JPH0616583B2 - Constant current switching circuit - Google Patents
Constant current switching circuitInfo
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- JPH0616583B2 JPH0616583B2 JP62219167A JP21916787A JPH0616583B2 JP H0616583 B2 JPH0616583 B2 JP H0616583B2 JP 62219167 A JP62219167 A JP 62219167A JP 21916787 A JP21916787 A JP 21916787A JP H0616583 B2 JPH0616583 B2 JP H0616583B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、定電流スイッチング回路の改良に関するもの
である。The present invention relates to an improvement of a constant current switching circuit.
（従来の技術） 第２図は従来の定電流スイッチング回路の一例を示すも
ので、図中、１は入力回路、２はダイオード、３は定電
流源、４は負荷回路である。入力回路１の入力端子５は
外部の入力信号源（図示せず）と接続され、また、その
出力端子６はダイオード２の一端に接続されている。該
ダイオード２の他端は定電流源３の出力端子７及び負荷
回路４の駆動（入力）端子８に接続されている。また定
電流源３の入力側は電源Ｖccに接続され、その出力端子
７より定電流Ｉｏを供給する如くなっている。(Prior Art) FIG. 2 shows an example of a conventional constant current switching circuit. In the figure, 1 is an input circuit, 2 is a diode, 3 is a constant current source, and 4 is a load circuit. The input terminal 5 of the input circuit 1 is connected to an external input signal source (not shown), and the output terminal 6 is connected to one end of the diode 2. The other end of the diode 2 is connected to the output terminal 7 of the constant current source 3 and the drive (input) terminal 8 of the load circuit 4. The input side of the constant current source 3 is connected to the power source Vcc, and the constant current Io is supplied from its output terminal 7.
前記構成において、入力端子５にパルス状の入力信号電
圧ＶINが入力されると、入力回路１は出力端子６より該
入力信号電圧ＶINに同期したパルス状の出力電圧ＶOIを
出力する。この出力電圧ＶOIがハイ（Ｈ）レベルであれ
ば、定電流Ｉｏは駆動端子８より負荷回路４へ流れ、ま
た、ロー（Ｌ）レベルであれば、定電流Ｉｏはダイオー
ド２を介して入力回路１へ流れる。In the above-described configuration, when a pulse-shaped input signal voltage V IN is inputted to the input terminal 5, an input circuit 1 outputs a pulsed output voltage V OI synchronized from the output terminal 6 to the input signal voltage V IN. If the output voltage V OI is high (H) level, the constant current Io flows from the drive terminal 8 to the load circuit 4, and if the output voltage V OI is low (L) level, the constant current Io is input via the diode 2. Flow to circuit 1.
前記出力電圧ＶOIがハイレベルの場合の駆動端子８にお
ける負荷駆動電圧ＶｏをＶOH、また、出力電圧ＶOIがロ
ーレベルの場合の負荷駆動電圧ＶｏをＶOLとし、負荷回
路４の負荷インピーダンスをＺL 、入力回路１の出力イ
ンピーダンスをＺin、ダイオード２の順方向電圧降下を
ＶD とすると、前記電圧ＶOH、ＶOLは次式に示すように
与えられる。The load drive voltage Vo at the drive terminal 8 when the output voltage V OI is high level is V OH , and the load drive voltage Vo when the output voltage V OI is low level is V OL. Is Z L , the output impedance of the input circuit 1 is Z in, and the forward voltage drop of the diode 2 is V D , the voltages V OH and V OL are given by the following equations.
ＶOH＝Ｉｏ・ＺL ……(1) ＶOL＝Ｉｏ・Ｚin＋ＶD ……(2) 但し、ここではＶOH＞ＶOLの関係が満たされるよう、各
回路定数が設定されているものとする。V OH = Io · Z L (1) V OL = Io · Z in + V D (2) However, here, it is assumed that each circuit constant is set so that the relationship of V OH > V OL is satisfied. To do.
このように定電流Ｉｏの流路を負荷回路４又は入力回路
１のいずれか一方に切替えることによって、負荷回路４
に対する駆動点のスイッチングが行なわれる。In this way, by switching the flow path of the constant current Io to either the load circuit 4 or the input circuit 1, the load circuit 4
The drive points are switched to.
（発明が解決しようとする問題点） ところで、一般に定電流源３の内部インピーダンスはか
なり大きな値となるため、駆動端子８又は定電流源３の
出力端子７とグランドとの間に寄生する容量値ＣF の浮
遊容量９が無視できなくなる。該浮遊容量９を考慮した
駆動端子８の負荷駆動電圧は、定電流Ｉｏが入力回路１
より負荷回路４へ切替わる（立上り）際の値をＶou(t)
とし、負荷回路４より入力回路１へ切替わる（立下り）
際の値をＶod(t) とすると、それぞれ次式に示すように
与えられる。(Problems to be Solved by the Invention) Generally, since the internal impedance of the constant current source 3 has a considerably large value, the capacitance value parasitic between the drive terminal 8 or the output terminal 7 of the constant current source 3 and the ground. The stray capacitance 9 of C F cannot be ignored. The load drive voltage of the drive terminal 8 considering the stray capacitance 9 is the constant current Io.
Value when switching to the load circuit 4 (rising) is Vou (t)
And switch from load circuit 4 to input circuit 1 (fall)
When the value at that time is Vod (t), they are given as shown in the following equations.
Ｖou(t) ＝ＶOH（１−ｅ-t/τo） …(3) Ｖod(t) ＝Ｖｏ（Ｔｐ）ｅ-(t-Tp)/τi …(4) （但し、τｏ＝ＣF ・ＺL 、τｉ＝ＣF ・Ｚin、Ｔｐは
入力信号電圧ＶINのパルス幅である。） 一般にＺL ＞Ｚin、即ちτｏ＞τｉであるため、前記
(3)式及び(4)式から理解されるように、負荷駆動電圧Ｖ
ｏは立上りの遅い波形となり、従って負荷回路４を高速
スイッチング動作させることが困難であるという問題点
があった。 Vou (t) = V OH ( 1-e -t / τo) ... (3) Vod (t) = Vo (Tp) e - (t-Tp) / τi ... (4) ( However, τo = C F · Z L , τi = CF · Zin, Tp is the pulse width of the input signal voltage V IN .) Generally, Z L > Z in, that is, τ o> τ i,
As understood from the expressions (3) and (4), the load drive voltage V
There is a problem that o has a waveform with a slow rising edge, which makes it difficult to operate the load circuit 4 at high speed.
第３図は前記回路における入力信号電圧ＶIN及び負荷駆
動電圧Ｖｏの変化を示すものである。FIG. 3 shows changes in the input signal voltage V IN and the load drive voltage Vo in the circuit.
本発明は前記問題点を除去し、負荷回路を高速スイッチ
ング動作させることのできる定電流スイッチング回路を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate the above problems and provide a constant current switching circuit capable of performing a high speed switching operation on a load circuit.
（問題点を解決するための手段） 本発明では前記問題点を解決するため、入力信号に従っ
てハイレベル又はローレベルの電圧を出力する入力回路
の出力端子にダイオードを介して負荷回路の駆動入力端
子を接続することにより、定電流源から負荷回路へ供給
する定電流を制御する定電流スイッチング回路におい
て、カレントミラー回路と、負荷回路と同一インピーダ
ンス値を有する擬似負荷回路と、同一抵抗値を有する第
１及び第２の抵抗とを備え、カレントミラー回路の一の
電流流入端子を定電流源の出力端子に接続し、該一の電
流流入端子に対応する一の電流流出端子を第１の抵抗を
介して擬似負荷回路に接続し、また、カレントミラー回
路の他の電流流入端子を電源に接続し、該他の電流流入
端子に対応する他の電流流出端子を第２の抵抗を介して
負荷回路の駆動入力端子に接続した。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides a drive input terminal of a load circuit via a diode to an output terminal of an input circuit that outputs a high-level or low-level voltage according to an input signal. In the constant current switching circuit that controls the constant current supplied from the constant current source to the load circuit by connecting the current mirror circuit, the pseudo load circuit having the same impedance value as the load circuit, and the first load having the same resistance value. 1 and a second resistor, one current inflow terminal of the current mirror circuit is connected to the output terminal of the constant current source, and one current outflow terminal corresponding to the one current inflow terminal is connected to the first resistor. To the pseudo load circuit, the other current inflow terminal of the current mirror circuit is connected to the power supply, and the other current outflow terminal corresponding to the other current inflow terminal is connected to the second It was connected to the drive input terminal of the load circuit via a resistor.
（作用） 本発明によれば、カレントミラー回路の一の電流流入端
子に入力された定電流源からの定電流は一の電流流出端
子より第１の抵抗及び擬似負荷回路に供給されるため、
該一の電流流出端子の電圧値は常に一定となり、従っ
て、他の電流流出端子の電圧値も常にほぼ一定となり、
その結果、定電流源が等価的に定電圧源に置換えられ、
浮遊容量の影響が排除される。(Operation) According to the present invention, the constant current from the constant current source input to one current inflow terminal of the current mirror circuit is supplied to the first resistance and the pseudo load circuit from one current outflow terminal.
The voltage value of the one current outflow terminal is always constant, and therefore the voltage value of the other current outflow terminal is also almost constant,
As a result, the constant current source is equivalently replaced by a constant voltage source,
The effect of stray capacitance is eliminated.
（実施例） 第１図は本発明の定電流スイッチング回路の一実施例を
示すもので、図中、従来例と同一構成部分は同一符号を
もって表わす。即ち、１は入力回路、２はダイオード、
３は定電流源、４は負荷回路、５は入力端子、６，７は
出力端子、８は駆動（入力）端子、９は浮遊容量、１０
はカレントミラー回路、１１は擬似負荷回路、１２，１
３は抵抗である。(Embodiment) FIG. 1 shows an embodiment of the constant current switching circuit of the present invention. In the figure, the same components as those of the conventional example are represented by the same reference numerals. That is, 1 is an input circuit, 2 is a diode,
3 is a constant current source, 4 is a load circuit, 5 is an input terminal, 6 and 7 are output terminals, 8 is a drive (input) terminal, 9 is a stray capacitance, 10
Is a current mirror circuit, 11 is a pseudo load circuit, 12 and 1
3 is a resistance.
カレントミラー回路１０は電流流入端子１４，１５及び
これらにそれぞれ対応した電流流出端子１６，１７を備
えている。前記電流流入端子１４は定電流源３の出力端
子７に接続され、定電流Ｉｏを流入し、これを電流流出
端子１６より流出する。また、電流流入端子１５は電源
Ｖccに接続され、定電流Ｉｏに比例する電流Ｉ１を流入
し、これを電流流出端子１７より流出する。The current mirror circuit 10 includes current inflow terminals 14 and 15 and current outflow terminals 16 and 17 corresponding to the current inflow terminals 14 and 15, respectively. The current inflow terminal 14 is connected to the output terminal 7 of the constant current source 3, receives the constant current Io, and flows out from the current outflow terminal 16. Further, the current inflow terminal 15 is connected to the power supply Vcc, inflows a current I1 proportional to the constant current Io, and flows out from the current outflow terminal 17.
擬似負荷回路１１は駆動（入力）端子１８を備えてお
り、負荷回路４と同一の負荷インピーダンス値ＺL を有
している。抵抗１２及び１３は同一抵抗値Ｒを備えてお
り、該抵抗１２の一端はカレントミラー回路１０の電流
流出端子１６に接続され、また、その他端は擬似負荷回
路１１の駆動端子１８に接続されている。また、抵抗１
３の一端は電流流出端子１７に接続され、また、その他
端は負荷回路４の駆動端子８に接続されている。The pseudo load circuit 11 includes a drive (input) terminal 18 and has the same load impedance value Z L as that of the load circuit 4. The resistors 12 and 13 have the same resistance value R, one end of the resistor 12 is connected to the current outflow terminal 16 of the current mirror circuit 10, and the other end is connected to the drive terminal 18 of the pseudo load circuit 11. There is. Also, the resistance 1
One end of 3 is connected to the current outflow terminal 17, and the other end is connected to the drive terminal 8 of the load circuit 4.
前述したようにカレントミラー回路１０の電流流出端子
１６からは、常に定電流Ｉｏが抵抗１２及び擬似負荷回
路１１に向って流れている。一方、カレントミラー回路
１０の電流流出端子１７の電圧値、例えばＶR は、カレ
ントミラー回路１０の動作を線形と仮定すると、後述す
るように電流流出端子１６の電圧値と等しくなる。従っ
て、電圧値ＶR は入力回路１の出力電圧に拘らず、常に
次式(5) に示すように与えられる。As described above, the constant current Io always flows from the current outflow terminal 16 of the current mirror circuit 10 toward the resistor 12 and the pseudo load circuit 11. On the other hand, the voltage value of the current output terminal 17 of the current mirror circuit 10, for example, V R, assuming a linear behavior of the current mirror circuit 10 becomes equal to the voltage value of the current output terminal 16 as described below. Therefore, the voltage value V R is always given as shown in the following equation (5) regardless of the output voltage of the input circuit 1.
ＶR ＝Ｉｏ（Ｒ＋ＺZ ） ……(5) 従って、前記電流流出端子１７よりカレントミラー回路
１０側の回路を、前記一定の電圧値ＶR を発生する定電
圧源で置換えることができる。第４図は第１図の回路の
等価回路を示すもので、図中、１９は電圧値R の定電圧
源である。 V R = Io (R + Z Z) ...... (5) Accordingly, the circuit of the current mirror circuit 10 side than the current output terminal 17, can be replaced by a constant voltage source for generating said constant voltage value V R. FIG. 4 shows an equivalent circuit of the circuit of FIG. 1, in which 19 is a constant voltage source of voltage value R.
そして、カレントミラー回路１０より入力回路１又は負
荷回路４に供給される電流Ｉ1 は、入力回路１の出力電
圧Ｖ0Iがハイレベルの場合の値をＩ1H、また、ローレベ
ルの場合の値をＩ1Lとすると、次式(6) 及び(7) に示す
ように与えられる。The current I 1 supplied from the current mirror circuit 10 to the input circuit 1 or the load circuit 4 has a value I 1H when the output voltage V 0I of the input circuit 1 is high level, and a value when the output voltage V 0I is low level. Let I 1L be given by the following equations (6) and (7).
Ｉ1H＝ＶR ／（Ｒ＋ＺL ） ＝Ｉｏ ……(6) Ｉ1L＝（ＶR −ＶD ）／（Ｒ＋Ｚin） ＝｛（Ｒ＋ＺL ）Ｉｏ−ＶD ｝／（Ｒ＋Ｚin） ＝Ｉin ……(7) また、この時の駆動端子８の電圧Ｖｏは、次式(8) 及び
(9) で与えられる。 I 1H = V R / (R + Z L) = Io ...... (6) I 1L = (V R -V D) / (R + Zin) = {(R + Z L) Io-V D} / (R + Zin) = Iin ...... (7) Further, the voltage Vo at the drive terminal 8 at this time is expressed by the following equation (8) and
It is given in (9).
Ｖ0H＝Ｉ1H・ＺL ＝Ｉｏ・ＺL ……(8) Ｖ0L＝Ｉ1L・Ｚin＋ＶD ……(9) このように前記実施例によれば、内部インピーダンスの
大きな定電流源３を内部インピーダンスの小さな定電圧
源１９に置換えることができるため、スイッチング動作
の際の立上り時間を長くする浮遊容量９の影響を取除く
ことができる。V 0H = I 1H · Z L = Io · Z L (8) V 0L = I 1L · Zin + V D (9) As described above, according to the embodiment, the constant current source 3 having a large internal impedance is used. Since the constant voltage source 19 having a small internal impedance can be replaced, the influence of the stray capacitance 9 that prolongs the rise time during the switching operation can be eliminated.
第５図は前記実施例における入力信号電圧ＶIN及び負荷
駆動電圧Ｖｏの変化を示すものである。なお、図中、破
線で示す負荷駆動電圧特性は従来の回路によるものであ
る。FIG. 5 shows changes in the input signal voltage V IN and the load drive voltage Vo in the above-mentioned embodiment. The load drive voltage characteristic shown by the broken line in the figure is due to the conventional circuit.
第６図はカレントミラー回路１０を詳細に表わした第１
図と同様な図であり、該カレントミラー回路１０はＮＰ
Ｎ型のトランジスタ２０及び２１からなっている。トラ
ンジスタ２０のコレクタは電流流入端子１４に接続さ
れ、また、そのエミッタは電流流出端子１６に接続され
ている。トランジスタ２１のコレクタは電流流入端子１
５に接続され、また、そのエミッタは電流流出端子１７
に接続されている。また、トランジスタ２０及び２１の
ベースはトランジスタ２０のコレクタに共通に接続され
ている。FIG. 6 is a first detailed view of the current mirror circuit 10.
It is the same figure as the figure, and the current mirror circuit 10 is NP
It is composed of N-type transistors 20 and 21. The collector of the transistor 20 is connected to the current inflow terminal 14, and the emitter thereof is connected to the current outflow terminal 16. The collector of the transistor 21 is the current inflow terminal 1
5 and the emitter of which is a current source terminal 17
It is connected to the. The bases of the transistors 20 and 21 are commonly connected to the collector of the transistor 20.
前記トランジスタ２０及び２１のベースは共通に接続さ
れているため同電位であり、また、トランジスタ２０及
び２１のベース・エミッタ間電圧も線形動作領域におい
てはほぼ同様な値となるため、トランジスタ２０及び２
１のエミッタの電位、即ち電流流出端子１６及び１７の
電位はほぼ同じ値となる。ここで、電流流出端子１６に
接続された抵抗１２及び擬似負荷回路１１には常に定電
流Ｉｏが流れているため、該電流流出端子１６の電位は
常に一定であり、従って、電流流出端子１７の電位も常
にほぼ一定となる。Since the bases of the transistors 20 and 21 are connected in common, they have the same potential, and the base-emitter voltages of the transistors 20 and 21 have almost the same value in the linear operation region.
The potential of the emitter of 1, that is, the potentials of the current outflow terminals 16 and 17 have almost the same value. Here, since the constant current Io is constantly flowing through the resistor 12 and the pseudo load circuit 11 connected to the current outflow terminal 16, the potential of the current outflow terminal 16 is always constant, and therefore the current outflow terminal 17 has a constant potential. The electric potential is always almost constant.
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、定電流源と負荷回
路との間にカレントミラー回路、擬似負荷回路並びに第
１及び第２の抵抗を配置して、定電流源を等価的に定電
圧源に置換えるようになしたため、浮遊容量が負荷駆動
電圧の立上りに及ぼす影響を取除くことができ、従っ
て、負荷回路をより高速スイッチング動作させることが
でき、さらに種々の電子回路に応用でき、集積回路化が
容易である等の利点がある。As described above, according to the present invention, the current mirror circuit, the pseudo load circuit, and the first and second resistors are arranged between the constant current source and the load circuit to form the constant current source. Since the constant voltage source is equivalently replaced, it is possible to eliminate the influence of the stray capacitance on the rise of the load drive voltage, and therefore, the load circuit can be operated at a higher speed and the various electronic components can be operated. It has advantages that it can be applied to circuits and can be easily integrated into a circuit.
第１図は本発明の定電流スイッチング回路の一実施例を
示す図、第２図は従来の定電流スイッチング回路の一例
を示す図、第３図は第２図の回路における各部の電圧の
変化を示す図、第４図は第１図の回路の等価回路を示す
図、第５図は第１図の回路における各部の電圧の変化を
示す図、第６図はカレントミラー回路を詳細に表わした
第１図と同様な図である。 １……入力回路、２……ダイオード、３……定電流源、
４……負荷回路、９……浮遊容量、１０……カレントミ
ラー回路、１１……擬似負荷回路、１２，１３……抵
抗。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a constant current switching circuit of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a conventional constant current switching circuit, and FIG. 3 is a change in voltage of each part in the circuit of FIG. FIG. 4, FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of the circuit of FIG. 1, FIG. 5 is a diagram showing changes in the voltage of each part in the circuit of FIG. 1, and FIG. 6 is a detailed view of the current mirror circuit. It is a figure similar to FIG. 1 ... Input circuit, 2 ... Diode, 3 ... Constant current source,
4 ... Load circuit, 9 ... Stray capacitance, 10 ... Current mirror circuit, 11 ... Pseudo load circuit, 12, 13 ... Resistor.
Claims (1)
ルの電圧を出力する入力回路の出力端子にダイオードを
介して負荷回路の駆動入力端子を接続することにより、
定電流源から負荷回路へ供給する定電流を制御する定電
流スイッチング回路において、 カレントミラー回路と、 負荷回路と同一インピーダンス値を有する擬似負荷回路
と、 同一抵抗値を有する第１及び第２の抵抗とを備え、 カレントミラー回路の一の電流流入端子を定電流源の出
力端子に接続し、該一の電流流入端子に対応する一の電
流流出端子を第１の抵抗を介して擬似負荷回路に接続
し、 また、カレントミラー回路の他の電流流入端子を電源に
接続し、該他の電流流入端子に対応する他の電流流出端
子を第２の抵抗を介して負荷回路の駆動入力端子に接続
した ことを特徴とする定電流スイッチング回路。1. A drive input terminal of a load circuit is connected through a diode to an output terminal of an input circuit that outputs a high-level or low-level voltage according to an input signal,
In a constant current switching circuit for controlling a constant current supplied from a constant current source to a load circuit, a current mirror circuit, a pseudo load circuit having the same impedance value as the load circuit, and first and second resistors having the same resistance value. And one current inflow terminal of the current mirror circuit is connected to the output terminal of the constant current source, and one current outflow terminal corresponding to the one current inflow terminal is connected to the pseudo load circuit via the first resistor. The other current inflow terminal of the current mirror circuit is connected to the power supply, and the other current outflow terminal corresponding to the other current inflow terminal is connected to the drive input terminal of the load circuit via the second resistor. A constant current switching circuit characterized by the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62219167A JPH0616583B2 (en) | 1987-09-03 | 1987-09-03 | Constant current switching circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62219167A JPH0616583B2 (en) | 1987-09-03 | 1987-09-03 | Constant current switching circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6462916A JPS6462916A (en) | 1989-03-09 |
| JPH0616583B2 true JPH0616583B2 (en) | 1994-03-02 |
Family
ID=16731252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62219167A Expired - Lifetime JPH0616583B2 (en) | 1987-09-03 | 1987-09-03 | Constant current switching circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616583B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100382130C (en) * | 2001-08-29 | 2008-04-16 | 日本电气株式会社 | Semiconductor device for driving a current load device and a current load device provided therewith |
-
1987
- 1987-09-03 JP JP62219167A patent/JPH0616583B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100382130C (en) * | 2001-08-29 | 2008-04-16 | 日本电气株式会社 | Semiconductor device for driving a current load device and a current load device provided therewith |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6462916A (en) | 1989-03-09 |
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