JP3089761B2 - 差動増幅回路 - Google Patents

差動増幅回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、記憶媒体として、複数
の磁気ディスクを内蔵し、これら複数の磁気ディスクに
対応させて複数の読出し用ヘッドを有してなる磁気ディ
スク装置において、読出し用ヘッドから出力される信号
を増幅する場合等に使用される差動増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の差動増幅回路として、図
8にその回路図を示すようなものが知られている。
【0003】この差動増幅回路は、磁気ディスク装置用
のICに内蔵されるものであり、図中、11〜18はそれ
ぞれ1チャンネル〜8チャンネルの読出し用ヘッドから
出力される信号が入力される信号入力部であり、21
8、31〜38は信号入力端子である。
【0004】また、41〜48は差動増幅動作を行う差動
トランジスタ対であり、51〜58、61〜68はNPNト
ランジスタである。また、71〜78はそのベースに供給
される制御信号C1〜C8に基づいて差動トランジスタ対
1〜48の電流路をON又はOFFし、差動トランジス
タ対41〜48の活性、不活性を制御するNPNトランジ
スタである。
【0005】また、8は差動トランジスタ対41〜48
共通に設けられている定電流源、9は電源電圧VCCを
供給するVCC電源線、10はNPNトランジスタ51
〜58に共通に設けられている負荷抵抗、11はNPN
トランジスタ61〜68に共通に設けられている負荷抵
抗、12、13は出力端子である。
【0006】この差動増幅回路は、制御信号C1〜C8
よりNPNトランジスタ71〜78のいずれか1個をO
N、他の全てをOFFとして、差動トランジスタ対41
〜48のいずれか1個のみを活性化し、この活性化した
差動トランジスタ対に入力される被増幅信号を増幅して
なる増幅信号を出力端子12、13に得るというもので
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
差動増幅回路においては、出力端子12には、寄生容量
として、NPNトランジスタ51〜58のコレクタ・基板
間寄生容量が全て加わり、出力端子13には、寄生容量
として、NPNトランジスタ61〜68のコレクタ・基板
間寄生容量が全て加わってしまう。
【0008】このため、かかる従来の差動増幅回路で
は、広帯域の周波数特性を得ることができず、磁気ディ
スクから読出したデータの転送速度を高めることができ
ないという問題点があった。
【0009】また、近年、磁気ディスク装置において
は、内蔵する磁気ディスクの数を増やして、磁気ディス
クに対するアクセスを現在以上に多チャンネル化し、記
憶容量の増大を図ることが要請されている。
【0010】この要請に対応させて、従来の差動増幅回
路において、差動トランジスタ対を増加させる場合に
は、その分、出力端子12、13に加わる寄生容量が増
加し、周波数特性が悪化してしまうという問題点があっ
た。
【0011】本発明は、かかる点に鑑み、増幅信号が出
力される出力端子に加わる寄生容量を減らし、広帯域の
周波数特性を得て、データの転送速度を高めることがで
きるようにすると共に、被増幅信号が入力される差動ト
ランジスタ対を増加しても、出力端子に加わる寄生容量
を増大させず、良好な周波数特性を得、入力信号の多チ
ャンネル化に対応させることができるようにした差動増
幅回路を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1は本発明による差動
増幅回路の原理説明図であり、図中、141、142・・
・14m+nは差動トランジスタ対(差動Tr対)、1
1、152・・・15m、16はベース接地トランジス
タ対(ベース接地Tr対)、17は電源線、18は負荷
回路、19、20は出力端子である。
【0013】ここに、差動トランジスタ対141、142
・・・14m+nは、それぞれ、異なる信号出力源からの
被増幅信号が入力され、選択によって一の差動トランジ
スタ対が活性化されるものであり、本発明においては、
複数のグループ211、212・・・21mに区分されて
いる。
【0014】また、ベース接地トランジスタ対151
152・・・15mは、それぞれ、各グループ211、2
2・・・21mに対応させて各グループ211、212
・・21mに対して1個ずつ設けられたものである。
【0015】そこで、各グループ211、212・・・2
m内の全ての差動トランジスタ対141〜14n、14
n+1〜142n、・・・、14m+1〜14m+nの出力端は、
それぞれ、ベース接地トランジスタ対151、152・・
・15mの入力端に共通接続されている。
【0016】また、ベース接地トランジスタ対16は、
ベース接地トランジスタ対151、152・・・15m
対して設けられたものである。そこで、ベース接地トラ
ンジスタ対151、152・・・15mの出力端は、ベー
ス接地トランジスタ対16の入力端に共通接続されてい
る。
【0017】即ち、本発明による差動増幅回路は、差動
トランジスタ対141、142・・・14m+nのいずれか
を選択的に活性化し、この活性化した差動トランジスタ
対に入力される被増幅信号を増幅した増幅信号を縦列接
続されたベース接地トランジスタ対151〜15mのいず
れか1個及びベース接地トランジスタ対16を介して出
力端子19、20に得るというものである。
【0018】
【作用】本発明においては、出力端子19、20には1
個のベース接地トランジスタ対16のみを接続し、しか
も、このベース接地トランジスタ対16には直接、差動
トランジスタ対141、142・・・14m+nを接続して
いない。
【0019】即ち、本発明においては、差動トランジス
タ対141、142・・・14m+nを複数のグループ2
1、212・・・21mに区分し、各グループ211、2
2・・・21mごとに1個のベース接地トランジスタ対
151、152・・・15mを設け、各グループ211、2
2・・・21m内のすべての差動トランジスタ対141
〜14n、14n+1〜142n、・・・、14m+1〜14m+n
の出力端を、それぞれ、ベース接地トランジスタ対15
1、152・・・15mの入力端に共通接続するように
し、そして、ベース接地トランジスタ151、152・・
・15mの出力端をベース接地トランジスタ16の入力
端に接続するようにしている。
【0020】したがって、本発明においては、出力端子
19に加わるトランジスタのコレクタ・基板間寄生容量
を、実質的に、ベース接地トランジスタ対16を構成す
る一方のトランジスタのコレクタ・基板間寄生容量と
し、出力端子20に加わるトランジスタのコレクタ・基
板間寄生容量を、実質的に、ベース接地トランジスタ対
16を構成する他方のトランジスタのコレクタ・基板間
寄生容量とすることができる。
【0021】この結果、本発明によれば、増幅信号が出
力される出力端子19、20に加わる寄生容量を減ら
し、広帯域の周波数特性を得て、データの転送速度を高
めることができる。また、被増幅信号が入力される差動
トランジスタ対141〜14m+nを増加しても、出力端子
19、20に加わる寄生容量を増大させず、良好な周波
数特性を得、入力信号の多チャンネル化に対応させるこ
とができる。
【0022】なお、本発明は、バイポーラ・トランジス
タのみならず、MOSトランジスタを使用しても構成す
ることができる。この場合、ベース接地トランジスタ対
の代わりに、ゲート接地トランジスタ対を設けるように
すれば良い。
【0023】
【実施例】以下、図2〜図7を参照して、本発明の第1
実施例〜第3実施例について説明する。なお、これら第
1実施例〜第3実施例は、図8に示す従来の差動増幅回
路を改良するものである。したがって、図2〜図4、図
6、図7において、図8に対応する部分には同一符号を
付し、その重複説明は省略する。
【0024】第1実施例・・図2〜図5 図2は本発明の第1実施例を示す回路図である。図中、
221、222、23はベース接地トランジスタ対であ
り、241、242、251、252、26、27はNPN
トランジスタである。
【0025】なお、NPNトランジスタ241、242
251、252は、そのベースをバイアス電源29を介し
て交流的に接地され、NPNトランジスタ26、27
は、そのベースをバイアス電源30を介して交流的に接
地されている。
【0026】また、バイアス電源29がNPNトランジ
スタ241、242、251、252のベースに供給するバ
イアス電圧VAと、バイアス電源30がNPNトランジ
スタ26、27のベースに供給するバイアス電圧VB
と、電源電圧VCCとの大小関係は、VCC>VB>V
Aとされている。
【0027】ここに、差動トランジスタ対41〜48は、
差動トランジスタ対41〜44からなるグループ28
1と、差動トランジスタ対45〜48からなるグループ2
2に区分されている。
【0028】そして、グループ281においては、NP
Nトランジスタ51〜54は、そのコレクタをNPNトラ
ンジスタ241のエミッタに共通接続され、NPNトラ
ンジスタ61〜64は、そのコレクタをNPNトランジス
タ251のエミッタに共通接続されている。
【0029】また、グループ282においては、NPN
トランジスタ55〜58は、そのコレクタをNPNトラン
ジスタ242のエミッタに共通接続され、NPNトラン
ジスタ65〜68は、そのコレクタをNPNトランジスタ
252のエミッタに共通接続されている。
【0030】また、ベース接地トランジスタ対221
222においては、NPNトランジスタ241、24
2は、そのコレクタをNPNトランジスタ26のエミッ
タに共通接続され、NPNトランジスタ251、25
2は、そのコレクタをNPNトランジスタ27のエミッ
タに共通接続されている。
【0031】また、ベース接地トランジスタ対23にお
いては、NPNトランジスタ26は、そのコレクタを負
荷抵抗10及び出力端子12に接続され、NPNトラン
ジスタ27は、そのコレクタを負荷抵抗11及び出力端
子13に接続されている。その他については、図8に示
す従来の差動増幅回路と同様に構成されている。
【0032】この第1実施例の差動増幅回路は、制御信
号C1〜C8によってNPNトランジスタ71〜78のいず
れか1個をON、他の全てをOFFとして、差動トラン
ジスタ対41〜48のいずれか1個のみを活性化し、この
活性化した差動トランジスタ対に入力される信号を増幅
してなる増幅信号をベース接地トランジスタ対221
222のいずれか及びベース接地トランジスタ対23を
介して出力端子12、13に得るというものである。
【0033】ここに、例えば、図3に示すように、ベー
ス接地トランジスタ対221、222を設けない場合につ
いて検討すると、出力端子12に加わるNPNトランジ
スタのコレクタ・基板間寄生容量は、外形上(回路
上)、NPNトランジスタ26のコレクタ・基板間寄生
容量のみとなり、出力端子13に加わるNPNトランジ
スタのコレクタ・基板間寄生容量は、外形上(回路
上)、NPNトランジスタ27のコレクタ・基板間寄生
容量のみとなるので、一見、広帯域の周波数特性を得る
ことができそうである。
【0034】しかし、実際には、NPNトランジスタ2
6、27のエミッタに接続されているNPNトランジス
タが多いと、例えば、図3に示すように、NPNトラン
ジスタ26、27のエミッタにそれぞれ8個のNPNト
ランジスタ51〜58、61〜68が接続されると、これら
NPNトランジスタ51〜58、61〜68のコレクタ・基
板間寄生容量の影響を受け、図8に示す従来の差動増幅
回路よりも、広帯域の周波数特性を得ることはできる
が、現在求められている充分な広帯域の周波数特性を得
ることができないということが実験で確認されている。
【0035】また、例えば、図4に示すように、ベース
接地トランジスタ対23を設けない場合について検討す
ると、NPNトランジスタ241のエミッタには、わず
か4個のNPNトランジスタ51〜54しか接続されてお
らず、NPNトランジスタ251のエミッタにも、わず
か4個のNPNトランジスタ61〜64しか接続されてい
ない。
【0036】また、NPNトランジスタ242のエミッ
タにも、わずか4個のNPNトランジスタ55〜58しか
接続されておらず、NPNトランジスタ252のエミッ
タにも、わずか4個のNPNトランジスタ65〜68しか
接続されていない。
【0037】この結果、この場合、出力端子12に加わ
るNPNトランジスタのコレクタ・基板間寄生容量は、
NPNトランジスタ51〜58のコレクタ・基板間寄生容
量の影響を受けず、実質的に、2個のNPNトランジス
タ241、242のコレクタ・基板間寄生容量だけとな
る。
【0038】また、出力端子13に加わるNPNトラン
ジスタのコレクタ・基板間寄生容量も、NPNトランジ
スタ61〜68のコレクタ・基板間寄生容量の影響を受け
ず、実質的に、2個のNPNトランジスタ251、252
のコレクタ・基板間寄生容量だけとなる。
【0039】したがって、図4に示す差動増幅回路によ
れば、図8に示す従来の差動増幅回路よりも広帯域の周
波数特性を得ることができることは間違いないが、出力
端子12、13に加わるNPNトランジスタのコレクタ
・基板間寄生容量を、それぞれ、後述するこの第1実施
例の場合のように、実質的に、1個のNPNトランジス
タのコレクタ・基板間寄生容量とする場合に比較して、
その周波数特性を広帯域にすることはできない。
【0040】ここに、この第1実施例においては、図2
に示すように、出力端子12にコレクタを接続されたN
PNトランジスタ26のエミッタには、わずか2個のN
PNトランジスタ241、242しか接続されておらず、
しかも、これら2個のNPNトランジスタ241、242
には、それぞれ4個のNPNトランジスタ51〜54、5
5〜58しか接続されていない。
【0041】また、出力端子13にコレクタを接続され
たNPNトランジスタ27のエミッタには、わずか2個
のNPNトランジスタ251、252しか接続されておら
ず、しかも、これら2個のNPNトランジスタ251
252には、それぞれ4個のNPNトランジスタ61〜6
4、65〜68しか接続されていない。
【0042】この結果、この第1実施例によれば、出力
端子12に加わるNPNトランジスタのコレクタ・基板
間寄生容量は、NPNトランジスタ51〜58のコレクタ
・基板間寄生容量のみならず、NPNトランジスタ24
1、242のコレクタ・基板間寄生容量の影響も受けず、
実質的に、1個のNPNトランジスタ26のコレクタ・
基板間寄生容量だけとなる。
【0043】また、出力端子13に加わるNPNトラン
ジスタのコレクタ・基板間寄生容量は、NPNトランジ
スタ61〜68のコレクタ・基板間寄生容量のみならず、
NPNトランジスタ251、252のコレクタ・基板間寄
生容量の影響も受けず、実質的に、1個のNPNトラン
ジスタ27のコレクタ・基板間寄生容量だけとなる。
【0044】したがって、この第1実施例によれば、出
力端子12、13に加わる寄生容量を減らし、図8に示
す従来の差動増幅回路のみならず、図3及び図4に示す
差動増幅回路よりも広帯域の周波数特性を得て、磁気デ
ィスクから読出したデータの転送速度を高めることがで
きると共に、差動トランジスタ対41〜48を増加して
も、出力端子12、13に加わる寄生容量を増大させ
ず、良好な周波数特性を得ることができ、入力信号の多
チャンネル化に対応させることもできる。
【0045】ちなみに、図5は、周波数特性図であり、
実線31は第1実施例の差動増幅回路の場合、二点鎖線
32は図8に示す従来の差動増幅回路の場合、破線33
は図3の差動増幅回路の場合、一点鎖線34は図4の差
動増幅回路の場合である。
【0046】第2実施例・・図6 図6は本発明の第2実施例を示す回路図である。この第
2実施例は、NPNトランジスタ51〜58のエミッタを
それぞれダイオード351〜358のアノードに接続し、
これらダイオード351〜358のカソードをそれぞれN
PNトランジスタ71〜78のコレクタに接続すると共
に、NPNトランジスタ61〜68のエミッタをそれぞれ
ダイオード361〜368のアノードに接続し、これらダ
イオード361〜368のカソードをそれぞれNPNトラ
ンジスタ71〜78のコレクタに接続し、その他について
は、第1実施例と同様に構成したものである。この第2
実施例においても、第1実施例の場合と同様の作用効果
を得ることができる。
【0047】第3実施例・・図7 図7は本発明の第3実施例を示す回路図である。この第
3実施例は、NPNトランジスタ51〜58のエミッタを
それぞれ抵抗371〜378を介してNPNトランジスタ
1〜78のコレクタに接続すると共に、NPNトランジ
スタ61〜68のエミッタをそれぞれ抵抗381〜388
介してNPNトランジスタ71〜78のコレクタに接続
し、その他については、第1実施例と同様に構成したも
のである。この第3実施例においても、第1実施例の場
合と同様の作用効果を得ることができる。
【0048】
【発明の効果】本発明によれば、増幅信号が出力される
出力端子に加わるトランジスタのコレクタ・基板間寄生
容量を、実質的に、1個のベース接地トランジスタ対を
構成するトランジスタのコレクタ・基板間寄生容量又は
1個のゲート接地トランジスタ対を構成するトランジス
タのドレイン・基板間寄生容量とすることができるの
で、出力端子に加わる寄生容量を減らし、広帯域の周波
数特性を得て、データの転送速度を高めることができる
と共に、差動トランジスタ対を増加しても、出力端子に
加わる寄生容量を増大させず、良好な周波数特性を得る
ことができ、入力信号の多チャンネル化に対応させるこ
ともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す回路図である。
【図3】本発明の第1実施例と比較すべき差動増幅回路
の一例を示す回路図である。
【図4】本発明の第1実施例と比較すべき差動増幅回路
の他の例を示す回路図である。
【図5】本発明の第1実施例などの周波数特性を示す図
である。
【図6】本発明の第2実施例を示す回路図である。
【図7】本発明の第3実施例を示す回路図である。
【図8】従来の差動増幅回路の一例を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
141〜14m+n 差動トランジスタ対 151〜15m、16 ベース接地トランジスタ対 17 電源線 18 負荷回路 19、20 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特許2982246(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 1/00 - 3/72

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ、異なる信号出力源からの被増幅
    信号が入力され、選択によって一の差動トランジスタ対
    が活性化される複数の差動トランジスタ対(141、1
    2・・・14m+n)を複数のグループ(211、212
    ・・21m)に区分し、 各グループ(211、212・・・21m)ごとに1個の
    第1のベース接地トランジスタ対(151、152・・・
    15m)又は1個の第1のゲート接地トランジスタ対を
    設け、各グループ(211、212・・・21m)内の全
    ての差動トランジスタ対(141〜14n、14n+1〜1
    2n、・・・、14m+1〜14m+n)の出力端をそれぞれ
    各グループ(211、212・・・21m)ごとに設けら
    れた前記第1のベース接地トランジスタ対(151、1
    2・・・15m)又は前記第1のゲート接地トランジス
    タ対の入力端に共通接続すると共に、 各グループ(211、212・・・21m)ごとに設けら
    れた複数の前記第1のベース接地トランジスタ対(15
    1、152・・・15m)又は複数の前記第1のゲート接
    地トランジスタ対に対応して、1個の第2のベース接地
    トランジスタ対(16)又は1個の第2のゲート接地ト
    ランジスタ対を設け、複数の前記第1のベース接地トラ
    ンジスタ対(151、152・・・15m)又は複数の前
    記第1のゲート接地トランジスタ対の出力端を1個の前
    記第2のベース接地トランジスタ対(16)又は1個の
    前記第2のゲート接地トランジスタ対の入力端に共通接
    続し、 前記複数の差動トランジスタ対(141、142・・・1
    m+n)のいずれかを選択的に活性化し、該活性化した
    差動トランジスタ対に入力される被増幅信号を増幅した
    増幅信号を前記第2のベース接地トランジスタ対(1
    6)又は前記第2のゲート接地トランジスタ対の出力側
    に得るように構成されていることを特徴とする差動増幅
    回路。
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