JP3098451B2 - 増幅回路 - Google Patents

増幅回路

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JP3098451B2
JP3098451B2 JP09109290A JP10929097A JP3098451B2 JP 3098451 B2 JP3098451 B2 JP 3098451B2 JP 09109290 A JP09109290 A JP 09109290A JP 10929097 A JP10929097 A JP 10929097A JP 3098451 B2 JP3098451 B2 JP 3098451B2
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利通 畠山
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山形日本電気株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランジスタによ
る増幅回路に関し、特にそのバイアス点安定回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図3はトランジスタによる増幅回路の従
来例を示したもので、従来の増幅回路では、増幅用トラ
ンジスタ12のコレクタには電源電圧Vccが抵抗15
を介して供給され、エミッタは抵抗16を介して接地さ
れ、また、ベースには抵抗13と14により電源電圧が
その抵抗比に応じて分圧され、ベース・バイアス電圧と
して供給される構成である。この増幅用トランジスタ1
2のベース端子に入力信号を与えると、この入力信号が
増幅されてコレクタ端子から出力される。
【0003】ここで、エミッタに接続された前記の抵抗
16は電流帰還抵抗と呼ばれ、トランジスタ12の特性
の製造時バラツキや、温度変動による特性の変動を抑
え、バイアス点を安定化するように作用し、トランジス
タ12のエミッタ電流が変動すると、この電流帰還抵抗
16によりその変動が抑えられる。従って、この電流帰
還抵抗の値は大きい値であるほど、その効果は大きくな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来の増幅回路の
雑音について検討すると、前記の電流帰還抵抗16は入
力信号からみたとき、熱雑音などの雑音源となり、回路
の低雑音化に対する障害となっていた。また、この電流
帰還抵抗を除いた場合には、電流の安定性が悪くなると
いう問題があった。
【0005】本発明の目的は、増幅用トランジスタのエ
ミッタ側に接続していた電流帰還抵抗を不要にして、低
雑音化を図るとともに、同時に、回路の安定性も向上し
たトランジスタ増幅回路を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の増幅回路では、ベース端子に信号を入力
し、コレクタ端子から信号を出力する増幅用の第1のト
ランジスタと、前記第1のトランジスタの特性の変動及
び温度による特性の変動に対応してその特性が変動する
第2のトランジスタと、電流源であるカレント・ミラー
回路とを備え、前記第1のトランジスタのコレクタは第
1の抵抗素子を介して電源電圧端子と接続され、前記第
1のトランジスタのエミッタと前記第2のトランジスタ
のエミッタは共通のグランドに接地され、前記カレント
・ミラー回路の制御側のトランジスタのエミッタ端子は
前記第2のトランジスタのコレクタに接続され、前記カ
レント・ミラー回路の被制御側のトランジスタのエミッ
タは第4の抵抗素子を介して前記第1のトランジスタの
ベースに接続され、前記第2のトランジスタのベースは
前記第1のトランジスタのベースと前記共通のグランド
との間に直列に接続された第5及び第6の抵抗素子によ
る分圧点に接続される構成とした。
【0007】また、前記カレント・ミラー回路が、制御
側の第3のトランジスタ及び被制御側の第4のトランジ
スタとを備え、前記第3及び第4のトランジスタのコレ
クタはそれぞれ第2及び第3の抵抗素子を介して前記電
源電圧端子に接続され、前記第3のトランジスタのコレ
クタとベースとが接続され、前記第3のトランジスタの
エミッタは前記第2のトランジスタのコレクタに接続さ
れ、前記第4のトランジスタのエミッタは第4の抵抗素
子を介して前記第1のトランジスタのベースに接続され
る構成とした。
【0008】また、前記第1,第2,第3及び第4のト
ランジスタをNPN型トランジスタで構成することもで
きる。
【0009】また、前記第1,第2,第3及び第4のト
ランジスタをPNP型トランジスタで構成することもで
きる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下に図面を参照して説明する。
【0011】図1は、本発明の第1の実施の形態を説明
する増幅回路のブロック図である。この増幅回路は、ベ
ース端子100に信号を入力し、コレクタ端子200か
ら信号を出力する増幅用の第1のトランジスタ1と、前
記第1のトランジスタ1の特性の変動及び温度による特
性の変動に対応してその特性が変動する第2のトランジ
スタ2と、電流源であるカレント・ミラー回路300と
を備え、前記第1のトランジスタ1のコレクタは第1の
抵抗素子10を介して電源電圧端子400と接続され、
前記第1のトランジスタ1のエミッタと前記第2のトラ
ンジスタ2のエミッタは共通のグランド500に接地さ
れ、前記カレント・ミラー回路300の制御側のトラン
ジスタのエミッタ端子301は前記第2のトランジスタ
2のコレクタに接続され、前記カレント・ミラー回路3
00の被制御側のトランジスタのエミッタ302は第4
の抵抗素子7を介して前記第1のトランジスタ1のベー
スに接続され、前記第2のトランジスタ2のベースは前
記第1のトランジスタ1のベースと前記共通のグランド
500との間に直列に接続された第5及び第6の抵抗素
子8及び9による分圧点に接続するように構成してい
る。
【0012】図2は、前述した本発明の第1の実施の形
態を示す増幅回路のブロック図におけるカレント・ミラ
ー回路300の内部構成を詳細に説明するためのブロッ
ク図である。図2に示すように、このカレント・ミラー
回路300は、制御側の第3のトランジスタ3及び被制
御側の第4のトランジスタ4を備え、前記第3及び第4
のトランジスタ3及び4のコレクタはそれぞれ第2及び
第3の抵抗素子5及び6を介して前記電源電圧端子40
0に接続され、前記第3のトランジスタ3のコレクタと
ベースとが接続され、前記第3のトランジスタ3のエミ
ッタは前記第2のトランジスタ2のコレクタに接続さ
れ、前記第4のトランジスタ4のエミッタは第4の抵抗
素子7を介して前記第1のトランジスタ1のベースに接
続するようにしている。以下に、この増幅回路の動作に
ついて説明する。
【0013】一例として、温度が常温から高温に変化し
た場合、増幅段トランジスタ1及び対応するトランジス
タ2のオン電圧が下がり、各々のトランジスタのコレク
タ電流は増加する。トランジスタ2のコレクタ電流I2
のパスを考えると、I2の電流増加は、(電流増加量)
×(抵抗5の抵抗値)の電圧降下を抵抗5において発生
し、カレント・ミラー回路のトランジスタのベース電圧
V1,被制御側トランジスタ4のエミッタ電圧V2,及
び増幅用トランジスタ1のベース電圧V3のそれぞれの
電位が下がる。
【0014】ここに、増幅段トランジスタのベース電位
V3により、トランジスタ1のコレクタ電流は減少し、
温度変化により増加したコレクタ電流を元に戻すように
作用する。
【0015】hFEの変動に関しても、製造ばらつきによ
り高いhFEとなった場合、ベースバイアスを一定とする
と、増幅段トランジスタ1及び対応するトランジスタ2
のコレクタ電流は各々増加する。
【0016】温度変動の場合と同様に、抵抗5での電圧
降下が増加し、前記電圧V3が下がり、増加したコレク
タ電流を元に戻すように作用する。
【0017】低温時、低hFEの場合には、逆に、各トラ
ンジスタのコレクタ電流が減少し、抵抗5で電圧降下が
小さくなるため、電圧V3が上がり、減少したコレクタ
電流を元に戻すように作用する。
【0018】各定数の設定は、増幅段トランジスタ1の
FEと、温度変動によるコレクタ電流の変動に対応する
ベース電圧変化量を計算し、同等の電圧降下が抵抗5に
発生する様に、各抵抗値、及びI1,I2の電流値を設
定するようにする。
【0019】また、ベース電圧を決定する抵抗7,8の
値は、トランジスタ2,4の雑音が、増幅段トランジス
タ1のベースに付加されないように1KΩ以上の高抵抗
とする。
【0020】図3に、トランジスタ1のhFEが変化した
時の増幅段トランジスタ1のコレクタ電流の変化を本発
明の場合と従来例と比較して示す。
【0021】図4には、温度が変化した時の、増幅段ト
ランジスタ1のコレクタ電流の変化を本発明の場合と従
来例と比較して示す。
【0022】なお、従来例の特性は、図3の抵抗分割型
バイアス回路の抵抗16を取り外した場合の特性を示し
てある。
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】また図1及び図2では、NPN型トランジ
スタによる本発明の増幅回路の構成例を示している。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本発明の増幅回路によれ
ば、従来の電流帰還抵抗を不要とするので、前記電流帰
還抵抗による熱雑音などの雑音を除き低雑音化でき、ま
た、増幅用トランジスタのコレクタ電流に対応してその
コレクタに流れる電流が変化するトランジスタを用いる
ことにより回路の安定性を向上させるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す増幅回路のブ
ロック図である。
【図2】図1のカレントミラー回路300の内部構成の
詳細を説明するためのブロック図である。
【図3】従来の増幅回路の一例を示すブロック図であ
る。
【図4】本発明の増幅回路と従来の増幅回路のトランジ
スタ特性の変動に対するコレクタ電流の変動を示す図で
ある。
【図5】本発明の増幅回路と従来の増幅回路の温度の変
動に対するコレクタ電流の変動を示す図である。
【符号の説明】
1 増幅用の第1のトランジスタ 2 電流変動及び温度変動検出用の第2のトランジス
タ 3 カレント・ミラー回路の制御側の第3のトランジ
スタ 4 カレント・ミラー回路の被制御側の第4のトラン
ジスタ 5 第2の抵抗素子 6 第3の抵抗素子 7 第4の抵抗素子 8 第5の抵抗素子 9 第6の抵抗素子 10 第1の抵抗素子 12 増幅用トランジスタ 13,14 分圧用抵抗素子 15 抵抗素子 16 電流帰還抵抗素子 100 信号入力端子 200 信号出力端子 300 カレント・ミラー回路 301 第3のトランジスタ3のエミッタ端子 302 第4のトランジスタ4のエミッタ端子 400 電源電圧端子 500 共通のグランド

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベース端子に信号を入力し、コレクタ端
    子から信号を出力する増幅用の第1のトランジスタと、
    前記第1のトランジスタの特性の変動及び温度による特
    性の変動に対応してその特性が変動する第2のトランジ
    スタと、電流源であるカレント・ミラー回路とを備え、
    前記第1のトランジスタのコレクタは第1の抵抗素子を
    介して電源電圧端子と接続され、前記第1のトランジス
    タのエミッタと前記第2のトランジスタのエミッタは共
    通のグランドに接地され、前記カレント・ミラー回路の
    制御側のトランジスタのエミッタ端子は前記第2のトラ
    ンジスタのコレクタに接続され、前記カレント・ミラー
    回路の被制御側のトランジスタのエミッタは第4の抵抗
    素子を介して前記第1のトランジスタのベースに接続さ
    れ、前記第2のトランジスタのベースは前記第1のトラ
    ンジスタのベースと前記共通のグランドとの間に直列に
    接続された第5及び第6の抵抗素子による分圧点に接続
    され、前記カレント・ミラー回路が、制御側の第3のト
    ランジスタ及び被制御側の第4のトランジスタとを備
    え、前記第3及び第4のトランジスタのコレクタはそれ
    ぞれ第2及び第3の抵抗素子を介して前記電源電圧端子
    に接続され、前記第3のトランジスタのコレクタとベー
    スとが接続され、前記第3のトランジスタのエミッタは
    前記第2のトランジスタのコレクタに接続され、前記第
    4のトランジスタのエミッタは第4の抵抗素子を介して
    前記第1のトランジスタのベースに接続されることを特
    徴とする増幅回路。
  2. 【請求項2】 前記第1,第2,第3及び第4のトラン
    ジスタがNPN型トランジスタであることを特徴とする
    請求項1記載の増幅回路。
  3. 【請求項3】 前記第1,第2,第3及び第4のトラン
    ジスタがPNP型トランジスタであることを特徴とする
    請求項1記載の増幅回路。
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