Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4174501B2 - Analog signal processing circuit - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4174501B2 - Analog signal processing circuit - Google Patents

Analog signal processing circuit Download PDF

Info

Publication number
JP4174501B2
JP4174501B2 JP2005235709A JP2005235709A JP4174501B2 JP 4174501 B2 JP4174501 B2 JP 4174501B2 JP 2005235709 A JP2005235709 A JP 2005235709A JP 2005235709 A JP2005235709 A JP 2005235709A JP 4174501 B2 JP4174501 B2 JP 4174501B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
terminal
voltage
transistor
mos transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005235709A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005351909A5 (en
JP2005351909A (en
Inventor
敬三 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2005235709A priority Critical patent/JP4174501B2/en
Publication of JP2005351909A publication Critical patent/JP2005351909A/en
Publication of JP2005351909A5 publication Critical patent/JP2005351909A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4174501B2 publication Critical patent/JP4174501B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

本発明はアナログ信号処理回路に関し、特に入力電流のピーク値に応じた出力電流を得るアナログ信号処理回路に関する。 The present invention relates to an analog signal processing circuits, directed to the analog signal processing circuits, in particular to obtain an output current corresponding to the peak value of the input current.

アナログ信号処理回路において、従来、入力のピーク値に応じた出力を得ようとする場合、電圧での取り扱いが主であった。図21に、電圧モードのピークホールド回路を示す。同図において、201、202は演算増幅器、203、204はダイオード、205は抵抗、206はリセット用スイッチング素子、207は電荷ホールド用コンデンサ、208は電圧入力端子、209は電圧出力端子である。このように、電圧モードのピークホールド回路は、複数の演算増幅器、ダイオードおよびコンデンサ等によって構成されており、回路規模が大きくなりがちであった。さらに電流入力を取り扱う場合、入力電流を電流−電圧変換回路において電圧値に変換した後で、図21のピークホールド回路に入力する方法が主であり、さらに回路規模を大きくしていた。   Conventionally, in an analog signal processing circuit, when an output corresponding to the peak value of an input is to be obtained, it is mainly handled by a voltage. FIG. 21 shows a voltage mode peak hold circuit. In the figure, 201 and 202 are operational amplifiers, 203 and 204 are diodes, 205 is a resistor, 206 is a reset switching element, 207 is a charge holding capacitor, 208 is a voltage input terminal, and 209 is a voltage output terminal. Thus, the voltage mode peak hold circuit is composed of a plurality of operational amplifiers, diodes, capacitors, and the like, and the circuit scale tends to be large. Further, when handling current input, the method is mainly to convert the input current into a voltage value in the current-voltage conversion circuit and then input it to the peak hold circuit of FIG. 21, which further increases the circuit scale.

上述した様に、従来は入力のピーク値に応じた出力を得ようとする場合回路規模が大きくなってしまう。このため、回路の占有面積、および消費電力が大きくなってしまう。   As described above, the circuit scale becomes large when an output corresponding to the peak value of the input is conventionally obtained. This increases the area occupied by the circuit and the power consumption.

本発明の目的は、より少ない回路規模で入力電流のピーク値に応じた出力電流を得るための、電流モードのピークホールド回路を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a current mode peak hold circuit for obtaining an output current corresponding to a peak value of an input current with a smaller circuit scale.

上記課題を達成するため、本発明のアナログ信号処理回路は、ゲートを共通接続とし、ソースを第1の基準電位に接続した第1および第2の電界効果型トランジスタと、前記第1および第2の電界効果型トランジスタのゲートに第1の主電極を接続し、前記第1の電界効果型トランジスタのドレインに第2の主電極を接続し、第2の基準電位に制御電極を接続した第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタとは異なる導電型であって、前記第1の電界効果型トランジスタのドレインと前記第1のトランジスタの第2の主電極との接続部に第2の主電極を接続し、第3の基準電位に制御電極を接続し、第4の基準電位に第1の主電極を接続した第2のトランジスタと、を有し、前記第2の基準電位と前記第3の基準電位の差を、前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタが同時にオンすることがないに設定したものである。 In order to achieve the above object, an analog signal processing circuit of the present invention includes first and second field effect transistors having gates connected in common and sources connected to a first reference potential , and the first and second field effect transistors. A first main electrode connected to the gate of the first field effect transistor, a second main electrode connected to the drain of the first field effect transistor, and a control electrode connected to the second reference potential. And the second main electrode at a connection portion between the drain of the first field effect transistor and the second main electrode of the first transistor. And a second transistor having a control electrode connected to a third reference potential and a first main electrode connected to a fourth reference potential, the second reference potential and the third reference potential Difference of the reference potential of the first Wherein the transistor second transistor is obtained by setting the value it is not turned ON simultaneously.

以上説明したように、本発明によるアナログ信号処理回路によれば、少ない回路構成で電流モードピーク・ホールド回路を得ることができ、占有面積の削減、および消費電力の削減が可能となる。   As described above, according to the analog signal processing circuit of the present invention, a current mode peak-hold circuit can be obtained with a small circuit configuration, and the occupied area and power consumption can be reduced.

以下、本発明の実施形態について実施例により図面を用いて詳細に説明する。以下の説明では電界効果型トランジスタとして代表的なMOSトランジスタを取り上げて説明する。
(第1の実施例)
図1は、本発明のアナログ信号処理回路による第1の実施例を示す回路図である。同図において、1および2は、ゲート端子を共通接続とし、ソース端子をそれぞれ所定の同一基準電位である電源電位(VDD)に接続した第1および第2のP型MOSトランジスタである。3は、第1および第2のP型MOSトランジスタ1,2の共通接続されたゲート端子にコレクタを接続し、MOSトランジスタ1のドレイン端子にエミッタを接続し、ベースをVDDよりも低い基準電位(VBIAS1)に接続したNPNトランジスタである。また、4はMOSトランジスタ1のドレインとNPNトランジスタ3のエミッタを接続した端子、5はMOSトランジスタ1とMOSトランジスタ2のゲートを共通接続した端子、6はMOSトランジスタ2のドレイン端子である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a representative MOS transistor will be described as a field effect transistor.
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an analog signal processing circuit according to the present invention. In the figure, reference numerals 1 and 2 denote first and second P-type MOS transistors having gate terminals connected in common and source terminals connected to a power supply potential (V DD ) which is a predetermined reference potential. 3, a collector is connected to the commonly connected gate terminals of the first and second P-type MOS transistors 1 and 2, an emitter is connected to the drain terminal of the MOS transistor 1, and a base is a reference potential lower than V DD This is an NPN transistor connected to (V BIAS1 ). Further, 4 is a terminal connecting the drain of the MOS transistor 1 and the emitter of the NPN transistor 3, 5 is a terminal connecting the gates of the MOS transistor 1 and the MOS transistor 2 in common, and 6 is a drain terminal of the MOS transistor 2.

なお、電流は端子4から入力され、端子6より出力される。同図中のiD1(t)は、時刻tにおけるMOSトランジスタ1のドレイン電流、iin(t)は時刻tにおける入力電流、iout(t)は時刻tにおける出力電流であり、それぞれ矢印の向きを正とする。なお、iout(t)はMOSトランジスタ2のドレイン電流に一致する。 The current is input from the terminal 4 and output from the terminal 6. In the figure, i D1 (t) is the drain current of the MOS transistor 1 at time t, i in (t) is the input current at time t, and i out (t) is the output current at time t. The direction is positive. Note that i out (t) matches the drain current of the MOS transistor 2.

図2(a),(b)は、上記アナログ信号処理回路の動作を説明するための入力電流iin(t)、出力電流iout(t)の模式的波形図である。はじめに、MOSトランジスタ1が飽和領域で動作しており、iD1(t)とiin(t)は一致し、NPNトランジスタ3がカットオフしている(遮断状態)とする。ここで、時刻tからtの期間のようにiin(t)が増加しはじめると、iD1(t)<iin(t)となるため、端子4の電圧は下降し、VBIAS1から約0.5〜0.7V程度下がるとNPNトランジスタ3は順方向活性領域に入ってオン状態となり、iin(t)−iD1(t)の電流がNPNトランジスタ3を通じて端子5から流れ出しiin(t)とiD1(t)が一致するよう、すなわちMOSトランジスタ1のゲート−ソース間電圧VGS(t)が、 2A and 2B are schematic waveform diagrams of the input current i in (t) and the output current i out (t) for explaining the operation of the analog signal processing circuit. First, it is assumed that the MOS transistor 1 operates in the saturation region, i D1 (t) and i in (t) coincide with each other, and the NPN transistor 3 is cut off (cut-off state). Here, when i in (t) begins to increase as in the period from time t 0 to t 1 , since i D1 (t) <i in (t), the voltage at the terminal 4 decreases and V BIAS1 When the voltage drops by about 0.5 to 0.7 V from the NPN transistor 3, the NPN transistor 3 enters the forward active region and turns on, and the current i in (t) −i D1 (t) flows out from the terminal 5 through the NPN transistor 3 i in (t) and i D1 (t) match, that is, the gate-source voltage V GS (t) of the MOS transistor 1 is

Figure 0004174501
となるように端子5の電圧を下降させる。ここで、VthpはP型のMOSトランジスタの閾値電圧、μは正孔の移動度、COXは単位面積当たりのMOSトランジスタのゲート酸化膜容量、LはMOSトランジスタ1のゲート長、WはMOSトランジスタ1のゲート幅である。なお端子5の電圧は、この端子に接続されているMOSトランジスタ1および2のゲート−ソース間寄生容量から、NPNトランジスタ3を通じて電荷が引き抜かれることにより下降する。この時、図1の回路はカレントミラー回路として動作し、入力電流に比例した出力電流が得られる。すなわち、出力電流iout(t)は、MOSトランジスタ2のゲート−ソース間電圧が、MOSトランジスタ1のゲート−ソース間電圧VGS(t)に一致することから、
Figure 0004174501
The voltage at the terminal 5 is lowered so that Here, V thp is the threshold voltage of the P-type MOS transistor, μ p is the mobility of holes, C OX is the gate oxide film capacitance of the MOS transistor per unit area, L 1 is the gate length of the MOS transistor 1, W 1 is the gate width of the MOS transistor 1. Note that the voltage at the terminal 5 drops when charges are extracted through the NPN transistor 3 from the gate-source parasitic capacitances of the MOS transistors 1 and 2 connected to the terminals. At this time, the circuit of FIG. 1 operates as a current mirror circuit, and an output current proportional to the input current is obtained. That is, since the output current i out (t) is equal to the gate-source voltage V GS (t) of the MOS transistor 1, the gate-source voltage of the MOS transistor 2 is equal to

Figure 0004174501
で与えられ、(2)式に(1)式を代入して整理すると、
Figure 0004174501
When substituting (1) into (2) and rearranging,

Figure 0004174501
となる。ここで、L、WはそれぞれMOSトランジスタ2のゲート長、ゲート幅である。
Figure 0004174501
It becomes. Here, L 2 and W 2 are the gate length and gate width of the MOS transistor 2, respectively.

次に、時刻tからtの期間のようにiin(t)の増加が止まるとiD1(t)=iin(t)となるためNPNトランジスタ3がカットオフするよう端子4の電圧は上昇しおおむねVBIAS1程度の値に落ち着く。ここで、端子5はハイインピーダンスであるから、時刻tにおける電荷が変化することはなく、MOSトランジスタ1、2のゲート−ソース間電圧は、VGS(t)に保たれる。この時、出力電流iout(t)は、(1)および(2)式より、 Next, when the increase in i in (t) stops during the period from time t 1 to time t 2 , i D1 (t) = i in (t), so that the voltage at the terminal 4 is set so that the NPN transistor 3 is cut off. Rises and settles to about V BIAS1 . Here, since the terminal 5 has high impedance, the charge at time t 1 does not change, and the gate-source voltages of the MOS transistors 1 and 2 are kept at V GS (t 1 ). At this time, the output current i out (t) is calculated from the equations (1) and (2):

Figure 0004174501
となり、時刻tにおける入力電流iin(t)に比例した電流が保存される。
Figure 0004174501
Thus, a current proportional to the input current i in (t 1 ) at time t 1 is stored.

そして、時刻tからtの期間のようにiin(t)がiin(t)を下回ってもVGS(t)は保存されるので、出力電流iout(t)は(4)式で表される値となる。なお、この時、端子4の電圧はiD1(t)=iin(t)を保つために最大でVDD近辺まで上昇しMOSトランジスタ1は非飽和領域で動作する。 Since i in (t) as in the period t 3 from the time t 2 is i in (t 1) V be below the GS (t 1) is stored, the output current i out (t) is ( 4) Value represented by the equation. At this time, the voltage at the terminal 4 rises to the vicinity of V DD at the maximum in order to keep i D1 (t) = i in (t), and the MOS transistor 1 operates in the non-saturated region.

次に、時刻tからtの期間のようにiin(t)を超える電流が入力され、増加し続けると、端子4の電圧は下降しVBIAS1から約0.5〜0.7V程度下がった時点でNPNトランジスタ3が、再度順方向活性領域に入ってオン状態となり、iin(t)−iD1(t)の電流がNPNトランジスタ3を通じて端子5から流れ出しiin(t)とiD1(t)が一致するよう、すなわちMOSトランジスタ1のゲート−ソース間電圧VGS(t)が、(1)式で表される値となるように端子5の電圧を下降させる。そして、(3)式で表される入力電流に応じた出力電流iout(t)が得られることになる。 Next, if a current exceeding i in (t 1 ) is input during the period from time t 3 to time t 4 and continues to increase, the voltage at the terminal 4 drops to about 0.5 to 0.7 V from V BIAS1. When the voltage drops approximately, the NPN transistor 3 enters the forward active region again and turns on, and the current i in (t) −i D1 (t) flows out from the terminal 5 through the NPN transistor 3 and becomes i in (t). The voltage at the terminal 5 is lowered so that i D1 (t) matches, that is, the gate-source voltage V GS (t) of the MOS transistor 1 becomes the value represented by the equation (1). Then, an output current i out (t) corresponding to the input current represented by the expression (3) is obtained.

以上の説明から、入力電流の増減に応じて上記動作を繰り返すことによって、入力電流のピーク値に応じた出力電流が得られることが分かる。
(第2の実施例)
図3に本発明のアナログ信号処理回路による第2の実施例を示す。同図において、8は端子5の電荷を保存するための電荷ホールド用コンデンサである。図1と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施例の動作は第1の実施例の動作と同様であるが、端子5の電圧が下降する際、この端子に接続されているMOSトランジスタ1およびMOSトランジスタ2のゲート−ソース間寄生容量に加えて電荷ホールド用コンデンサ8の容量から、NPNトランジスタ3を通じて電荷が引き抜かれる点で異なる。すなわち、端子5における電荷保存のための容量値が大きくなるため、保存される電荷量を増やすことができる。このため、端子5にリーク電流がある場合、一定時間経過後の端子5の電圧変動誤差を第1の実施例の場合よりも小さくすることができ、より安定して入力電流のピーク値に応じた出力電流が得られる。
(第3の実施例)
図4に本発明のアナログ信号処理回路による第3の実施例を示す。9は端子5と所定の基準電位である電源電位(VDD)をショートするためのスイッチング素子で、9Aはこのスイッチング素子の開閉を制御するパルス信号入力端子である。図1と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施例の動作は、スイッチング素子9をオフさせたときは、第1の実施例の動作と同様であるが、スイッチング素子9をオンさせた状態では端子5とVDDはショートされるため、端子5の電位を所定の基準電位にリセットすることができる点で異なる。すなわち、ピークホールド動作をした後、スイッチング素子9をオンし、端子5の電圧を所定の基準電位に上昇させた後にスイッチング素子9をオフすれば第1の実施例と同様の動作をし、新たにピークホールド動作を行うことができる。
From the above description, it can be seen that an output current corresponding to the peak value of the input current can be obtained by repeating the above operation according to the increase or decrease of the input current.
(Second embodiment)
FIG. 3 shows a second embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. In the figure, reference numeral 8 denotes a charge holding capacitor for storing the charge of the terminal 5. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment. However, when the voltage at the terminal 5 decreases, the gate-source parasitic of the MOS transistors 1 and 2 connected to this terminal is reduced. The difference is that charges are extracted through the NPN transistor 3 from the capacitance of the charge holding capacitor 8 in addition to the capacitance. That is, since the capacitance value for storing charges at the terminal 5 increases, the amount of stored charges can be increased. For this reason, when there is a leak current at the terminal 5, the voltage fluctuation error of the terminal 5 after a lapse of a certain time can be made smaller than in the case of the first embodiment, and more stably according to the peak value of the input current. Output current can be obtained.
(Third embodiment)
FIG. 4 shows a third embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. Reference numeral 9 denotes a switching element for short-circuiting the power supply potential (V DD ), which is a predetermined reference potential, with the terminal 5, and 9A is a pulse signal input terminal for controlling opening and closing of the switching element. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment when the switching element 9 is turned off. However, the terminal 5 and V DD are short-circuited when the switching element 9 is turned on. Therefore, it differs in that the potential of the terminal 5 can be reset to a predetermined reference potential. That is, if the switching element 9 is turned on after the peak hold operation, the voltage at the terminal 5 is raised to a predetermined reference potential and then the switching element 9 is turned off, the same operation as in the first embodiment is performed. The peak hold operation can be performed.

また、言うまでもないが、本実施例においても端子5に電荷ホールド用のコンデンサ8を付加することは可能であり、第2の実施例と同様の効果が得られる。
(第4の実施例)
図5に本発明のアナログ信号処理回路による第4の実施例を示す。10は端子4と端子5をショートするためのスイッチング素子で、10Aはこのスイッチング素子の開閉を制御するパルス信号入力端子である。図1と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施例の動作は、スイッチング素子10をオフさせたときは、第1の実施例の動作と同様であるが、スイッチング素子10をオンさせた状態では端子4と端子5はショートされるため、本実施例は通常のカレントミラー回路として動作する点で異なる。したがって、第1の実施例で示されるピークホールド機能を任意に設定することが可能となる。また、ピークホールド動作をした後、ピーク電流よりも少ない、基準となる電流が入力されているときにスイッチング素子10をオンさせると、端子5の電位が基準となる電位にまで引き上げられることから、入力に応じた基準出力電流が得られ、リセット機能を持たせることができる。この後、スイッチング素子10をオフさせれば第1の実施例と同様の動作をし、新たにピークホールド動作を行うことができる。
Needless to say, also in this embodiment, it is possible to add a charge holding capacitor 8 to the terminal 5, and the same effect as in the second embodiment can be obtained.
(Fourth embodiment)
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. 10 is a switching element for short-circuiting the terminal 4 and the terminal 5, and 10A is a pulse signal input terminal for controlling opening and closing of the switching element. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment when the switching element 10 is turned off, but the terminals 4 and 5 are short-circuited when the switching element 10 is turned on. Therefore, this embodiment is different in that it operates as a normal current mirror circuit. Therefore, the peak hold function shown in the first embodiment can be arbitrarily set. In addition, after the peak hold operation, when the switching element 10 is turned on when a reference current smaller than the peak current is input, the potential of the terminal 5 is raised to the reference potential. A reference output current corresponding to the input can be obtained, and a reset function can be provided. Thereafter, if the switching element 10 is turned off, the same operation as in the first embodiment is performed, and a new peak hold operation can be performed.

また、言うまでもないが、本実施例においても端子5に電荷ホールド用のコンデンサ8を付加することは可能であり、第2の実施例と同様の効果が得られる。   Needless to say, also in this embodiment, it is possible to add a charge holding capacitor 8 to the terminal 5, and the same effect as in the second embodiment can be obtained.

さらに、本実施例においても、端子5と所定の基準電位である電源電位(VDD)をショートするためのスイッチング素子9を付加することは可能であり、第3の実施例と同様の効果が得られる。
(第5の実施例)
図6に本発明のアナログ信号処理回路による第5の実施例を示す。同図において、101は、MOSトランジスタ1にあらかじめバイアス電流を供給するための定電流源で端子4と接地電位に接続されており、IB1なる定電流を供給する。102は、MOSトランジスタ2にあらかじめバイアス電流を供給するための定電流源で端子6と接地電位に接続されており、IB2なる定電流を供給する。ここで、IB1とIB2の関係はMOSトランジスタ1とMOSトランジスタ2のサイズ比に合わせて、
Furthermore, also in this embodiment, it is possible to add the switching element 9 for short-circuiting the terminal 5 and the power supply potential (V DD ) which is a predetermined reference potential, and the same effect as in the third embodiment can be obtained. can get.
(Fifth embodiment)
FIG. 6 shows a fifth embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. In the figure, reference numeral 101 denotes a constant current source for supplying a bias current to the MOS transistor 1 in advance, which is connected to the terminal 4 and the ground potential, and supplies a constant current I B1 . 102, a constant current source for supplying a pre-bias current to the MOS transistor 2 and the terminal 6 is connected to the ground potential, and supplies the I B2 becomes a constant current. Here, the relationship between I B1 and I B2 is in accordance with the size ratio of the MOS transistor 1 and the MOS transistor 2,

Figure 0004174501
なる関係であることが望ましい。なお、図1と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施例の動作は第1の実施例の動作と同様であるが、MOSトランジスタ1に入力される電流iin(t)が、バイアス電流IB1と入力信号電流isin(t)の和によって表される点、およびMOSトランジスタ2から出力される電流iout(t)が、バイアス電流IB2と出力信号電流isout(t)の和によって表される点において異なる。本実施例によれば信号成分のみを独立して取り扱うことが可能となる。なお、本実施例においては、第1の実施例に定電流源101および定電流源102を付加した形で説明を行っているが、もちろん第2、第3および第4の実施例においても本実施例と同様の構成を取ることが可能であり同様の効果が得られる。
(第6の実施例)
図7に本発明のアナログ信号処理回路による第6の実施例を示す。本実施例は、第1の実施例の逆導電型による構成を示すものである。同図において、11および12は、ゲート端子を共通接続とし、ソース端子を所定の同一基準電位である接地電位に接続した第1、および第2のN型MOSトランジスタである。13は、MOSトランジスタ11,12の共通接続されたゲート端子にコレクタを接続し、MOSトランジスタ11のドレイン端子にエミッタを接続し、ベースをVDDよりも高い基準電位(VBIAS1)に接続したPNPトランジスタである。また、14はMOSトランジスタ11のドレインとPNPトランジスタ13のエミッタを接続した端子、15はMOSトランジスタ11とMOSトランジスタ12のゲートを共通接続した端子、16はMOSトランジスタ12のドレイン端子である。なお、電流は端子14から入力され、端子16より出力される。同図中のiD11(t)は、時刻tにおけるMOSトランジスタ11のドレイン電流、iin(t)は時刻tにおける入力電流、iout(t)は時刻tにおける出力電流であり、それぞれ矢印の向きを正とする。なお、iout(t)はMOSトランジスタ12のドレイン電流に一致する。
Figure 0004174501
It is desirable that In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same structural member as FIG. 1, and detailed description is abbreviate | omitted. The operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment. However, the current i in (t) input to the MOS transistor 1 is the same as the bias current I B1 and the input signal current i sin (t). The difference is that the current i out (t) output from the MOS transistor 2 is expressed by the sum of the bias current I B2 and the output signal current i sout (t). According to the present embodiment, only the signal component can be handled independently. In the present embodiment, the constant current source 101 and the constant current source 102 are added to the first embodiment, but of course the second, third and fourth embodiments are also described. A configuration similar to that of the embodiment can be taken, and a similar effect can be obtained.
(Sixth embodiment)
FIG. 7 shows a sixth embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. This embodiment shows the configuration of the reverse conductivity type of the first embodiment. In the figure, reference numerals 11 and 12 denote first and second N-type MOS transistors having gate terminals connected in common and source terminals connected to a ground potential which is a predetermined same reference potential. PNP 13 has a collector connected to the commonly connected gate terminals of MOS transistors 11 and 12, an emitter connected to the drain terminal of MOS transistor 11, and a base connected to a reference potential (V BIAS1 ) higher than V DD. It is a transistor. Further, 14 is a terminal connecting the drain of the MOS transistor 11 and the emitter of the PNP transistor 13, 15 is a terminal connecting the gates of the MOS transistor 11 and the MOS transistor 12, and 16 is a drain terminal of the MOS transistor 12. The current is input from the terminal 14 and output from the terminal 16. In the figure, i D11 (t) is the drain current of the MOS transistor 11 at time t, i in (t) is the input current at time t, and i out (t) is the output current at time t. The direction is positive. Note that i out (t) matches the drain current of the MOS transistor 12.

上記アナログ信号処理回路の動作を図2(a),(b)を用いて説明する。はじめに、MOSトランジスタ11が飽和領域で動作しており、iD11(t)とiin(t)は一致し、PNPトランジスタ13がカットオフしているとする。ここで、時刻tからtの期間のようにiin(t)が増加しはじめると、iD11(t)<iin(t)となるため、端子14の電圧は上昇し、VBIAS1から約0.5〜0.7V程度上がるとPNPトランジスタ13は順方向活性領域に入ってオン状態となり、iin(t)−iD11(t)の電流がPNPトランジスタ13を通じて端子15に流れ込みiin(t)とiD11(t)が一致するよう、すなわちMOSトランジスタ11のゲート−ソース間電圧VGS(t)が、 The operation of the analog signal processing circuit will be described with reference to FIGS. First , it is assumed that the MOS transistor 11 operates in the saturation region, i D11 (t) and i in (t) match, and the PNP transistor 13 is cut off. Here, when i in (t) begins to increase as in the period from time t 0 to t 1 , i D11 (t) <i in (t), so the voltage at the terminal 14 rises and V BIAS1 From about 0.5 to 0.7 V, the PNP transistor 13 enters the forward active region and is turned on, and the current i in (t) -i D11 (t) flows into the terminal 15 through the PNP transistor 13 i in (t) and i D11 (t) match, that is, the gate-source voltage V GS (t) of the MOS transistor 11 is

Figure 0004174501
となるように端子15の電圧を上昇させる。ここで、VthnはN型のMOSトランジスタの閾値電圧、μは電子の移動度、COXは単位面積当たりのMOSトランジスタのゲート酸化膜容量、L11はMOSトランジスタ11のゲート長、W11はMOSトランジスタ11のゲート幅である。なお端子15の電圧は、この端子に接続されているMOSトランジスタ11および12のゲート−ソース間寄生容量に、PNPトランジスタ13を通じて電荷が供給されることにより上昇する。この時、図7の回路はカレントミラー回路として動作し、入力電流に比例した出力電流が得られる。すなわち、出力電流iout(t)は、MOSトランジスタ12のゲート−ソース間電圧が、MOSトランジスタ11のゲート−ソース間電圧VGS(t)に一致することから、
Figure 0004174501
The voltage at the terminal 15 is increased so that Here, V thn is the threshold voltage of the N-type MOS transistor, μ n is the electron mobility, C OX is the gate oxide film capacitance of the MOS transistor per unit area, L 11 is the gate length of the MOS transistor 11, and W 11 Is the gate width of the MOS transistor 11. Note that the voltage at the terminal 15 rises when electric charges are supplied through the PNP transistor 13 to the gate-source parasitic capacitances of the MOS transistors 11 and 12 connected to this terminal. At this time, the circuit of FIG. 7 operates as a current mirror circuit, and an output current proportional to the input current is obtained. That is, since the output current i out (t) is equal to the gate-source voltage V GS (t) of the MOS transistor 11, the gate-source voltage of the MOS transistor 12 is

Figure 0004174501
で与えられ、(7)式に(6)式を代入して整理すると、
Figure 0004174501
When substituting (6) into (7) and rearranging,

Figure 0004174501
となる。ここで、L12、W12はそれぞれMOSトランジスタ12のゲート長、ゲート幅である。
Figure 0004174501
It becomes. Here, L 12 and W 12 are the gate length and gate width of the MOS transistor 12, respectively.

次に、時刻tからtの期間のようにiin(t)の増加が止まるとiD11(t)=iin(t)となるためPNPトランジスタ13がカットオフするよう端子14の電圧は下降しおおむねVBIAS1程度の値に落ち着く。ここで、端子15はハイインピーダンスであるから、時刻tにおける電荷が変化することはなく、MOSトランジスタ11、12のゲート−ソース間電圧は、VGS(t)に保たれる。この時、出力電流iout(t)は、(6)および(7)式より、 Next, when i in (t) stops increasing as in the period from time t 1 to time t 2 , i D11 (t) = i in (t), so that the voltage at the terminal 14 is set so that the PNP transistor 13 is cut off. Falls and settles to about V BIAS1 . Here, since the terminal 15 has high impedance, the charge at time t 1 does not change, and the gate-source voltages of the MOS transistors 11 and 12 are kept at V GS (t 1 ). At this time, the output current i out (t) is calculated from the equations (6) and (7):

Figure 0004174501
となり、時刻tにおける入力電流iin(t)に比例した電流が保存される。
Figure 0004174501
Thus, a current proportional to the input current i in (t 1 ) at time t 1 is stored.

そして、時刻tからtの期間のようにiin(t)がiin(t)を下回ってもVGS(t)は保存されるので、出力電流iout(t)は(9)式で表される値となる。なお、この時、端子14の電圧はiD11(t)=iin(t)を保つために最小で接地電位近辺まで下降しMOSトランジスタ11は非飽和領域で動作する。 Since i in (t) as in the period t 3 from the time t 2 is i in (t 1) V be below the GS (t 1) is stored, the output current i out (t) is ( 9) The value is expressed by the equation. At this time, the voltage of the terminal 14 decreases to the minimum near the ground potential in order to keep i D11 (t) = i in (t), and the MOS transistor 11 operates in the non-saturated region.

次に、時刻tからtの期間のようにiin(t)を超える電流が入力され、増加し続けると、端子14の電圧は上昇しVBIAS1から約0.5〜0.7V程度上がった時点でPNPトランジスタ13が、再度順方向活性領域に入ってオン状態となり、iin(t)−iD11(t)の電流がPNPトランジスタ13を通じて端子15から流れ出しiin(t)とiD11(t)が一致するよう、すなわちMOSトランジスタ11のゲート−ソース間電圧VGS(t)が、(6)式で表される値となるように端子15の電圧を下降させる。そして、(8)式で表される入力電流に応じた出力電流iout(t)が得られることになる。 Next, when a current exceeding i in (t 1 ) is input during the period from time t 3 to time t 4 and continues to increase, the voltage at the terminal 14 rises and approximately 0.5 to 0.7 V from V BIAS1. The PNP transistor 13 again enters the forward active region when it rises to the ON state, and is turned on. The current i in (t) -i D11 (t) flows out of the terminal 15 through the PNP transistor 13 and i in (t) The voltage at the terminal 15 is lowered so that i D11 (t) matches, that is, the gate-source voltage V GS (t) of the MOS transistor 11 becomes the value represented by the equation (6). Then, an output current i out (t) corresponding to the input current represented by the equation (8) is obtained.

以上の説明から、入力電流の増減に応じて上記動作を繰り返すことによって、入力電流のピーク値に応じた出力電流が得られることが分かる。
(第7の実施例)
図8に本発明のアナログ信号処理回路による第7の実施例を示す。同図において、18は端子15の電荷を保存するための電荷ホールド用コンデンサである。図7と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施例の動作は第6の実施例の動作と同様であるが、端子15の電圧が上昇する際、この端子に接続されているMOSトランジスタ11および12のゲート−ソース間寄生容量に加えて電荷ホールド用コンデンサ18の容量に、PNPトランジスタ13を通じて電荷が供給される点で異なる。すなわち、端子15における電荷保存のための容量値が大きくなるため、保存される電荷量を増やすことができる。このため、端子15にリーク電流がある場合、一定時間経過後の端子15の電圧変動誤差を第6の実施例の場合よりも小さくすることができ、より安定して入力電流のピーク値に応じた出力電流が得られる。
(第8の実施例)
図9に本発明のアナログ信号処理回路による第8の実施例を示す。19は端子15と所定の基準電位である接地電位をショートするためのスイッチング素子で、19Aはこのスイッチング素子の開閉を制御するパルス信号入力端子である。図7と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施例の動作は、スイッチング素子19をオフさせたときは、第6の実施例の動作と同様であるが、スイッチング素子19をオンさせた状態では端子15と接地電位はショートされるため、端子15の電位を所定の基準電位にリセットすることができる点で異なる。すなわち、ピークホールド動作をした後、スイッチング素子19をオンし、端子15の電圧を所定の基準電位に下降させた後にスイッチング素子19をオフすれば第6の実施例と同様の動作をし、新たにピークホールド動作を行うことができる。
From the above description, it can be seen that an output current corresponding to the peak value of the input current can be obtained by repeating the above operation according to the increase or decrease of the input current.
(Seventh embodiment)
FIG. 8 shows a seventh embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. In the figure, reference numeral 18 denotes a charge holding capacitor for storing the charge of the terminal 15. The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The operation of this embodiment is the same as that of the sixth embodiment. However, when the voltage at the terminal 15 rises, the parasitic capacitance between the gate and source of the MOS transistors 11 and 12 connected to this terminal is increased. In addition, the charge holding capacitor 18 is different in that the charge is supplied through the PNP transistor 13. That is, since the capacitance value for storing charges at the terminal 15 increases, the amount of stored charges can be increased. For this reason, when there is a leakage current at the terminal 15, the voltage fluctuation error of the terminal 15 after a lapse of a certain time can be made smaller than in the case of the sixth embodiment, and more stably according to the peak value of the input current. Output current can be obtained.
(Eighth embodiment)
FIG. 9 shows an eighth embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. Reference numeral 19 denotes a switching element for short-circuiting the terminal 15 and a ground potential which is a predetermined reference potential, and 19A is a pulse signal input terminal for controlling opening and closing of the switching element. The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The operation of this embodiment is the same as that of the sixth embodiment when the switching element 19 is turned off, but the terminal 15 and the ground potential are short-circuited when the switching element 19 is turned on. Therefore, it differs in that the potential of the terminal 15 can be reset to a predetermined reference potential. That is, if the switching element 19 is turned on after the peak hold operation is performed, and the switching element 19 is turned off after the voltage at the terminal 15 is lowered to the predetermined reference potential, the same operation as in the sixth embodiment is performed. The peak hold operation can be performed.

また、言うまでもないが、本実施例においても端子15に電荷ホールド用のコンデンサ18を付加することは可能であり、第7の実施例と同様の効果が得られる。
(第9の実施例)
図10に本発明のアナログ信号処理回路による第9の実施例を示す。20は端子14と端子15をショートするためのスイッチング素子で、20Aはこのスイッチング素子の開閉を制御するパルス信号入力端子である。図7と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施例の動作は、スイッチング素子20をオフさせたときは、第6の実施例の動作と同様であるが、スイッチング素子20をオンさせた状態では端子14と端子15はショートされるため、本実施例は通常のカレントミラー回路として動作する点で異なる。したがって、第6の実施例で示されるピークホールド機能を任意に設定することが可能となることがわかる。また、ピークホールド動作をした後、ピーク電流よりも少ない、基準となる電流が入力されているときにスイッチング素子20をオンさせると、端子15の電位が基準となる電位にまで引き下げられることから、入力に応じた基準出力電流が得られ、リセット機能を持たせることができる。この後、スイッチング素子20をオフさせれば第6の実施例と同様の動作をし、新たにピークホールド動作を行うことができる。
Needless to say, also in this embodiment, it is possible to add a capacitor 18 for charge holding to the terminal 15, and the same effect as in the seventh embodiment can be obtained.
(Ninth embodiment)
FIG. 10 shows a ninth embodiment of the analog signal processing circuit according to the present invention. Reference numeral 20 denotes a switching element for short-circuiting the terminals 14 and 15. Reference numeral 20A denotes a pulse signal input terminal for controlling opening and closing of the switching element. The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The operation of this embodiment is the same as that of the sixth embodiment when the switching element 20 is turned off, but the terminals 14 and 15 are short-circuited when the switching element 20 is turned on. Therefore, this embodiment is different in that it operates as a normal current mirror circuit. Therefore, it can be seen that the peak hold function shown in the sixth embodiment can be arbitrarily set. In addition, after the peak hold operation, when the switching element 20 is turned on when a reference current smaller than the peak current is input, the potential of the terminal 15 is lowered to the reference potential. A reference output current corresponding to the input can be obtained, and a reset function can be provided. Thereafter, if the switching element 20 is turned off, the same operation as in the sixth embodiment is performed, and a new peak hold operation can be performed.

また、言うまでもないが、本実施例においても端子15に電荷ホールド用のコンデンサ18を付加することは可能であり、第7の実施例と同様の効果が得られる。   Needless to say, also in this embodiment, it is possible to add a capacitor 18 for charge holding to the terminal 15, and the same effect as in the seventh embodiment can be obtained.

さらに、本実施例においても、端子15と所定の基準電位である接地電位とショートするためのスイッチング素子19を付加することは可能であり、第8の実施例と同様の効果が得られる。
(第10の実施例)
図11に本発明のアナログ信号処理回路による第10の実施例を示す。同図において、111は、MOSトランジスタ11にあらかじめバイアス電流を供給するための定電流源で端子14と電源電位(VDD)に接続されており、IB11なる定電流を供給する。112は、MOSトランジスタ12にあらかじめバイアス電流を供給するための定電流源で端子16と電源電位(VDD)に接続されており、IB12なる定電流を供給する。ここで、IB11とIB12の関係はMOSトランジスタ11とMOSトランジスタ12のサイズ比に合わせて、
Further, also in this embodiment, it is possible to add the switching element 19 for short-circuiting with the terminal 15 and the ground potential which is a predetermined reference potential, and the same effect as in the eighth embodiment can be obtained.
(Tenth embodiment)
FIG. 11 shows a tenth embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. In the figure, reference numeral 111 denotes a constant current source for supplying a bias current to the MOS transistor 11 in advance, which is connected to the terminal 14 and the power supply potential (V DD ), and supplies a constant current of I B11 . Reference numeral 112 denotes a constant current source for supplying a bias current to the MOS transistor 12 in advance, which is connected to the terminal 16 and the power supply potential (V DD ), and supplies a constant current I B12 . Here, the relationship between I B11 and I B12 is in accordance with the size ratio of the MOS transistor 11 and the MOS transistor 12,

Figure 0004174501
なる関係であることが望ましい。なお、図7と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施例の動作は第6の実施例の動作と同様であるが、MOSトランジスタ11に入力される電流iin(t)が、バイアス電流IB11と入力信号電流isin(t)の和によって表される点、およびMOSトランジスタ12から出力される電流iout(t)が、バイアス電流IB12と出力信号電流isout(t)の和によって表される点において異なる。本実施例によれば信号成分のみを独立して取り扱うことが可能となる。なお、本実施例においては、第6の実施例に定電流源111および112を付加した形で説明を行っているが、もちろん第7、第8および第9の実施例においても本実施例と同様の構成を取ることが可能であり同様の効果が得られる。
(第11の実施例)
図12に本発明のアナログ信号処理回路による第11の実施例を示す。本実施例は、第1の実施例の改良型で、高速動作を可能にするものである。同図において、7は、エミッタをMOSトランジスタ1のドレインとNPNトランジスタ3のエミッタとを共通接続した端子に接続し、ベースをVDDよりも低い基準電位(VBIAS2)に接続し、コレクタをVDDよりも低い基準電位である接地電位に接続したPNPトランジスタである。図1と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、VBIAS1とVBIAS2の関係は、NPNトランジスタ3とPNPトランジスタ7を同時にオンすることがないような値に設定されていれば良く、特に大小関係は問わないが、VBIAS1−VBIAS2が、上記の条件を満たしつつ、できる限り大きくすることが望ましい。
Figure 0004174501
It is desirable that In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same structural member as FIG. 7, and detailed description is abbreviate | omitted. The operation of the present embodiment is the same as that of the sixth embodiment, but the current i in (t) input to the MOS transistor 11 is equal to the bias current I B11 and the input signal current i sin (t). The difference is that the current i out (t) output from the MOS transistor 12 is expressed by the sum, and the current i out (t) output from the MOS transistor 12 is expressed by the sum of the bias current I B12 and the output signal current i sout (t). According to the present embodiment, only the signal component can be handled independently. In the present embodiment, the constant current sources 111 and 112 are added to the sixth embodiment, but of course, the seventh, eighth and ninth embodiments also differ from the present embodiment. The same configuration can be taken and the same effect can be obtained.
(Eleventh embodiment)
FIG. 12 shows an eleventh embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. This embodiment is an improved version of the first embodiment and enables high-speed operation. In the figure, reference numeral 7 denotes an emitter connected to a terminal where the drain of the MOS transistor 1 and the emitter of the NPN transistor 3 are connected in common, a base connected to a reference potential (V BIAS2 ) lower than V DD , and a collector connected to V This is a PNP transistor connected to a ground potential which is a reference potential lower than DD . The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The relationship between V BIAS1 and V BIAS2 has only to be set to such a value as not to turn on the NPN transistor 3 and the PNP transistor 7 simultaneously, but not limited particularly magnitude relation, V BIAS1 -V BIAS2 is It is desirable to make it as large as possible while satisfying the above conditions.

次に、上記アナログ信号処理回路の動作を図2(a),(b)を用いて説明するが、ここでは一例としてVBIAS1−VBIAS2が0.6Vに設定されているとする。はじめに、MOSトランジスタ1が飽和領域で動作しており、iD1(t)とiin(t)は一致しているとすると、端子4の電位はおおむねVBIAS1とVBIAS2の中間電位にあり、NPNトランジスタ3とPNPトランジスタ7のベース−エミッタ間電圧は共に0.3V程度となって、両トランジスタ共カットオフしている。ここで、時刻tからtの期間のようにiin(t)が増加しはじめると、iD1(t)<iin(t)となるため、端子4の電圧は下降する。この時、PNPトランジスタ7はカットオフを保つ一方で、端子4の電圧がVBIAS1から約0.5〜0.7V程度下がるとNPNトランジスタ3は順方向活性領域に入ってオン状態となり、iin(t)−iD1(t)の電流がNPNトランジスタ3を通じて端子5から流れ出しiin(t)とiD1(t)が一致するよう、すなわちMOSトランジスタ1のゲート−ソース間電圧VGS(t)が、(1)式で表される値となるように端子5の電圧を下降させる。なお端子5の電圧は、この端子に接続されているMOSトランジスタ1およびMOSトランジスタ2のゲート−ソース間寄生容量から、NPNトランジスタ3を通じて電荷が引き抜かれることにより下降する。この時、図12の回路はカレントミラー回路として動作し、(3)式で表されるように入力電流に比例した出力電流が得られる。 Next, the operation of the analog signal processing circuit will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. Here, as an example, it is assumed that V BIAS1 −V BIAS2 is set to 0.6V. First, assuming that the MOS transistor 1 is operating in the saturation region and i D1 (t) and i in (t) coincide with each other, the potential of the terminal 4 is approximately between V BIAS1 and V BIAS2 . The base-emitter voltages of the NPN transistor 3 and the PNP transistor 7 are both about 0.3 V, and both transistors are cut off. Here, when i in (t) begins to increase as in the period from time t 0 to t 1 , i D1 (t) <i in (t), so the voltage at the terminal 4 drops. At this time, PNP transistor 7 while keeping the cut-off, NPN transistor 3 when the voltage of the terminal 4 is lowered by about 0.5~0.7V from V BIAS1 is turned on enter the forward active region, i in The current of (t) -i D1 (t) flows out from the terminal 5 through the NPN transistor 3 so that i in (t) and i D1 (t) match, that is, the gate-source voltage V GS (t ) Decreases the voltage of the terminal 5 so that the value represented by the expression (1) is obtained. Note that the voltage at the terminal 5 drops when charges are extracted through the NPN transistor 3 from the gate-source parasitic capacitances of the MOS transistors 1 and 2 connected to the terminals. At this time, the circuit of FIG. 12 operates as a current mirror circuit, and an output current proportional to the input current is obtained as expressed by the equation (3).

次に、時刻tからtの期間のようにiin(t)の増加が止まるとiD1(t)=iin(t)となるため、NPNトランジスタ3とPNPトランジスタ7が共にカットオフするよう端子4の電圧は上昇しおおむねVBIAS1とVBIAS2の中間電位に落ち着く。ここで、端子5はハイインピーダンスであるから、時刻tにおける電荷が変化することはなく、MOSトランジスタ1、2のゲート−ソース間電圧は、VGS(t)に保たれる。この時、出力電流iout(t)は、(4)式で表されるように、時刻tにおける入力電流iin(t)に比例した電流が保存される。そして、時刻tからtの期間のようにiin(t)がiin(t)を下まわると、端子4の電圧はさらに上昇するが、NPNトランジスタ7はカットオフを保ったままであるから、VGS(t)は保存されるので、出力電流iout(t)は(4)式で表される値となる。ところで、端子4の電圧がVBIAS2から約0.5〜0.7V程度上がると、PNPトランジスタ7は順方向活性領域に入ってオン状態となり、iD1(t)−iin(t)すなわちiin(t)−iin(t)の電流を流すため、端子4の電圧の上昇は抑えられることになる。このため、端子4の電圧振幅を第1の実施例の場合よりも小さくすることができるから、より高速な動作が可能となる。 Next, since i D1 (t) = i in (t) when the increase of i in (t) stops as in the period from time t 1 to t 2 , both the NPN transistor 3 and the PNP transistor 7 are cut off. As a result, the voltage at the terminal 4 rises and generally settles at an intermediate potential between V BIAS1 and V BIAS2 . Here, since the terminal 5 has high impedance, the charge at time t 1 does not change, and the gate-source voltages of the MOS transistors 1 and 2 are kept at V GS (t 1 ). At this time, as the output current i out (t) is expressed by the equation (4), a current proportional to the input current i in (t 1 ) at the time t 1 is stored. When i in (t) falls below i in (t 1 ) as in the period from time t 2 to time t 3 , the voltage at terminal 4 further increases, but NPN transistor 7 remains cut off. Therefore, since V GS (t 1 ) is stored, the output current i out (t) has a value represented by the equation (4). By the way, when the voltage at the terminal 4 rises by about 0.5 to 0.7 V from V BIAS2 , the PNP transistor 7 enters the forward active region and is turned on, i D1 (t) −i in (t), i. Since a current of in (t 1 ) −i in (t) is passed, an increase in the voltage at the terminal 4 is suppressed. For this reason, since the voltage amplitude of the terminal 4 can be made smaller than that in the first embodiment, a higher speed operation is possible.

次に、時刻tからtの期間のようにiin(t)を超える電流が入力され、増加し続けると、端子4の電圧は下降しVBIAS1から約0.5〜0.7V程度下がった時点でNPNトランジスタ3が、再度順方向活性領域に入ってオン状態となり、iin(t)−iD1(t)の電流がNPNトランジスタ3を通じて端子5から流れ出しiin(t)とiD1(t)が一致するよう、すなわちMOSトランジスタ1のゲート−ソース間電圧VGS(t)が、(1)式で表される値となるように端子5の電圧を下降させる。そして、(3)式で表される入力電流に応じた出力電流iout(t)が得られることになる。 Next, if a current exceeding i in (t 1 ) is input during the period from time t 3 to time t 4 and continues to increase, the voltage at the terminal 4 drops to about 0.5 to 0.7 V from V BIAS1. When the voltage drops approximately, the NPN transistor 3 enters the forward active region again and turns on, and the current i in (t) −i D1 (t) flows out from the terminal 5 through the NPN transistor 3 and becomes i in (t). The voltage at the terminal 5 is lowered so that i D1 (t) matches, that is, the gate-source voltage V GS (t) of the MOS transistor 1 becomes the value represented by the equation (1). Then, an output current i out (t) corresponding to the input current represented by the expression (3) is obtained.

以上の説明から、入力電流の増減に応じて上記動作を繰り返すことによって、入力電流のピーク値に応じた出力電流が得られると共に、第1の実施例よりも高速な動作が可能となることがわかる。   From the above description, by repeating the above operation according to the increase / decrease of the input current, it is possible to obtain an output current according to the peak value of the input current and to enable a higher speed operation than the first embodiment. Recognize.

なお、本実施例においても、端子5に電荷ホールド用コンデンサ8を付加すること、および端子5と所定の基準電位との間にリセット用のスイッチング素子9を付加すること、および端子4と端子6に定電流源101と102を付加することは可能であり、第2および第3および第5の実施例と同様の効果が得られる。
(第12の実施例)
図13に本発明のアナログ信号処理回路による第12の実施例を示す。本実施例は、第11の実施例の逆導電型による構成を示すものであり、第6の実施例の改良型で、高速動作を可能にするものである。同図において、17は、エミッタをMOSトランジスタ11のドレインとPNPトランジスタ13のエミッタとを共通接続した端子に接続し、ベースを接地電位よりも高い基準電位(VBIAS2)に接続し、コレクタを接地電位よりも高い基準電位であるVDDに接続したNPNトランジスタである。図7と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、VBIAS1とVBIAS2の関係は、PNPトランジスタ13とNPNトランジスタ17を同時にオンすることがないような値に設定されていれば良く、特に大小関係は問わないが、VBIAS2−VBIAS1が、上記の条件を満たしつつ、できる限り大きくすることが望ましい。
In this embodiment, the charge holding capacitor 8 is added to the terminal 5, the reset switching element 9 is added between the terminal 5 and a predetermined reference potential, and the terminals 4 and 6. It is possible to add constant current sources 101 and 102 to the same, and the same effects as those of the second, third and fifth embodiments can be obtained.
(Twelfth embodiment)
FIG. 13 shows a twelfth embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. This embodiment shows the configuration of the eleventh embodiment by the reverse conductivity type, which is an improved type of the sixth embodiment and enables high-speed operation. In the figure, reference numeral 17 denotes an emitter connected to a terminal where the drain of the MOS transistor 11 and the emitter of the PNP transistor 13 are commonly connected, a base connected to a reference potential (V BIAS2 ) higher than the ground potential, and a collector grounded. It is an NPN transistor connected to V DD which is a reference potential higher than the potential. The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Note that the relationship between V BIAS1 and V BIAS2 only needs to be set to such a value that the PNP transistor 13 and the NPN transistor 17 are not turned on at the same time. The relationship between V BIAS2 and V BIAS1 is not particularly limited. It is desirable to make it as large as possible while satisfying the above conditions.

次に、上記アナログ信号処理回路の動作を図2(a),(b)を用いて説明するが、ここでは一例としてVBIAS2−VBIAS1が0.6Vに設定されているとする。はじめに、MOSトランジスタ11が飽和領域で動作しており、iD11(t)とiin(t)は一致しているとすると、端子14の電位はおおむねVBIAS1とVBIAS2の中間電位にあり、PNPトランジスタ13とNPNトランジスタ17のベース−エミッタ間電圧は共に0.3V程度となって、両トランジスタ共カットオフしている。ここで、時刻tからtの期間のようにiin(t)が増加しはじめると、iD11(t)<iin(t)となるため、端子14の電圧は上昇する。この時、NPNトランジスタ17はカットオフを保つ一方で、端子14の電圧がVBIAS1から約0.5〜0.7V程度上がるとPNPトランジスタ13は順方向活性領域に入ってオン状態となり、iin(t)−iD11(t)の電流がPNPトランジスタ13を通じて端子15に流れ込みiin(t)とiD11(t)が一致するよう、すなわちMOSトランジスタ11のゲート−ソース間電圧VGS(t)が、(6)式で表される値となるように端子15の電圧を上昇させる。なお端子15の電圧は、この端子に接続されているMOSトランジスタ11および12のゲート−ソース間寄生容量に、PNPトランジスタ13を通じて電荷が供給されることにより上昇する。この時、図13の回路はカレントミラー回路として動作し、(8)式で表されるように入力電流に比例した出力電流が得られる。 Next, the operation of the analog signal processing circuit will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. In this example, it is assumed that V BIAS2 −V BIAS1 is set to 0.6V. First, assuming that the MOS transistor 11 operates in the saturation region and i D11 (t) and i in (t) coincide with each other, the potential of the terminal 14 is approximately between V BIAS1 and V BIAS2 . The base-emitter voltages of the PNP transistor 13 and the NPN transistor 17 are both about 0.3 V, and both transistors are cut off. Here, when i in (t) begins to increase as in the period from time t 0 to t 1 , i D11 (t) <i in (t), so the voltage at the terminal 14 increases. At this time, while the NPN transistor 17 maintains the cut-off, when the voltage at the terminal 14 rises by about 0.5 to 0.7 V from V BIAS1 , the PNP transistor 13 enters the forward active region and is turned on, i in The current of (t) -i D11 (t) flows into the terminal 15 through the PNP transistor 13 so that i in (t) and i D11 (t) match, that is, the gate-source voltage V GS (t ) Increases the voltage at the terminal 15 so that the value is expressed by the equation (6). Note that the voltage at the terminal 15 rises when electric charges are supplied through the PNP transistor 13 to the gate-source parasitic capacitances of the MOS transistors 11 and 12 connected to this terminal. At this time, the circuit of FIG. 13 operates as a current mirror circuit, and an output current proportional to the input current is obtained as expressed by the equation (8).

次に、時刻tからtの期間のようにiin(t)の増加が止まるとiD11(t)=iin(t)となるため、PNPトランジスタ13とNPNトランジスタ17が共にカットオフするよう端子14の電圧は下降しおおむねVBIAS1とVBIAS2の中間電位に落ち着く。ここで、端子15はハイインピーダンスであるから、時刻tにおける電荷が変化することはなく、MOSトランジスタ11、12のゲート−ソース間電圧は、VGS(t)に保たれる。この時、出力電流iout(t)は、(9)式で表されるように、時刻tにおける入力電流iin(t)に比例した電流が保存される。 Next, since i D11 (t) = i in (t) when the increase in i in (t) stops as in the period from time t 1 to t 2 , both the PNP transistor 13 and the NPN transistor 17 are cut off. As a result, the voltage at the terminal 14 falls and generally settles at an intermediate potential between V BIAS1 and V BIAS2 . Here, since the terminal 15 has high impedance, the charge at time t 1 does not change, and the gate-source voltages of the MOS transistors 11 and 12 are kept at V GS (t 1 ). At this time, the output current i out (t) is stored as a current proportional to the input current i in (t 1 ) at time t 1 , as expressed by equation (9).

そして、時刻tからtの期間のようにiin(t)がiin(t)を下まわると、端子14の電圧はさらに下降するが、PNPトランジスタ17はカットオフを保ったままであるから、VGS(t)は保存されるので、出力電流iout(t)は(9)式で表される値となる。ところで、端子14の電圧がVBIAS2から約0.5〜0.7V程度下がると、NPNトランジスタ17は順方向活性領域に入ってオン状態となり、iD1(t)−iin(t)すなわちiin(t)−iin(t)の電流を流すため、端子14の電圧の下降は抑えられることになる。このため、端子14の電圧振幅を第6の実施例の場合よりも小さくすることができるから、より高速な動作が可能となる。 When i in (t) falls below i in (t 1 ) as in the period from time t 2 to t 3 , the voltage at the terminal 14 further decreases, but the PNP transistor 17 remains cut off. Since V GS (t 1 ) is stored, the output current i out (t) is a value represented by the equation (9). By the way, when the voltage at the terminal 14 decreases by about 0.5 to 0.7 V from V BIAS2 , the NPN transistor 17 enters the forward active region and is turned on, i D1 (t) −i in (t), i. Since a current of in (t 1 ) −i in (t) flows, the voltage drop at the terminal 14 is suppressed. For this reason, since the voltage amplitude of the terminal 14 can be made smaller than in the case of the sixth embodiment, a higher speed operation is possible.

次に、時刻tからtの期間のようにiin(t)を超える電流が入力され、増加し続けると、端子14の電圧は上昇しVBIAS1から約0.5〜0.7V程度上がった時点でPNPトランジスタ13が、再度順方向活性領域に入ってオン状態となり、iin(t)−iD11(t)の電流がPNPトランジスタ13を通じて端子15から流れ出しiin(t)とiD11(t)一致するよう、すなわちMOSトランジスタ11のゲート−ソース間電圧VGS(t)が、(6)式で表される値となるように端子15の電圧を上昇させる。そして、(8)式で表される入力電流に応じた出力電流iout(t)が得られることになる。 Next, when a current exceeding i in (t 1 ) is input during the period from time t 3 to time t 4 and continues to increase, the voltage at the terminal 14 rises and approximately 0.5 to 0.7 V from V BIAS1. The PNP transistor 13 again enters the forward active region when it rises to the ON state, and is turned on. The current i in (t) -i D11 (t) flows out of the terminal 15 through the PNP transistor 13 and i in (t) The voltage at the terminal 15 is increased so that i D11 (t) matches, that is, the gate-source voltage V GS (t) of the MOS transistor 11 becomes the value represented by the equation (6). Then, an output current i out (t) corresponding to the input current represented by the equation (8) is obtained.

以上の説明から、入力電流の増減に応じて上記動作を繰り返すことによって、入力電流のピーク値に応じた出力電流が得られると共に、第6の実施例よりも高速な動作が可能となることがわかる。   From the above description, by repeating the above operation according to the increase / decrease of the input current, it is possible to obtain the output current according to the peak value of the input current and to enable the operation at higher speed than the sixth embodiment. Recognize.

なお、本実施例においても、端子15に電荷ホールド用コンデンサ18を付加すること、および端子15と所定の基準電位との間にリセット用のスイッチング素子19を付加すること、および端子14と端子16に定電流源111と112を付加することは可能であり、第7および第8および第10の実施例と同様の効果が得られる。
(第13の実施例)
図14に本発明のアナログ信号処理回路による第13の実施例を示す。本実施例は、第1の実施例のNPNトランジスタの代わりにN型MOSトランジスタを用いたものである。同図において、23は端子5にドレインを接続し、端子4にソースを接続し、ゲートをVDDよりも低い基準電位(VBIAS1)に接続したN型MOSトランジスタである。図1と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施例の動作は第1の実施例の動作と同様であるが、端子4の電圧がVBIAS1からMOSトランジスタ23の閾値電圧以上下がるとMOSトランジスタ23はオンし端子5の電圧を下降させる。本実施例においても、第1の実施例と同様、入力電流のピーク値に応じた出力電流が得られる。
Also in this embodiment, the charge holding capacitor 18 is added to the terminal 15, the reset switching element 19 is added between the terminal 15 and a predetermined reference potential, and the terminals 14 and 16. It is possible to add constant current sources 111 and 112 to the same, and the same effects as in the seventh, eighth and tenth embodiments can be obtained.
(Thirteenth embodiment)
FIG. 14 shows a thirteenth embodiment of the analog signal processing circuit according to the present invention. In this embodiment, an N-type MOS transistor is used instead of the NPN transistor of the first embodiment. In the figure, reference numeral 23 denotes an N-type MOS transistor having a drain connected to the terminal 5, a source connected to the terminal 4, and a gate connected to a reference potential (V BIAS1 ) lower than V DD . The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment. However, when the voltage at the terminal 4 drops from V BIAS1 by the threshold voltage of the MOS transistor 23 or more, the MOS transistor 23 is turned on and the voltage at the terminal 5 is lowered. Let Also in this embodiment, an output current corresponding to the peak value of the input current can be obtained as in the first embodiment.

なお、本実施例においても端子5に電荷ホールド用コンデンサ8を付加すること、および端子5と所定の基準電位との間にリセット用のスイッチング素子9を付加すること、および端子4と端子5の間にスイッチング素子10を付加すること、および端子4と端子6に定電流源101と102を付加することは可能であり、第2、第3、第4および第5の実施例と同様の効果が得られる。
(第14の実施例)
図15に本発明のアナログ信号処理回路による第14の実施例を示す。本実施例は、第13の実施例の逆導電型で、第6の実施例のPNPトランジスタの代わりにP型MOSトランジスタを用いたものである。同図において、33は端子15にドレインを接続し、端子14にソースを接続し、ゲートを接地電位よりも高い基準電位(VBIAS1)に接続したP型MOSトランジスタである。図7と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施例の動作は第6の実施例の動作と同様であるが、端子14の電圧がVBIAS1からMOSトランジスタ33の閾値電圧以上上がるとMOSトランジスタ33はオンし端子15の電圧を上昇させる。本実施例においても、第6の実施例と同様、入力電流のピーク値に応じた出力電流が得られる。
In this embodiment, the charge holding capacitor 8 is added to the terminal 5, the reset switching element 9 is added between the terminal 5 and a predetermined reference potential, and the terminals 4 and 5 are connected to each other. It is possible to add the switching element 10 between them, and it is possible to add the constant current sources 101 and 102 to the terminals 4 and 6, and the same effects as those of the second, third, fourth and fifth embodiments. Is obtained.
(Fourteenth embodiment)
FIG. 15 shows a fourteenth embodiment of the analog signal processing circuit according to the present invention. This embodiment is of the reverse conductivity type of the thirteenth embodiment, and uses a P-type MOS transistor instead of the PNP transistor of the sixth embodiment. In the figure, reference numeral 33 denotes a P-type MOS transistor having a drain connected to the terminal 15, a source connected to the terminal 14, and a gate connected to a reference potential (V BIAS1 ) higher than the ground potential. The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The operation of this embodiment is the same as that of the sixth embodiment. However, when the voltage at the terminal 14 increases from V BIAS1 by the threshold voltage of the MOS transistor 33 or more, the MOS transistor 33 is turned on and the voltage at the terminal 15 is increased. Let Also in the present embodiment, an output current corresponding to the peak value of the input current can be obtained as in the sixth embodiment.

なお、本実施例においても端子15に電荷ホールド用コンデンサ18を付加すること、および端子15と所定の基準電位との間にリセット用のスイッチング素子19を付加すること、および端子14と端子15の間にスイッチング素子20を付加すること、および端子14と端子16に定電流源111と112を付加することは可能であり、第7、第8、第9および第10の実施例と同様の効果が得られる。
(第15の実施例)
図16に本発明のアナログ信号処理回路による第15の実施例を示す。本実施例は、第13の実施例の改良型で、高速動作を可能にするものであり、第11の実施例のNPNトランジスタをN型MOSトランジスタに、PNPトランジスタをP型MOSトランジスタにそれぞれ置き換えたものである。同図において、27は、ソースをMOSトランジスタ1のドレインとMOSトランジスタ23のソースとを共通接続した端子に接続し、ゲートをVDDよりも低い基準電位(VBIAS2)に接続し、ドレインをVDDよりも低い基準電位である接地電位に接続したP型MOSトランジスタである。図14と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、VBIAS1とVBIAS2の関係は、MOSトランジスタ23とMOSトランジスタ27を同時にオンすることがないような値に設定されていれば良く、特に大小関係は問わないが、VBIAS1−VBIAS2が、上記の条件を満たしつつ、できる限り大きくすることが望ましい。また、本実施例の動作は第11および第13の実施例の動作と同様であるが、端子4の電圧がVBIAS1からMOSトランジスタ23の閾値電圧以上下がるとMOSトランジスタ23はオンして端子5の電圧を下降させ、端子4の電圧がVBIAS2からMOSトランジスタ27の閾値電圧以上上がるとMOSトランジスタ27がオンすることによって、iD1(t)−iin(t)すなわちiin(t)−iin(t)の電流を流し、端子4の電圧の上昇を抑える。このため、本実施例においては、端子4の電圧振幅を第13の実施例の場合よりも小さくすることができるから、より高速な動作が可能になると共に、第11および第13の実施例と同様、入力電流のピーク値に応じた出力電流が得られる。
In this embodiment, the charge holding capacitor 18 is added to the terminal 15, the reset switching element 19 is added between the terminal 15 and a predetermined reference potential, and the terminals 14 and 15 are connected to each other. It is possible to add the switching element 20 between them, and it is possible to add the constant current sources 111 and 112 to the terminals 14 and 16, and the same effects as those of the seventh, eighth, ninth and tenth embodiments Is obtained.
(15th Example)
FIG. 16 shows a fifteenth embodiment according to the analog signal processing circuit of the present invention. This embodiment is an improved version of the thirteenth embodiment and enables high-speed operation. The NPN transistor of the eleventh embodiment is replaced with an N-type MOS transistor, and the PNP transistor is replaced with a P-type MOS transistor. It is a thing. In the figure, reference numeral 27 denotes a source connected to a terminal commonly connected to the drain of the MOS transistor 1 and the source of the MOS transistor 23, a gate connected to a reference potential (V BIAS2 ) lower than V DD , and a drain connected to the V This is a P-type MOS transistor connected to a ground potential which is a reference potential lower than DD . Constituent members that are the same as those shown in FIG. The relationship between V BIAS1 and V BIAS2 has only to be set to a value so as not to turn on simultaneously the MOS transistor 23 and MOS transistor 27, although not limited particularly magnitude relation, V BIAS1 -V BIAS2 is It is desirable to make it as large as possible while satisfying the above conditions. The operation of this embodiment is the same as that of the eleventh and thirteenth embodiments. However, when the voltage at the terminal 4 drops from V BIAS1 by the threshold voltage of the MOS transistor 23 or more, the MOS transistor 23 is turned on and the terminal 5 is turned on. When the voltage at the terminal 4 rises from V BIAS2 by the threshold voltage of the MOS transistor 27 or more, the MOS transistor 27 is turned on, thereby i D1 (t) −i in (t), i iin (t 1 ). A current of −i in (t) is supplied to suppress an increase in voltage at the terminal 4. For this reason, in this embodiment, the voltage amplitude of the terminal 4 can be made smaller than in the case of the thirteenth embodiment, so that a higher speed operation is possible, and the eleventh and thirteenth embodiments can be used. Similarly, an output current corresponding to the peak value of the input current is obtained.

なお、本実施例においても端子5に電荷ホールド用コンデンサ8を付加すること、および端子5と所定の基準電位との間にリセット用のスイッチング素子9を付加すること、および端子4と端子6に定電流源101と102を付加することは可能であり、第2および第3および第5の実施例と同様の効果が得られる。
(第16の実施例)
図17に本発明のアナログ信号処理回路による第16の実施例を示す。本実施例は、第14の実施例の改良型で、高速動作を可能にするものであり、第12の実施例のPNPトランジスタをP型MOSトランジスタに、NPNトランジスタをN型MOSトランジスタにそれぞれ置き換えたものである。同図において、37は、ソースをMOSトランジスタ11のドレインとMOSトランジスタ33のソースとを共通接続した端子に接続し、ゲートを接地電位よりも高い基準電位(VBIAS2)に接続し、ドレインを接地電位よりも高い基準電位であるVDDに接続したN型MOSトランジスタである。図15と同一構成部材については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、VBIAS1とVBIAS2の関係は、MOSトランジスタ33とMOSトランジスタ37を同時にオンすることがないような値に設定されていれば良く、特に大小関係は問わないが、VBIAS2−VBIAS1が、上記の条件を満たしつつ、できる限り大きくすることが望ましい。また、本実施例の動作は第12および第14の実施例の動作と同様であるが、端子14の電圧がVBIAS1からMOSトランジスタ33の閾値電圧以上上がるとMOSトランジスタ33はオンして端子15の電圧を上昇させ、端子4の電圧がVBIAS2からMOSトランジスタ37の閾値電圧以上下がるとMOSトランジスタ37がオンすることによって、iD11(t)−iin(t)すなわちiin(t)−iin(t)の電流を流し、端子4の電圧の下降を抑える。このため、本実施例においては、端子14の電圧振幅を第14の実施例の場合よりも小さくすることができるから、より高速な動作が可能になると共に、第12および第14の実施例と同様、入力電流のピーク値に応じた出力電流が得られる。
In this embodiment, the charge holding capacitor 8 is added to the terminal 5, the reset switching element 9 is added between the terminal 5 and a predetermined reference potential, and the terminals 4 and 6 are connected. It is possible to add the constant current sources 101 and 102, and the same effects as those of the second, third and fifth embodiments can be obtained.
(Sixteenth embodiment)
FIG. 17 shows a sixteenth embodiment of the analog signal processing circuit of the present invention. This embodiment is an improved version of the fourteenth embodiment and enables high-speed operation. The PNP transistor in the twelfth embodiment is replaced with a P-type MOS transistor, and the NPN transistor is replaced with an N-type MOS transistor. It is a thing. In the figure, reference numeral 37 denotes a source connected to a terminal in which the drain of the MOS transistor 11 and the source of the MOS transistor 33 are commonly connected, a gate connected to a reference potential (V BIAS2 ) higher than the ground potential, and a drain grounded. This is an N-type MOS transistor connected to V DD which is a reference potential higher than the potential. Constituent members that are the same as in FIG. 15 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted. Note that the relationship between V BIAS1 and V BIAS2 may be set to a value that does not turn on the MOS transistor 33 and the MOS transistor 37 at the same time. The relationship between V BIAS2 and V BIAS1 is not particularly limited. It is desirable to make it as large as possible while satisfying the above conditions. The operation of this embodiment is the same as that of the twelfth and fourteenth embodiments. However, when the voltage at the terminal 14 rises from V BIAS1 by the threshold voltage of the MOS transistor 33 or more, the MOS transistor 33 is turned on and the terminal 15 voltage is raised of the voltage of the terminal 4 is lowered than the threshold voltage of the MOS transistor 37 from the V BIAS2 by MOS transistor 37 is turned on, i D11 (t) -i in (t) i.e. i in (t 1) A current of −i in (t) is supplied to suppress the voltage drop at the terminal 4. For this reason, in this embodiment, the voltage amplitude of the terminal 14 can be made smaller than in the case of the fourteenth embodiment, so that a higher speed operation is possible, and the twelfth and fourteenth embodiments can be achieved. Similarly, an output current corresponding to the peak value of the input current is obtained.

なお、本実施例においても端子15に電荷ホールド用コンデンサ18を付加すること、および端子15と所定の基準電位との間にリセット用のスイッチング素子19を付加すること、および端子14と端子16に定電流源111と112を付加することは可能であり、第7および第8および第10の実施例と同様の効果が得られる。   In this embodiment, the charge holding capacitor 18 is added to the terminal 15, the reset switching element 19 is added between the terminal 15 and a predetermined reference potential, and the terminals 14 and 16 are connected. The constant current sources 111 and 112 can be added, and the same effects as those of the seventh, eighth and tenth embodiments can be obtained.

なお、本発明において、第1及び第2の電界効果型トランジスタでないトランジスタ(または第1および第2のトランジスタ)をバイポーラトランジスタとしたときには、第1および第2の主電極はコレクタ,エミッタ、制御電極はベースが対応し、前記トランジスタを電界効果型トランジスタとしたときには、第1および第2の主電極はドレイン,ソース、制御電極はゲートが対応すると考えればよい。
(第17の実施例)
次に、ピーク検出回路を利用した装置の一例を説明する。
In the present invention, when the transistors (or the first and second transistors) that are not the first and second field effect transistors are bipolar transistors, the first and second main electrodes are the collector, emitter, and control electrode. Can be considered to correspond to the drain and source for the first and second main electrodes and the gate for the control electrode when the transistor is a field effect transistor.
(Seventeenth embodiment)
Next, an example of an apparatus using a peak detection circuit will be described.

一般にレーザービームプリンタのようなレーザー光を用いて感光ドラム面上に画像を形成する装置は図18に示すように、レーザーダイオード1906、このレーザーをスキャンせしめるポリゴンミラー1907、レンズ系1908、反射ミラー1909、および感光ドラム1910等により構成され、光検出装置1911は前記レーザー光がある所定の位置を通過したことを検出し、2値の電気信号として水平同期信号を発生する。   In general, an apparatus for forming an image on a photosensitive drum surface using a laser beam such as a laser beam printer, as shown in FIG. 18, a laser diode 1906, a polygon mirror 1907 for scanning the laser, a lens system 1908, and a reflection mirror 1909. , And a photosensitive drum 1910, and the photodetecting device 1911 detects that the laser beam has passed a predetermined position, and generates a horizontal synchronizing signal as a binary electric signal.

この光検出装置は、図19に示すようにフォトダイオード1921と、該フォトダイオード1921の光起電流を電圧変換するところの抵抗体R1と、この光電変換出力Vpを一方の入力とし、かつ2値化のためのスレッショルドレベルを決める基準電圧Vrefを他の一方の入力とするところの電圧比較器1922とから構成されている。   As shown in FIG. 19, the photodetector includes a photodiode 1921, a resistor R 1 that converts the photocurrent of the photodiode 1921 into voltage, and the photoelectric conversion output Vp as one input, and a binary value. The voltage comparator 1922 includes a reference voltage Vref for determining the threshold level for the conversion to the other input.

しかしながら、上記図19に示される回路では電圧比較器1922の入力となる前記光電変換出力Vpと前記基準電圧Vrefとが各々独立であるがために、該光検出装置に入力される光量が変化すると前記光電変換出力Vpの振幅が変動する一方で前記基準電圧Vrefの値は一定であるので、相対的にスレッショルドレベルが変化することになる。このため、水平同期信号Voutの発生タイミングが大きく変動したり、前記光電変換出力Vpの立ち上がりあるいは立ち下がり波形がスレッショルドレベルを横切るときの傾きが異なってしまうためジッタが大幅に悪化する可能性があった。このため、経時変化や温度変化等によるレーザーパワーの変動、あるいは、ポリゴンミラー1907、レンズ系1908、反射ミラー1909の汚れによる光の透過率および反射率の悪化の影響による光量変動が、安定した画像出力を得るための障害となっていた。さらに、異なるレーザーパワーで使用する機種間での汎用性はなく、各機種毎にレーザーパワーに応じて抵抗体R1を調整するか、または、前記基準電圧Vrefを可変電圧源で構成し、これを調整しなければならない。   However, in the circuit shown in FIG. 19, the photoelectric conversion output Vp and the reference voltage Vref that are input to the voltage comparator 1922 are independent of each other, so that the amount of light input to the photodetector is changed. Since the amplitude of the photoelectric conversion output Vp varies while the value of the reference voltage Vref is constant, the threshold level changes relatively. For this reason, the generation timing of the horizontal synchronizing signal Vout may fluctuate greatly, or the slope when the rising or falling waveform of the photoelectric conversion output Vp crosses the threshold level may be different. It was. For this reason, fluctuations in laser power due to changes over time, temperature changes, etc., or fluctuations in light quantity due to the effects of light transmittance and reflectance deterioration due to contamination of the polygon mirror 1907, the lens system 1908, and the reflection mirror 1909 are stabilized. It was an obstacle to get output. Furthermore, there is no versatility between models using different laser powers, and the resistor R1 is adjusted according to the laser power for each model, or the reference voltage Vref is configured with a variable voltage source. Must be adjusted.

本実施例では、入射される光量が変化しても、安定して高精度の水平同期信号を発生することが出来る。   In this embodiment, even when the amount of incident light changes, a highly accurate horizontal synchronization signal can be generated stably.

図20は本発明の一実施例である光検出装置を示す図であり、図18に示される画像形成装置の光検出装置1911として好適に用いることができる。同図において2101は光電変換手段であるところのフォトダイオード、2102はフォトダイオード2101の出力するピーク電流値に比例する電流値を保持する手段であるところの電流モードのピークホールド回路、2103はフォトダイオード2101の出力する電流値に比例する電流値と、電流モードのピークホールド回路2102に保持された電流値とを比較する手段であるところの電流入力のコンパレータ、2104はフォトダイオード2101の出力電流に比例する電流を電流モードのピークホールド回路2102および電流入力のコンパレータ2103に伝達するためのカレントミラー回路、2105はカレントミラー回路2104をあらかじめ能動状態にしておくためのバイアス電流Ibiasを供給する定電流源、2106はバイアス電流成分をキャンセルするための電流(X−Y)・Ibiasを供給するための定電流源である。電流モードのピークホールド回路2102は、ベースを定電圧Vbiasに接続したNPNトランジスタ2107、1:Yのサイズ比を持つPMOSトランジスタ2108および2109、ホールド容量2110によって構成されており、電流入力のコンパレータ2103は、定電流源2111および2112、NPNトランジスタ2113および2114、インバータ2115により構成されている。   FIG. 20 is a diagram showing a light detection device according to an embodiment of the present invention, and can be suitably used as the light detection device 1911 of the image forming apparatus shown in FIG. In the figure, reference numeral 2101 denotes a photodiode which is a photoelectric conversion means, 2102 denotes a current mode peak hold circuit which is means for holding a current value proportional to a peak current value output from the photodiode 2101, and 2103 denotes a photodiode. A current input comparator 2104 is proportional to the output current of the photodiode 2101, which is a means for comparing the current value proportional to the current value output by the 2101 and the current value held in the peak hold circuit 2102 in the current mode. A current mirror circuit 2105 for transmitting a current to the current mode peak hold circuit 2102 and a current input comparator 2103; a constant current source 2105 for supplying a bias current Ibias for making the current mirror circuit 2104 active beforehand; 2106 is This is a constant current source for supplying current (XY) · Ibias for canceling the bias current component. The current mode peak hold circuit 2102 includes an NPN transistor 2107 having a base connected to a constant voltage Vbias, PMOS transistors 2108 and 2109 having a 1: Y size ratio, and a hold capacitor 2110. A current input comparator 2103 , Constant current sources 2111 and 2112, NPN transistors 2113 and 2114, and an inverter 2115.

フォトダイオード2101は入射光量に応じた電流Ipを出力し、カレントミラー回路2104を通じて電流モードのピークホールド回路2102に導かれる。この時、電流Ipの最大値をIpmaxとすると、PMOSトランジスタ2109のドレイン電流はY・(Ipmax+Ibias)なる電流値にホールドされる。ホールドされた電流Y・(Ipmax+Ibias)には、定電流源2106より供給されるバイアス電流成分をキャンセルするための電流(X−Y)・Ibiasが加えられることにより、電流入力のコンパレータ2103の一方の入力端子には、Y・Ipmax+X・Ibiasなる電流が注入される。また、電流入力のコンパレータ2103のもう一方の入力端子からは、カレントミラー回路2104を通じてX・(Ip+Ibias)なる電流が引き抜かれる。2つの電流入力はノードAにおいて会合し、バイアス電流成分はキャンセルされる。そして、図の矢印の向きに示されるようにノードAからノードBに向かってY・Ipmax−X・Ip、すなわちX・((Y/X)・Ipmax−Ip)なる電流が流れる。ここで、ノードAからノードBに向かって電流が流れるとノードCの電位は接地電位GNDに向かって降下するためインバータ15の出力Voutはハイレベルとなり、逆にノードBからノードAに向かって電流が流れるとノードCの電位は電源電位VDDに向かって上昇するのでインバータ15の出力Voutはロールレベルとなることが分かる。したがって、X・((Y/X)・Ipmax−Ip)>0すなわちIpmaxのY/XよりもIpが小さいときには本実施例の光検出装置はハイレベルを出力し、X・((Y/X)・Ipmax−Ip)<0すなわちIpmaxのY/XよりもIpが大きいときには本実施例の光検出装置はローレベルを出力することとなる。以上の説明から分かるように、本実施例の光検出装置ではXとYを所望の値に設定しておけば、入力光のピーク値に応じて自動的にスレッショルドレベルを決定し、入射光量の変動に関わらず常に安定して高精度の水平同期信号を得ることができる。   The photodiode 2101 outputs a current Ip corresponding to the amount of incident light, and is guided to the current mode peak hold circuit 2102 through the current mirror circuit 2104. At this time, if the maximum value of the current Ip is Ipmax, the drain current of the PMOS transistor 2109 is held at a current value of Y · (Ipmax + Ibias). The current (X−Y) · Ibias for canceling the bias current component supplied from the constant current source 2106 is added to the held current Y · (Ipmax + Ibias), whereby one of the current input comparators 2103 is A current of Y · Ipmax + X · Ibias is injected into the input terminal. Further, a current of X · (Ip + Ibias) is drawn from the other input terminal of the current input comparator 2103 through the current mirror circuit 2104. The two current inputs meet at node A and the bias current component is cancelled. Then, as indicated by the direction of the arrows in the figure, a current of Y · Ipmax−X · Ip, that is, X · ((Y / X) · Ipmax−Ip) flows from the node A to the node B. Here, when a current flows from the node A to the node B, the potential of the node C drops toward the ground potential GND, so that the output Vout of the inverter 15 becomes a high level, and conversely, the current flows from the node B to the node A. When the current flows, the potential of the node C rises toward the power supply potential VDD, so that the output Vout of the inverter 15 becomes a roll level. Therefore, when X · ((Y / X) · Ipmax−Ip)> 0, that is, Ip is smaller than Yp / X of Ipmax, the photodetector of this embodiment outputs a high level, and X · ((Y / X ) · Ipmax−Ip) <0, that is, when Ip is larger than Yp / X of Ipmax, the photodetector of this embodiment outputs a low level. As can be seen from the above description, in the photodetector of this embodiment, if X and Y are set to desired values, the threshold level is automatically determined according to the peak value of the input light, and the incident light amount Regardless of fluctuations, a highly accurate horizontal synchronization signal can be obtained stably and constantly.

また、本実施例によれば、レーザー光を用いて感光ドラム面上に画像を形成する画像形成装置用の光検出装置において、光電変換手段と、該光電変換手段のピーク値を保持する手段と、前記保持されたピーク値に応じて参照レベルを発生する手段と、水平同期信号を電気的に発生せしめるための前記光電変換手段の出力と前記発生された参照レベルとを比較する手段とを備えることにより、安定した画像出力を得ることのできる画像形成装置を提供することが可能となり、さらに、異なるレーザーパワーを使用する機種においても、光検出装置に照射される入射光量の最大値をメモリし、自動的にスレッショルドレベルを決定するので、機種による調整が不要で、きわめて汎用性の高い光検出装置および画像形成装置を提供することが可能となる。   Further, according to the present embodiment, in the photodetection device for an image forming apparatus that forms an image on the photosensitive drum surface using laser light, the photoelectric conversion means and the means for holding the peak value of the photoelectric conversion means; Means for generating a reference level according to the held peak value, and means for comparing the output of the photoelectric conversion means for electrically generating a horizontal synchronization signal with the generated reference level. As a result, it is possible to provide an image forming apparatus capable of obtaining a stable image output. Further, even in a model using a different laser power, the maximum value of the incident light amount irradiated to the light detection device is stored in memory. Since the threshold level is automatically determined, it is possible to provide an extremely versatile photodetector and image forming apparatus that do not require adjustment by model. That.

なお、本実施例で用いた電流モードのピークホールド手段2102の回路形式および電流入力のコンパレータ2103の回路形式を、他の回路形式に置き換えることはもちろん可能であるし、フォトダイオード2101の出力電流を電流モードのピークホールド手段2102および電流入力のコンパレータ2103に伝達する手段としてカレントミラー2104を用いているが他の電流伝達手段を用いても、もちろん構わない。また、言うまでもないが本実施例の逆導電型の素子を用いた構成も可能であり同様の効果を得ることができる。   Of course, the circuit format of the current mode peak hold means 2102 and the circuit format of the current input comparator 2103 used in this embodiment can be replaced with other circuit formats, and the output current of the photodiode 2101 can be changed. Although the current mirror 2104 is used as a means for transmitting to the current mode peak hold means 2102 and the current input comparator 2103, other current transfer means may of course be used. Needless to say, a configuration using the reverse conductivity type element of this embodiment is also possible, and the same effect can be obtained.

本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るピークホールド回路の動作の一例を説明するための電流波形図である。It is a current waveform diagram for demonstrating an example of operation | movement of the peak hold circuit based on this invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 本発明に係るアナログ信号処理回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for explaining an example of an analog signal processing circuit according to the present invention. 像形成装置の構成の主要部の一例を説明するための模式的斜視図である。2 is a schematic perspective view for explaining an example of a main part of the configuration of the image forming apparatus. FIG. 同期信号を得るための回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for demonstrating an example of the circuit for obtaining a synchronizing signal. 本発明に係るアナログ信号処理回路を有する同期信号を得るための回路の一例を説明するための概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram for demonstrating an example of the circuit for obtaining the synchronizing signal which has the analog signal processing circuit which concerns on this invention. 電圧モードのピークホールド回路の一例を示す概略的回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows an example of the peak hold circuit of a voltage mode.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、27、33 PMOSトランジスタ
3、17 NPNトランジスタ
4、14 電流入力端子
5、15 電荷ホールド端子
6、16 電流出力端子
8、18、207 電荷ホールド用コンデンサ
9、10、19、20、206 スイッチング素子
9A、10A、19A、20A パルス信号入力端子
101、102、111、112 定電流源
11、12、23、37 NMOSトランジスタ
7、13 PNPトランジスタ
203、204 ダイオード
201、202 演算増幅器
205 抵抗
208 電圧入力端子
209 電圧出力端子
1, 2, 27, 33 PMOS transistor 3, 17 NPN transistor 4, 14 Current input terminal 5, 15 Charge hold terminal 6, 16 Current output terminal 8, 18, 207 Charge hold capacitor 9, 10, 19, 20, 206 Switching element 9A, 10A, 19A, 20A Pulse signal input terminal 101, 102, 111, 112 Constant current source 11, 12, 23, 37 NMOS transistor 7, 13 PNP transistor 203, 204 Diode 201, 202 Operational amplifier 205 Resistance 208 Voltage Input terminal 209 Voltage output terminal

Claims (1)

ゲートを共通接続とし、ソースを第1の基準電位に接続した第1および第2の電界効果型トランジスタと、
前記第1および第2の電界効果型トランジスタのゲートに第1の主電極を接続し、前記第1の電界効果型トランジスタのドレインに第2の主電極を接続し、第2の基準電位に制御電極を接続した第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタとは異なる導電型であって、前記第1の電界効果型トランジスタのドレインと前記第1のトランジスタの第2の主電極との接続部に第2の主電極を接続し、第3の基準電位に制御電極を接続し、第4の基準電位に第1の主電極を接続した第2のトランジスタと、を有し、
前記第2の基準電位と前記第3の基準電位の差を、前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタが同時にオンすることがない値に設定したアナログ信号処理回路。
First and second field effect transistors having a gate connected in common and a source connected to a first reference potential;
A first main electrode is connected to the gates of the first and second field effect transistors, a second main electrode is connected to the drain of the first field effect transistor, and controlled to a second reference potential. A first transistor with electrodes connected;
The second main electrode is connected to a connection portion between the drain of the first field effect transistor and the second main electrode of the first transistor, the conductivity type being different from that of the first transistor. A second transistor having a control electrode connected to a third reference potential and a first main electrode connected to a fourth reference potential;
An analog signal processing circuit in which a difference between the second reference potential and the third reference potential is set to a value that does not turn on the first transistor and the second transistor at the same time.
JP2005235709A 1998-01-14 2005-08-16 Analog signal processing circuit Expired - Fee Related JP4174501B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005235709A JP4174501B2 (en) 1998-01-14 2005-08-16 Analog signal processing circuit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP544998 1998-01-14
JP2005235709A JP4174501B2 (en) 1998-01-14 2005-08-16 Analog signal processing circuit

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP00457499A Division JP3787449B2 (en) 1998-01-14 1999-01-11 Analog signal processing circuit

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005351909A JP2005351909A (en) 2005-12-22
JP2005351909A5 JP2005351909A5 (en) 2006-08-31
JP4174501B2 true JP4174501B2 (en) 2008-11-05

Family

ID=35586486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005235709A Expired - Fee Related JP4174501B2 (en) 1998-01-14 2005-08-16 Analog signal processing circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4174501B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024060007A1 (en) * 2022-09-20 2024-03-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 Conversion apparatus, photovoltaic system, and control method
CN118500540B (en) * 2024-07-17 2024-10-01 上海瑞柯恩激光技术有限公司 Laser parameter detection circuit, method and laser

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005351909A (en) 2005-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4123791B2 (en) Light emitting element driving apparatus and light emitting element driving system
US5488415A (en) Solid-state image pickup device having a photoelectric conversion detection cell with high sensitivity
US5233180A (en) Light sensor having an integration circuit
KR100635959B1 (en) Current stabilization circuit, current stabilization method, and solid-state imaging apparatus
EP3440833A1 (en) Sample and hold based temporal contrast vision sensor
US20060125461A1 (en) Constant voltage generator and electronic equipment using the same
US9640700B2 (en) Optical sensor, and electronic apparatus
JP4229210B2 (en) Light emitting element driving apparatus and light emitting element driving system
JP3787449B2 (en) Analog signal processing circuit
US9599506B2 (en) Optical sensor and electronic apparatus with a first auxiliary current and current amplifier
JP4174501B2 (en) Analog signal processing circuit
US10520961B2 (en) Reference voltage generator
US7729399B2 (en) Semiconductor laser driving circuit less susceptible to noise interference
US5801581A (en) Comparison detection circuit
JP3673705B2 (en) Current-voltage converter and printer using the same
US6356065B1 (en) Current-voltage converter with changeable threshold based on peak inputted current
JP3843666B2 (en) Laser diode drive circuit and image recording apparatus
JP2004288868A (en) Driver for light emitting device
JP3461257B2 (en) Detection circuit and device using this detection circuit
KR20050087354A (en) Photo cell and the gain controlling method thereof
JP3280616B2 (en) Photoelectric conversion device
JPH07245533A (en) Gate-grounded amplifier and image sensor with amplifier
JP2005262481A (en) Light beam emission controller
JPH0540038A (en) Optical comparator
HK1001794B (en) Detection circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060712

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071016

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071214

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080801

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110822

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120822

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120822

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130822

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees