JP2565289B2 - 指数アンプ - Google Patents
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- JP2565289B2 JP2565289B2 JP5224649A JP22464993A JP2565289B2 JP 2565289 B2 JP2565289 B2 JP 2565289B2 JP 5224649 A JP5224649 A JP 5224649A JP 22464993 A JP22464993 A JP 22464993A JP 2565289 B2 JP2565289 B2 JP 2565289B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、指数アンプに関し、
特にトランジスタのベース−エミッタ間電圧に対するコ
レクタ電流（エミッタ電流）の指数特性を利用した指数
アンプに関する。
特にトランジスタのベース−エミッタ間電圧に対するコ
レクタ電流（エミッタ電流）の指数特性を利用した指数
アンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】指数アンプは入力電圧の変化を指数的に
増幅して取り出すために利用され、微少な入力電圧に対
する増幅器として利用されている。かかる指数アンプ
は、基本的には図４に示すように構成されている。
増幅して取り出すために利用され、微少な入力電圧に対
する増幅器として利用されている。かかる指数アンプ
は、基本的には図４に示すように構成されている。
【０００３】すなわち、トランジスタ４０、４１のエミ
ッタは共通接続され、それらのベースはそれぞれ入力端
子７、８となる。トランジスタ４０のコレクタは、一端
が電源電圧源１に接続された定電流源の他端に接続され
るとともに、誤差増幅器５の反転（−）入力端子に接続
されている。誤差増幅器５の非反転（＋）入力端子には
基準電圧源３が接続され、その出力はトランジスタ４
０、４１の共通エミッタ接続点に接続されている。トラ
ンジスタ４１のコレクタには出力端子９が設けられてい
る。入力電圧は入力端子７、８間に供給される。あるい
は入力端子８には直流バイアス電圧を与えておいて入力
端子７に入力電圧が印加される。さらには、入力端子
７、８にそれぞれ入力電圧が印加されることもある。
ッタは共通接続され、それらのベースはそれぞれ入力端
子７、８となる。トランジスタ４０のコレクタは、一端
が電源電圧源１に接続された定電流源の他端に接続され
るとともに、誤差増幅器５の反転（−）入力端子に接続
されている。誤差増幅器５の非反転（＋）入力端子には
基準電圧源３が接続され、その出力はトランジスタ４
０、４１の共通エミッタ接続点に接続されている。トラ
ンジスタ４１のコレクタには出力端子９が設けられてい
る。入力電圧は入力端子７、８間に供給される。あるい
は入力端子８には直流バイアス電圧を与えておいて入力
端子７に入力電圧が印加される。さらには、入力端子
７、８にそれぞれ入力電圧が印加されることもある。
【０００４】かかる構成において、指数増幅すべき入力
電圧の直流電圧レベルを入力端子７が取るとき、トラン
ジスタ４０に定電流源６の定電流を流すべきそのエミッ
タ電圧が誤差増幅器５によって与えられるように基準電
圧源３の基準電圧が設定されている。入力電圧はその直
流電圧レベルを基準として変化するわけであるが、例え
ば入力電圧が上昇すると、それに応じてトランジスタ４
０のコレクタ電圧が低下する。コレクタ電圧の低下は誤
差増幅器５にその出力電圧を増加させることになり、ト
ランジスタ４０のベース−エミッタ電圧は一定となるよ
うに制御され、結局、トランジスタ４０には定電流源６
の定電流が流れる。同様に、入力電圧が下降すると、ト
ランジスタ４０のエミッタ電圧も下降するように誤差増
幅器５は制御する。かくして、入力電圧の変化によら
ず、トランジスタ４０には定電流源６の定電流が流れる
ように、入力電圧の変化におじてトランジスタ４０のエ
ミッタ電圧が変化する。すなわち、入力の変化はトラン
ジスタ４０のエミッタに表れる。よって、トランジスタ
４１のベース−エミッタ間電圧は、入力端子７、８間の
電圧差となり、その差に応じた電流が出力端子９から得
られ、指数変換される。このとき、トランジスタ４０の
コレクタに流れる電流を定数として扱うことができるた
め、出力端子９より出力される信号電流は入力端子７、
８に入力される入力電圧の差を指数変換したものとな
る。入力端子７、８に入力される入力電圧をそれぞれｖ
1 、ｖ2 とすれば、出力端子９に出力される信号電流Ｉ
o は（１）式で表される。
電圧の直流電圧レベルを入力端子７が取るとき、トラン
ジスタ４０に定電流源６の定電流を流すべきそのエミッ
タ電圧が誤差増幅器５によって与えられるように基準電
圧源３の基準電圧が設定されている。入力電圧はその直
流電圧レベルを基準として変化するわけであるが、例え
ば入力電圧が上昇すると、それに応じてトランジスタ４
０のコレクタ電圧が低下する。コレクタ電圧の低下は誤
差増幅器５にその出力電圧を増加させることになり、ト
ランジスタ４０のベース−エミッタ電圧は一定となるよ
うに制御され、結局、トランジスタ４０には定電流源６
の定電流が流れる。同様に、入力電圧が下降すると、ト
ランジスタ４０のエミッタ電圧も下降するように誤差増
幅器５は制御する。かくして、入力電圧の変化によら
ず、トランジスタ４０には定電流源６の定電流が流れる
ように、入力電圧の変化におじてトランジスタ４０のエ
ミッタ電圧が変化する。すなわち、入力の変化はトラン
ジスタ４０のエミッタに表れる。よって、トランジスタ
４１のベース−エミッタ間電圧は、入力端子７、８間の
電圧差となり、その差に応じた電流が出力端子９から得
られ、指数変換される。このとき、トランジスタ４０の
コレクタに流れる電流を定数として扱うことができるた
め、出力端子９より出力される信号電流は入力端子７、
８に入力される入力電圧の差を指数変換したものとな
る。入力端子７、８に入力される入力電圧をそれぞれｖ
1 、ｖ2 とすれば、出力端子９に出力される信号電流Ｉ
o は（１）式で表される。
【０００５】
【０００６】Ｉc は定電流源６の定電流３ｑは電荷、ｋ
はボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。
はボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】かくして、図４は指数
アンプを構成するわけであるが、（１）式から分かるよ
うに、出力として得られる信号電流Ｉo には温度に依存
する項ｑ／ｋＴが含まれている。すなわち、信号電流Ｉ
o には温度ドリフトがあり、温度依存性のない指数変換
出力を得ることができなかった。
アンプを構成するわけであるが、（１）式から分かるよ
うに、出力として得られる信号電流Ｉo には温度に依存
する項ｑ／ｋＴが含まれている。すなわち、信号電流Ｉ
o には温度ドリフトがあり、温度依存性のない指数変換
出力を得ることができなかった。
【０００８】従って、本発明の目的は、温度依存性を実
質有さないかあるいは極めて小さくした出力電流を発生
することにある。
質有さないかあるいは極めて小さくした出力電流を発生
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による指数アンプ
は、上述した構成アンプに温度特性補正回路を介して入
力信号を供給している。かかる補正回路は、エミッタ及
びコレクタにそれぞれ抵抗及びダイオードを有する２つ
のトランジスタを差動構成に接続した差動回路からな
り、この差動回路に入力信号を供給し、その出力を指数
アンプ部に入力している。
は、上述した構成アンプに温度特性補正回路を介して入
力信号を供給している。かかる補正回路は、エミッタ及
びコレクタにそれぞれ抵抗及びダイオードを有する２つ
のトランジスタを差動構成に接続した差動回路からな
り、この差動回路に入力信号を供給し、その出力を指数
アンプ部に入力している。
【００１０】かかる差動回路は、入力信号に指数アンプ
部の持つ温度特性とは逆の温度特性を持たせることにな
る。従って、指数アンプ部の出力に温度特性が補正され
た出力を得ることができる。
部の持つ温度特性とは逆の温度特性を持たせることにな
る。従って、指数アンプ部の出力に温度特性が補正され
た出力を得ることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例につき図面を用いて詳
述する。
述する。
【００１２】図１は本発明の第１の実施例を示す指数ア
ンプの回路図である。なお、同図において図４と同一部
分には同一符号を付して、その説明を省略する。
ンプの回路図である。なお、同図において図４と同一部
分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１３】この実施例に示す指数アンプは、図４に指
数アンプとして示した指数変換出力部５１と式１が示し
た出力信号の温度特性を補正する温度特性補正部５０と
を有している。すなわち、指数アンプ部５１の構成は変
えないで、その出力の温度特性を補償するように指数ア
ンプが有する温度特性とは逆の温度特性を温度特性補正
部５０により入力信号そのものに付加し、これによっ
て、指数変換出力を得るものである。
数アンプとして示した指数変換出力部５１と式１が示し
た出力信号の温度特性を補正する温度特性補正部５０と
を有している。すなわち、指数アンプ部５１の構成は変
えないで、その出力の温度特性を補償するように指数ア
ンプが有する温度特性とは逆の温度特性を温度特性補正
部５０により入力信号そのものに付加し、これによっ
て、指数変換出力を得るものである。
【００１４】詳述すると、式１で示したように指数変換
出力部からの出力信号にはｑ／ｋＴで示され、温度依存
性を有する項を有している。本発明はかかる点に着目し
たものであり、入力信号を温度特性補正部５０に供給し
て、指数変換出力部５１に供給すべき入力信号に、ｋＴ
／ｑの温度依存性を有する項を付加している。この結
果、両者の温度特性は相殺され、指数変換出力部からは
温度特性を持たない出力を得られることとなる。
出力部からの出力信号にはｑ／ｋＴで示され、温度依存
性を有する項を有している。本発明はかかる点に着目し
たものであり、入力信号を温度特性補正部５０に供給し
て、指数変換出力部５１に供給すべき入力信号に、ｋＴ
／ｑの温度依存性を有する項を付加している。この結
果、両者の温度特性は相殺され、指数変換出力部からは
温度特性を持たない出力を得られることとなる。
【００１５】入力信号に前述したような温度依存性をも
たせるための温度特性補正部５０は以下のように構成さ
れている。すなわち、入力信号を受ける入力端子７、８
にそれぞれのベースが接続されたトランジスタ３５、３
６はエミッタ抵抗１７、１８をそれぞれ介して差動型式
に接続され、また、これらトランジスタ３５、３６のコ
レクタにはダイオード１１、１２が接続されている。ト
ランジスタ３５、３６のコレクタから出力が取り出さ
れ、指数変換出力部５１内のトランジスタ４０、４１の
ベースにそれぞれ供給される。
たせるための温度特性補正部５０は以下のように構成さ
れている。すなわち、入力信号を受ける入力端子７、８
にそれぞれのベースが接続されたトランジスタ３５、３
６はエミッタ抵抗１７、１８をそれぞれ介して差動型式
に接続され、また、これらトランジスタ３５、３６のコ
レクタにはダイオード１１、１２が接続されている。ト
ランジスタ３５、３６のコレクタから出力が取り出さ
れ、指数変換出力部５１内のトランジスタ４０、４１の
ベースにそれぞれ供給される。
【００１６】トランジスタ３５、３６でなる差動回路へ
の動作電流はエミッタ抵抗１９を有するトランジスタ３
４から供給される。図示の通り、トランジスタ３４はト
ランジスタ３４および抵抗１６によりカレントミラー回
路を構成しており、その入出力電流比は１に設定されて
いる。このカレントミラー回路への入力信号はトランジ
スタ３１、３２および抵抗１３、１４による第２のカレ
ントミラー回路から供給される。トランジスタ４２はエ
ミッタ抵抗１５を有し、またそのベースには、反転
（−）入力端子がトランジスタ４２のエミッタに非反転
（＋）入力端子がバンドギャップレギュレーター電圧源
２２にそれぞれ接続された誤差増幅器４の出力が供給さ
れている。
の動作電流はエミッタ抵抗１９を有するトランジスタ３
４から供給される。図示の通り、トランジスタ３４はト
ランジスタ３４および抵抗１６によりカレントミラー回
路を構成しており、その入出力電流比は１に設定されて
いる。このカレントミラー回路への入力信号はトランジ
スタ３１、３２および抵抗１３、１４による第２のカレ
ントミラー回路から供給される。トランジスタ４２はエ
ミッタ抵抗１５を有し、またそのベースには、反転
（−）入力端子がトランジスタ４２のエミッタに非反転
（＋）入力端子がバンドギャップレギュレーター電圧源
２２にそれぞれ接続された誤差増幅器４の出力が供給さ
れている。
【００１７】バンドギャップレギュレーター電圧源２は
周知のものでよく、その一例を図２に示す。本回路の構
成およびその動作は当業者によく知られているので省略
するが、その出力端１０（すなわち、トランジスタ４２
のベース）には温度依存性のない電圧が得られる。
周知のものでよく、その一例を図２に示す。本回路の構
成およびその動作は当業者によく知られているので省略
するが、その出力端１０（すなわち、トランジスタ４２
のベース）には温度依存性のない電圧が得られる。
【００１８】図１に戻って、誤差増幅器４およびトラン
ジスタ４２は負帰還ループを形成しており、したがっ
て、抵抗１５の両端にはバンドギャップレギュレーター
電圧源２が与える電圧ＶREG が印加されることになり、
抵抗１５を流れる電流Ｉ15は次式で与えられ、一定とな
る。
ジスタ４２は負帰還ループを形成しており、したがっ
て、抵抗１５の両端にはバンドギャップレギュレーター
電圧源２が与える電圧ＶREG が印加されることになり、
抵抗１５を流れる電流Ｉ15は次式で与えられ、一定とな
る。
【００１９】
【００２０】このようにして作られた定電流Ｉ15は、前
述の通りトランジスタ３１、３２から構成される第１の
カレントミラー回路の入力電流比、トランジスタ３３、
３４から構成される第２のカレントミラー回路の入出力
電流比はともに１であるので、トランジスタ３４に流れ
る電流も（２）式で示され、一定となる。かかる定電流
Ｉ15を差動回路を構成するトランジスタ３５、３６は動
作電流として動作し、端子７、８に入力された入力信号
を増幅して出力する。その増幅利得はダイオード１１、
１２の動作抵抗値、トランジスタ３５、３６のベース−
エミッタ間の動作抵抗値およびエミッタ抵抗１７、１８
の抵抗値によって決定される。すなわち、入力端子７、
８に入力される信号をそれぞれｖ1 、ｖ2 とすれば、入
力信号の差ｖ1 −ｖ2 は差動回路の電圧利得Ａｖだけ増
幅されて出力される。差動回路の電圧利得Ａｖは次式で
表される。
述の通りトランジスタ３１、３２から構成される第１の
カレントミラー回路の入力電流比、トランジスタ３３、
３４から構成される第２のカレントミラー回路の入出力
電流比はともに１であるので、トランジスタ３４に流れ
る電流も（２）式で示され、一定となる。かかる定電流
Ｉ15を差動回路を構成するトランジスタ３５、３６は動
作電流として動作し、端子７、８に入力された入力信号
を増幅して出力する。その増幅利得はダイオード１１、
１２の動作抵抗値、トランジスタ３５、３６のベース−
エミッタ間の動作抵抗値およびエミッタ抵抗１７、１８
の抵抗値によって決定される。すなわち、入力端子７、
８に入力される信号をそれぞれｖ1 、ｖ2 とすれば、入
力信号の差ｖ1 −ｖ2 は差動回路の電圧利得Ａｖだけ増
幅されて出力される。差動回路の電圧利得Ａｖは次式で
表される。
【００２１】
【００２２】ここで、ＲE は抵抗１７、１８の抵抗値で
あり、ｋＴ／ｑＩ15はダイオード１１又は１２の動作抵
抗値であり、またトランジスタ３５又は３６のベース−
エミッタ間動作抵抗値である。かかる動作抵抗値は、Ｒ
E の抵抗値に比べて十分小さく設定されていることか
ら、差動回路の電圧利得Ａｖは次式のように表すことが
できる。
あり、ｋＴ／ｑＩ15はダイオード１１又は１２の動作抵
抗値であり、またトランジスタ３５又は３６のベース−
エミッタ間動作抵抗値である。かかる動作抵抗値は、Ｒ
E の抵抗値に比べて十分小さく設定されていることか
ら、差動回路の電圧利得Ａｖは次式のように表すことが
できる。
【００２３】
【００２４】（４）式に（２）式を代入すると、電圧利
得Ａｖは次のようになる。
得Ａｖは次のようになる。
【００２５】
【００２６】かくして、入力端子７、８へ入力された入
力信号の差ｖ1 −ｖ2 は温度特性補正部５０により増幅
され、温度特性補正部５０から得られる出力はＡｖ×
（ｖ1−ｖ2 ）で表されることになる。このように増幅
された信号が指数変換出力部５１に入力されるわけであ
るが、前述のように指数変換出力部５１内のトランジス
タ４０、４１に入力された信号は（１）式に従って増幅
されるため、（１）式においてトランジスタ４０、４１
への入力信号の差を表す項である、ｖ1 −ｖ2 の部分を
温度特性補正部５０によって増幅された信号Ａｖ×（ｖ
1 −ｖ2 ）に置き換えることにより、指数変換出力部５
１の出力端子９から出力される出力電流Ｉo は次のよう
に表される。
力信号の差ｖ1 −ｖ2 は温度特性補正部５０により増幅
され、温度特性補正部５０から得られる出力はＡｖ×
（ｖ1−ｖ2 ）で表されることになる。このように増幅
された信号が指数変換出力部５１に入力されるわけであ
るが、前述のように指数変換出力部５１内のトランジス
タ４０、４１に入力された信号は（１）式に従って増幅
されるため、（１）式においてトランジスタ４０、４１
への入力信号の差を表す項である、ｖ1 −ｖ2 の部分を
温度特性補正部５０によって増幅された信号Ａｖ×（ｖ
1 −ｖ2 ）に置き換えることにより、指数変換出力部５
１の出力端子９から出力される出力電流Ｉo は次のよう
に表される。
【００２７】
【００２８】これに（５）を代入すれば、（６）式は次
のように表される。
のように表される。
【００２９】
【００３０】このように、（７）式には指数変換出力部
５１の持つ温度に依存する項ｑ／ｋＴが含まれていな
い。すなわち、温度特性補正部５０内の差動回路の電圧
利得Ａｖが温度に依存する項ｋＴ／ｑを含むのでこれが
指数変換出力部５１の持つ温度特性ｑ／ｋＴを打ち消し
ている。抵抗比Ｒ15／ＲE は実質的な温度特性を持た
ず、レギュレーター電圧ＶREG は温度変化に対して十分
安定である。したがって、本実施例に示す回路によれ
ば、温度変化に対して非常に安定した指数変換出力を得
ることができることになる。
５１の持つ温度に依存する項ｑ／ｋＴが含まれていな
い。すなわち、温度特性補正部５０内の差動回路の電圧
利得Ａｖが温度に依存する項ｋＴ／ｑを含むのでこれが
指数変換出力部５１の持つ温度特性ｑ／ｋＴを打ち消し
ている。抵抗比Ｒ15／ＲE は実質的な温度特性を持た
ず、レギュレーター電圧ＶREG は温度変化に対して十分
安定である。したがって、本実施例に示す回路によれ
ば、温度変化に対して非常に安定した指数変換出力を得
ることができることになる。
【００３１】図３は本発明の第２の実施例を示す指数ア
ンプの回路図である。なお、同図において図１及び図４
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
ンプの回路図である。なお、同図において図１及び図４
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】第２の実施例に示す指数アンプは、第１の
実施例に示す回路に差動増幅部５２を加えたもので、第
１の実施例と同様、指数変換出力部５１および温度特性
補正部５０とを有しており、温度特性補正部５０からの
出力を差動増幅部５２を介して指数変換出力部５１に入
力することにより指数変換出力を得るものである。本差
動増幅部５２の介在により第１の実施例よりも大きな指
数変換出力を得ることができる。ところが、差動増幅部
５２が温度特性を有すると意味がないので、そのための
工夫をしている。
実施例に示す回路に差動増幅部５２を加えたもので、第
１の実施例と同様、指数変換出力部５１および温度特性
補正部５０とを有しており、温度特性補正部５０からの
出力を差動増幅部５２を介して指数変換出力部５１に入
力することにより指数変換出力を得るものである。本差
動増幅部５２の介在により第１の実施例よりも大きな指
数変換出力を得ることができる。ところが、差動増幅部
５２が温度特性を有すると意味がないので、そのための
工夫をしている。
【００３３】すなわち、差動増幅部５２は、温度特性補
正部５０からの出力は、トランジスタ３７、３８のベー
ス間に供給される。差動回路を構成するトランジスタ３
７、３８はそれぞれコレクタ抵抗２０、２１を有すると
ともに、コレクタから出力を得ている。この差動増幅部
５２への動作電流はエミッタ抵抗２２を有するトランジ
スタ３９から供給される。トランジスタ３７、３８のコ
レクタからの出力は指数変換出力部５１内のトランジス
タ４０、４１のベースにそれぞれ供給される。
正部５０からの出力は、トランジスタ３７、３８のベー
ス間に供給される。差動回路を構成するトランジスタ３
７、３８はそれぞれコレクタ抵抗２０、２１を有すると
ともに、コレクタから出力を得ている。この差動増幅部
５２への動作電流はエミッタ抵抗２２を有するトランジ
スタ３９から供給される。トランジスタ３７、３８のコ
レクタからの出力は指数変換出力部５１内のトランジス
タ４０、４１のベースにそれぞれ供給される。
【００３４】差動増幅部５２の動作電流源となるトラン
ジスタ３９はエミッタ抵抗２２を有し、そのベースには
トランジスタ４２のエミッタ電圧、すなわち、バンドギ
ャップレギュレーター電圧源２からの電圧ＶREG が供給
されることになる。したがって、抵抗２２の両端にかか
る電圧は、バンドギャップレギュレーター電圧源２が与
える電圧ＶREG からトランジスタ３９のベース−エミッ
タ間電圧ＶBEを引いたものとなり、抵抗２２を流れる電
流Ｉ22は次のようになる。
ジスタ３９はエミッタ抵抗２２を有し、そのベースには
トランジスタ４２のエミッタ電圧、すなわち、バンドギ
ャップレギュレーター電圧源２からの電圧ＶREG が供給
されることになる。したがって、抵抗２２の両端にかか
る電圧は、バンドギャップレギュレーター電圧源２が与
える電圧ＶREG からトランジスタ３９のベース−エミッ
タ間電圧ＶBEを引いたものとなり、抵抗２２を流れる電
流Ｉ22は次のようになる。
【００３５】
【００３６】ここで、Ｒ22抵抗２２の抵抗値である。ま
た、トランジスタのコレクタ電流とエミッタ電流はほぼ
等しいので、Ｉ22とトランジスタ３９のコレクタ電流Ｉ
39とこ等しいとみなすことができる。
た、トランジスタのコレクタ電流とエミッタ電流はほぼ
等しいので、Ｉ22とトランジスタ３９のコレクタ電流Ｉ
39とこ等しいとみなすことができる。
【００３７】ここで、第１に実施例と同様に温度特性補
正部５０から出力される信号、すなわち差動増幅部５２
の差動回路を構成するトランジスタ３７、３８のベース
に入力される信号の差は、前述の通りＡｖ×（ｖ1 −ｖ
2 ）となる。一方、差動増幅部５２の電圧利得は抵抗２
０、２１の抵抗値と、トランジスタ３７、３８のベース
−エミッタ間の動作抵抗値との比によって決定されるか
ら、差動増幅部５２の電圧利得をＡｖ52とすればＡｖ52
は次式のように表される。
正部５０から出力される信号、すなわち差動増幅部５２
の差動回路を構成するトランジスタ３７、３８のベース
に入力される信号の差は、前述の通りＡｖ×（ｖ1 −ｖ
2 ）となる。一方、差動増幅部５２の電圧利得は抵抗２
０、２１の抵抗値と、トランジスタ３７、３８のベース
−エミッタ間の動作抵抗値との比によって決定されるか
ら、差動増幅部５２の電圧利得をＡｖ52とすればＡｖ52
は次式のように表される。
【００３８】
【００３９】ここで、ＲL は抵抗２０、２１の抵抗値で
あり、Ｉ39はトランジスタ３９のコレクタ電流である。
Ｉ39とＩ22とは等しいとみなすことができるので、これ
に（８）式を代入すればＡｖ52は次のように表される。
あり、Ｉ39はトランジスタ３９のコレクタ電流である。
Ｉ39とＩ22とは等しいとみなすことができるので、これ
に（８）式を代入すればＡｖ52は次のように表される。
【００４０】
【００４１】一方、バンドギャップレギュレーター電圧
源２の電圧ＶREG は周知のとおり次式のように表すこと
ができる。
源２の電圧ＶREG は周知のとおり次式のように表すこと
ができる。
【００４２】
【００４３】ここで、Ｋは定数である。右辺第１項が正
の温度係数を有し、同第２項が負の温度計数を有するこ
とを利用して、Ｋの設定により全体の温度依存性をなく
している。（１０）式に（１１）式を代入すれば、差動
増幅部５２を構成する差動回路の電圧利得Ａｖ52は、次
式によって表すことができる。
の温度係数を有し、同第２項が負の温度計数を有するこ
とを利用して、Ｋの設定により全体の温度依存性をなく
している。（１０）式に（１１）式を代入すれば、差動
増幅部５２を構成する差動回路の電圧利得Ａｖ52は、次
式によって表すことができる。
【００４４】
【００４５】（１２）式から分かるとおり、差動増幅部
５２の持つ電圧利得Ａｖ52は温度に依存する項を持たな
い。これは、差動増幅部５２が、レギュレーター電圧を
トランジスタ３９のベースに印加することによって、エ
ミッタの電位をレギュレーター電圧からトランジスタ３
９のベース−エミッタ間の電圧降下分を引いたものと
し、この電圧降下分をレギュレーター電圧の持つベース
−エミッタ間電圧と相殺させていることにより、結果的
にトランジスタ３７、３８のベース−エミッタ間の動作
抵抗値において温度に関係する項をＲ22だけとしている
のであるが、抵抗比が温度依存しないことは前述の通り
である。この場合の抵抗比とは、ＲL ／Ｒ22である。従
って、本実施例では温度特性を持たない差動増幅部５２
を、温度特性補正部５０と指数変換出力部５１との間に
介しているだけであるので、第１の実施例の場合と同様
に、指数変換出力部５１の出力端子９からは、温度依存
性を持たない指数変換出力が得られることになる。
５２の持つ電圧利得Ａｖ52は温度に依存する項を持たな
い。これは、差動増幅部５２が、レギュレーター電圧を
トランジスタ３９のベースに印加することによって、エ
ミッタの電位をレギュレーター電圧からトランジスタ３
９のベース−エミッタ間の電圧降下分を引いたものと
し、この電圧降下分をレギュレーター電圧の持つベース
−エミッタ間電圧と相殺させていることにより、結果的
にトランジスタ３７、３８のベース−エミッタ間の動作
抵抗値において温度に関係する項をＲ22だけとしている
のであるが、抵抗比が温度依存しないことは前述の通り
である。この場合の抵抗比とは、ＲL ／Ｒ22である。従
って、本実施例では温度特性を持たない差動増幅部５２
を、温度特性補正部５０と指数変換出力部５１との間に
介しているだけであるので、第１の実施例の場合と同様
に、指数変換出力部５１の出力端子９からは、温度依存
性を持たない指数変換出力が得られることになる。
【００４６】差動増幅部５２から出力された出力信号
は、指数変換出力部５１内のトランジスタ４０、４１に
入力されるわけであるが、前述の通り、差動増幅部５２
に入力される入力信号の差は、Ａｖ×（ｖ1 −ｖ2 ）で
あるから、この信号が差動増幅部５２によって増幅され
れば差動増幅部５２からの出力信号は次のように表され
る。
は、指数変換出力部５１内のトランジスタ４０、４１に
入力されるわけであるが、前述の通り、差動増幅部５２
に入力される入力信号の差は、Ａｖ×（ｖ1 −ｖ2 ）で
あるから、この信号が差動増幅部５２によって増幅され
れば差動増幅部５２からの出力信号は次のように表され
る。
【００４７】
【００４８】すなわち、（１３）式で表される信号が指
数変換出力部５１のトランジスタ４０、４１のベースに
入力されることになる。指数変換出力部５１に入力され
た信号は（１）式に従って指数変換されることになるの
で、（１）式において入力信号の差を表す項であるｖ1
−ｖ2 の部分を（１３）式の右辺に置き換えれば、出力
端子９からの指数変換信号が得られることになる。これ
を表したのが次式である。
数変換出力部５１のトランジスタ４０、４１のベースに
入力されることになる。指数変換出力部５１に入力され
た信号は（１）式に従って指数変換されることになるの
で、（１）式において入力信号の差を表す項であるｖ1
−ｖ2 の部分を（１３）式の右辺に置き換えれば、出力
端子９からの指数変換信号が得られることになる。これ
を表したのが次式である。
【００４９】
【００５０】（１４）式からも分かるとおり、指数変換
出力信号Ｉo は温度に依存する項を持っておらず、本実
施例においても温度依存性を持たない指数変換出力が得
られることになる一方、差動増幅部５２により指数変換
出力部５１に入力する以前の段階で増幅しているので、
より大きな指数変換出力が得られることになる。
出力信号Ｉo は温度に依存する項を持っておらず、本実
施例においても温度依存性を持たない指数変換出力が得
られることになる一方、差動増幅部５２により指数変換
出力部５１に入力する以前の段階で増幅しているので、
より大きな指数変換出力が得られることになる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれば
温度特性が大きく向上した指数アンプを構成することが
でき、本願発明に示す指数アンプをＩＣ化した場合、Ｉ
Ｃチップの温度の変化に対して非常に安定した指数変換
出力を得ることができる。
温度特性が大きく向上した指数アンプを構成することが
でき、本願発明に示す指数アンプをＩＣ化した場合、Ｉ
Ｃチップの温度の変化に対して非常に安定した指数変換
出力を得ることができる。
【図１】本願発明の第１の実施例を示す回路図。
【図２】バンドギャップレギュレーター電圧源２を示す
回路図。
回路図。
【図３】本願発明の第２の実施例を示す回路図。
【図４】従来例の回路図。
１，３ 電圧電源 ２ バンドギャップレギュレーター電圧源 ４，５ オペアンプ ６ 定電流源 ７，８ 入力端子 ９ 出力端子 １０ バンドギャップレギュレーター電圧源出力端子 １１，１２ ダイオード １３〜２９ 抵抗 ３０ 容量 ３１〜４９ トランジスタ ５０ 温度特性補正部 ５１ 指数変換出力部 ５２ 差動増幅部
Claims (6)
- 【請求項１】差動型式に接続された第１および第２のト
ランジスタ、ならびに前記第１のトランジスタのコレク
タ電圧がそのベースに印加される電圧の変化に対し実質
的に一定となるように前記第１および第２のトランジス
タのエミッタ共通点の電位を制御する制御手段を有し、
前記第２のトランジスタのコレクタから前記第１および
第２のトランジスタのベース間電圧に依存した電流を得
る指数変換部と、変換すべき入力電圧をベース間に受け
それぞれエミッタ抵抗を介して差動型式に接続された第
３および第４のトランジスタ、ならびに前記第３および
第４のトランジスタのコレクタにそれぞれ接続された第
１および第２のダイオードを有する温度補正部と、前記
第３および第４のトランジスタのコレクタ間電圧を前記
第１および第２のトランジスタのベース間に伝達する伝
達手段とを備える指数アンプ。 - 【請求項２】前記伝達手段は前記第３および第４のトラ
ンジスタのコレクタを前記第１および第２のトランジス
タのベースにそれぞれ接続する配線でなる請求項１記載
の指数アンプ。 - 【請求項３】前記伝達手段は、ベース間に前記第３およ
び第４のトランジスタのコレクタ間電圧を受け差動型式
に接続された第５および第６のトランジスタ、これらト
ランジスタのコレクタにそれぞれ接続された第１および
第２の抵抗を有し、前記第５および第６のトランジスタ
のコレクタが前記第１および第２のトランジスタのベー
スに夫々接続されている差動増幅部でなる請求項１記載
の指数アンプ。 - 【請求項４】前記温度補正部は、温度変化に対し安定化
された定電圧が両端に印加される抵抗、およびこの抵抗
に流れる電流を前記第３および第４のトランジスタの動
作電流として供給する電流供給手段をさらに有する請求
項１、２又は３記載の指数アンプ。 - 【請求項５】前記差動増幅部は、温度変化に対し安定化
された定電圧をベースに受けエミッタに抵抗を有する第
７のトランジスタをさらに有し、この第７のトランジス
タに流れる電流を前記第５および第６のトランジスタは
動作電流として受ける請求項３記載の指数アンプ。 - 【請求項６】前記制御手段は、前記第１のトランジスタ
のコレクタに接続された定電流源、前記第１のトランジ
スタのコレクタ電圧および基準電圧を入力として受けそ
の出力が前記第１および第２のトランジスタのエミッタ
共通点に接続された誤差増幅器であって前記コレクタ電
圧が前記基準電圧に等しくなるようにその出力電圧を制
御する誤差増幅器を有する請求項１、２、３、４又は５
記載の指数アンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5224649A JP2565289B2 (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 指数アンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5224649A JP2565289B2 (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 指数アンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0785200A JPH0785200A (ja) | 1995-03-31 |
| JP2565289B2 true JP2565289B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=16817038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5224649A Expired - Fee Related JP2565289B2 (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 指数アンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2565289B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1599975A (zh) * | 2002-10-04 | 2005-03-23 | 三菱电机株式会社 | 带温度补偿功能的差动放大器 |
-
1993
- 1993-09-09 JP JP5224649A patent/JP2565289B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0785200A (ja) | 1995-03-31 |
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Legal Events
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