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zoom RSS Exponential Converter Using Emitter-Common Array

<<   作成日時 : 2010/11/21 23:25   >>

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【トランジェント解析をすると発振します。ブレッドボードなどで確認してください。ゴメンナサイ。2012年1月】

温度補償した指数変換回路で、まだ公開していない回路がありました。

これまで紹介した温度補償の原理で、エミッタコモントランジスタアレイ(Emitter Common Transistor Array)を使った指数変換回路を考えました。エミッタコモントランジスタアレイは、LEDドライバーなど多数の品種があり、CA3045, 3046, 3086、TD62507より入手が容易です。

画像
Schematic of Exponential Converter Using Emitter-Common Transistor Array.


トランジスタが飽和しないようにと考えると、かなり簡単な回路になりました。ただしU2に温度ドリフトの小さいオペアンプが必要です。一応単電源でも動作します。

U1とQ1、Q2で対数変換=指数変換による乗算器を構成しています。U2とQ3、Q4で指数変換回路を構成しています。乗算器のQ1とQ2のベースに26mVのずれがかかっていると、利得の温度特性が丁度、指数変換回路の温度特性のうちスケールに関する部分をキャンセルするようになります。

乗算器の出力はQ2のコレクタ電流です。これをU2で、Q3をダイオード接続にした電圧に積み上げて、Q4のベースに供給しています。Q4が指数変換を行います。Q3がQ4の温度特性のうち平行移動に関する部分の補償になっています。Q2を飽和させないためでもあります。

ちょっと不便なところがあります。出力電流の最小値があり、それ以下に下げることができません。この最小電流はQ3を流れる電流、つまりR9と電源電圧で決まります。また入力の加算器にオフセットがあるのがちょっと使いにくいです。何でも接続できるモジュラーにするには、別途加算器が必要です。

ここではトランジスタは4個しか使っていませんが、余ったトランジスタで少しだけ性能を上げることもできそうです。
エミッタコモントランジスタアレイ(TD62501など)は、トランジスタが7個か8個入っているものが多いようです。

○最終のトランジスタQ4を並列にして、エミッタ抵抗の影響を少なくすることができます。

○温度補償のトランジスタQ3を並列にして、Q3を流す電流を多くすれば、U2のバイアス電流の影響を小さくすることができます。Q3に流す電流を変えなければ、最小電流を小さくできます。ただしQ2が飽和する可能性について注意する必要が出てきます。

○もう1組、指数変換回路を作ることができます。Q3は共用にします。

一応シミュレータでの特性です。10mA近くまできれいな直線です。温度を0度から40度まで変えてもほぼ重なっています。電流が小さいほうは、上記のとおり、下限が現れています。

画像
Linearity and Temperature Characteristics.



おわり

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