JPS62173807A - Constant current source bias circuit - Google Patents
Constant current source bias circuitInfo
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- JPS62173807A JPS62173807A JP61016159A JP1615986A JPS62173807A JP S62173807 A JPS62173807 A JP S62173807A JP 61016159 A JP61016159 A JP 61016159A JP 1615986 A JP1615986 A JP 1615986A JP S62173807 A JPS62173807 A JP S62173807A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、差動増幅器の定電流源バイアス回路に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a constant current source bias circuit for a differential amplifier.
従来のベース接地回路を定電流回路としてもつ差動増幅
器として昭和57年度電子通信学会総合全国大会隘43
4に示された構成を第2図に、文献「オペレーショナル
アンプ応用技術読本」 (オーム社)に示された構成を
第3図に示す。第2図において、1は入力信号端子、2
は出力信号端子、3a、3bはトランジスタで、これら
はエミッタ同志が接続されて差動増幅回路を構成してい
る。4a、4bは抵抗でそれぞれ差動増幅回路を構成す
るトランジスタ3a、3bのコレクタに接続されている
。5.13はトランジスタ、6,14.15は抵抗、1
2は電源である。また第3図において、1〜6.12は
第2図と同一のものを示し、10はトランジスタ、7,
8は抵抗である。A differential amplifier with a conventional grounded base circuit as a constant current circuit was presented at the 1981 IEICE General Conference, 43
4 is shown in FIG. 2, and the structure shown in the document ``Operational Amplifier Applied Technology Handbook'' (Ohmsha) is shown in FIG. 3. In Figure 2, 1 is an input signal terminal, 2
1 is an output signal terminal, and 3a and 3b are transistors whose emitters are connected to each other to form a differential amplifier circuit. 4a and 4b are resistors connected to the collectors of transistors 3a and 3b, respectively, forming a differential amplifier circuit. 5.13 is a transistor, 6, 14.15 is a resistor, 1
2 is a power source. In addition, in FIG. 3, 1 to 6.12 indicate the same things as in FIG. 2, 10 is a transistor, 7,
8 is resistance.
次に動作について説明する。入力信号端子1より入力さ
れた信号は差動増幅されて出力信号端子2へ出力される
。この時の差動増幅器の利得Gは次式で表わされる。゛
kT
ここでeは電気素量、IOはベース接地されたトランジ
スタ5で構成する定電流源を流れる電流、Rcはトラン
ジスタ3a、3bのコレクタに接続された抵抗4a、4
bの抵抗値である。kはボルツマン定数、Tは絶対温度
、αはエミッタ電流とコレクタ電流の比である。Next, the operation will be explained. A signal input from input signal terminal 1 is differentially amplified and output to output signal terminal 2. The gain G of the differential amplifier at this time is expressed by the following equation.゛kT Here, e is the elementary charge, IO is the current flowing through the constant current source composed of the transistor 5 whose base is grounded, and Rc is the resistor 4a, 4 connected to the collector of the transistor 3a, 3b.
b is the resistance value. k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and α is the ratio of emitter current to collector current.
定電流源にベース接地回路が用いられるのは、ベース接
地回路の出力インピーダンスが非常に高いため、差動増
幅器の同相抑圧比を高くできるからである。The reason why a common base circuit is used as a constant current source is because the output impedance of the common base circuit is very high, so that the common mode suppression ratio of the differential amplifier can be increased.
第2図の構成において、定電流源を流れる電流I(iは
、抵抗14.15と、ベースとコレクタを短絡してダイ
オード接続したトランジスタ13のベース・エミッタ間
電圧とによって与えられるベース接地回路へのバイアス
電圧と、抵抗6によって決定され、次式により表わされ
る。In the configuration shown in FIG. 2, the current I flowing through the constant current source (i is the base-grounded circuit given by the resistor 14.15 and the base-emitter voltage of the transistor 13 whose base and collector are short-circuited and connected as a diode). It is determined by the bias voltage of , and the resistor 6, and is expressed by the following equation.
RO
R3+R4
ここでR3,R4,ROはそれぞれ抵抗14,15.6
、VBE3. VBE4はトランジスタ5,130ベ
ース・エミッタ間電圧、■CCは電源12の電圧である
。この第2式から第2図の構成においては、電源電圧の
変化、及び温度変化による抵抗値やトランジスタのベー
ス・エミッタ間電圧の変動によりVQが変化するため電
流■0が変化することがわかる。RO R3+R4 Here, R3, R4, and RO are resistances of 14 and 15.6, respectively.
, VBE3. VBE4 is the base-emitter voltage of the transistor 5, 130, and CC is the voltage of the power supply 12. From this second equation, it can be seen that in the configuration of FIG. 2, the current 0 changes because VQ changes due to changes in the power supply voltage, changes in resistance value due to temperature changes, and changes in the voltage between the base and emitter of the transistor.
第3図に示す構成は、電源電圧変動に対する電位■0の
変化を抑圧するようにしたもので、この構成では電源電
圧が変化して電流源9を流れる電流が変わっても、上記
電位v□への影響はトランジスタ10の電流増幅率をβ
とすれば1/βに抑圧される。また、定電流源を流れる
電流IQは、トランジスタ5.10のベース・エミッタ
間電圧と抵抗7.8 (R1,R2)によって決定され
、次式によって表わされる。The configuration shown in FIG. 3 is designed to suppress changes in the potential V□0 due to fluctuations in the power supply voltage. The effect on the current amplification factor of the transistor 10 is β
If so, it will be suppressed to 1/β. Further, the current IQ flowing through the constant current source is determined by the base-emitter voltage of the transistor 5.10 and the resistor 7.8 (R1, R2), and is expressed by the following equation.
ミッタ間電圧である。第3式から第3図の構成において
は、電源電圧の変化に対して電位VQは安定であるが、
温度変化に対してはトランジスタ10のベース・エミッ
タ間電圧の変動が(1+R1/R2)倍されるため電位
VQの変化が大きく、電流IQが変化することがわかる
。This is the voltage across the transmitter. In the configuration shown in Equation 3 and Figure 3, the potential VQ is stable against changes in the power supply voltage, but
It can be seen that in response to a temperature change, the change in the base-emitter voltage of the transistor 10 is multiplied by (1+R1/R2), so the change in the potential VQ is large and the current IQ changes.
従来の差動増幅回路は以上のように構成されているので
、差動増幅器の電流電圧や温度が変化すると、第1式に
おける定電流源を流れる電流IQ、抵抗Rc、絶対温度
Tが変化してしまうため、差動増幅器の利得が変動して
しまうという問題点があった。Since the conventional differential amplifier circuit is configured as described above, when the current voltage or temperature of the differential amplifier changes, the current IQ flowing through the constant current source, the resistance Rc, and the absolute temperature T in the first equation change. Therefore, there was a problem in that the gain of the differential amplifier fluctuated.
本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、電源電圧、温度の両方の変動に対して差動増幅
器の利得を安定に保つことができる定電流源バイアス回
路を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and provides a constant current source bias circuit that can keep the gain of a differential amplifier stable against fluctuations in both power supply voltage and temperature. With the goal.
c問題点を解決するための手段〕
この発明に係る定電流源バイアス回路は、電源電圧及び
温度が変化した場合、差動増幅器の利得を安定とするよ
うに定電流源の電流を制御するようにしたものである。Means for Solving Problem c] The constant current source bias circuit according to the present invention controls the current of the constant current source so as to stabilize the gain of the differential amplifier when the power supply voltage and temperature change. This is what I did.
この発明においては、電源電圧及び温度が変化した場合
、定電流源のバイアスを変えて差動増幅器の利得を安定
とするように定電流源電流を制御できる。In this invention, when the power supply voltage and temperature change, the constant current source current can be controlled by changing the bias of the constant current source to stabilize the gain of the differential amplifier.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図は本発明の一実施例による差動増幅器の構成を示し、
図において、1は入力信号端子、2は出力信号端子、3
a、3bはトランジスタで、これらはエミッタ同志が接
続されて差動増幅回路を構成している。4a、4bは抵
抗で差動増幅回路を構成するトランジスタ3a、3bの
コレクタに接続されている。5はトランジスタでベース
接地され差動増幅器の定電流源となっている。6゜7.
8は抵抗、9は電流源、10.11はトランジスタ、1
2は電源である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure shows the configuration of a differential amplifier according to an embodiment of the present invention,
In the figure, 1 is an input signal terminal, 2 is an output signal terminal, and 3 is an input signal terminal.
Transistors a and 3b have their emitters connected to form a differential amplifier circuit. 4a and 4b are resistors connected to the collectors of transistors 3a and 3b forming a differential amplifier circuit. A transistor 5 whose base is grounded serves as a constant current source for the differential amplifier. 6゜7.
8 is a resistor, 9 is a current source, 10.11 is a transistor, 1
2 is a power source.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
本実施例では電源電圧及び温度が変動した場合、差動増
幅器の利得を示す上記第1式の定電流源電流■o、コレ
クタに接続された抵抗Rc、絶対温度Tが変化するが、
ここで定電流源電流IQを制御することにより安定な利
得を得ることができる。In this embodiment, when the power supply voltage and temperature fluctuate, the constant current source current o in the first equation indicating the gain of the differential amplifier, the resistor Rc connected to the collector, and the absolute temperature T change.
Here, a stable gain can be obtained by controlling the constant current source current IQ.
第1図において、ベース接地による定電流回路を構成す
るトランジスタ5のベースの電位をVQとすると、vo
は次のように表わされる。In FIG. 1, if the base potential of transistor 5 constituting a constant current circuit with a common base is VQ, then vo
is expressed as follows.
ここで、R1,R2はそれぞれ抵抗7,8の値を示し、
VBEl、 VBE2はそれぞれトランジスタ10.
11のベース・エミッタ間電圧を示す。電源12が変動
した場合、電流源9を流れる電流が変化しても、VQに
与える影響はトランジスタの電流増幅率をβとすれば1
/βに抑圧されるため、電源12の電圧変動による定電
流源電流IQの変化は大きく抑圧され、差動増幅器の利
得は安定である。Here, R1 and R2 indicate the values of resistors 7 and 8, respectively,
VBEl and VBE2 are transistors 10.
11 shows the base-emitter voltage of No. 11. When the power supply 12 fluctuates, even if the current flowing through the current source 9 changes, the effect on VQ is 1 if the current amplification factor of the transistor is β.
/β, changes in the constant current source current IQ due to voltage fluctuations of the power supply 12 are largely suppressed, and the gain of the differential amplifier is stable.
また、トランジスタ5をベース接地して構成される定電
流源を流れる電流IQは、第4式で示されるトランジス
タ5のベース電位VQにより次のように表わされる。Further, a current IQ flowing through a constant current source configured with the base of the transistor 5 being grounded is expressed as follows using the base potential VQ of the transistor 5 expressed by the fourth equation.
ここで、RQは抵抗6、VBE3はトランジスタ5のベ
ース・エミッタ間電圧である。第1.4.5式から差動
増幅器の利得Gは
・・・(6)
ここで、ICI、IC2,IC3はそれぞれトランジス
タ10,11.5のコレクタ電流である。Here, RQ is the resistor 6, and VBE3 is the base-emitter voltage of the transistor 5. From equation 1.4.5, the gain G of the differential amplifier is...(6) Here, ICI, IC2, and IC3 are the collector currents of transistors 10 and 11.5, respectively.
温度が変化した場合、抵抗は温度係数をもつため抵抗値
は変わるが、温度係数が同じであるならば抵抗比は温度
によらず一定となる。第6式において、コレクタ電流の
比を表わす項の温度係数が同符号となるようにコレクタ
電流を設定し、抵抗R1とR2の値を調整することによ
り温度係数を打消すことができる。このように本実施例
では第6式で表わされる差動増幅器の利得を電源電圧及
び温度の両方の変動に対して安定に保つようにすること
ができる。When the temperature changes, the resistance value changes because the resistance has a temperature coefficient, but if the temperature coefficient remains the same, the resistance ratio remains constant regardless of the temperature. In Equation 6, the temperature coefficients can be canceled by setting the collector currents so that the temperature coefficients of the terms representing the ratio of collector currents have the same sign, and adjusting the values of resistors R1 and R2. In this way, in this embodiment, the gain of the differential amplifier expressed by the sixth equation can be kept stable against fluctuations in both the power supply voltage and temperature.
なお、上記実施例ではベース接地電流回路のバイアス回
路に電流源を用いたものを示したが、これは抵抗を用い
てもよい。In the above embodiment, a current source is used as the bias circuit of the common base current circuit, but a resistor may be used instead.
以上のように、この発明にかかる定電流源バイアス回路
によれば、差動増幅器の利得を電源電圧及び温度の両方
の変動に対して同時に安定となるように構成したので、
差動増幅器を広い温度及び電源電圧範囲で使用できる効
果がある。As described above, according to the constant current source bias circuit according to the present invention, the gain of the differential amplifier is configured to be stable against fluctuations in both power supply voltage and temperature at the same time.
This has the advantage that the differential amplifier can be used over a wide temperature and power supply voltage range.
第1図はこの発明の一実施例による差動増幅器の構成図
、第2図、第3図はそれぞれ従来のベース接地回路を定
電流回路としてもつ差動増幅器の構成図である。
図において、1は入力信号端子、2は出力信号端子、3
はトランジスタ、4は抵抗、5はトランジスタ、6,7
.8は抵抗、9は電流源、10゜11はトランジスタ、
12は電源、13はトランジスタ、14.15は抵抗で
ある。
なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram of a differential amplifier according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are block diagrams of differential amplifiers each having a conventional common base circuit as a constant current circuit. In the figure, 1 is an input signal terminal, 2 is an output signal terminal, and 3 is an input signal terminal.
is a transistor, 4 is a resistor, 5 is a transistor, 6, 7
.. 8 is a resistor, 9 is a current source, 10°11 is a transistor,
12 is a power supply, 13 is a transistor, and 14.15 is a resistor. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
回路において、 バイアス電流を供給する電流源と、 この電流源に直列に接続されたトランジスタと、このト
ランジスタのコレクタ・ベース間に接続された抵抗と、 上記トランジスタのベース・エミッタ間に直列に接続さ
れた抵抗及びダイオード接続トランジスタとを備えたこ
とを特徴とする定電流源バイアス回路。(1) In the constant current source bias circuit of the common base circuit of a differential amplifier, there is a current source that supplies the bias current, a transistor connected in series to this current source, and a transistor connected between the collector and base of this transistor. A constant current source bias circuit comprising: a resistor; and a resistor and a diode-connected transistor connected in series between the base and emitter of the transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61016159A JPS62173807A (en) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | Constant current source bias circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61016159A JPS62173807A (en) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | Constant current source bias circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62173807A true JPS62173807A (en) | 1987-07-30 |
Family
ID=11908727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61016159A Pending JPS62173807A (en) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | Constant current source bias circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62173807A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6398203A (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-28 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit |
JP2006518145A (en) * | 2003-02-18 | 2006-08-03 | スターリング アドバンスド コミュニケーションズ リミテッド | Low profile antenna for satellite communications |
US8964891B2 (en) | 2012-12-18 | 2015-02-24 | Panasonic Avionics Corporation | Antenna system calibration |
US9583829B2 (en) | 2013-02-12 | 2017-02-28 | Panasonic Avionics Corporation | Optimization of low profile antenna(s) for equatorial operation |
-
1986
- 1986-01-27 JP JP61016159A patent/JPS62173807A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6398203A (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-28 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit |
JP2006518145A (en) * | 2003-02-18 | 2006-08-03 | スターリング アドバンスド コミュニケーションズ リミテッド | Low profile antenna for satellite communications |
US8964891B2 (en) | 2012-12-18 | 2015-02-24 | Panasonic Avionics Corporation | Antenna system calibration |
US9583829B2 (en) | 2013-02-12 | 2017-02-28 | Panasonic Avionics Corporation | Optimization of low profile antenna(s) for equatorial operation |
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