JP3293557B2 - 増幅回路 - Google Patents

増幅回路

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JP3293557B2
JP3293557B2 JP17284598A JP17284598A JP3293557B2 JP 3293557 B2 JP3293557 B2 JP 3293557B2 JP 17284598 A JP17284598 A JP 17284598A JP 17284598 A JP17284598 A JP 17284598A JP 3293557 B2 JP3293557 B2 JP 3293557B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は信号を帰還しながら
クランプして出力するフィードバッククランプ回路を有
する増幅回路に関し、特に、大きい有効出力ダイナミッ
クレンジを得ることができる増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、種々の増幅回路が存在し、その中
に帰還をかけながら出力信号の電位をクランプして増幅
信号を出力するフィードバッククランプ回路を有する増
幅器がある。図4は従来の増幅回路を示すブロック図で
ある。
【0003】従来のフィードバッククランプ回路を有す
る増幅器においては、入力端子31にコンデンサ32が
接続され、このコンデンサ32にクランプ回路34が接
続されている。また、クランプ回路34から出力された
信号が入力される増幅器36がクランプ回路34に接続
されている。増幅器36には出力端子33が接続されて
いる。増幅器36から出力された信号は、出力端子33
に出力されると共に、帰還信号39としてクランプ回路
34に帰還される。つまり、クランプ回路34及び増幅
器36からフィードバッククランプ回路が構成されてい
る。更に、定電圧源35がクランプ回路34及び増幅器
36に接続されており、この定電圧源35によりクラン
プ回路34のクランプ電位37及び増幅器36の基準電
位38が決定される。
【0004】このように構成された従来のフィードバッ
ククランプ回路を有する増幅回路においては、増幅器3
6の基準電位38を定電圧源35が決定する。また、ク
ランプ回路34はそこに入力された信号を定電圧源35
により決定される電位37にクランプ(保持)して出力
する。そして、増幅器36はクランプ回路34から出力
された信号を増幅して出力端子33に出力信号として出
力する。このとき、増幅器36は出力信号の一部を帰還
信号39としてクランプ回路34に帰還をかける。この
ようにして、従来の増幅回路は所定の電位37にクラン
プされた出力信号を出力端子33から出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、増幅器
36の電源電圧、動作環境温度又は素子特性等がばらつ
くと、出力ダイナミックレンジが著しく変動して有効な
出力ダイナミックレンジを得ることができない。このた
め、十分に大きい利得を得ることができず、また、十分
に大きい振幅の出力信号を得ることができないという問
題点がある。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、動作環境温度又は素子特性のばらつきによ
り増幅器の出力レンジが劣化した場合にも大きい出力ダ
イナミックレンジを得ることができる増幅回路を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る増幅回路
は、入力された信号をクランプ電位に保持して出力する
クランプ回路と、このクランプ回路から出力された信号
を増幅し前記クランプ回路に帰還をかけながら出力する
増幅器とを有し、前記増幅器は、相互に差動接続された
第1及び第2のバイポーラトランジスタと、この第1及
び第2のバイポーラトランジスタのエミッタ間に接続さ
れたエミッタ抵抗と、前記第1のバイポーラトランジス
タのコレクタに接続された第1の出力バッファと、前記
第2のバイポーラトランジスタのコレクタに接続された
第2の出力バッファと、前記第1の出力バッファの出力
側と前記第2の出力バッファの出力側との間に直列に接
続された第1及び第2のバイアス抵抗とを有し、前記第
1のバイアス抵抗と前記第2のバイアス抵抗との接続点
が前記クランプ回路に接続され、前記クランプ電位は、
前記増幅器の出力段における出力電位に関連付けて決定
されることを特徴とする。
【0008】本発明に係る他の増幅回路は、入力された
信号をクランプ電位に保持して出力するクランプ回路
と、このクランプ回路から出力された信号を増幅し前記
クランプ回路に帰還をかけながら出力する増幅器とを有
し、前記増幅器は、相互に差動接続された第1及び第2
のバイポーラトランジスタと、この第1及び第2のバイ
ポーラトランジスタのエミッタ間に接続されたエミッタ
抵抗と、前記第1のバイポーラトランジスタのコレクタ
に接続された第3のバイポーラトランジスタを有する第
1のエミッタフォロワと、前記第2のバイポーラトラン
ジスタのコレクタに接続された第4のバイポーラトラン
ジスタを有する第2のエミッタフォロワと、前記第3の
バイポーラトランジスタのエミッタと前記第4のバイポ
ーラトランジスタのエミッタとの間に直列に接続された
第1及び第2のバイアス抵抗とを有し、前記第1のバイ
アス抵抗と前記第2のバイアス抵抗との接続点が前記ク
ランプ回路に接続され、前記クランプ電位は、前記増幅
器の出力段における出力電位に関連付けて決定されるこ
とを特徴とする。
【0009】本発明においては、クランプ電位が増幅器
の出力段における出力電位に関連付けて決定されるの
で、増幅器の電源電圧、動作環境温度又は素子特性等が
ばらついても、クランプ電位は常に最適なものに決定さ
れる。従って、有効な出力ダイナミックレンジが得られ
る。このため、十分に大きい利得を得ること及び十分に
大きい振幅の出力信号を得ることが可能である。
【0010】
【0011】更に、前記増幅器は、前記第3のバイポー
ラトランジスタのエミッタに接続された第1の定電流源
と、前記第4のバイポーラトランジスタのエミッタに接
続された第2の定電流源とを有することができる。
【0012】更にまた、前記第1のバイアス抵抗と前記
第2のバイアス抵抗との接続点における電位は、前記第
1のバイポーラトランジスタのコレクタ電位と前記第2
のバイポーラトランジスタのコレクタ電位との中間電位
であってもよい。
【0013】また、前記第1のバイポーラトランジスタ
のベースは前記クランプ回路に接続され、前記第2のバ
イポーラトランジスタのベースは定電位に保持されてい
てもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】本願発明者等が前記課題を解決す
べく、鋭意実験研究を重ねた結果、クランプ電位を増幅
器の出力段における出力電位に関連付けて決定させてク
ランプ電位を適宜最適化させることにより、電源電圧、
動作環境温度及び素子特性等がばらついても、十分に大
きい出力ダイナミックレンジを得ることができることを
見い出した。一方、図4に示す従来の増幅回路において
は、出力信号を保持(クランプ)するクランプ電位37
が定電圧源35により決定されているため、増幅回路の
出力信号は一定の電位にクランプされて出力される。こ
のため、動作環境温度等が変動した場合にも、クランプ
電位37が一定であり十分に大きい出力ダイナミックレ
ンジを得ることができない。
【0015】以下、本発明の実施例に係る増幅回路につ
いて、添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は
本発明の実施例に係る増幅回路を示すブロック図であ
る。
【0016】本実施例においては、入力端子1にコンデ
ンサ2が接続され、このコンデンサ2にクランプ回路4
が接続されている。また、クランプ回路4から出力され
た信号が入力される増幅器6がクランプ回路4に接続さ
れている。増幅器6には出力端子3が接続されている。
増幅器6から出力された信号は、出力端子3に出力され
ると共に、帰還信号9としてクランプ回路4に帰還され
る。つまり、クランプ回路4及び増幅器6からフィード
バッククランプ回路が構成されている。また、増幅器6
の出力段における出力電位に関連付けて決定される電位
10がクランプ回路4のクランプ電位となる。更に、定
電圧源5が増幅器6に接続されており、この定電圧源5
により増幅器6の基準電位8が決定される。
【0017】このように構成された本実施例において
は、増幅器6の基準電位8を定電圧源5が決定する。ま
た、クランプ回路4はそこに入力された信号を増幅器6
の出力段により決定される電位10にクランプ(保持)
して出力する。そして、増幅器6はクランプ回路4から
出力された信号を増幅して出力端子3に出力信号として
出力する。このとき、増幅器6は出力信号の一部を帰還
信号9としてクランプ回路4に帰還をかける。このよう
にして、本実施例の増幅回路は所定の電位にクランプさ
れた出力信号を出力端子3から出力する。
【0018】増幅回路の出力ダイナミックレンジは電源
電圧、動作環境温度及び素子特性のばらつき等に依存し
て変動するものであるが、本実施例においては、クラン
プ回路4のクランプ電位が増幅器6の出力段における出
力電位に関連付けて決定されるので、前述の変動特性を
最適化することが可能である。このため、増幅器6の出
力レンジが劣化した場合であっても、より大きい有効出
力ダイナミックレンジを得ることができる。
【0019】次に、本実施例に係る増幅回路を構成する
増幅器6について更に具体的に説明する。図2は本発明
の実施例を構成する増幅器の第1の具体例を示す回路図
である。
【0020】増幅器6の第1の具体例においては、クラ
ンプ回路4に接続される端子11に、トランジスタ15
及び16、エミッタ抵抗17、コレクタ抵抗18及び1
9、定電流源12及び13、定電圧源14並びに電源V
CCから構成される差動増幅回路が接続されている。そし
て、差動増幅回路の出力端子に電圧フォロワ(緩衝増幅
器)20及び21が接続されている。また、電圧フォロ
ワ20の出力端子と電圧フォロワ21の出力端子との間
には、バイアス抵抗22及び23が直列に接続されてお
り、バイアス抵抗22とバイアス抵抗23との接続点に
クランプ回路4に接続される端子24が接続されてい
る。こうして、増幅器6が構成される。
【0021】このように構成された増幅器6において
は、電圧フォロワ20及び21が出力バッファ(緩衝増
幅器)として機能し、バイアス抵抗22とバイアス抵抗
23とにより決定されるトランジスタ15のコレクタ電
位とトランジスタ16のコレクタ電位との中間にある電
位が端子24に出力される。このため、クランプ回路4
のクランプ電位となる電位10は増幅回路の出力ダイナ
ミックレンジの中間電位となる。従って、動作環境温度
等が変動しても、常に大きい有効出力ダイナミックレン
ジが得られる。
【0022】次に、増幅器6の第2の具体例について説
明する。図3は本発明の実施例を構成する増幅器の第2
の具体例を示す回路図である。なお、図3に示す第2の
具体例において、図2に示す第1の具体例と同一の構成
要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
【0023】第2の具体例には、第1の具体例と同様
に、差動増幅回路が設けられている。そして、差動増幅
回路の出力端子にNPN型のトランジスタ25及び26
のベースが接続されている。トランジスタ25及び26
のコレクタは電源VCCに接続され、エミッタは夫々定電
流源27及び28に接続されている。こうして、トラン
ジスタ25又は26によりエミッタフォロワが構成され
ている。また、トランジスタ25のエミッタとトランジ
スタ26のエミッタとの間には、バイアス抵抗22及び
23が接続されており、第1の具体例と同様に、バイア
ス抵抗22とバイアス抵抗23との接続点にクランプ回
路4に接続される端子24が接続されている。こうし
て、増幅器6が構成される。
【0024】このように構成された増幅器6において
も、バイアス抵抗22とバイアス抵抗23とにより決定
されるトランジスタ15のコレクタ電位とトランジスタ
16のコレクタ電位との中間にある電位が端子24に出
力される。このため、クランプ回路4のクランプ電位は
増幅回路の出力ダイナミックレンジの中間電位となる。
従って、動作環境温度等が変動しても、常に大きい有効
出力ダイナミックレンジが得られる。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
増幅器の電源電圧、動作環境温度又は素子特性等がばら
ついてもクランプ電位は最適化されるので、大きな有効
出力ダイナミックレンジを得ることができる。このた
め、十分に大きい利得及び十分に大きい振幅の出力信号
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る増幅回路を示すブロック
図である。
【図2】本発明の実施例を構成する増幅器の第1の具体
例を示す回路図である。
【図3】本発明の実施例を構成する増幅器の第2の具体
例を示す回路図である。
【図4】従来の増幅回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
1、3、11、24、31、33;端子 2、32;コンデンサ 4、34;クランプ回路 5、14、35;定電圧源 6、36;増幅器 8、10、37、38;電位 9、39;帰還信号 12、13、27、28;定電流源 15、16、25、26;トランジスタ 17、18、19、22、23;抵抗 20、21;電圧フォロワ

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力された信号をクランプ電位に保持し
    て出力するクランプ回路と、このクランプ回路から出力
    された信号を増幅し前記クランプ回路に帰還をかけなが
    ら出力する増幅器とを有し、前記増幅器は、相互に差動
    接続された第1及び第2のバイポーラトランジスタと、
    この第1及び第2のバイポーラトランジスタのエミッタ
    間に接続されたエミッタ抵抗と、前記第1のバイポーラ
    トランジスタのコレクタに接続された第1の出力バッフ
    ァと、前記第2のバイポーラトランジスタのコレクタに
    接続された第2の出力バッファと、前記第1の出力バッ
    ファの出力側と前記第2の出力バッファの出力側との間
    に直列に接続された第1及び第2のバイアス抵抗とを有
    し、前記第1のバイアス抵抗と前記第2のバイアス抵抗
    との接続点が前記クランプ回路に接続され、前記クラン
    プ電位は、前記増幅器の出力段における出力電位に関連
    付けて決定されることを特徴とする増幅回路。
  2. 【請求項2】 入力された信号をクランプ電位に保持し
    て出力するクランプ回路と、このクランプ回路から出力
    された信号を増幅し前記クランプ回路に帰還をかけなが
    ら出力する増幅器とを有し、前記増幅器は、相互に差動
    接続された第1及び第2のバイポーラトランジスタと、
    この第1及び第2のバイポーラトランジスタのエミッタ
    間に接続されたエミッタ抵抗と、前記第1のバイポーラ
    トランジスタのコレクタに接続された第3のバイポーラ
    トランジスタを有する第1のエミッタフォロワと、前記
    第2のバイポーラトランジスタのコレクタに接続された
    第4のバイポーラトランジスタを有する第2のエミッタ
    フォロワと、前記第3のバイポーラトランジスタのエミ
    ッタと前記第4のバイポーラトランジスタのエミッタと
    の間に直列に接続された第1及び第2のバイアス抵抗と
    を有し、前記第1のバイアス抵抗と前記第2のバイアス
    抵抗との接続点が前記クランプ回路に接続され、前記ク
    ランプ電位は、前記増幅器の出力段における出力電位に
    関連付けて決定されることを特徴とする増幅回路。
  3. 【請求項3】 前記増幅器は、前記第3のバイポーラト
    ランジスタのエミッタに接続された第1の定電流源と、
    前記第4のバイポーラトランジスタのエミッタに接続さ
    れた第2の定電流源とを有することを特徴とする請求項
    に記載の増幅回路。
  4. 【請求項4】 前記第1のバイアス抵抗と前記第2のバ
    イアス抵抗との接続点における電位は、前記第1のバイ
    ポーラトランジスタのコレクタ電位と前記第2のバイポ
    ーラトランジスタのコレクタ電位との中間電位であるこ
    とを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の
    増幅回路。
  5. 【請求項5】 前記第1のバイポーラトランジスタのベ
    ースは前記クランプ回路に接続され、前記第2のバイポ
    ーラトランジスタのベースは定電位に保持されているこ
    とを特徴とする請求項乃至のいずれか1項に記載の
    増幅回路。
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