかなように、こ
の誤差によるズレを補正し、出力電流比(I13/I1
4)’は入力電流比(Isa/Is)によってのみ決定
する理想的な特性であることを示している。
ΔVB 13-14 = ΔVB 30-30a + ΔVH ≒ − (KT / q) · Ln (Is / Isa) − (r / 2n) · (Is−Isa) + (r / 2n) · (Isa−) Is) · (n−1) (29) If n = 2, then ΔVB 13-14 ≒ − (KT / q) · Ln (Is / Isa) (30) Current ratio I13 / I14 flowing through the collectors of transistors Q13 and Q14
I13 / I14 = (Isa / Is) ・ e− (r / 2n) (Is−Isa) (31) When the correction is applied, the output current ratio (I13 / I13 / I14 / (I14) ′ becomes (I13 / I14) ′ ≒ (Isa / Is) (32) Here, Expression 31 is an input current ratio (Isa / Is).
On the other hand, it shows that the error due to the emitter series resistance appears in the output current ratio. On the other hand, by performing the correction, the deviation due to this error is corrected and the output current ratio (I13 / I1
4) 'indicates an ideal characteristic determined only by the input current ratio (Isa / Is).

【0046】図5および表2は、本件発明者のシミュレ
ーション結果を示すものであり、前記式27,29,3
1,32を用いて、出力電流およびその誤差を算出し、
理想出力電流比と実際の出力電流比と、その理想値に対
するずれとを示すものである。前述の図3および表1の
場合と同様に、n=2、It1=6μA、It2=3μ
A、(KT/q)=26mV、r=5Ωとして、Is=
1μA〜1mAの範囲で変化させている。グラフ上で示
した理想値および下記の表の理想出力電流比とは、入力
電流比の逆数である。
FIG. 5 and Table 2 show the simulation results of the present inventor.
The output current and its error are calculated using 1, 32,
It shows an ideal output current ratio, an actual output current ratio, and a deviation from the ideal value. As in the case of FIG. 3 and Table 1, n = 2, It1 = 6 μA, It2 = 3 μ
A, (KT / q) = 26 mV, r = 5Ω, and Is =
It is changed in the range of 1 μA to 1 mA. The ideal value shown on the graph and the ideal output current ratio in the table below are reciprocals of the input current ratio.

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】以上の結果から、信号電流を対数圧縮し、
電圧に変換する際にエミッタシリーズ抵抗の影響によっ
て誤差電圧が生じ、それが伸長後、出力電流比の入力電
流比に対するずれの原因になるけれども、補正を行うこ
とによってエミッタシリーズ抵抗の影響を低減し、入力
電流比に対する出力電流比のずれを抑えることができ
る。このようにして、光ピックアップの受光素子などの
差動入力に、1つの回路で対応することができる。
From the above results, the signal current is logarithmically compressed,
When converting to a voltage, an error voltage is generated due to the effect of the emitter series resistance, which causes the output current ratio to deviate from the input current ratio after expansion.However, by performing correction, the effect of the emitter series resistance is reduced. In addition, the deviation of the output current ratio from the input current ratio can be suppressed. In this manner, one circuit can cope with differential inputs such as light receiving elements of an optical pickup.

【0049】[0049]

【発明の効果】請求項1の発明に係る信号入力回路は、
入力トランジスタのエミッタシリーズ抵抗と信号電流と
によって生じる電圧降下を、前記入力トランジスタを信
号電流が与えられる共通のエミッタを有し、ベースを同
電位とした同一特性の第1および第2のトランジスタか
ら成る差動対で構成し、誤差検出回路にはトランジスタ
サイズに比を持たせた第3および第4のトランジスタを
用いることで、前記第1および第2のトランジスタのコ
レクタ電圧の差として取出すようにし、そのコレクタ電
圧の差を、たとえば請求項2で示されるように構成され
る前記誤差検出回路内で、前記第3および第4のトラン
ジスタの面積比とは逆の面積比に形成され、バイアス電
流が前記信号電流に比べて充分に小さい第5および第6
のトランジスタから成る差動対によって補正電流に形成
し、該補正電流に基づいて、たとえば請求項2で示され
るようにして前記電流変換回路の出力電流を補正するこ
とによって、前記電圧降下を補償する。
According to the first aspect of the present invention, a signal input circuit comprises:
The voltage drop caused by the emitter series resistance of the input transistor and the signal current is reduced by the first transistor and the second transistor having the same characteristics with the input transistor having a common emitter to which the signal current is applied and having the same potential at the base. By using a third pair and a fourth transistor which are configured by a differential pair and have a ratio in transistor size for the error detection circuit, the difference is obtained as a difference between the collector voltages of the first and second transistors, The difference between the collector voltages is formed in the error detection circuit having the area ratio opposite to the area ratio of the third and fourth transistors in the error detection circuit configured as described in claim 2, and the bias current is reduced. Fifth and sixth signals sufficiently smaller than the signal current
The voltage drop is compensated by forming a correction current by a differential pair composed of the transistors described above, and correcting the output current of the current conversion circuit based on the correction current, for example, as described in claim 2. .

【0050】それゆえ、抵抗等の受動素子を使用するこ
となく、入力トランジスタのエミッタシリーズ抵抗によ
る電圧降下を検出・補償することができる。これによっ
て、検出された誤差電圧は、抵抗等のバラツキ、温度シ
フトによる影響を受け難くく、大電流の入力信号に比例
した小電流の正確な出力信号を発生することができる。
Therefore, the voltage drop due to the emitter series resistance of the input transistor can be detected and compensated without using a passive element such as a resistor. As a result, the detected error voltage is less likely to be affected by variations in resistance and the like and temperature shift, and can generate a small current accurate output signal proportional to a large current input signal.

【0051】また、請求項2の発明に係る信号入力回路
は、前記入力トランジスタから得られる信号電圧で駆動
されるバッファと、前記バッファを定電流駆動するバイ
アス電流源とをさらに備え、前記誤差検出回路は、前記
第5および第6のトランジスタのエミッタに前記定電流
を供給する第1の定電流源と、前記電源から前記第5お
よび第6のトランジスタのコレクタ電流をそれぞれ供給
する第7および第8のトランジスタと、前記第7および
第8のトランジスタとそれぞれカレントミラー回路を形
成し、前記第7および第8のトランジスタを流れる電流
を抽出する第9および第10のトランジスタと、前記第
9のトランジスタを流れる電流を折返すカレントミラー
回路を形成する第11および第12のトランジスタとさ
らにを備え、前記第9および第12のトランジスタのプ
ッシュプル動作によって前記補正電流を作成して前記バ
イアス電流を増減し、前記電流変換回路は、前記バッフ
ァの出力電圧で駆動される第13のトランジスタと、前
記第13のトランジスタと共通のエミッタを有して差動
対を形成する第14のトランジスタと、前記第13およ
び第14のトランジスタのエミッタ電流を供給する第2
の定電流源と、前記第14のトランジスタのベースを予
め定める基準電圧に保持する基準電圧源とを備え、前記
第13および第14のトランジスタのコレクタから出力
電流を導出するように構成されており、さらに請求項3
では、前記第1〜第12のトランジスタ、バッファ、バ
イアス電流源および第1の定電流源を2つずつ備え、前
記電流変換回路において、一方のバッファの出力電圧を
第13のトランジスタのベースに与え、第14のトラン
ジスタのベースには、前記基準電圧に代えて他方のバッ
ファの出力電圧を与え、2つの信号電流の差に比例した
相互間の差を有する2つの出力電流を導出する。
The signal input circuit according to a second aspect of the present invention further includes a buffer driven by a signal voltage obtained from the input transistor, and a bias current source for driving the buffer at a constant current. The circuit includes a first constant current source for supplying the constant current to the emitters of the fifth and sixth transistors, and a seventh and a fourth source for supplying the collector currents of the fifth and sixth transistors from the power source, respectively. An eighth transistor, ninth and tenth transistors forming a current mirror circuit with the seventh and eighth transistors, respectively, and extracting currents flowing through the seventh and eighth transistors, and the ninth transistor Further comprising eleventh and twelfth transistors forming a current mirror circuit which folds a current flowing through The bias current is increased or decreased by generating the correction current by a push-pull operation of ninth and twelfth transistors, and the current conversion circuit includes a thirteenth transistor driven by an output voltage of the buffer, A fourteenth transistor having a common emitter with the transistor to form a differential pair; and a second transistor for supplying an emitter current of the thirteenth and fourteenth transistors.
A constant current source, and a reference voltage source that holds a base of the fourteenth transistor at a predetermined reference voltage, and is configured to derive an output current from collectors of the thirteenth and fourteenth transistors. And claim 3
In the current conversion circuit, the first to twelfth transistors, the buffer, the bias current source, and the first constant current source are provided two each, and the output voltage of one buffer is supplied to the base of the thirteenth transistor in the current conversion circuit. The output voltage of the other buffer is applied to the base of the fourteenth transistor in place of the reference voltage, and two output currents having a mutual difference proportional to the difference between the two signal currents are derived.

【0052】それゆえ、光ピックアップの受光素子など
の差動入力に、1つの回路で対応することができる。
Therefore, one circuit can cope with the differential input of the light receiving element of the optical pickup.

【0053】また、請求項4の発明に係る信号入力回路
は、信号電流源を、光ピックアップの受光素子として使
用されるフォトダイオードなどの光−電気変換素子とす
る。
In the signal input circuit according to a fourth aspect of the present invention, the signal current source is a photoelectric conversion element such as a photodiode used as a light receiving element of an optical pickup.

【0054】それゆえ、上記光−電気変換素子は、信号
電流のダイナミックレンジが大きいので、本発明を好適
に実施することができる。
Therefore, the above-mentioned photoelectric conversion device has a large dynamic range of the signal current, so that the present invention can be suitably implemented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態の信号入力回路のエミッ
タシリーズ抵抗を考慮した電気回路図である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram in consideration of an emitter series resistance of a signal input circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1で示す信号入力回路の機能的構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the signal input circuit shown in FIG.

【図3】図1および図2で示す信号入力回路における入
力電流と誤差電圧および補正電圧との関係を示すグラフ
である。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an input current, an error voltage, and a correction voltage in the signal input circuit shown in FIGS. 1 and 2;

【図4】本発明の実施の他の形態の信号入力回路のエミ
ッタシリーズ抵抗を考慮した電気回路図である。
FIG. 4 is an electric circuit diagram in consideration of an emitter series resistance of a signal input circuit according to another embodiment of the present invention.

【図5】図4で示す信号入力回路における理想出力電流
比と実際の出力電流比の誤差との関係を示すグラフであ
る。
5 is a graph showing a relationship between an ideal output current ratio and an actual output current ratio error in the signal input circuit shown in FIG. 4;

【図6】典型的な従来技術の信号入力回路である差動回
路の電気回路図である。
FIG. 6 is an electric circuit diagram of a differential circuit which is a typical prior art signal input circuit.

【図7】他の従来技術の信号入力回路であるエミッタシ
リーズ抵抗を考慮した差動回路の電気回路図である。
FIG. 7 is an electric circuit diagram of a differential circuit in consideration of an emitter series resistor, which is another conventional signal input circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21,21a 信号入力回路 22 誤差検出回路 23 誤差補正回路 24 電流変換回路 B1,B2 基準電圧源 F1 第1の定電流源 F2 バイアス電流源 F3 第2の定電流源 PO1,PO2 出力端子 Q 入力トランジスタ Q1,Q1a 第1のトランジスタ Q2,Q2a 第2のトランジスタ Q3,Q3a 第3のトランジスタ Q4,Q4a 第4のトランジスタ Q5,Q5a 第5のトランジスタ Q6,Q6a 第6のトランジスタ Q7,Q7a 第7のトランジスタ Q8,Q8a 第8のトランジスタ Q9,Q9a 第9のトランジスタ Q10,Q10a 第10のトランジスタ Q11,Q11a 第11のトランジスタ Q12,Q12a 第12のトランジスタ Q13,Q13a 第13のトランジスタ Q14,Q14a 第14のトランジスタ Q30,Q30a バッファ Q1R,Q2R,Q3R,Q4R エミッタシリーズ
抵抗 Q1Ra,Q2Ra,Q3Ra,Q4Ra エミッタ
シリーズ抵抗 S1,S1a 信号電流源
21, 21a Signal input circuit 22 Error detection circuit 23 Error correction circuit 24 Current conversion circuit B1, B2 Reference voltage source F1 First constant current source F2 Bias current source F3 Second constant current source PO1, PO2 Output terminal Q Input transistor Q1, Q1a First transistor Q2, Q2a Second transistor Q3, Q3a Third transistor Q4, Q4a Fourth transistor Q5, Q5a Fifth transistor Q6, Q6a Sixth transistor Q7, Q7a Seventh transistor Q8 , Q8a Eighth transistor Q9, Q9a Ninth transistor Q10, Q10a Tenth transistor Q11, Q11a Eleventh transistor Q12, Q12a Twelfth transistor Q13, Q13a Thirteenth transistor Q14, Q14a Fourteenth transistor Q30, Q30a buffer Q1R, Q2R, Q3R, Q4R emitter series resistor Q1Ra, Q2Ra, Q3Ra, Q4Ra emitter series resistor S1, S1a signal current source

フロントページの続き Fターム(参考) 5J030 BA07 BB01 BB03 BC04 BC06 BC07 5J066 AA03 AA12 AA43 AA56 CA05 CA21 FA08 FA09 HA02 HA17 HA25 HA44 KA02 KA05 KA09 KA26 KA28 ND01 PD02 TA01 TA02 5J090 AA03 AA12 AA43 AA56 CA05 CA21 CN04 FA08 FA09 FN09 HA02 HA17 HA25 HA44 HN03 KA02 KA05 KA09 KA26 KA28 SA08 TA01 TA02 5J092 AA03 AA12 AA43 AA56 CA05 CA21 FA08 FA09 HA02 HA17 HA25 HA44 KA02 KA05 KA09 KA26 KA28 SA08 TA01 TA02 UL02 Continued on the front page F-term (reference) 5J030 BA07 BB01 BB03 BC04 BC06 BC07 5J066 AA03 AA12 AA43 AA56 CA05 CA21 FA08 FA09 HA02 HA17 HA25 HA44 KA02 KA05 KA09 KA26 KA28 ND01 PD02 TA01 TA02 5J090 AA03 F04 HA17 HA25 HA44 HN03 KA02 KA05 KA09 KA26 KA28 SA08 TA01 TA02 5J092 AA03 AA12 AA43 AA56 CA05 CA21 FA08 FA09 HA02 HA17 HA25 HA44 KA02 KA05 KA09 KA26 KA28 SA08 TA01 TA02 UL02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】信号電流を入力トランジスタの対数特性で
圧縮して電圧に変換した後に、後段のトランジスタで伸
長して電流に変換して出力するようにした電流入力で広
ダイナミックレンジの信号入力回路において、 前記入力トランジスタを、前記信号電流が与えられる共
通のエミッタを有し、ベースを同電位とした同一特性の
第1および第2のトランジスタから成る差動対で構成
し、 電源から前記第1および第2の各トランジスタのコレク
タにそれぞれエミッタ電流を供給し、予め定める面積比
に形成される第3および第4のトランジスタと、定電流
が与えられる共通のエミッタを有し、前記第3および第
4のトランジスタの面積比とは逆の面積比に形成される
第5および第6のトランジスタから成る差動対とを備え
て構成され、第1および第2のトランジスタのコレクタ
電圧差に対応した補正電流を発生する誤差検出回路と、 前記入力トランジスタの出力電圧を電流変換して出力す
る電流変換回路とを含み、 前記入力トランジスタのエミッタシリーズ抵抗と信号電
流とによって生じる電圧降下を前記第1および第2のト
ランジスタのコレクタ電圧の差として取出し、そのコレ
クタ電圧の差に対応して前記誤差検出回路から出力され
る前記補正電流に基づいて前記電流変換回路の出力電流
を補正することによって、前記電圧降下を補償すること
を特徴とする信号入力回路。
1. A signal input circuit having a wide dynamic range with a current input in which a signal current is compressed by a logarithmic characteristic of an input transistor and converted into a voltage, then expanded by a transistor in a subsequent stage, converted into a current and output. , Wherein the input transistor comprises a differential pair including first and second transistors having a common emitter to which the signal current is applied and having the same characteristics with a base at the same potential, and An emitter current is supplied to a collector of each of the first and second transistors, a third and a fourth transistor formed to have a predetermined area ratio, and a common emitter to which a constant current is applied. And a differential pair composed of fifth and sixth transistors formed in an area ratio opposite to the area ratio of the fourth transistor. An error detection circuit that generates a correction current corresponding to the collector voltage difference of the second transistor; and a current conversion circuit that converts the output voltage of the input transistor into a current and outputs the converted voltage. A voltage drop caused by the current and a collector voltage of the first and second transistors, and extracting the voltage drop based on the correction current output from the error detection circuit in accordance with the difference between the collector voltages. A signal input circuit for compensating the voltage drop by correcting an output current of the signal input circuit.
【請求項2】前記入力トランジスタから得られる信号電
圧で駆動されるバッファと、 前記バッファを定電流駆動するバイアス電流源とをさら
に備え、 前記誤差検出回路は、 前記第5および第6のトランジスタのエミッタに前記定
電流を供給する第1の定電流源と、 前記電源から前記第5および第6のトランジスタのコレ
クタ電流をそれぞれ供給する第7および第8のトランジ
スタと、 前記第7および第8のトランジスタとそれぞれカレント
ミラー回路を形成し、前記第7および第8のトランジス
タを流れる電流を抽出する第9および第10のトランジ
スタと、 前記第9のトランジスタを流れる電流を折返すカレント
ミラー回路を形成する第11および第12のトランジス
タとさらに備え、 前記第9および第12のトランジスタのプッシュプル動
作によって前記補正電流を作成して前記バイアス電流を
増減し、 前記電流変換回路は、 前記バッファの出力電圧で駆動される第13のトランジ
スタと、 前記第13のトランジスタと共通のエミッタを有して差
動対を形成する第14のトランジスタと、 前記第13および第14のトランジスタのエミッタ電流
を供給する第2の定電流源と、 前記第14のトランジスタのベースを予め定める基準電
圧に保持する基準電圧源とを備え、 前記第13および第14のトランジスタのコレクタから
出力電流を導出することを特徴とする請求項1記載の信
号入力回路。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a buffer driven by a signal voltage obtained from the input transistor; and a bias current source for driving the buffer with a constant current. A first constant current source for supplying the constant current to the emitter, a seventh and an eighth transistor for respectively supplying collector currents of the fifth and the sixth transistors from the power supply, A ninth and tenth transistor for forming a current mirror circuit with the transistor and extracting a current flowing through the seventh and eighth transistors, respectively, and a current mirror circuit for folding the current flowing through the ninth transistor are formed. Further comprising eleventh and twelfth transistors, wherein the ninth and twelfth transistors are pushed. The correction current is generated by a pull operation to increase or decrease the bias current. The current conversion circuit has a thirteenth transistor driven by an output voltage of the buffer, and an emitter common to the thirteenth transistor. A fourteenth transistor forming a differential pair, a second constant current source for supplying emitter currents of the thirteenth and fourteenth transistors, and a base of the fourteenth transistor maintained at a predetermined reference voltage. The signal input circuit according to claim 1, further comprising a reference voltage source, wherein an output current is derived from collectors of the thirteenth and fourteenth transistors.
【請求項3】前記第1〜第12のトランジスタ、バッフ
ァ、バイアス電流源および第1の定電流源を2つずつ備
え、 前記電流変換回路において、一方のバッファの出力電圧
を第13のトランジスタのベースに与え、第14のトラ
ンジスタのベースには、前記基準電圧に代えて他方のバ
ッファの出力電圧を与え、 2つの信号電流の差に比例した相互間の差を有する2つ
の出力電流を導出することを特徴とする請求項2記載の
信号入力回路。
3. The current conversion circuit according to claim 1, further comprising two of said first to twelfth transistors, a buffer, a bias current source and a first constant current source. The output voltage of the other buffer is applied to the base of the fourteenth transistor in place of the reference voltage, to derive two output currents having a mutual difference proportional to the difference between the two signal currents. 3. The signal input circuit according to claim 2, wherein:
【請求項4】信号電流源は、光−電気変換素子であるこ
とを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の信号入力
回路。
4. The signal input circuit according to claim 1, wherein the signal current source is an optical-electrical conversion element.
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