JPS5946128B2 - 可変抵抗回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子回路により構成される可変抵抗回路に関す
るものである。

特に、双曲線的な可変特性を得ることのできるもので、
ディジタルコード信号あるいはパルス時間幅信号により
制御することのできる可変抵抗回路に関する。

トランジスタのコレクタ・エミッタ間、あるいは電界効
果トランジスタのドレイン・ソース間に現われろ等価抵
抗値を、ベースあるいはゲート電極の入力信号により制
御して可変抵抗値を得る回路が従来から知られている。

これらは、トランジスタや電界効果トランジスタ等の素
子の特性を直接に利用するもので、抵抗可変範囲が狭く
、多くは２乗特性あるいは３７２乗％性等、制御信号に
対して単純な応答の得られない欠点がある。

またこれらの制御信号はアナログ電圧あるいは電流であ
り、適用される回路と調和しないことが多い。

本発明は、電界効果トランジスタあるいはトランジスタ
等の素子の特性にかかわらず、入力信号に対して広い範
囲で反比例（双曲線）特性を有する可変抵抗回路を提供
することを目的とする。

また、入力制御信号として、ディジタルコード信号ある
いはパルス時間幅信号によることのできる可変抵抗回路
を提供することを目的とする。

本発明は電界効果トランジスタのドレイン電極とゲート
電極に設けられたループ回路を制御し、この電界効果ト
ランジスタのドレイン電極およびソース電極の間に生じ
る等価抵抗と、ソース電極に直列に接＠された基準抵抗
Ｒ６の和を利用するよう備えられたものである。

以下図面を用いて詳しく説明する。

第１図は本発明の実施例回路構成図である。

図で１，２は可変抵抗回路の抵抗値を与えるための端子
、３は入力信号端子を示す。

ＡＨｅ Ａｚ Ｇ２増幅器、Ｆは可変電位変換回路、Ｑ
は電界効果トランジスタ、Ｒｏは基準抵抗器を示す。

端子１はバッファ増幅器Ａ１を介して可変電位変換回路
Ｆに導かれている。

この制御入力は端子３より導かれ、出力は差動増幅器Ａ
２の正入力端子に導かれている。

増幅器Ａ２の出力は電界効果トランジスタＱのゲート電
極に結合され、ソース電極と増幅器Ａ２の負人力が結ば
れている。

ソース電極は基準抵抗Ｒ６を介して共通電位に接＠され
ている。

電界効果トランジスタＱはＮチャネル形である。

ここで可変電位変換回路Ｆは、増幅回路でもあるいは減
衰回路でもよく、入力電圧に変換率Ｘを乗じた電圧を出
力する回路である。

具体例については後の実施例で述べる。

このように構成された回路の動作を述べると、端子１お
よび端子２０間に電圧が与えられ、そのときに端子１，
２の間を流れる電流をｉとし、端子１，２間を外部から
見た等価抵抗實Ｒ０を求める。

端子１の電圧をＥｌ とすれば、で、増幅器Ａ、は単な
るバッファ増幅器であるので出力は同じ＜Ｅｌ である
。

可変電圧変換回路Ｆの出力点の電圧をＲ２とすれば Ｅ ＝Ｅ −Ｘ ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（の１ （ただしＸは可変電圧変換回路Ｆの変換率）となる。

増幅器Ａ２は帰還量の十分大きい差動増幅器であり、電
界効果トランジスタＱのゲート電極にはほとんど電流は
流れないので、増幅器Ａ２の両人力点で １Ｒｏ＝Ｅ２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（３）となる。

（２１式、（３）式を（１）式に代入して等価抵抗値Ｒ
８を求めると となる。

すなわち、等価抵抗値が変数Ｘに逆比例して変化する可
変抵抗回路を得ることができろ。

第２図は本発明実施例の回路構成図である。

この例では可変電位変換回路Ｆが、ディジタルコード信
号により制御されるよう構成されたものである。

この可変電位変換回路Ｆには梯子型ディジタル・アナロ
グ変換器（例えばアナログ・ディバイス社ＡＤ７５２０
）が使用され、ディジタルコード信号により人出力の電
圧比が制御される。

ここで、ディジタルコード列をり。

、Ｄｌ、・・・Ｄ、とすれば、上述べ４）式で ｘ＝−（Ｄｏ２° ＋Ｄ１２−’ ＋・−＋Ｄ Ｒ２
−ｎと表わすことができる。

第３図は本発明実施例回路構成図である。

この例では、可変電位変換回路ＦがカウンタＣＯの出力
により制御されるよう構成されている。

このように制御することにより、第４図または第５図に
示すような変化を示す可変抵抗値を得ることができる。

第４図、第５図は可変抵抗値の時間変化を示す図である
。

また第３図の例では、増幅器Ａ２の出力を抵抗器Ｒ１と
Ｒ２により電圧分割して増幅器Ａ３に与えるよう構成さ
れている。

Ｒ１とＲ２の値を適当に選ぶことにより、可変抵抗の変
化幅（レンジ）を任意に選ぶことができる。

すなわち、この例では等価抵抗値ＲＦ、は（→の代りに となる。

第６図は本発明実施例の回路構成図である。

この例は可変電位変換回路Ｆに、増幅器Ａ３による積分
回路を用い、スイッチＳＷを制御するよう構成したもの
である。

スイッチＳＷを周期Ｔｓ、デユーティＴＸのパルス時間
幅信号で制御すれば、抵抗値ＲＦ、はパルス時間幅によ
り可変できることになる。

すなわち、この可変電位変換回路Ｆの変換率Ｘは であるから、等価抵抗値Ｒ９は（→式からとなる。

なお、第６図の回路は可変電位変換回路Ｆの人出力で極
性が反転するので、反転増幅器Ａ４を用いている。

このほか、可変電位変換回路Ｆに減衰回路を用い、これ
をパルス時間幅信号により制御するような回路を構成し
ても、同様に実施することができる。

以上述べたように、電界効果トランジスタの素子単独の
ドレイン・ソース電極間の等価抵抗特性より広い変化幅
を備え、かつ素子単独の特性のいかんにかかわらず、人
力信号に対して双曲線的に変化することのできる可変抵
抗回路を得ることができる。

なお、本発明の回路は演算増幅器の帰還回路抵抗として
、あるいは各種渭淀器の補償抵抗として使用し特に優れ
た効果がある。

なお、上記実施例に述べた構成のほか、各種の変形回路
構成により本発明を実施することができる。

特に、バッファ増幅器、反転増幅器あるいは減衰器等を
本発明による電流通路に挿入、省略あるいは置換し、こ
れに伴い増幅器の正負入力を入れ換える等による組合せ
は、無数に考えられることは言うまでもない。

また、上記説明は電界効果トランジスタＱＫＮチャネル
形のものを用いた例を示したが、Ｐチャネル形のもので
あっても、エンハンスメント形でもディプレッション形
でも、またソース電極とドレイン電極を入れ換えても、
これに対応して差動増幅器Ａ２の正負入力を適当に選ぶ
等により、同様に本発明の回路を構成することができる
。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明実施例の回路構成図。 第２図は本発明実施例の回路構成図（ディジタルコード
信号制御）。 第３図は本発明実施例の回路構成図（バイナリカウンタ
制御）。 第４図、第５図は発生する抵抗値波形図。 第６図は本発明実施例の回路構成図（パルス時間幅信号
制御）。 １．２・・・等価抵抗端子、３・・・入力信号端子、Ａ
１−Ａ４・・・増幅器、Ｑ・・・電界効果トランジスタ
、Ｆ・・・可変電位変換回路、ＣＯ・・・カウンタ、Ｒ
ｏ・・・：基準抵抗器、Ｒ１，Ｒ２・・・抵抗器、Ｃ・
・・・コンデンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電界効果トランジスタ、この電界効果トランジスタ
   のドレイン・ソース回路に直列に接続された抵抗、前記
   電界効果トランジスタのドレインとソースのうち前記抵
   抗が接続されない方の電極の電位に外部入力信号によっ
   て制御される変換率を掛けて出力する可変電位変換回路
   、および、非反転入力端子には前記可変電位変換回路の
   出力電圧が加えられ反転入力端子には前記電界効果トラ
   ンジスタのドレインとソースのうち前記抵抗が接続され
   た力の電極の電位が加えられこれら２つの端子の電位が
   等しくなるように前記電界効果トランジスタのゲートに
   制御信号を出力する差動増幅器を具備し、前記電界効果
   トランジスタと前記抵抗の直列回路の両端を抵抗発現端
   子とする可変抵抗回路。