JPS5992618A - Level shifting circuit - Google Patents
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- JPS5992618A JPS5992618A JP57202921A JP20292182A JPS5992618A JP S5992618 A JPS5992618 A JP S5992618A JP 57202921 A JP57202921 A JP 57202921A JP 20292182 A JP20292182 A JP 20292182A JP S5992618 A JPS5992618 A JP S5992618A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はレベルシフト回路に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a level shift circuit.
1−
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来のレベルシフト回路を第1図乃至第4図に示す。第
1図に示す例はダイオードを用いてシフトする方式の回
路である。すなわち、入力端子P1に印加された入力信
号はトランジスタQ11゜ダイオードD111D12を
介してシフトされ、出力端子P2に導びかれる。この回
路のレベルシフト量(入力端子P1と出力端子22間の
電位差)vLsは
v=v+v+v ・・・ (1)L8
!Ill Di DI但しV
□1:トランジスタQllのベース・エミッタ間順方向
降下電圧
■D1:ダイオードDi 1の順方向降下電圧VD2:
ダイオードDI11の順方向降下電圧となる。1- [Technical background of the invention and its problems] Conventional level shift circuits are shown in FIGS. 1 to 4. The example shown in FIG. 1 is a circuit using a diode for shifting. That is, the input signal applied to the input terminal P1 is shifted through the transistor Q11° and the diode D111D12, and is guided to the output terminal P2. The level shift amount (potential difference between input terminal P1 and output terminal 22) vLs of this circuit is v=v+v+v... (1) L8
! Ill Di DI However V
□1: Forward drop voltage between base and emitter of transistor Qll ■D1: Forward drop voltage of diode Di 1 VD2:
This becomes the forward voltage drop of the diode DI11.
しかしながら、上記構成の場合、製造誤差や温度変動に
よってトランジスタQ11やダイオードDi 11 D
I 2の特性が所望の値から変動すると、レベルシフト
量vLsが変動してしまう欠点がある。また、レベルシ
フト量vL□はダイオードの9−
数によって決まるが、レベルシフト量vLsを大きくし
たい場合、ダイオードの数が多くなる欠点がある。However, in the case of the above configuration, the transistor Q11 and the diode Di 11 D
There is a drawback that when the characteristic of I2 changes from a desired value, the level shift amount vLs changes. Further, the level shift amount vL□ is determined by the number of diodes, but when it is desired to increase the level shift amount vLs, there is a drawback that the number of diodes increases.
第2図に示す例は定電流源Illを用いる方式を示す。The example shown in FIG. 2 shows a method using a constant current source Ill.
この回路のレベルシフ) Jl Vt、sは、V =
V +RI ・・・ (2)LB
BZ& B B但し、v!l、l、a:
トランジスタQ1!のペース−エミッタ間順方向降下電
圧
R8: 抵抗R11の抵抗値
I8: 定電流源I目の電流
この回路は、定電流源II、の回路設計に於いて、回路
素子の特性の変動の補償及び温度補償を考慮した回路設
計をすることが要求され、回路設計が複紺になる。また
定電流源Illとしては、トランジスタのペース電圧を
制御することにより、そのコレクタ電流を一定に保ち、
これを電流■8とする回路が用いられる。しかしながら
、この場合、上述したような電流源トランジスタのペー
ス側に不要の信号成分が乗ると、電流11の値が変化し
、これによシレペルシフト量vLmが変化してしまう欠
点がある。また、レベルシフ)i−VL、はIILやR
aによって決まるが、これを大きくする為に、Iaを大
きくすると消費電力が増大し、Raを大きくすると周波
数特性が悪化する欠点がある。The level shift of this circuit) Jl Vt,s is V =
V + RI... (2) LB
BZ & B B However, v! l, l, a:
Transistor Q1! Forward voltage drop between pace and emitter R8: Resistance value I8 of resistor R11: Current of constant current source I This circuit is designed to compensate for variations in the characteristics of circuit elements and to It is required to design a circuit that takes temperature compensation into consideration, and the circuit design becomes complex. In addition, as a constant current source Ill, by controlling the pace voltage of the transistor, the collector current is kept constant,
A circuit is used in which this current is set to 8. However, in this case, there is a drawback that if an unnecessary signal component is placed on the pace side of the current source transistor as described above, the value of the current 11 changes, thereby changing the Schlepel shift amount vLm. Also, level shift) i-VL, IIL and R
However, if Ia is increased in order to increase Ia, power consumption will increase, and if Ra is increased, frequency characteristics will deteriorate.
また、第1図及び第2図に示す回路はシフト方向がいず
れも高レベルから低レベルへノ一方向のみであシ、これ
とは逆の方向へはこのままでは設計変更できない欠点が
ある。Further, the circuits shown in FIGS. 1 and 2 are shifted only in one direction from high level to low level, and there is a drawback that the design cannot be changed in the opposite direction.
第3図及び第4図は低レベルから高レベルにレベルシフ
ト可能なように構成された例を示すものである。第3図
は第1図と同様にダイオードを用いる方式であり、第4
図は第2図と同様に定電流源を用いる方式である。これ
ら、第3図及び第4図の回路もそれぞれ前述した第1図
。FIGS. 3 and 4 show an example in which the level can be shifted from a low level to a high level. Figure 3 shows a method using diodes as in Figure 1;
The figure shows a method using a constant current source as in Figure 2. The circuits shown in FIGS. 3 and 4 are also similar to those shown in FIG. 1, respectively.
第2図の回路と同様の欠点を有することは当然であるが
、さらに次のような欠点を有する。It goes without saying that this circuit has the same drawbacks as the circuit shown in FIG. 2, but it also has the following drawbacks.
まず、集積回路では、PNP )ランジスタとしては一
般に、ラテラルPNP )ランジスタやサブストレート
PNP )ランジスタが用いられる。この秤のPNP
)ランジスタFiNPN)ランジスタに比べて電流増幅
率が低く、入力インピーダンスが但いという欠点を有す
る。したがって、入力段にPNP )ランジスタを用い
ている第3図、第4図の回路では、NPN )ランジス
タを用いている第1図、第2図の回路に比べ、入力イン
ピーダンスが低いという欠点を有する。First, in integrated circuits, lateral PNP) transistors and substrate PNP) transistors are generally used as PNP) transistors. PNP of this scale
)FiNPN) Compared to transistors, the current amplification factor is lower and the input impedance is low. Therefore, the circuits shown in Figures 3 and 4 that use PNP) transistors in the input stage have the disadvantage of lower input impedance than the circuits shown in Figures 1 and 2 that use NPN) transistors. .
また、第3図及び第4図の回路は電源依存性を有する。Further, the circuits shown in FIGS. 3 and 4 are dependent on power supply.
す々わち、第3図の回路では電源電圧が変動すると、ト
ランジスタQ11に流れる電流が変化し、トランジスタ
Qllのペース・エミッタ間順方向降下電圧V□1.温
度係数が変化する欠点を有する。第4図の回路では、定
電流源Illの電流源トランジスタのペースバイアス電
圧が電源電圧に依存して決まることが多く、シたがって
、電源電圧が変動すると、電流I が変動し、レベルシ
フト量vLsが変動する欠点を有する。That is, in the circuit of FIG. 3, when the power supply voltage fluctuates, the current flowing through the transistor Q11 changes, and the forward drop voltage V□1. It has the disadvantage that the temperature coefficient changes. In the circuit of FIG. 4, the pace bias voltage of the current source transistor of the constant current source Ill is often determined depending on the power supply voltage. Therefore, when the power supply voltage fluctuates, the current I fluctuates and the level shift amount It has the disadvantage that vLs fluctuates.
この発明は上記の事情に対処すべくなされた5−
もので、集積回路化に好適で、かつ回路構成が簡単で、
常に安定したレベルシフトを行なうこトカできるレベル
シフト回路を提供することを目的とする。This invention was made in order to cope with the above-mentioned circumstances, and is suitable for integrated circuits, has a simple circuit configuration,
It is an object of the present invention to provide a level shift circuit that can always perform stable level shifting.
この発明は、入力信号の入力端子と入力信号の動作点電
位端間にトランジスタのペース・エミッタ電流路及び抵
抗の直列回路から成る信号入力用回路を設け、この信号
入力用回路に流れる電流値の電流が流れる上記トランジ
スタの能動負荷と、この能動負荷と対をなしカレントミ
ラー動作により上記入力用回路に流れる電流に対応する
電流を流す定電流源トランジスタと、この定電流源トラ
ンジスタに直列に挿入して成る信号出力回路を設け、カ
レントミラー動作によって前記信号入力回路を流れる電
流に対応する電流を信号出力回路に供給するように構成
したものである。This invention provides a signal input circuit consisting of a pace emitter current path of a transistor and a series circuit of resistors between an input terminal of an input signal and an operating point potential terminal of the input signal, and a current value flowing through the signal input circuit is An active load of the above transistor through which current flows, a constant current source transistor that is paired with this active load and causes a current corresponding to the current flowing in the above input circuit to flow through current mirror operation, and a constant current source transistor inserted in series with this constant current source transistor. The signal output circuit is configured to supply a current corresponding to the current flowing through the signal input circuit to the signal output circuit by current mirror operation.
以下、図面を参照してこの発明の実施例を詳6−
細に説明する。第5図は第1の実施例を示す回路図であ
る。入力端子P1はトランジスタ(htのペースに接続
され゛ている。このトランジスタQ21のエミッタは抵
抗R21を介して接地され、コレクタはトランジスタQ
22のコレクタに接続されている。このトランジスタQ
22のコレクタはペースにダイオード接続さね、このペ
ースはさらにトランジスタQ23のペースに接続されて
いる。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 5 is a circuit diagram showing the first embodiment. The input terminal P1 is connected to the transistor (ht).The emitter of this transistor Q21 is grounded via the resistor R21, and the collector is connected to the transistor Q21.
It is connected to 22 collectors. This transistor Q
The collector of Q22 is diode-connected to the pace, which in turn is connected to the pace of transistor Q23.
トランジスタQ221Q23のエミッタは電源V。0に
接続されている。トランジスタ(hsのコレクタはダイ
オード接続のトランジスタQ24のコレクタとペースと
の接続中点に接続されている。The emitter of the transistor Q221Q23 is the power supply V. Connected to 0. The collector of the transistor (hs) is connected to the connection midpoint between the collector of the diode-connected transistor Q24 and the pace.
トランジスタQ24のエミッタは抵抗R23の一端に接
続され、抵抗R22の他端は定電圧源E21の正側電極
に接続されている。レベルシフト量に関与する定電圧源
E21の負電極は接地されている。前記トランジスタQ
Csのコレクタには出力端子P!が設けられている。The emitter of transistor Q24 is connected to one end of resistor R23, and the other end of resistor R22 is connected to the positive electrode of constant voltage source E21. The negative electrode of the constant voltage source E21, which is involved in the amount of level shift, is grounded. The transistor Q
The collector of Cs has an output terminal P! is provided.
なお、トランジスタ(hunchsはカレントミラー回
路を成す。したがって、第5図はトランジスタ(htの
コレクタ・エミッタ電流路をカレントミラー回路の入力
端側に接続し、トランジスタQ24のコレクタ・エミッ
タ電流路を出力端側に接続した構成となっている。カレ
ントミラー回路は、トランジスタ(hgのコレクタに流
れる入力電流に北側した出力電流をトランジスタQ21
のコレクタに流すものである。Note that the transistor (hunchs) forms a current mirror circuit. Therefore, in FIG. The current mirror circuit connects the output current north of the input current flowing to the collector of the transistor (hg) to the transistor Q21.
It is sent to the collector of
上記構成に於いて動作を説明する。入力端子P1には、
例えばアース電位を動作点とする信号が印加される。今
、トランジスタQ2 * * Q雪sの特性を等しくす
れば、カレントミラー動作により、トランジスタQt
を及び抵抗R11に流れる電流とトランジスタQza及
び抵抗R2!に流れる電流とが等しくなる。このような
条件の基で、さらに、トランジスタにhzQz4の特性
を等しくすれば、これらトランジスタ(ht、Ch4の
ペース・エミッタ間順方向降下電圧を等しくすることが
できる。上記構成によれば、出力端子Ptには利得はそ
のままにして、動作点がアース電位から定電圧源E!!
の定電圧にレベルシフトされた信号が得られる。The operation in the above configuration will be explained. The input terminal P1 has
For example, a signal whose operating point is ground potential is applied. Now, if the characteristics of the transistor Q2 * * Qs are made equal, then due to the current mirror operation, the transistor Qt
and the current flowing through the resistor R11, the transistor Qza, and the resistor R2! The current flowing through becomes equal. Under these conditions, if the characteristics of hzQz4 are made the same for the transistors, the forward drop voltages between the pace and emitter of these transistors (ht, Ch4) can be made equal. According to the above configuration, the output terminal The gain remains unchanged for Pt, and the operating point changes from ground potential to constant voltage source E!!
A signal whose level is shifted to a constant voltage is obtained.
出力端子P2の電位を式を使って表わすと次のようにな
る。今、トランジスタQ21−Q24のペース電流がこ
れらトランジスタQ21〜(h 4のコレクタ電流に比
べて無視できる程小さいとする。The potential of the output terminal P2 can be expressed using the following equation. Now, assume that the pace currents of transistors Q21-Q24 are negligibly small compared to the collector currents of transistors Q21-(h4).
入力端子PIに例えば電圧v1なる直流レベルの信号が
印加されたとすると、そのときの出力端の直流電圧レベ
ルv2は、
但しE8:定電圧源E21の定電圧
V□、vBzb:それぞれトランジスタQ21゜Q24
(7)ペース・エミッタ間順方向降下電圧
Ra、Rb:それぞれ抵抗R21+ R2*の抵抗値
となる。式(4)を変形すると、
となる。ここで、ペース・エミッタ間のダイオ9−
−ド特性に依存しないように
V= = Ea+ v、 −(5)なる関
係が得られるようにする為には、Rb
−=1 ・・・ (7)R。For example, if a DC level signal of voltage v1 is applied to the input terminal PI, the DC voltage level v2 at the output terminal at that time is as follows.
(7) Pace-emitter forward drop voltage Ra, Rb: Each has a resistance value of resistor R21+R2*. When formula (4) is transformed, it becomes. Here, in order to obtain the relationship V = = Ea + v, - (5) so as not to depend on the diode characteristics between the pace emitter, Rb - = 1 ... (7 )R.
トランジスタQ21とQ24+Qt鵞とQCsの特性を
抵抗値を等しくすることによって得られる。The characteristics of transistors Q21, Q24+Qt and QCs can be obtained by making their resistance values equal.
ところで、同一半導体基板上に複数のトランジスタを集
積回路化する場合、同一形式のトランジスタであればそ
れらの特性を相対的に精度良く所望の値に設定すること
ができる。この場合、製造誤差あるいは温度質化によっ
て各トランジスタの特性が所望の値から変動したとじて
も、全てのトランジスタの特性の変動傾向が同じと々る
ので、特性の比だけは依然として一定に保つことができ
る。したがって、第5図の回路に於いて、トランジスタ
(hz+(haの特性の比を1:1にすることは容易で
アシ、さらにトランジスタ(ht+(h4の特性の比を
1:1にすることも容易であるから、トランジスタQ2
11Q24に流れる電流(厳密にはエミッタの電流の電
流また、同様に同一半導体基板上に複数の抵抗確実にI
Kすることができる。By the way, when a plurality of transistors are integrated on the same semiconductor substrate, the characteristics of transistors of the same type can be set to desired values with relatively high accuracy. In this case, even if the characteristics of each transistor vary from the desired value due to manufacturing errors or temperature changes, the tendency of the characteristics of all transistors to change is the same, so it is necessary to keep only the ratio of characteristics constant. I can do it. Therefore, in the circuit shown in FIG. Because it is easy, transistor Q2
The current flowing in 11Q24 (strictly speaking, the current of the emitter).Similarly, it is also possible to ensure that multiple resistors I
K can.
したがって、第5図の回路では式(5)で示されるよう
ガ出力電圧v2を確実に得ることができる。Therefore, the circuit shown in FIG. 5 can reliably obtain the output voltage v2 as shown in equation (5).
そして、この場合、定電圧源E21の定電圧E1がレベ
ルシフト量となるから、この電圧EILを適宜設定する
ことによシ、入力信号の動作点を次段の回路に合った動
作点に変換することができる。In this case, the constant voltage E1 of the constant voltage source E21 becomes the amount of level shift, so by setting this voltage EIL appropriately, the operating point of the input signal is converted to an operating point suitable for the next stage circuit. can do.
以上詳述したようにこの実旋例は、入力端子P1とアー
ス間に、1個のトランジスタ(htのペース・エミッタ
間電流路と1゛個の抵抗R11との直列回路から成る信
号入力回路を設け、定電圧源E21と出力端子22間に
、信号入力回路と同じく1個のトランジスタQ24のペ
ース・エミッタ間電流路と1個の抵抗R22から成る信
号出力回路を設け、カレントミラー回路によって上記両
回路に等しいバイアス電流を供給するようにしたもので
ある。この場合、信号出力回路には入力電圧v1と等し
い電圧が発生し、これが定電圧源E21から発生される
定電圧E、に応じて適宜レベルシフトされ、出力端子P
?に導出される。As detailed above, this practical example has a signal input circuit consisting of a series circuit of one transistor (ht) pace-emitter current path and one resistor R11 between the input terminal P1 and the ground. A signal output circuit consisting of one pace-emitter current path of one transistor Q24 and one resistor R22 is provided between the constant voltage source E21 and the output terminal 22, and the above two are connected by a current mirror circuit. This circuit is designed to supply an equal bias current to the circuit.In this case, a voltage equal to the input voltage v1 is generated in the signal output circuit, and this is changed as appropriate according to the constant voltage E generated from the constant voltage source E21. Level shifted, output terminal P
? is derived.
上記構成によれば、カレントミラー回路の入力端側の回
路と出力端側の回路によって、回路素子の特性の変動を
相殺されるので、回路素子の特性が変動しても、常に所
望のレベルシフト量を確保することができる。According to the above configuration, the circuit on the input end side and the circuit on the output end side of the current mirror circuit cancel out fluctuations in the characteristics of the circuit elements, so even if the characteristics of the circuit elements change, the desired level shift is always achieved. quantity can be secured.
また、独立的に設けられた定電圧源El! 1の定電圧
E、を適宜選定することによって、種々様々なレベルシ
フトlを設定することができる。この場合、定電圧Ea
を正電圧あるいは負電圧に選ぶことによって、低レベル
から高レベルあるいけ高レベルから低レベルへといった
両方向のレベルシフトを実現することが可能である。In addition, an independently provided constant voltage source El! By appropriately selecting the constant voltage E of 1, various level shifts l can be set. In this case, constant voltage Ea
By selecting a positive voltage or a negative voltage, it is possible to realize a level shift in both directions, such as from a low level to a high level or from a high level to a low level.
ここで上記のように入力側のトランジスタと出力側のト
ランジスタとのペース・エミッタ特性が等しくペース・
エミッタ電圧がvIIEであるとすると上述した(4)
式は、
で一般的に示される。Here, as mentioned above, the pace emitter characteristics of the transistor on the input side and the transistor on the output side are equal.
Assuming that the emitter voltage is vIIE, the above (4)
The formula is generally denoted by .
n:Qzz+Q*sが構成するカレントミラー回路の電
流比。n: Current ratio of the current mirror circuit constituted by Qzz+Q*s.
k:出力回路側に接続されたダイオード(PN接合)の
個数。k: Number of diodes (PN junction) connected to the output circuit side.
上記(4)7式でV□の係数項が零となるように、kを
設定すれば、入力端子P!での直流レベルは出力端子P
2で温度賛化の影響をうけることなくレベル変換される
。If k is set so that the coefficient term of V□ becomes zero in the above equation (4)7, input terminal P! The DC level at output terminal P
At 2, the level is converted without being affected by temperature favor.
接合電圧■Blによる影響をうけずに直流レベルを定め
て設定し、その上で出力回路に挿入するダイオードの個
数kを定めれば、■□の変化によゐ影響をうけることな
く直流変換レベル量を定めることができる。力お、抵抗
Rbは、後述する第11図に示す例のように、抵抗R1
Bm抵抗R抵抗で分割されて出力側に接続された場合に
はその合成抵抗を示す。If the DC level is determined and set without being affected by the junction voltage ■Bl, and then the number k of diodes to be inserted into the output circuit is determined, the DC conversion level can be adjusted without being affected by changes in ■□. The amount can be determined. In addition, the resistance Rb is the resistance R1 as shown in the example shown in FIG. 11 described later.
When the Bm resistance is divided by the R resistance and connected to the output side, the combined resistance is shown.
また、定電圧源Eztは定電圧E1を大きくしても、消
費電力が大きくなったシ、周波数特性が悪化したシする
ことのないようにすることができる。Furthermore, even if the constant voltage E1 of the constant voltage source Ezt is increased, it is possible to prevent power consumption from increasing and frequency characteristics from deteriorating.
また、電源電圧が変動してもトランジスタ(hz+(h
sの電流が変わることがないので、入力端子P1での利
得を保ったまま入力信号を出力端子P2に導びくことが
できる。しかも、定電圧源E21を例えば第6図のよう
に構成すれば、定電圧Eaが電源電圧の変動の影響を受
けないようにすることができる。以上から電源電圧の変
動の影響を受けないレベルシフトを行表うことかできる
。なお、第6図はダイオード接続のトランジスタQCs
、(haとツェナーダイオードI)itを直列接続した
ものである。このような構成によれば、常に一定な電圧
Eaを得ることができ、かつ温度係数を零にすることが
できる。In addition, even if the power supply voltage fluctuates, the transistor (hz+(h
Since the current of s does not change, the input signal can be guided to the output terminal P2 while maintaining the gain at the input terminal P1. Moreover, if the constant voltage source E21 is configured as shown in FIG. 6, for example, the constant voltage Ea can be prevented from being affected by fluctuations in the power supply voltage. From the above, it is possible to perform a level shift that is not affected by fluctuations in the power supply voltage. Note that FIG. 6 shows a diode-connected transistor QCs.
, (ha and Zener diode I)it are connected in series. According to such a configuration, a constant voltage Ea can always be obtained, and the temperature coefficient can be made zero.
また、入力段にNPN )ランジスタQ!1を用いてい
るので入力インピーダンスが高い。In addition, an NPN) transistor Q! is used in the input stage. 1 is used, so the input impedance is high.
また、上記のような構成であれは、低い電源電圧しか利
用できないような場合でも有利である。Furthermore, the above configuration is advantageous even in cases where only a low power supply voltage can be used.
第7図乃至第10図はそれぞれ信号入力回路と信号出力
回路の異なる構成を示す回路図である。まず、第7図は
トランジスタ(htのエミッタと抵抗R21との間にダ
イオード接続のトランジスタQ27を順方向に接続した
ものである。このような場合でも、例えば、出力端子P
2とトランジスタ(haのコレクタとの間にダイオード
接続のトランジスタ(hsを順方向に挿入することによ
シ、トランジスタ(htの両端電圧分をトランジスタ(
hsで確保することができるので、先の式(5)を得る
ことができる。7 to 10 are circuit diagrams showing different configurations of the signal input circuit and the signal output circuit, respectively. First, FIG. 7 shows a diode-connected transistor Q27 connected in the forward direction between the emitter of the transistor (ht) and the resistor R21.Even in such a case, for example, the output terminal P
By inserting a diode-connected transistor (hs) in the forward direction between the collector of the transistor (ht) and the collector of the transistor (ht), the voltage across the transistor (ht) is
Since it can be secured by hs, the above equation (5) can be obtained.
第8図は、信号入力回路側ではトランジスタQ21のエ
ミッタをアースに直結し、ペースと入力端間に抵抗1h
aを挿入したものである。そして、信号出力回路側では
、トランジスタQ24のペースとコレクタ間に抵抗R1
3と等しい抵抗値の抵抗R24を挿入したものである。Figure 8 shows that on the signal input circuit side, the emitter of transistor Q21 is directly connected to ground, and a 1h resistor is connected between the pin and the input terminal.
A has been inserted. On the signal output circuit side, a resistor R1 is connected between the pace and collector of the transistor Q24.
A resistor R24 having a resistance value equal to 3 is inserted.
このような構成では、トランジスタQ鵞teQzaのエ
ミッタ電流が略等しいので、そのペース電流も略等しく
、シたがって、抵抗1h31R14の両端電圧も略等し
い。その結果、トランジスタQ!4のコレクタとエミッ
タ間には入力電圧v1に略等しい電圧が発生し、出力電
圧V、は削成(5)と同じようになる。In such a configuration, since the emitter currents of the transistors Q and Qza are approximately equal, their pace currents are also approximately equal, and therefore the voltages across the resistors 1h31R14 are also approximately equal. As a result, transistor Q! A voltage approximately equal to the input voltage v1 is generated between the collector and emitter of No. 4, and the output voltage V, is the same as that of the ablation (5).
第9図は先の第8図に於いて、トランジスタ(hxのペ
ースとアース間に抵抗R211を挿入し、トランジスタ
(h4のペースとエミッタ間に抵抗R2aと抵抗値が等
しい抵抗R218を挿入したものである。このような構
成に於いても、トランジスタ(h4のコレクタとエミッ
タ間に入力電圧v1に略等しい電圧を発生させることが
できる。Figure 9 shows a diagram in which a resistor R211 is inserted between the pace of the transistor (hx) and the ground in Figure 8, and a resistor R218 with the same resistance value as the resistor R2a is inserted between the pace and emitter of the transistor (h4). Even in such a configuration, a voltage approximately equal to the input voltage v1 can be generated between the collector and emitter of the transistor (h4).
第10図は、トランジスタ(h 1のペースとアース間
にダイオード接続のトランジスタQzeを順方向に接続
し、さらにトランジスタQ21のペースと入力端子21
間に抵抗R27を挿入したものである。そし、て、トラ
ンジスタQ24のエミッタには、第5図と同じく抵抗1
hzが挿入されている。この場合、抵抗R27* R2
2の抵抗値は等しくされている。このような構成では、
トランジスタ(hz+(hsはカレントミラー回路を成
し、トランジスタQ21に流れる電流と等しい電流がト
ランジスタQ2・に流れる。したがって、トランジスタ
Q2mと抵抗R1γから成る回路はトランジスタ(h4
と抵抗R22から成る回路と同じょうに動作し、定電圧
源Eztと出力端子22間に入力17−
電圧v1に略等しい電圧が得られる。In FIG. 10, a diode-connected transistor Qze is connected in the forward direction between the pace of the transistor (h1) and the ground, and the transistor Qze is further connected between the pace of the transistor Q21 and the input terminal 21.
A resistor R27 is inserted between them. Then, the emitter of the transistor Q24 is connected to the resistor 1 as shown in FIG.
hz is inserted. In this case, the resistance R27* R2
The two resistance values are made equal. In such a configuration,
The transistor (hz+(hs) forms a current mirror circuit, and a current equal to the current flowing through the transistor Q21 flows through the transistor Q2. Therefore, the circuit consisting of the transistor Q2m and the resistor R1γ is the transistor (h4
The circuit operates in the same way as the circuit consisting of the resistor R22 and the resistor R22, and a voltage approximately equal to the input 17-voltage v1 is obtained between the constant voltage source Ezt and the output terminal 22.
以上は入力信号に対する利得が1となるように構成され
た回路について説明したが、利得を1以外の整数倍にす
ることも可能である。第11図は例えば、利得を2倍に
するように構成された場合を示す。すなわち、トランジ
スタQ23のコレクタと定電圧源Ellの正側電極との
間に、トランジスタQ24と抵抗R12から成る回路と
同じよう外接続構成を有する回路を2個直列にして挿入
したものである。この場合、トランジスタQ24+Qs
oは特性が等しく、抵抗1h 雪11h aは抵抗値が
等しくなるようにしである。Although the circuit configured so that the gain with respect to the input signal is 1 has been described above, it is also possible to make the gain a multiple of an integer other than 1. FIG. 11 shows, for example, a case where the gain is doubled. That is, two circuits having an external connection configuration similar to the circuit consisting of the transistor Q24 and the resistor R12 are inserted in series between the collector of the transistor Q23 and the positive side electrode of the constant voltage source Ell. In this case, transistor Q24+Qs
o have the same characteristics, and resistance 1h, snow 11h, and a have the same resistance value.
このような構成によれば、定電圧源E!1の正側電極と
トランジスタQ鵞4のコレクタ間、トランジスタQ24
のコレクタとトランジスタQsoのコレクタ間にそれぞ
れ入力電圧v1と等しい電圧が発生する。したがって、
出力端子P2には、2倍に増幅され、動作点が定電圧E
、tでレベルシフトされた信号が得られる。 ”
出力電圧v2を式を使って表わすと、
18−
但し、V□c: トランジスタQaoのペース・エミッ
タ間順方向降下電圧
Rc: 抵抗R2aの抵抗値
とカる0ここで、 v、、aw v、、b= vBIc
、 R。According to such a configuration, the constant voltage source E! Between the positive electrode of transistor Q1 and the collector of transistor Q4, transistor Q24
A voltage equal to the input voltage v1 is generated between the collector of the transistor Qso and the collector of the transistor Qso. therefore,
The output terminal P2 is amplified twice and has an operating point at a constant voltage E.
, t, a level-shifted signal is obtained. ”
Expressing the output voltage v2 using the formula, 18- However, V□c: Forward drop voltage between the pace and emitter of the transistor Qao Rc: The resistance value of the resistor R2a plus 0 Here, v,, aw v, , b= vBIc
, R.
=Rb=Rcであるから、
V2 = EIL+ 2V1− (91となる。同
様の方法で、直列接続される回路数を増やすことによシ
、3倍以上整数倍の利得を得ることができる。=Rb=Rc, so V2 = EIL+ 2V1- (91) In a similar manner, by increasing the number of circuits connected in series, it is possible to obtain a gain of 3 or more times an integral number.
第12図は次段の回路が複数あって、各回路の入力動作
点が異なる場合に効率良く構成されたレベルシフト回路
を示すものである。この場合は、例えば第5図に示すよ
うな回路を複数設ける必禦はなく、カレントミラー回路
の出力用のトランジスタを複数にし、各出力用のトラン
ジスタに例えば第5図で説明したような信号出力用回路
を接続すればよい。第12図は入力動作点が異なる次段
の回路が2個存在する場合の構成を示す。すシわち、カ
レントミラー回路の出力用のトランジスタQs1はトラ
ンジスタQzsと同一特性を有し、このトランジスタQ
s 1のコレクタ側に接続されるトランジスタQsz及
び抵抗R2eはそれぞれトランジスタ(h4及び抵抗R
22と同一特性を有し、かつ同一接続構成となっている
。したがって、出力端子P3には、入力電圧v1の動作
点を定電圧源14+1の定電圧Ebまでレベルシフトし
た出力電圧v3が得られる。FIG. 12 shows a level shift circuit that is efficiently constructed when there are a plurality of next-stage circuits and each circuit has a different input operating point. In this case, it is not necessary to provide multiple circuits as shown in FIG. 5, for example, but it is necessary to provide multiple output transistors of the current mirror circuit, and each output transistor has a signal output as explained in FIG. 5, for example. All you need to do is connect the circuit. FIG. 12 shows a configuration in which there are two next-stage circuits with different input operating points. That is, the output transistor Qs1 of the current mirror circuit has the same characteristics as the transistor Qzs, and this transistor Qs1 has the same characteristics as the transistor Qzs.
The transistor Qsz and resistor R2e connected to the collector side of s1 are transistors (h4 and resistor R2e), respectively.
It has the same characteristics as No. 22 and has the same connection configuration. Therefore, an output voltage v3 obtained by level-shifting the operating point of the input voltage v1 to the constant voltage Eb of the constant voltage source 14+1 is obtained at the output terminal P3.
Vs = Eb+ Vi ・” (10
)したがって、定電圧源Ez 1 * El Hの定電
圧E。Vs = Eb + Vi・” (10
) Therefore, the constant voltage E of the constant voltage source Ez 1 * El H.
Ebを適宜選定することによシ、出力端子P1+P3に
はここに接続される次段の回路の入力動作点までレベル
シフトされた信号を得ることができる。By appropriately selecting Eb, it is possible to obtain at the output terminals P1+P3 a signal whose level is shifted to the input operating point of the next stage circuit connected thereto.
第13図は、トランジスタQss+Qs4、抵抗R36
” Rs a 、定電流源211で構成された次段の差
動増幅回路へレベルシフトされた信号を供給する構成を
示すものである。すなわち、差動対を成す一方のトラン
ジスタQssのペースは出力端子P2に接続され、他方
のトランジスタQ84のペースは定電圧源E21の正側
!極へ接続されている。このような構成によれば、トラ
ンジスタQ!13IQ114のペースへは、共に定電圧
源Eziの定電圧Eaを基準にしてバイアスが供給され
るので、電圧Eaの変動で差動入力電圧が変動すること
がなく、入力電圧v1のみを差動入力として供給するこ
とができる。そして、負荷抵抗R32゜Ttssの抵抗
値を適宜設定することによシ、出力端子P3+P4に入
力電圧■lを増幅した電圧を得ることができる。Figure 13 shows transistors Qss+Qs4 and resistor R36.
"Rsa" shows a configuration in which a level-shifted signal is supplied to the next-stage differential amplifier circuit composed of a constant current source 211.In other words, the pace of one transistor Qss forming the differential pair is equal to the output The pace of the other transistor Q84 is connected to the positive terminal of the constant voltage source E21. According to such a configuration, the pace of the transistor Q!13IQ114 is connected to the constant voltage source Ezi. Since the bias is supplied based on the constant voltage Ea of the voltage Ea, the differential input voltage does not fluctuate due to fluctuations in the voltage Ea, and only the input voltage v1 can be supplied as a differential input. By appropriately setting the resistance value of R32°Ttss, a voltage obtained by amplifying the input voltage ■l can be obtained at the output terminals P3+P4.
なお、この発明は先の実施例に限定されるものではない
。例えば、第5図に於いて、定電圧源E21の定電圧E
1を零にすれば、レベルシフト量を零にすることができ
る。言い換えれば回路を単にインピーダンス変換回路と
して利用することができる。また、カレントミラー回路
としては、第5図等で示した構成のものに限らないとと
も勿論である。Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in FIG. 5, the constant voltage E21 of the constant voltage source E21 is
If 1 is set to zero, the level shift amount can be set to zero. In other words, the circuit can be used simply as an impedance conversion circuit. Furthermore, it goes without saying that the current mirror circuit is not limited to the configuration shown in FIG. 5 and the like.
21−
このようにこの発明によれば、集積回路に好適で、かつ
回路構成が簡単で、常に安定したレベルシフトを行なう
ことができるレベルシフト回路を提供することができる
。21- Thus, according to the present invention, it is possible to provide a level shift circuit that is suitable for integrated circuits, has a simple circuit configuration, and can always perform stable level shifting.
第1図乃至第4図はそれぞれ従来のレベルシフト回路の
異なる例を示す回路図、第5図はこの発明に係るレベル
シフト回路の第1の実施例を示す回路図、第6図乃至第
13図はそれぞれこの発明の第2の実施例乃至第9の実
施例を示す回路図である。
pt・・・入力端子、P!IP11・・・出力端子、v
cc・・・電・源、Ezt *E22・・・定電圧源、
工21・・・定電流源、Cht〜Q34・・・トランジ
スタ、Rx 1〜R4S・・・ 抵抗、D!l・・・ツ
ヱナーダイオード。
出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦22−
□17.1
13図1 to 4 are circuit diagrams showing different examples of conventional level shift circuits, FIG. 5 is a circuit diagram showing a first embodiment of the level shift circuit according to the present invention, and FIGS. 6 to 13 are circuit diagrams showing different examples of conventional level shift circuits. The figures are circuit diagrams showing second to ninth embodiments of the present invention, respectively. pt...input terminal, P! IP11...output terminal, v
cc...power/source, Ezt *E22...constant voltage source,
Engineering 21... Constant current source, Cht~Q34... Transistor, Rx 1~R4S... Resistor, D! l...Zener diode. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue 22- □17.1 Figure 13
Claims (1)
入力信号の動作点電位端との間に入力トランジスタのペ
ース・エミッタ間電流路と抵抗との直列回路を形成して
成る信号入力用回路と、前記入力トランジスタの能動負
荷と、との能動負荷に流れる電流に応じた電流を流す定
−電流源トランジスタと、この定電流源トランジスタの
電流路に設けた出力端子と、この出力端子が接続された
電流路に介在接続されレベルシフト量を決めるに供する
定電圧源とこの定電圧ノ 源と前記出力端子間に介在接続した少なくとも一つのP
N接合と抵抗回路を有する出力回路とを具備したレベル
シフト回路。[Claims] A series circuit including an input terminal to which an input signal is applied, and a pace-emitter current path of an input transistor and a resistor is formed between this input terminal and an operating point potential end of the input signal. a signal input circuit consisting of a signal input circuit, an active load of the input transistor, a constant current source transistor that flows a current corresponding to the current flowing through the active load, and an output terminal provided in the current path of the constant current source transistor; , a constant voltage source interveningly connected to the current path to which the output terminal is connected and serving to determine the level shift amount, and at least one P interveningly connected between the constant voltage source and the output terminal.
A level shift circuit comprising an N junction and an output circuit having a resistance circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57202921A JPH0669140B2 (en) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | Level shift circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57202921A JPH0669140B2 (en) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | Level shift circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5992618A true JPS5992618A (en) | 1984-05-28 |
JPH0669140B2 JPH0669140B2 (en) | 1994-08-31 |
Family
ID=16465363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57202921A Expired - Lifetime JPH0669140B2 (en) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | Level shift circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0669140B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1982-11-19 JP JP57202921A patent/JPH0669140B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0669140B2 (en) | 1994-08-31 |
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