JP3074963B2 - Signal switching circuit - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は信号切り替え回路に関
し、特に半導体集積回路からなる信号切り替え回路に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal switching circuit, and more particularly to a signal switching circuit comprising a semiconductor integrated circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の信号切り替え回路を、図2,図
3,図4に示す。図2,図3,図4において、2系統の
信号がそれぞれ入力端子1及び2を通してベースに入力
されるnpn型トランジスタQ8及びQ12は、コレク
タを電源(Vcc)に接続されると共にそれぞれトラン
ジスタQ9及びQ11と差動対1及び2を構成する。差
動対1及び2は図中SW1,SW2で示される。この差
動対1及び2において、信号入力と反対側のトランジス
タQ9とQ11とは、短絡されたベース・コレクタ同士
で互いに接続され、この接続点が信号点として端子3に
接続される。2. Description of the Related Art A conventional signal switching circuit is shown in FIGS. In FIGS. 2, 3, and 4, npn transistors Q8 and Q12, to which signals of two systems are input to bases through input terminals 1 and 2, respectively, have collectors connected to a power supply (Vcc) and transistors Q9 and Q9, respectively. Q11 and differential pairs 1 and 2 are configured. The differential pairs 1 and 2 are indicated by SW1 and SW2 in the figure. In the differential pairs 1 and 2, the transistors Q9 and Q11 on the opposite side of the signal input are connected to each other by a short-circuited base / collector, and this connection point is connected to the terminal 3 as a signal point.
【0003】トランジスタQ1〜Q7、抵抗R1〜R6
で構成された基準電圧発生回路からは、カレントミラー
回路の基準電圧として、V1及びV2が出力され、この
うちV2をベースに入力し抵抗R7をエミッタと電源と
の間に接続したpnp型トランジスタQ10のコレクタ
が出力点に接続され、出力点に定電流を供給している。
こうして接続された差動対1及び2の共通エミッタに対
して片側ずつ交互に動作電流を供給することで、共通エ
ミッタに電流が供給された側の差動対に入力された信号
が出力端子3に伝達される。この共通エミッタに対して
交互に電流を供給する手段が、図2,図3,図4のそれ
ぞれで異なるのであるが、先にこれまでの部分の動作に
ついて説明する。[0003] Transistors Q1 to Q7, resistors R1 to R6
Are output from the reference voltage generating circuit constituted by ## EQU1 ## as V1 and V2 as reference voltages of the current mirror circuit. Of these, V2 is input to the base and a pnp transistor Q10 having a resistor R7 connected between the emitter and the power supply. Is connected to the output point and supplies a constant current to the output point.
By supplying an operating current alternately to the common emitters of the differential pairs 1 and 2 connected in this manner, a signal input to the differential pair on the side to which the current is supplied to the common emitter is output. Is transmitted to The means for alternately supplying a current to the common emitter is different in each of FIGS. 2, 3 and 4. First, the operation of the parts so far will be described.
【0004】図5において、トランジスタQa1及びQ
a2で構成された差動対が前述の差動対1に相当し、以
下同様に、トランジスタQb1,Qb2が差動対2に、
定電流源CがトランジスタQ10によるカレントミラー
回路にそれぞれ相当し、定電流源A,Bが差動対1,2
に動作電流を供給している。In FIG. 5, transistors Qa1 and Qa1
The differential pair constituted by a2 corresponds to the above-described differential pair 1, and similarly, the transistors Qb1 and Qb2
The constant current source C corresponds to a current mirror circuit including the transistor Q10, and the constant current sources A and B
Is supplied with operating current.
【0005】信号入力端子であるトランジスタQa1の
ベースには直流電圧Vaが、同じくトランジスタQb1
のベースにはVbが入力されている。定電流源A,B,
Cの出力電流をそれぞれI1,I2,I0とする時、定
電流源AもしくはBがオンしているときにはI1及びI
2はI0の二倍に等しくなるよう設定される。A DC voltage Va is applied to the base of a transistor Qa1 which is a signal input terminal, and a transistor Qb1
Vb is input to the base of. Constant current sources A, B,
When the output current of C is I1, I2, and I0, respectively, when the constant current source A or B is on, I1 and I2
2 is set equal to twice I0.
【0006】今、定電流源Aがオン、同Bがオフしてい
る状態を考えると、動作電流が供給されないため、差動
対2はカットオフし、出力点からみた差動対2はハイ・
インピーダンスとなり、I0は全てトランジスタQa2
のエミッタ電流となる。差動対1の共通エミッタから定
電流源AによってI1が引かれているため、トランジス
タQa1には、エミッタ電流I3=I1−I0=2・I
0−I0=I0が流れる。エミッタ電流がどちらもI0
で等しくなるため、トランジスタQa1及びQa2が同
一種類のトランジスタであれば、それぞれのベース・エ
ミッタ間電圧も等しくなる。つまり、出力端子の電圧は
信号入力Vaに等しくなる。仮にI1≠2・I0、もし
くはトランジスタQa1とQa2が同一種類のトランジ
スタではない場合でも、トランジスタQa1とQa2の
単位エミッタ面積あたりに正規化したエミッタ電流の比
に応じたオフセット電圧ΔVを入力Vaに加えた電圧が
出力される。ここでΔVは次のように示される。Considering a state where the constant current source A is on and the constant current source B is off, since no operating current is supplied, the differential pair 2 is cut off, and the differential pair 2 as viewed from the output point is high.・
Impedance, and all I0 are transistors Qa2
Emitter current. Since I1 is drawn from the common emitter of the differential pair 1 by the constant current source A, the transistor Qa1 has an emitter current I3 = I1−I0 = 2 · I
0-I0 = I0 flows. Both emitter currents are I0
Therefore, if the transistors Qa1 and Qa2 are of the same type, the respective base-emitter voltages are also equal. That is, the voltage at the output terminal becomes equal to the signal input Va. Even if I1 ≠ 2 · I0 or the transistors Qa1 and Qa2 are not the same type of transistor, the offset voltage ΔV corresponding to the ratio of the emitter current normalized per unit emitter area of the transistors Qa1 and Qa2 is added to the input Va. Voltage is output. Here, ΔV is shown as follows.
【0007】 ΔV=(kT/q)・ln{(AEa1/AEa2)・(I0/I3)} 但し、k…ボルツマン定数,T…絶対温度,q…電子の
電荷量,AEa1…トランジスタQa1のエミッタ面
積,AEa2…トランジスタQa2のエミッタ面積。ΔV = (kT / q) · ln {(AEa1 / AEa2) · (I0 / I3)} where k: Boltzmann constant, T: absolute temperature, q: electron charge, AEa1: emitter of transistor Qa1 Area, AEa2: emitter area of transistor Qa2.
【0008】反対に定電流源Aがオフ、定電流源Bがオ
ンしている状態でも全く同様に、出力端子の電圧は信号
入力Vbに等しくなるか、または、オフセット電圧ΔV
を入力Vbに加えた電圧が出力される。ここで、ΔVは
次式のように示される。On the contrary, even when the constant current source A is off and the constant current source B is on, the voltage of the output terminal becomes equal to the signal input Vb or the offset voltage ΔV.
Is applied to the input Vb. Here, ΔV is represented by the following equation.
【0009】 ΔV=(kT/q)・ln{(AEb1/AEb2)・(I0/I3)} 但し、AEb1…トランジスタQb1のエミッタ面積,
AEb2…トランジスタQb2のエミッタ面積。ΔV = (kT / q) · ln {(AEb1 / AEb2) · (I0 / I3)} where AEb1 is the emitter area of the transistor Qb1,
AEb2: emitter area of transistor Qb2.
【0010】このように、図2,図3,図4において先
に説明した部分、即ち図5の構成による回路では、差動
対1及び2が動作電流を切り替えられることでスイッチ
として機能し、2系統の入力の一方を選択して出力する
ことができる。As described above, in the portion described above with reference to FIGS. 2, 3, and 4, that is, in the circuit having the configuration of FIG. 5, the differential pairs 1 and 2 function as switches by switching the operating current. One of the two inputs can be selected and output.
【0011】続いて、差動対1及び2をスイッチングす
る制御電流発生手段の構成について説明する。Next, the configuration of the control current generating means for switching the differential pairs 1 and 2 will be described.
【0012】図2では、前述の基準電圧発生回路の出力
V1がベースに接続されエミッタと接地との間に抵抗R
50が接続されたnpn型トランジスタQ52がカレン
トミラー回路を構成する。差動対3を構成するトランジ
スタQ50及びQ51のコレクタにはそれぞれ差動対1
及び2の共通エミッタが接続され、共通エミッタには前
述のカレントミラー回路の定電流出力端子であるトラン
ジスタQ52のコレクタが接続され、ベースにはそれぞ
れ制御端子5及び4が接続される。In FIG. 2, the output V1 of the above-described reference voltage generating circuit is connected to the base and a resistor R is connected between the emitter and the ground.
The npn-type transistor Q52 to which 50 is connected forms a current mirror circuit. Differential pair 1 is connected to the collectors of transistors Q50 and Q51 forming differential pair 3, respectively.
And 2 are connected, the common emitter is connected to the collector of the transistor Q52, which is the constant current output terminal of the current mirror circuit, and the bases are connected to the control terminals 5 and 4, respectively.
【0013】図3では、差動対1及び2に動作電流を供
給するカレントミラー回路を各々別に設け、前述の基準
電圧発生回路の出力V1をベースに入力し差動対1の共
通エミッタをコレクタに接続したnpn型トランジスタ
Q20と、トランジスタQ20のエミッタと接地との間
に接続された抵抗R20と、同様にV1をベースに入力
し差動対2の共通エミッタをコレクタに接続したトラン
ジスタQ21と、トランジスタQ21のエミッタと接地
との間に接続された抵抗R21とでそれぞれ構成してい
る。In FIG. 3, current mirror circuits for supplying operating currents to the differential pairs 1 and 2 are separately provided, the output V1 of the above-mentioned reference voltage generating circuit is input to the base, and the common emitter of the differential pair 1 is connected to the collector. An npn-type transistor Q20, a resistor R20 connected between the emitter of the transistor Q20 and the ground, a transistor Q21 similarly inputting V1 to the base and connecting the common emitter of the differential pair 2 to the collector, It is composed of a resistor R21 connected between the emitter of the transistor Q21 and the ground.
【0014】また、ベースに制御端子5を接続したpn
p型トランジスタQ40と、同様にベースに制御端子4
を接続したトランジスタQ41とで差動対4を構成し、
この共通エミッタと電源との間に接続された定電流源6
と、トランジスタQ40のコレクタと接地との間に接続
された抵抗R40と、トランジスタQ41のコレクタと
接地との間に接続された抵抗R41と、差動対4とで比
較回路を構成する。前述の比較回路の出力であるトラン
ジスタQ40のコレクタと抵抗R40の接点は、コレク
タが電源に接続され前述のトランジスタQ20と差動対
5を構成するトランジスタQ23のベースに接続され、
同様に、トランジスタQ41のコレクタとR41の接点
は、コレクタが電源に接続され前述のトランジスタQ2
1と差動対6を構成するトランジスタQ22のベースに
接続される。A pn with a control terminal 5 connected to the base
The control terminal 4 is similarly connected to the base of the p-type transistor Q40.
To form a differential pair 4 with the transistor Q41
A constant current source 6 connected between the common emitter and the power supply
, A resistor R40 connected between the collector of the transistor Q40 and the ground, a resistor R41 connected between the collector of the transistor Q41 and the ground, and the differential pair 4 to form a comparison circuit. The collector of the transistor Q40, which is the output of the comparison circuit, and the contact point of the resistor R40 are connected to the power supply, the collector of which is connected to the base of the transistor Q23 forming the differential pair 5 with the transistor Q20,
Similarly, the collector of the transistor Q41 and the contact point of the transistor R41 are connected to the power supply with the collector connected to the transistor Q2.
1 and the base of a transistor Q22 forming the differential pair 6.
【0015】図4は図3と比較回路の出力部の構成が異
なる。コレクタ・ベース間を短絡されたnpn型トラン
ジスタQ42のコレクタ・ベースが、トランジスタQ4
0のコレクタと接続され出力点となりトランジスタQ2
3のベースに接続される。トランジスタQ42のエミッ
タと接地との間には抵抗R40が接続される。同様に、
トランジスタQ43のコレクタ・ベースがトランジスタ
Q41のコレクタと接続され出力点となり、トランジス
タQ22のベースに接続される。トランジスタQ43の
エミッタと接地との間にはR41が接続される。その他
は図3と同様である。FIG. 4 differs from FIG. 3 in the configuration of the output section of the comparison circuit. The collector and base of the npn transistor Q42, whose collector and base are short-circuited, are connected to the transistor Q4.
0 is connected to the collector of the transistor Q2 and becomes an output point.
3 base. A resistor R40 is connected between the emitter of transistor Q42 and ground. Similarly,
The collector / base of the transistor Q43 is connected to the collector of the transistor Q41 to be an output point, and is connected to the base of the transistor Q22. R41 is connected between the emitter of transistor Q43 and ground. Others are the same as FIG.
【0016】動作について説明する。図2では、トラン
ジスタQ52による定電流出力をトランジスタQ50,
Q51からなる電流スイッチで差動対1もしくは2に振
り分けている。通常、半導体の製造プロセス及びコスト
等の制約から、動作速度など特性上許される限り、pn
p型トランジスタにはラテラル型を用いることが多い。
図2の構成においても、ラテラルpnp型トランジスタ
を用いるとすれば、差動対1及び2に供給する定電流を
決定・伝達する経路において誤差を生じる最大の要因
は、トランジスタQ10のアーリー効果である。しか
し、トランジスタQ10のベースが低インピーダンスで
ドライブされ、アーリー効果が影響するpnp型トラン
ジスタもトランジスタQ10の一段のみであるため、差
動対1及び2に出力側から注入される電流と共通エミッ
タから引かれる電流とは、比較的高い精度で忠実に決定
される。このため、この構成がよく用いられる。The operation will be described. In FIG. 2, the constant current output from the transistor Q52 is
The current switch composed of Q51 distributes the differential pair to the differential pair 1 or 2. Normally, as long as characteristics such as operation speed are allowed, pn
Lateral transistors are often used for p-type transistors.
Even in the configuration of FIG. 2, if a lateral pnp transistor is used, the largest cause of an error in the path for determining and transmitting the constant current supplied to the differential pair 1 and 2 is the Early effect of the transistor Q10. . However, since the base of the transistor Q10 is driven with low impedance and the Early effect affects only one stage of the transistor Q10, the current injected into the differential pairs 1 and 2 from the output side and the current from the common emitter are subtracted. The current to be applied is determined faithfully with relatively high accuracy. For this reason, this configuration is often used.
【0017】しかし、電源電圧の範囲内に4段ものトラ
ンジスタを縦積みすることになり、半導体集積回路の低
消費電力化のために電源電圧の一層の低下が求められる
中、広ダイナミックレンジを確保する上での障害とな
る。However, four stages of transistors are vertically stacked within the range of the power supply voltage, and a wide dynamic range is secured as the power supply voltage is required to be further reduced in order to reduce the power consumption of the semiconductor integrated circuit. It is an obstacle in doing so.
【0018】そこで、図3の例では定電流出力を差動対
による電流スイッチでスイッチングする、という二段構
成をやめ、定電流源を構成するトランジスタQ20,Q
21と差動対を組み、カレントミラー回路自身をスイッ
チングしている。これによって縦積みトランジスタ数は
一段減り、電圧にして約0.8Vの余裕ができる。差動
対1及び2に出力側から注入される電流と共通エミッタ
から引かれる電流とが比較的高い精度で決定される、と
いう利点は変わらない。Therefore, in the example of FIG. 3, the two-stage configuration in which the constant current output is switched by a current switch using a differential pair is stopped, and the transistors Q20 and Q constituting a constant current source are stopped.
21 and a differential pair, and switches the current mirror circuit itself. As a result, the number of vertically stacked transistors is reduced by one step, and a margin of approximately 0.8 V in voltage can be obtained. The advantage remains that the current injected into the differential pairs 1 and 2 from the output and the current drawn from the common emitter are determined with relatively high accuracy.
【0019】図4の例は、基本的には図3と同じである
が、差動対1及び2に定電流を供給するカレントミラー
回路をスイッチングする比較回路の出力電圧をダイオー
ドと抵抗の直列負荷で発生するため、図3と比べて比較
回路の動作電流を節約することができる。The example of FIG. 4 is basically the same as that of FIG. 3, except that the output voltage of a comparison circuit that switches a current mirror circuit that supplies a constant current to the differential pairs 1 and 2 is connected in series with a diode and a resistor. Since this occurs at the load, the operating current of the comparison circuit can be reduced as compared with FIG.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の信号切
り替え回路は、定電源電圧において広ダイナミックレン
ジを確保するため、図3,図4の様に定電流源を構成す
るトランジスタQ20,Q21と差動対5及び6を組
み、カレントミラー回路自身をスイッチングしている。The conventional signal switching circuit described above differs from the transistors Q20 and Q21 forming the constant current sources as shown in FIGS. 3 and 4 in order to secure a wide dynamic range at a constant power supply voltage. The moving mirrors 5 and 6 are assembled to switch the current mirror circuit itself.
【0021】こうしてスイッチングされる差動対1及び
2の動作電流は、切り替わりの立ち上がりと立ち下がり
のそれぞれに要する時間及びタイミングが、スイッチン
グの制御電圧となる比較回路の出力電圧波形に依存して
しまう。In the operating current of the differential pair 1 and 2 switched in this manner, the time and timing required for the rising and falling of the switching depend on the output voltage waveform of the comparison circuit which is the switching control voltage. .
【0022】このため、比較回路の消費電力を節約すべ
く、図4のような構成とすると、差動対1及び2の動作
電流の切り替わりに時間差を生じ、信号出力にスイッチ
ン切り替えのタイミングでヒゲを生じる恐れがある、と
いう不具合があった。これを、図6を用いて説明する。For this reason, if the configuration shown in FIG. 4 is used in order to save the power consumption of the comparison circuit, a time difference occurs in the switching of the operating currents of the differential pairs 1 and 2, and the signal output changes at the switching timing. There was a problem that a whisker might be generated. This will be described with reference to FIG.
【0023】図6において、前述の差動対5及び6をス
イッチングする際、制御電圧が印加されるトランジスタ
Q22及びQ23のベース電圧波形に対して、差動対1
及び2に供給される動作電流波形を示している。図中V
U,VLは差動対5及び6が完全にスイッチングした状
態から、反対の状態に切り替わり始める上側もしくは下
側の境界電位を示し、差動対に流れる電流の切り替わり
は印加された電圧に対して直線的に変化するものと近似
した。In FIG. 6, when switching the differential pairs 5 and 6 described above, the differential pair 1 is applied to the base voltage waveform of the transistors Q22 and Q23 to which the control voltage is applied.
2 and 2 show operating current waveforms. V in the figure
U and VL indicate upper or lower boundary potentials at which the differential pairs 5 and 6 start to switch from the completely switched state to the opposite state, and the switching of the current flowing through the differential pair depends on the applied voltage. It is approximated that it changes linearly.
【0024】例えば、比較回路の出力部が図4のような
構成の場合、ダイオード接続されたトランジスタQ4
2,Q43のコレクタ・ベース電圧波形は、電圧が逆方
向になる立ち下がりにおいて寄生容量との時定数が増す
ために、波形がなまる。つまり、トランジスタQ22,
Q23のベース電圧波形は、図6に示すように立ち上が
りに対して立ち下がりが遅れることになる。すると、差
動対1及び2に供給される動作電流I1とI2の切り替
わりにもズレが生じ、I1+I2<I0となる期間を生
じる。For example, when the output section of the comparison circuit is configured as shown in FIG. 4, a diode-connected transistor Q4
2, the collector-base voltage waveform of Q43 becomes blunt because the time constant with the parasitic capacitance increases at the falling edge when the voltage is reversed. That is, the transistor Q22,
The falling of the base voltage waveform of Q23 is delayed with respect to the rising as shown in FIG. Then, a shift also occurs in the switching of the operating currents I1 and I2 supplied to the differential pairs 1 and 2, and a period where I1 + I2 <I0 occurs.
【0025】この期間、差動対1及び2の信号出力点に
定電流を注入していたトランジスタQ10は飽和してし
まう。トランジスタQ10の飽和抵抗をrscとする
と、最終的には、Vo=Vcc−(rsc+R7)×
(I1+I2)で決まる電位まで、出力点電位がとんで
しまい、スイッチが切り替わるタイミングで、出力信号
に上向きのヒゲがついてしまうことになる。During this period, the transistor Q10 that has injected a constant current into the signal output points of the differential pairs 1 and 2 is saturated. Assuming that the saturation resistance of the transistor Q10 is rsc, Vo = Vcc− (rsc + R7) ×
The output point potential stops up to the potential determined by (I1 + I2), and the output signal has an upward whisker at the switching timing.
【0026】本発明の目的は、前記問題点が解決され、
上向きのヒゲが発生しないようにした信号切り替え回路
を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above problems,
An object of the present invention is to provide a signal switching circuit in which an upward beard is not generated.
【0027】[0027]
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、第1の
信号がベースに入力され第1の電源がコレクタに接続さ
れる第1のトランジスタ及びコレクタとベースが互いに
短絡され前記第1のトランジスタと差動対を構成する第
2のトランジスタとから成る第1の差動対と、第2の信
号がベースに入力され第1の電源がコレクタに接続され
る第3のトランジスタ及びコレクタとベースが互いに短
絡され前記第3のトランジスタと差動対を構成する第4
のトランジスタとから成る第2の差動対とを備え、前記
第2及び前記第4のトランジスタの互いに短絡されたコ
レクタ・ベース同士で接続される接点を出力点とし、前
記出力点と前記第1の電源との間に第1の定電流源が接
続され、前記第1の差動対と前記第2の差動対との共通
エミッタと第2の電源との間に、それぞれ第2及び第3
の定電流源が接続され、前記第2及び前記第3の定電流
源がそれぞれ前記第1及び前記第2の差動対に対して交
互に動作電流を供給することによって、前記第1,第2
のふたつの信号入力のうち差動対に動作電流が供給され
た側の信号が前記出力点に伝達されるようになした信号
切り替え回路において、前記第2の定電流源は、ベース
に第3の基準電源が接続されコレクタを定電流出力とす
る第5のトランジスタと、前記第5のトランジスタと第
3の差動対を構成しコレクタが前記第1の電源に接続さ
れた第6のトランジスタと、前記第3の差動対の共通エ
ミッタと前記第2の電源との間に接続される第1の抵抗
とで構成されており、前記第3の定電流源は、ベースに
前記第3の基準電源が接続されコレクタを定電流出力と
する第7のトランジスタと、前記第7のトランジスタと
第4の差動対を構成しコレクタが前記第1の電源に接続
された第8のトランジスタと、前記第4の差動対の共通
エミッタと前記第2の電源との間に接続される第2の抵
抗とで構成されており、外部から与えられる切替制御信
号と第4の基準電源とが比較回路に入力され、この比較
回路の互いに位相が反転した第1及び第2の出力は第1
及び第2の波形変換回路の入力にそれぞれ与えられ、前
記第1及び第2の波形変換回路の各出力がそれぞれ前記
第6及び第8のトランジスタのベースに接続され、これ
らベースへの前記各出力はその立ち上りが立ち下りに比
べて遅れた制御信号とし、前記第1の定電流源の電流が
前記第2及び前記第3の定電流源の電流の和より大きく
ならないようにしたことを特徴とする。According to the structure of the present invention, a first transistor in which a first signal is input to a base and a first power supply is connected to a collector, and the collector and the base are short-circuited to each other, the first signal is connected to the first transistor. A first differential pair comprising a transistor and a second transistor forming a differential pair; a third transistor having a second signal input to a base and a first power supply connected to a collector; a collector and a base Are short-circuited to each other to form a differential pair with the third transistor.
And a second differential pair comprising transistors of the first and second transistors, wherein a contact point connected between the collector and base of the second and fourth transistors which are short-circuited is an output point, and the output point and the first A first constant current source is connected between the first differential pair and the second differential pair, and a second constant current source is connected between the common emitter of the first differential pair and the second differential pair and the second power source. 3
Are connected to each other, and the second and third constant current sources alternately supply operating currents to the first and second differential pairs, respectively. 2
In the signal switching circuit in which the signal on the side to which the operating current is supplied to the differential pair among the two signal inputs is transmitted to the output point, the second constant current source is connected to the base by the third A fifth transistor connected to a reference power supply and having a collector as a constant current output; a sixth transistor forming a third differential pair with the fifth transistor and having a collector connected to the first power supply; , A first resistor connected between the common emitter of the third differential pair and the second power supply, and the third constant current source is connected to the base by the third constant current source. A seventh transistor to which a reference power supply is connected and whose collector outputs a constant current; an eighth transistor which forms a fourth differential pair with the seventh transistor and whose collector is connected to the first power supply; The common emitter of the fourth differential pair and the common emitter of the fourth differential pair Of which is constituted by a second resistor connected between a power supply, is input switch an externally applied control signal and the fourth reference power source to the ratio較回path, this ratio較回paths mutually phase Are inverted, the first and second outputs are the first
And the input of the second waveform conversion circuit, respectively, and the respective outputs of the first and second waveform conversion circuits are connected to the bases of the sixth and eighth transistors, respectively, and the respective outputs to these bases Is a control signal whose rise is delayed as compared with the fall, and the current of the first constant current source is prevented from becoming larger than the sum of the currents of the second and third constant current sources. I do.
【0028】[0028]
【実施例】図1は本発明の一実施例の信号切り替え回路
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a signal switching circuit according to one embodiment of the present invention.
【0029】図1において、本実施例は、2系統の信号
がそれぞれ入力端子1及び2を通してベースに入力され
るnpn型トランジスタQ8及びQ12は、コレクタを
電源に接続されると共にそれぞれQ9及びQ11と差動
対1及び2を構成する。Referring to FIG. 1, in this embodiment, npn-type transistors Q8 and Q12, to which signals of two systems are inputted to a base through input terminals 1 and 2, respectively, have collectors connected to a power supply and Q9 and Q11, respectively. The differential pairs 1 and 2 are configured.
【0030】差動対1及び2は図中スイッチSW1,S
W2で示される。この差動対1及び2において信号入力
と反対側のトランジスタQ9とQ11とは、短絡された
ベース・コレクタ同士で互いに接続され、この接続点が
信号出力点として端子3に接続される。The differential pairs 1 and 2 are connected to switches SW1 and S
Indicated by W2. In the differential pairs 1 and 2, the transistors Q9 and Q11 on the opposite side of the signal input are connected to each other by a short-circuited base and collector, and this connection point is connected to the terminal 3 as a signal output point.
【0031】トランジスタQ1〜Q7,抵抗R1〜R6
で構成された基準電圧発生回路からは、カレントミラー
回路の基準電圧としてV1及びV2が出力され、このう
ちV2をベースに入力し抵抗R7をエミッタと電源との
間に接続したpnp型トランジスタQ10のコレクタが
出力点に接続され、出力点に定電流を供給している。Transistors Q1 to Q7, resistors R1 to R6
V1 and V2 are output as reference voltages of the current mirror circuit. Of these, V2 is input to the base, and the pnp transistor Q10 of which the resistor R7 is connected between the emitter and the power supply is connected to the base. A collector is connected to the output point and supplies a constant current to the output point.
【0032】差動対1及び2に動作電流を供給するカレ
ントミラー回路は各々別に設け、前述の基準電圧発生回
路の出力V1をベースに入力し、差動対1の共通エミッ
タをコレクタに接続したnpn型トランジスタQ20
と、トランジスタQ20のエミッタと接地との間に接続
された抵抗R20と、同様にV1をベースに入力し差動
対2の共通エミッタをコレクタに接続したトランジスタ
Q21と、トランジスタQ21のエミッタと接地との間
に接続された抵抗R21とでそれぞれ構成している。Current mirror circuits for supplying operating currents to the differential pairs 1 and 2 are separately provided, the output V1 of the above-mentioned reference voltage generating circuit is input to the base, and the common emitter of the differential pair 1 is connected to the collector. npn transistor Q20
A resistor R20 connected between the emitter of the transistor Q20 and the ground; a transistor Q21 similarly inputting V1 to the base and connecting the common emitter of the differential pair 2 to the collector; and an emitter of the transistor Q21 and the ground. And a resistor R21 connected between them.
【0033】また、ベースに制御端子5を接続したpn
p型トランジスタQ40と、同様にベースに制御端子4
を接続したQ41とで差動対4を構成し、この共有エミ
ッタと電流との間に接続された定電流源6と、トランジ
スタQ40のコレクタと接地との間に接続された抵抗R
40と、トランジスタQ41のコレクタと接地との間に
接続された抵抗R41と、差動対4とで比較回路を構成
する。A pn with a control terminal 5 connected to the base
The control terminal 4 is similarly connected to the base of the p-type transistor Q40.
Form a differential pair 4 with the constant current source 6 connected between the shared emitter and the current, and a resistor R connected between the collector of the transistor Q40 and the ground.
40, a resistor R41 connected between the collector of the transistor Q41 and the ground, and the differential pair 4 constitute a comparison circuit.
【0034】前述の比較回路の出力であるトランジスタ
Q40のコレクタと抵抗R40の接点は、コレクタが接
地されエミッタと電源との間に定電流源8とコンデンサ
C30とが並列に接続されたpnp型トランジスタQ3
0のベースに接続され、トランジスタQ30のエミッタ
は更に、コレクタが電源に接続され前述のトランジスタ
Q20と差動対5を構成するトランジスタQ23のベー
スに接続され、同様に、トランジスタQ41のコレクタ
と抵抗R41の接点は、コレクタが接地されエミッタと
電源との間に定電流源7とコンデンサC31とが並列に
接続されたpnp型トランジスタQ31のベースに接続
され、トランジスタQ31のエミッタは更に、コレクタ
が電源に接続され、前述のトランジスタQ21と差動対
6を構成するトランジスタQ22のベースに接続され
る。続いて動作について説明する。The collector of the transistor Q40, which is the output of the comparison circuit, and the contact of the resistor R40 are connected to a pnp-type transistor whose collector is grounded and whose constant current source 8 and capacitor C30 are connected in parallel between the emitter and the power supply. Q3
0, and the emitter of the transistor Q30 is further connected to the base of the transistor Q23 which forms the differential pair 5 with the collector connected to the power supply, and similarly, the collector of the transistor Q41 and the resistor R41 Is connected to the base of a pnp transistor Q31 in which the collector is grounded and the constant current source 7 and the capacitor C31 are connected in parallel between the emitter and the power supply. The emitter of the transistor Q31 further has the collector connected to the power supply. Connected to the base of the transistor Q22 forming the differential pair 6 with the transistor Q21 described above. Next, the operation will be described.
【0035】比較回路の負荷が線形な抵抗であるため、
波形変換回路の入力であるトランジスタQ30,Q31
のベースには、立ち上がり,立ち下り時間のほぼ等しい
制御電圧波形が印加される。この制御電圧の立ち下がり
にはトランジスタQ30,Q31は順方向であるため、
低インピーダンスでコンデンサC30,C31を駆動す
ることができる。しかし、制御電圧の立ち上がりにはト
ランジスタQ30,Q31はカットオフし、定電流源
8,7の出力する電流によってコンデンサC30,C3
1は充電されることになる。このとき、充電に要する時
間tは、次式で示される。Since the load of the comparison circuit is a linear resistance,
Transistors Q30 and Q31 which are inputs of the waveform conversion circuit
Are applied with a control voltage waveform having substantially the same rise and fall times. Since the transistors Q30 and Q31 are in the forward direction when the control voltage falls,
Capacitors C30 and C31 can be driven with low impedance. However, when the control voltage rises, the transistors Q30 and Q31 are cut off, and the capacitors C30 and C3 are turned off by the currents output from the constant current sources 8 and 7.
1 will be charged. At this time, the time t required for charging is expressed by the following equation.
【0036】t=(CV)/I 但し、C=C30=C31,V…制御電圧の振幅,I…
定電流源7及び8の出力電流。T = (CV) / I where C = C30 = C31, V... Amplitude of control voltage, I ...
Output current of constant current sources 7 and 8.
【0037】つまり、トランジスタQ30,Q31のエ
ミッタからトランジスタQ23,Q22にそれぞれ出力
される制御電圧波形は、その立ち上がりが立ち下がりに
比べて遅れる。[0037] That is, the control voltage waveform output from each of the emitters of the transistors Q30, Q31 to the transistor Q23, Q22, delayed as compared with the decreases its rise up.
【0038】ここからは図7を用いて説明する。図7に
おいて、前述の差動対5及び6をスイッチングする際、
制御電圧が印加されるトランジスタQ22及びQ23の
ベース電圧波形に対して差動対1及び2に供給される動
作電流波形を示している。図中VU,VLは差動対5及
び6が完全にスイッチングした状態から、反対の状態に
切り替わり始める上側もしくは下側の境界電位を示し、
差動対に流れる電流の切り替わりは印加された電圧に対
して直線的に変化するものと近似した。Hereinafter, description will be made with reference to FIG. In FIG. 7, when switching the differential pairs 5 and 6 described above,
FIG. 5 shows an operation current waveform supplied to the differential pairs 1 and 2 with respect to a base voltage waveform of the transistors Q22 and Q23 to which a control voltage is applied. In the figure, VU and VL indicate upper or lower boundary potentials at which the differential pairs 5 and 6 start to switch from the completely switched state to the opposite state,
The switching of the current flowing through the differential pair was approximated to change linearly with the applied voltage.
【0039】前述のごとく、トランジスタQ22,Q2
3のベースには立ち上がりが立ち下がりに比べて遅れた
制御電圧が印加される。すると、差動対1及び2に供給
される動作電流I1及びI2は図に示すように互いに重
複する期間が増して、I1+I2<I0となる期間がな
くなる。これにより、差動対1及び2の信号出力点に定
電流を注入していたトランジスタQ10が飽和するのを
防いでいる。この他の動作については従来例と同様のた
め省略する。As described above, the transistors Q22, Q2
A control voltage whose rising is delayed compared to its falling is applied to the base of No. 3. Then, as shown in the drawing, the operating currents I1 and I2 supplied to the differential pairs 1 and 2 have more overlapping periods, and there is no period where I1 + I2 <I0. This prevents the transistor Q10 that has injected the constant current into the signal output points of the differential pairs 1 and 2 from saturating. The other operations are the same as those in the conventional example, and will not be described.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、動作電
流を切り替えられることでスイッチとして機能し、2系
統の入力の一方を選択して出力することができる差動対
1及び2において、制御信号の波形変換回路を設け、こ
れらふたつの差動対に与える動作電流が切り替わりで互
いに重複する期間を増したことにより、信号出力にスイ
ッチ切り替えのタイミングでヒゲを生じるという問題を
排除できる効果がある。As described above, the present invention provides a differential pair 1 and 2 which can function as a switch by switching an operating current and can select and output one of two inputs. By providing a control signal waveform conversion circuit and increasing the period in which the operating currents applied to these two differential pairs are switched and overlap each other, the effect of eliminating the problem that a beard occurs at the switching timing of the signal output can be eliminated. is there.
【図1】本発明の一実施例の信号切り換え回路を示す回
路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a signal switching circuit according to one embodiment of the present invention.
【図2】従来の信号切り換え回路の第1の例を示す回路
図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a first example of a conventional signal switching circuit.
【図3】従来の信号切り換え回路の第2の例を示す回路
図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second example of a conventional signal switching circuit.
【図4】従来の信号切り換え回路の第3の例を示す回路
図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a third example of a conventional signal switching circuit.
【図5】動作説明のために原理を示した回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing the principle for explaining the operation.
【図6】従来の各部の動作を示した波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing the operation of each unit in the related art.
【図7】図1の各部の動作を示した波形図である。FIG. 7 is a waveform chart showing the operation of each unit in FIG. 1;
Q1〜Q12,Q20〜Q23,Q30,Q31,Q4
0〜Q43,Q50〜Q52,Qa1,Qa2,Qb
1,Qb2 トランジスタ R1〜R7,R20,R21,R40,R41,R50
抵抗 C30,C31 コンデンサ 1,2 信号入力端子 3 信号出力端子 4,5 切り替え制御端子 6,7,8,A,B,C 定電流源 Va,Vb 入力電源 Vo 出力電圧 Vcc 電源Q1-Q12, Q20-Q23, Q30, Q31, Q4
0 to Q43, Q50 to Q52, Qa1, Qa2, Qb
1, Qb2 transistors R1-R7, R20, R21, R40, R41, R50
Resistors C30, C31 Capacitors 1, 2 Signal input terminals 3 Signal output terminals 4, 5 Switching control terminals 6, 7, 8, A, B, C Constant current sources Va, Vb Input power supply Vo Output voltage Vcc power supply
Claims (2)
源がコレクタに接続される第1のトランジスタ及びコレ
クタとベースが互いに短絡され前記第1のトランジスタ
と差動対を構成する第2のトランジスタとから成る第1
の差動対と、第2の信号がベースに入力され第1の電源
がコレクタに接続される第3のトランジスタ及びコレク
タとベースが互いに短絡され前記第3のトランジスタと
差動対を構成する第4のトランジスタとから成る第2の
差動対とを備え、前記第2及び前記第4のトランジスタ
の互いに短絡されたコレクタ・ベース同士で接続される
接点を出力点とし、前記出力点と前記第1の電源との間
に第1の定電流源が接続され、前記第1の差動対と前記
第2の差動対との共通エミッタと第2の電源との間に、
それぞれ第2及び第3の定電流源が接続され、前記第2
及び前記第3の定電流源がそれぞれ前記第1及び前記第
2の差動対に対して交互に動作電流を供給することによ
って、前記第1,第2のふたつの信号入力のうち差動対
に動作電流が供給された側の信号が前記出力点に伝達さ
れるようになした信号切り替え回路において、前記第2
の定電流源は、ベースに第3の基準電源が接続されコレ
クタを定電流出力とする第5のトランジスタと、前記第
5のトランジスタと第3の差動対を構成しコレクタが前
記第1の電源に接続された第6のトランジスタと、前記
第3の差動対の共通エミッタと前記第2の電源との間に
接続される第1の抵抗とで構成されており、前記第3の
定電流源は、ベースに前記第3の基準電源が接続されコ
レクタを定電流出力とする第7のトランジスタと、前記
第7のトランジスタと第4の差動対を構成しコレクタが
前記第1の電源に接続された第8のトランジスタと、前
記第4の差動対の共通エミッタと前記第2の電源との間
に接続される第2の抵抗とで構成されており、外部から
与えられる切替制御信号と第4の基準電源とが比較回路
に入力され、この比較回路の互いに位相が反転した第1
及び第2の出力は第1及び第2の波形変換回路の入力に
それぞれ与えられ、前記第1及び第2の波形変換回路の
各出力がそれぞれ前記第6及び第8のトランジスタの各
ベースに接続され、これらベースへの前記各出力はその
立ち上りが立ち下りに比べて遅れた制御信号とし、前記
第1の定電流源の電流が前記第2及び前記第3の定電流
源の電流の和より大きくならないようにしたことを特徴
とする信号切り替え回路。A first transistor having a first signal input to a base and a first power supply connected to a collector; and a second transistor forming a differential pair with the first transistor, wherein the collector and the base are short-circuited to each other. The first transistor
And a third transistor in which the second signal is input to the base and the first power supply is connected to the collector, and a third transistor in which the collector and the base are short-circuited to each other to form a differential pair with the third transistor. And a second differential pair comprising four transistors, wherein a contact point connected between the mutually shorted collector and base of the second and fourth transistors is used as an output point, and the output point and the second A first constant current source is connected between the first power supply and the first power supply, and a common emitter of the first differential pair and the second differential pair and a second power supply.
The second and third constant current sources are connected respectively,
And the third constant current source alternately supplies an operating current to the first and second differential pairs, respectively, so that a differential pair of the first and second signal inputs is provided. A signal switching circuit configured to transmit a signal on the side to which the operating current is supplied to the output point,
A fifth transistor connected to a base and having a third reference power supply connected to the collector to output a constant current; and a third differential pair with the fifth transistor, wherein the collector is the first transistor. A sixth transistor connected to a power supply, and a first resistor connected between the common emitter of the third differential pair and the second power supply. A current source configured to connect the third reference power supply to a base and to provide a constant current output to the collector; and a seventh transistor and a fourth differential pair, wherein the collector is the first power supply. And a second resistor connected between the common emitter of the fourth differential pair and the second power supply, and an externally applied switching control and a signal and a fourth reference power source are input to a ratio較回path, this The mutually phase of較回path is reversed 1
And a second output are respectively provided to inputs of first and second waveform conversion circuits, and respective outputs of the first and second waveform conversion circuits are connected to respective bases of the sixth and eighth transistors, respectively. Each of the outputs to the bases is a control signal whose rise is delayed as compared with the fall, and the current of the first constant current source is calculated from the sum of the currents of the second and third constant current sources. A signal switching circuit characterized in that it does not become large.
び第4の差動対を構成するトランジスタとは異なる導電
型で、前記比較回路からの第1の出力がベースに入力さ
れ、前記第2の電源がコレクタに接続された第9のトラ
ンジスタから成る第1のエミッタフォロワ回路と、前記
第9のトランジスタのエミッタと前記第1の電源との間
に接続された第4の定電流源と、この第4の定電流源と
並列に接続された第1のコンデンサとで構成され、前記
第2の波形変換回路は、前記第3及び第4の差動対を構
成するトランジスタとは異なる導電型で、前記比較回路
から第2の出力がベースに入力され前記第2の電源がコ
レクタに接続された第10のトランジスタからなる第2
のエミッタフォロワ回路と、前記第10のトランジスタ
のエミッタと前記第1の電源との間にそれぞれ接続され
た第5の定電流源と、この第5の定電流源と並列に接続
された第2のコンデンサとで構成された請求項1記載の
信号切り替え回路。Wherein said first waveform converting circuit is a conductivity type different from the transistors constituting the third and fourth differential pairs, the first output is input to the base from the previous SL ratio較回path A first emitter follower circuit comprising a ninth transistor having the second power supply connected to a collector; and a fourth emitter follower circuit connected between the emitter of the ninth transistor and the first power supply. The second waveform conversion circuit includes a constant current source and a first capacitor connected in parallel with the fourth constant current source, and the second waveform conversion circuit includes a transistor that forms the third and fourth differential pairs. second consisting of different conductivity type, the tenth transistor of the previous SL ratio second output from較回path is input to the base said second power supply is connected to the collector and
Emitter follower circuit, a fifth constant current source respectively connected between the emitter of the tenth transistor and the first power supply, and a fifth constant current source connected in parallel with the fifth constant current source.
Signal switching circuit according to claim 1, wherein which is constituted by a second capacitor that is.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP04270053A JP3074963B2 (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Signal switching circuit |
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| JPH06120793A JPH06120793A (en) | 1994-04-28 |
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