JP2003283269A - 差動増幅回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波ミキサ回路のローカル信号増幅器等に
用いる差動増幅回路に関するものであり、アンプの出力
ノイズ成分を低減し、消費電流を抑え、アンプ出力波形
の切り換え時間を早くすることを目的とする。 【解決手段】 差動対を有するトランジスタ１，２のト
ランジスタ１のコレクタにトランジスタ３のエミッタが
接続され、トランジスタ２のコレクタにトランジスタ４
のエミッタが接続される。トランジスタ１のベースがコ
ンデンサ６１を介してトランジスタ４のベースに、トラ
ンジスタ２のベースがコンデンサ６２を介してトランジ
スタ３のベースにそれぞれ接続される。トランジスタ
３，４のベースはインピーダンス５１，５２を介して電
源１００に接続され、トランジスタ３，４のコレクタが
電源１００に接続される。ここで、トランジスタ１，２
のベースを差動入力端子とし、トランジスタ３，４のエ
ミッタを出力端子とした。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、高周波ミキサ回路
のローカル信号増幅器等に用いる差動増幅回路に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】図３は、従来の差動増幅回路を示した図
である。 【０００３】図３において、トランジスタ１、トランジ
スタ２は差動型のローカル信号増幅器を構成するＮＰＮ
型バイポーラトランジスタである。トランジスタ１とト
ランジスタ２は同一特性のトランジスタである。 【０００４】トランジスタ１のベースおよびトランジス
タ２のベースを入力とし、トランジスタ１のエミッタと
トランジスタ２のエミッタは短絡され、定電流源２１に
接続される。更にトランジスタ１のコレクタは負荷イン
ピーダンス５１を介して電源１００に接続される。同様
にして、トランジスタ２のコレクタはインピーダンス５
２を介して電源１００に接続される。トランジスタ１、
トランジスタ２のコレクタはアンプ出力としてそれぞれ
バッファ入力トランジスタ８，９のベースに接続され
る。トランジスタ８、トランジスタ９のエミッタはバッ
ファ出力としてそれぞれ、ミキサ入力トランジスタ６，
７のベースに接続される。図３のミキサ部におけるトラ
ンジスタ５，６及びトランジスタ７はシングルバランス
型ミキサを構成するＮＰＮ型バイポーラトランジスタで
ある。トランジスタ６，７は同一特性のトランジスタで
ある。トランジスタ５のエミッタはＧＮＤに接続され、
トランジスタ５のベースは入力端子３３に接続される。
トランジスタ５のコレクタはトランジスタ６，７のエミ
ッタと短絡される。トランジスタ６とトランジスタ７の
べースはバッファ出力トランジスタ８、トランジスタ９
のエミッタにそれぞれ接続される。トランジスタ６，７
のコレクタは差動出力としてそれぞれ、出力端子４３，
４４に接続される。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上述のような差動増幅
回路では、通常負荷として抵抗を用いるため、出力に現
れるノイズ成分が大きくなる。また差動増幅回路の出力
インピーダンスが大きい為、次段にエミッタフォロワな
どのバッファを接続しなければならず、その結果消費電
流が大きくなってしまう。さらに、ローカル信号増幅器
として使用する場合、ミキサの雑音指数を良くする為に
は、差動アンプ出力波形の切り換え時間を早くする必要
があるが、そのためには負荷抵抗の値を大きくする、ま
たはアンプの電流を大きくするといった方法が考えられ
る。しかし、抵抗を大きくするとノイズ成分が大きくな
るといった問題が生じ、電流増加は消費電力の増加につ
ながる。 【０００６】本発明は、上記問題を解決するもので、ア
ンプの出力ノイズ成分を低減し、消費電流を抑え、アン
プ出力波形の切り換え時間を早くすることを目的とす
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この課題を解決する為に
本発明は、差動対を有する第１、第２のトランジスタの
エミッタが短絡し電流源または抵抗を介して接地され、
前記第１のトランジスタのコレクタに第３のトランジス
タのエミッタが、前記第２のトランジスタのコレクタに
第４のトランジスタのエミッタがそれぞれ接続され、前
記第１のトランジスタのベースが第１のコンデンサを介
して前記第４のトランジスタのベースに、前記第２のト
ランジスタのベースが第２のコンデンサを介して前記第
３のトランジスタのベースにそれぞれ接続され、前記第
３、第４のトランジスタのベースは第１、第２のインピ
ーダンス素子を介して電源１００に接続され、前記第
３、第４のトランジスタのコレクタが電源１００に接続
され、前記第１、第２のトランジスタのベースを差動入
力端子とし、前記第３、第４のトランジスタのエミッタ
を出力端子としたものである。この構成により、ノイズ
成分が小さく、後段にバッファ回路を必要とせず、差動
出力の切り換え時間が早い差動増幅回路が得られる。 【０００８】 【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、差動対を有する第１、第２のトランジスタのエミッ
タが短絡し電流源または抵抗を介して接地され、前記第
１のトランジスタのコレクタに第３のトランジスタのエ
ミッタが、前記第２のトランジスタのコレクタに第４の
トランジスタのエミッタがそれぞれ接続され、前記第１
のトランジスタのベースが第１のコンデンサを介して前
記第４のトランジスタのベースに、前記第２のトランジ
スタのベースが第２のコンデンサを介して前記第３のト
ランジスタのベースにそれぞれ接続され、前記第３、第
４のトランジスタのベースは第１、第２のインピーダン
ス素子を介して電源１００に接続され、前記第３、第４
のトランジスタのコレクタが電源１００に接続され、前
記第１、第２のトランジスタのベースを差動入力端子と
し、前記第３、第４のトランジスタのエミッタを出力端
子としている。 【０００９】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。 【００１０】図２は第１の実施の形態における本発明の
使用例を示すものである。アンプ部がトランジスタ１、
トランジスタ２で構成される差動型アンプで、トランジ
スタ１、トランジスタ２のエミッタが短絡し電流源また
は抵抗を介して接地され、トランジスタ１のコレクタに
トランジスタ３のエミッタが、トランジスタ２のコレク
タにトランジスタ４のエミッタがそれぞれ接続され、ト
ランジスタ１のベースがコンデンサ６１を介してトラン
ジスタ４のベースに、トランジスタ２のベースがコンデ
ンサ６２を介してトランジスタ３のベースにそれぞれ接
続される。トランジスタ３、トランジスタ４のベースが
インピーダンス５１，５２を介して電源１００に接続さ
れ、トランジスタ３、トランジスタ４のコレクタが電源
１００に接続される。トランジスタ１、トランジスタ２
のトランジスタの両ベースを差動入力端子とし、トラン
ジスタ３、トランジスタ４の両エミッタを出力端子とし
ている。アンプ出力トランジスタ３，４のエミッタはそ
れぞれ、ミキサ入力トランジスタ６，７のベースに接続
される。ミキサ部におけるトランジスタ５，６及びトラ
ンジスタ７はシングルバランス型ミキサを構成するＮＰ
Ｎ型バイポーラトランジスタである。トランジスタ６，
７は同一特性のトランジスタである。トランジスタ５の
エミッタはＧＮＤに接続され、トランジスタ５のベース
は入力端子３３に接続される。トランジスタ５のコレク
タはトランジスタ６，７のエミッタと短絡される。トラ
ンジスタ６とトランジスタ７のべースはアンプ出力トラ
ンジスタ１、トランジスタ２のベースにそれぞれ接続さ
れる。トランジスタ６，７のコレクタは差動出力として
それぞれ、出力端子４３，４４に接続される。 【００１１】以上のように構成された実施の形態の差動
増幅回路について以下、図２を用いてその動作を説明す
る。 【００１２】図２の差動型アンプは入力端子３１，３２
より以下、振幅、周波数が全く同じで、位相が１８０°
違うＡＣ信号が入ったとする。このとき、トランジスタ
１とトランジスタ２が交互にＯＮ／ＯＦＦすることにな
り、トランジスタ１、トランジスタ２のコレクタ電流Ｉ
１、Ｉ２が交互に流れる。トランジスタ１、トランジス
タ２のコレクタはトランジスタ３、トランジスタ４のエ
ミッタに接続されているため、各トランジスタを流れる
電流ＩＣ１、ＩＣ２の変化とともにトランジスタ３、ト
ランジスタ４はＯＮ／ＯＦＦすることになる。 【００１３】一方、トランジスタ１のベースはキャパシ
タンス６１を介しトランジスタ４のベースに接続されて
いるため、トランジスタ４のベース電圧はトランジスタ
１とほぼ同じ位相、振幅で振れる、すなわちエミッタも
ほぼ同位相、振幅で振れることになる。トランジスタ１
のベース電位が下がるときトランジスタ４のベース電位
も下がり、エミッタ電位も下がる、そのタイミングで、
トランジスタ２がＯＮし、ＩＣ２が大きくなる為、トラ
ンジスタ４のＶｂｅが大きくなり、トランジスタ４のエ
ミッタ電位すなわちアンプ出力波形が下がる動作が加速
される。逆にトランジスタ１のベース電位が上がるとき
はトランジスタ４のベース、エミッタ電位も上がるが、
ＩＣ２は小さくなるためトランジスタ４のＶｂｅが小さ
くなり、その結果トランジスタ４のエミッタ電位が上が
る動作が加速される。逆相であるトランジスタ３の出力
の場合も同様の動作である。 【００１４】以上のような動作により、この作動増幅回
路の出力波形の切り換え時間が早くなる。その結果、ミ
キサのローカルレベルの切り換え時間が早くなり、ミキ
サ出力のＮＦが改善される。また出力の負荷としてトラ
ンジスタ３、トランジスタ４を用いているため、出力イ
ンピーダンスがトランジスタ３，４のｒｅの値となり、
非常に小さい出力インピーダンスを実現できる。その結
果、出力ノイズを低減でき、さらにエミッタフォロワな
どのバッファを必要としないため電流消費も抑えること
ができる。 【００１５】なお、本実施の形態では後段回路をシング
ルバランスミキサとしたが、後段回路はダブルバランス
ミキサ等でもよい。 【００１６】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、出力のノ
イズ成分を抑えながら、出力の切り換え時間を早くで
き、さらに出力インピーダンスが小さくバッファ回路な
しで出力できるため消費電流削減が可能となる差動増幅
回路を実現できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態にかかる差動増幅回路の回
路図 【図２】シングルバランスミキサと接続し、ローカル信
号増幅器として使用した例を示す回路図 【図３】従来の差動増幅回路とシングルバランスミキサ
に接続して使用した例を示す回路図 【符号の説明】 １〜９ トランジスタ １０ 差動増幅回路 １１ シングルバランスミキサ １２ バッファ回路 ２１ 定電流源 ３１〜３３ 入力端子 ４１〜４４ 出力端子 ５１，５２ インピーダンス ６１，６２ コンデンサ １００ 電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J066 AA01 AA12 CA36 CA43 CA65 FA07 HA00 HA02 HA29 KA02 KA03 KA05 MA01 MA21 ND01 ND12 ND22 ND23 PD02 5J500 AA01 AA12 AC36 AC43 AC65 AF07 AH00 AH02 AH29 AK02 AK03 AK05 AM01 AM21 DN01 DN12 DN22 DN23 DP02

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 差動対を有する第１、第２のトランジス
   タのエミッタが短絡し電流源または抵抗を介して接地さ
   れ、前記第１のトランジスタのコレクタに第３のトラン
   ジスタのエミッタが、前記第２のトランジスタのコレク
   タに第４のトランジスタのエミッタがそれぞれ接続さ
   れ、前記第１のトランジスタのベースが第１のコンデン
   サを介して前記第４のトランジスタのベースに、前記第
   ２のトランジスタのベースが第２のコンデンサを介して
   前記第３のトランジスタのベースにそれぞれ接続され、
   前記第３、第４のトランジスタのベースは第１、第２の
   インピーダンス素子を介して電源に接続され、前記第
   ３、第４のトランジスタのコレクタが電源に接続され、
   前記第１、第２のトランジスタのベースを差動入力端子
   とし、前記第３、第４のトランジスタのエミッタを出力
   端子とした差動増幅回路。