JP3158423B2 - 広帯域増幅回路 - Google Patents
広帯域増幅回路Info
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Description
帯域幅が広く、しかもゲインを可変出来る広帯域増幅回
路に用いて好適なものである。
出来、しかも例えば100MHz以上の広帯域にわたって増幅
可能な増幅回路において、負荷抵抗に付加しているコレ
クタ容量の数を減らすことにより、上記負荷抵抗の値と
上記コレクタ容量の値とで一義的に決定される周波数特
性を広げ、広帯域な周波数特性が得られるようにした広
帯域増幅回路である。
した増幅回路としては、第2図に示すような回路が知ら
れている。この広帯域増幅回路には4つのトランジスタ
Q1〜Q4が設けられ、トランジスタQ1とQ2、およびトラン
ジスタQ3とQ4がそれぞれ差動接続されている。
器RLを介して電源VCCに接続されている。一方、トラン
ジスタQ2のコレクタがトランジスタQ3のコレクタに接続
されるとともに、トランジスタQ4のコレクタがトランジ
スタQ1のコレクタに接続されている。また、共通に接続
されたトランジスタQ1とQ2のエミッタが定電流源1に接
続されるとともに、同じく共通に接続されたトランジス
タQ3とQ4のエミッタが定電流源2に接続されている。更
に、トランジスタQ2のベースとトランジスタQ4のベース
とがバイアス用電源3にそれぞれ接続されるとともに、
この増幅回路のゲインを決定する電圧ΔVがトランジス
タQ1,Q3のベースにそれぞれ供給される。したがって、
上記電圧ΔVの値を変えることにより、上記増幅回路の
ゲインを可変することが出来る。なお、以後の説明は、
上記電圧ΔVに代えて定数Kを用いて説明する。
スタQ3,Q4のエミッタにそれぞれ与えられるとともに、
第2の抵抗器RIN2を介してトランジスタQ1,Q2のエミッ
タに与えられる。また、増幅出力VOUTは、トランジスタ
Q1のコレクタから取り出される。更に、トランジスタQ1
のコレクタと基板との間にコレクタ容量CCS1が付加され
るとともに、トランジスタQ4のコレクタと基板との間に
コレクタ容量CCS4が付加されている。
を説明する。
IN1に電流i1が流れるとともに、第2の抵抗器RIN2に電
流i2が流れる。定電流源1、2に流れる電流をそれぞれ
I0とすると、トランジスタQ1のエミッタには、K(I0−
i2)の電流が流れ、トランジスタQ4のコレクタには、
(1−K)・(I0−i2)の電流が流れる。このようにし
て動作している回路のゲインを求めてみると、増幅出力
VOUTは、 VOUT=VCC−RL{(1−K)・(I0−i1) +K(I0−i2)} =VCC+RL{−I0+(1−K)i1 +Ki2} ……(1) 交流ゲインGを求めてみると、 G=VOUT/VIN =RL{K/RIN2+(1−K)/RIN1} …(2) となり、K=0のときに、 最小ゲインMinG=RL/RIN1 となる。
図において実線の特性曲線Aで示すようなゲイン特性と
なる。なお、第2図の回路において抵抗器RIN1は必ずし
も設けなくてもよいが、上記抵抗器RIN1をRLとして設け
ることにより、 〜RL/RIN2倍のゲインが得られる(ただしトランジスタQ
4の内部抵抗reを無視した場合)。
その周波数特性が出力負荷抵抗RLと、トランジスタQ1,Q
4の各コレクタに付加した容量CCS1,CCS4によって決定し
てしまう。
た。
第4図の回路図に示すような増幅回路が知られている。
第4図の回路の場合には、出力負荷抵抗RLとトランジス
タQ1のコレクタ容量CCSを1個にしており、この回路の
場合には第3図の特性曲線Bのゲイン特性を示してい
る。このように構成することにより、第4図の回路にお
いては周波数特性を伸ばすことが可能であるが、しかし
この場合には、ゲインを決定するための電圧ΔVにより
出力DCレベルが変動してしまい、出力のダイナミックレ
ンジがとれなくなってしまう不都合があった。
可能であり、しかもゲインを可変することが出来る広帯
域増幅回路における周波数特性を向上させることを目的
とする。
め、第1および第2のトランジスタを差動接続してなる
第1の差動接続回路と、 第3および第4のトランジスタを差動接続してなる第
2の差動接続回路と、 上記第1のトランジスタのコレクタに接続されている
負荷抵抗器と電源との間に設けられ、第5のトランジス
タのベースと上記電源との間に設けられて上記負荷抵抗
器と同値の抵抗器とからなるレベルシフト回路と、 上記第1および第3のトランジスタのベースにゲイン
決定用電圧を供給するとともに上記第2および第4のト
ランジスタのベースにバイアス用電源を接続した広帯域
増幅回路であって、 上記第1および第3のトランジスタのベースに所定の
動作電圧を供給し、かつ上記レベルシフト回路の第5の
トランジスタのベースに与えられる電圧を上記第4のト
ランジスタのコレクタに供給して、上記第4のトランジ
スタに流れる電流の大きさに応じて上記第1のトランジ
スタのコレクタに接続されている負荷抵抗器に印加され
る電圧の大きさを変化させるようにした。
抵抗器と電源との間に設けられた第5のトランジスタの
ベース電圧を第4のトランジスタのコレクタに供給し、
上記第4のトランジスタに流れる電流が増加すれば、上
記負荷抵抗器に印加される電圧値が減少し、反対に上記
第4のトランジスタに流れる電流が減少すれば、上記負
荷抵抗器に印加される電圧値を増加させるようにする。
これにより、ゲインを可変した際に、上記第4のトラン
ジスタに流れる電流を変化させて直流電流を補正するの
を、信号の出力段で行うようにして、負荷抵抗に付加し
ているコレクタ容量を1個にする。
回路構成図である。
は、第1および第2のトランジスタQ1,Q2を差動接続し
てなる第1の差動接続回路5と、第3および第4のトラ
ンジスタQ3,Q4を差動接続してなる第2の差動接続回路
6とを具備している。また、上記第1のトランジスタQ1
のコレクタに接続されている負荷抵抗器RLと電源Vccと
の間に設けられた第5のトランジスタQ5、および上記第
5のトランジスタQ5のベースと上記電源Vccとの間に設
けられた抵抗器RL′よりなるレベルシフト回路7が設け
られている。すなわち、第2図に示した回路と異なると
ころは、第2図の回路において、第3のトランジスタQ3
のコレクタに接続された負荷抵抗RLをなくすとともに、
第4のトランジスタQ4のコレクタに付加されていたコレ
クタ容量CCS4をなくしている。また、第2および第3の
トランジスタQ2,Q3の各コレクタを電源Vccに直接接続し
ている。更に、第1のトランジスタQ1のコレクタに接続
されている負荷抵抗器RLと電源Vccとの間に第5のトラ
ンジスタQ5を設け、このトランジスタQ5のベースと電源
Vccとの間に抵抗器RL′を接続していることである。こ
の抵抗器RL′は、その抵抗値が第1のトランジスタQ1の
コレクタに接続されている負荷抵抗器RLと同じ値になる
ようになされている。また、第2図に示した従来の回路
においては、第1のトランジスタQ1のコレクタ電圧を第
4のコレクタに供給していたが、実施例の回路では第5
のトランジスタQ5のベースに与えられる電圧を第4のト
ランジスタQ4のコレクタに供給している。このように、
第4のコレクタに供給する電圧を第5のトランジスタQ5
のベースから取り出すことにより、トランジスタQ4に流
れる電流が増加すれば負荷抵抗RLに印加される電圧の大
きさが低下する。これは、電源Vccの電圧値を下げたの
と実質的に同じであり、これによりDC電圧補正が行われ
ることになる。
り、トランジスタQ4に流れる電流が減少した場合には、
負荷抵抗RLに印加される電圧が大きくなるので、この場
合もDC電圧補正を良好に行うことが出来る。すなわち、
実施例の回路は第3および第4のトランジスタQ3,Q4に
より、出力負荷抵抗RLから直流電流を補正するのではな
く、上記負荷抵抗RLと同じ抵抗器RL′を介して直流電流
補正を行うようにしたものであり、第5のトランジスタ
Q5を設けることにより、出力段で直流電流補正を行うよ
うにしている。
は、第1のトランジスタQ1のコレクタにそれぞれ1個接
続されている負荷抵抗器RLとコレクタ容量CCS1とによっ
て定まることになる。すなわち、実施例の回路の周波数
特性fc′は、 fc′1/2π・CCS・RL 2fc ……(4) となり、周波数特性を伸ばすことが出来る。
クタに接続されている負荷抵抗器と電源との間に設けら
れたレベルシフト回路の電圧を第4のトランジスタのコ
レクタに供給し、上記第4のトランジスタに流れる電流
が増加したときに、上記負荷抵抗器に印加される電圧値
を減少させ、反対に上記第4のトランジスタに流れる電
流が減少したときには、上記負荷抵抗器に印加される電
圧値を増加させるようにしたので、ゲインを可変した際
に、上記第4のトランジスタに流れる電流を変化させて
直流電流を補正するのを、信号の出力段で行うようにす
ることが出来、負荷抵抗に付加しているコレクタ容量を
1個にすることが出来る。これにより、ゲインを変える
ことが出来る広帯域増幅回路の周波数特性を、負荷抵抗
と第1のトランジスタのコレクタに付加しているコレク
タ容量のみによって決定されるようにすることが出来、
ゲインを可変することが出来る広帯域増幅回路の周波数
特性を大幅に伸ばすことが出来る。
路図、 第2図は、従来の広帯域増幅回路の回路図、 第3図は、ゲイン特性図、 第4図は、第2図と異なる従来例を示す回路図である。 5……第1の差動接続回路, 6……第2の差動接続回路, 7……レベルシフト回路, Q1……第1のトランジスタ, Q2……第2のトランジスタ, Q3……第3のトランジスタ, Q4……第4のトランジスタ, RL……負荷抵抗。
Claims (1)
- 【請求項1】第1および第2のトランジスタを差動接続
してなる第1の差動接続回路と、 第3および第4のトランジスタを差動接続してなる第2
の差動接続回路と、 上記第1のトランジスタのコレクタに接続されている負
荷抵抗器と電源との間に設けられ、第5のトランジスタ
のベースと上記電源との間に設けられて上記負荷抵抗器
と同値の抵抗器とからなるレベルシフト回路と、 上記第1および第3のトランジスタのベースにゲイン決
定用電圧を供給するとともに上記第2および第4のトラ
ンジスタのベースにバイアス用電源を接続した広帯域増
幅回路であって、 上記第1および第3のトランジスタのベースに所定の動
作電圧を供給し、かつ上記レベルシフト回路の第5のト
ランジスタのベースに与えられる電圧を上記第4のトラ
ンジスタのコレクタに供給して、上記第4のトランジス
タに流れる電流の大きさに応じて上記第1のトランジス
タのコレクタに接続されている負荷抵抗器に印加される
電圧の大きさを変化させるようにしたことを特徴とする
広帯域増幅回路。
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27705690A JP3158423B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 広帯域増幅回路 |
Publications (2)
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ID=17578173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27705690A Expired - Lifetime JP3158423B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 広帯域増幅回路 |
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FR2798235B1 (fr) * | 1999-09-03 | 2002-05-17 | St Microelectronics Sa | Dispositif amplificateur de puissance a gain controle, en particulier pour des circuits radiofrequence appliques a la telephonie mobile cellulaire |
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DE2723750A1 (de) * | 1977-05-26 | 1978-12-07 | Philips Patentverwaltung | Einstellbarer transistor-verstaerker |
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- 1990-10-15 JP JP27705690A patent/JP3158423B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-14 KR KR1019910018005A patent/KR100209473B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-10-15 US US07/775,838 patent/US5256983A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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KR100209473B1 (ko) | 1999-07-15 |
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