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2026年8月8日

2026年8月 8日 (土)

トランスリニア分類法:TRANSLINEAR CIRCUITS: A PROPOSED CLASSIFICATION

トランスリニアはもともと IC用の回路だ。 バラ部品では成立しない。演算回路であってリニア動作は対数がでてくるので困難。

Analog002_2

Translinearcircuit

差動入力回路は、スイッチング回路だから、歪発生装置。信号レンジはバラ部品で組んで66dBが上限。

SEPP部もスイッチング回路。 

「トランジスタ回路ではスイッチング動作を上手に使うこと」。

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1:

Type A(交互型 / Alternating Loop)  代表例: ギルバート・マルチプライヤ(乗算器。スイッチ回路)のコア部分

2:

Type B(スタック型 / Stacked Loop)代表例: 二乗アンプ、RMS-DCコンバータ

Bb

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2. 電流の極性による分類(一方向性と双方向性)
回路に入力・出力される電流の性質によって分類します。
  • 一方向性トランスリニア回路(Unidirectional)
    • 特徴: すべてのブランチ(枝)を流れる電流が、常に一定の方向(正の方向)にしか流れない回路です。BJT(バイポーラトランジスタ)が順方向バイアスでのみ動作するという物理的制約に素直に従った基本形です。
  • 双方向性トランスリニア回路(Bidirectional / Class-AB)
    • 特徴: 正負両方の信号(双方向の電流)を扱える回路です。静止状態(無信号時)には小さなバイアス電流(定電流)を流しておき、信号が入るとプッシュプル動作(Class-AB:スイッイング動作)をすることで、広いダイナミックレンジと低消費電力を両立させます。

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3. 時間特性による分類(静的と動的)
論文発表当時は「静的」が主流でしたが、この分類法がベースとなり、後に「動的」へと拡張されました。
  • スタティック(静的)トランスリニア回路
    • 特徴: 回路内にキャパシタ(コンデンサ)を含まない、または無視できる回路。入力電流に対して、遅延なく瞬時に代数演算(掛け算、割り算など)を行います。
  • ダイナミック(動的)トランスリニア回路
    • 特徴: トランスリニア・ループのノードにキャパシタを結合した回路。電流の代数演算だけでなく、微分方程式を処理できるようになります。これにより、高性能な「ログドメイン・フィルタ」などの連続時間フィルタ回路が構築できます。

変節点は3つ存在する。

Graph

変節点を明示した動特性(ONE CHIP内での特性)

。

Graph2

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回路をバラ部品で構成するとこの挙動になる。 

トランスリニア信者がバラ部品で構成するとこんな動作。

Graph3

+VCC(正電源)
|
========+======== <-- 正電源の共通ライン

| |
[ I0 ] | <-- Q1に流す定電流源

| |
| C(コレクタ) | C(コレクタ)
v v
+-------+ +-------+

| Q1 | | Q2 |
----| (PNP) | +---| (PNP) | <-- 上側PNPペア
+-------+ | +-------+

| E | | E
| | |
+-------+ | <-- 【重要】Q1とQ2のベース(B)同士が結合

| |
| E(エミッタ) | E(エミッタ)
v v
Input ===*===============*=== Output(双方向出力ライン)
(入力) | |

| C(コレクタ) | C(コレクタ)
^ ^
+-------+ +-------+

| Q3 | | Q4 |
----| (NPN) | +---| (NPN) | <-- 下側NPNペア
+-------+ | +-------+

| E | | E
| | |
+-------+ | <-- 【重要】Q3とQ4のベース(B)同士が結合

| |
[ I0 ] | <-- Q3から引く定電流源

| |
========+======== <-- 負電源の共通ライン
|
-VEE(負電源)

演算回路例


Analog01

トランスリニアバイアス??? :ユニティゲイン・バッファアンプ(利得1の電圧追従回路)

LOW OFFSET UNITY GAIN BUFFER  AMPLIFER

Harris01_2

US5218321.pdfをダウンロード

特開H07-502383(特開平07-502383)は 農薬ですよ。大丈夫ですか 

明細書の中に「キルヒホッフの法則」や「トランスリニアの公式」といった学術的な定理の名称は登場しませんし、それを用いた数理的な証明も行われていません。  

誰が嘘をふくらましたか?  

Harris02

Harris03

Yy22

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このハリス社の回路図から、

Harris01_3

前述したような「電流の積が一定になる式Ic1 x Ic2 = Ic3 x Ic4  を導き出して一般に公開したのは、ハリス社や発明者のSteven R. Jost氏ではなく、

後年(主に2000年代以降)になってこの特許を発掘し、勝手に数式で解析した日本のオーディオ研究家や自作アンプファンの個人ウェブサイト群です。

後年のファンによる個人解析記事を、さも「1990年にハリス社が公式に発表した特許の数式である」ようにとらえておるのは間抜け。 英語特許読んでごらんよ。

「トランスリニアバイアス」っていう英文解説は不存在。

Translinear biasing: トランスリニア原理を用いたバイアス手法は存在する。

トランスリニアは、多重変調回路( TRを抵抗レスでスイッチング動作させるIC 内部回路 :1974年執筆)。論文表題は TRANSLINEAR CIRCUITS: A PROPOSED CLASSIFICATION。

Analog002

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特許 要点:無信号時のアイドリング安定化。 信号動作は対象外。

米国特許US5,218,321は、入力トランジスタのコレクタ電流を能動的なバッファ(221, 321)で補正し、出力段(211, 311)のベース間電圧を能動的に制御することで、DC電圧オフセットの低減と静止電流の安定化を実現する構成を記述しています。

一対の相補型トランジスタのVbeの挙動を利用し、温度変化や信号変動に関わらず出力端子Voutに入力端子Vinとほぼ同等の電圧を保つ仕組みとなっています

ハリス社の特許(US5,218,321)において、動的補償(ダイナミック・コンペンセーション)に関する言及は一切ありません。当該特許は、静的なDCオフセットの相殺および無信号時のアイドリング電流の安定化を対象としています。

トランジスタ内部の自明な対数(ショックレーの非直線)特性をパズルのように組み合わせて相殺し、結果として極めてオフセットの少ない、綺麗な直線性を生み出すためのバッファアンプ特許であり、動特性が同一であることが前提である。 つまりIC内部でしか成立しない。
 
 

Harris04

トランジスタの特性が同一だと 身勝手に信仰しておる人間がバラ部品で使う回路だよ。日立製作所からの論文(1960年代)を読んだほうがいいよ。

 
 
 
 

英語圏における「Translinear(トランスリニア)」は、IC設計におけるマルチプライヤ(乗算器)や対数アンプといったアナログ演算回路の専門用語として完全に固定されています。

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まめ知識です。 歴史は正しく後世につたえましょうね。

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