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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」。

**********************************

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

***********************************

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

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