JP3412055B2 - 増幅回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、演算増幅器からなる増
幅回路に係り、特に線形増幅回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に、演算増幅器で構成した非反転増
幅回路の基本構成を示す。演算増幅器１００の出力端子
１００ｃは帰還抵抗１０２を介して反転入力端子１００
ａに接続される。非反転入力端子１００ｂには結合コン
デンサ１０３を介して信号入力端子１０４が接続され
る。反転入力端子１００ａおよび非反転入力端子１００
ｂにはそれぞれ入力抵抗１０６およびバイアス抵抗１０
８を介して基準電圧源（図示せず）からのバイアス電圧
ＶBが与えられる。出力端子１００ｃにも入力抵抗１０
６および帰還抵抗１０２を介して同一のバイアス電圧Ｖ
Bが与えられる。演算増幅器１００の出力端子は結合コ
ンデンサ１１０を介して信号出力端子１１２に接続され
ている。

【０００３】この非反転増幅回路において、信号入力端
子１０４にはたとえばアナログ映像信号ｖinが入力さ
れ、この入力映像信号ｖinに対して所定の増幅率μだけ
線形的に大きな振幅を有する出力映像信号ｖout が信号
出力端子１１２に得られる。抵抗１０６，１０２の抵抗
値をそれぞれＲ1,Ｒ2 とすると、増幅率μは（１＋Ｒ2
／Ｒ1 ）で近似される。

【０００４】図７は、上記非反転増幅回路の具体的構成
例を示す。図中のブロック１２０内には、演算増幅器１
００の内部回路と、帰還抵抗１０２、入力抵抗１０６及
びバイアス抵抗１０８が含まれている。

【０００５】演算増幅回路１００内では、一対のＮＰＮ
トランジスタ１２２，１２４とそれらのエミッタ端子に
共通接続されたカレント・ミラー回路１２６とで入力差
動増幅段が構成されている。カレント・ミラー回路１２
６は、定電流源１２８からの基準電流を入力し、定電流
回路として機能する。この入力差動増幅段の負荷はカレ
ント・ミラー回路１３０で構成されており、カレント・
ミラー回路１３０の出力端子に接続されたエミッタ・フ
ォロアのＮＰＮトランジスタ１３２と定電流源１３４と
で出力段が構成されている。入力差動増幅段の両ＮＰＮ
トランジスタ１２２，１２４のベース端子は演算増幅器
１００の反転入力端子１００ａ，非反転入力端子１００
ｂに対応し、出力段のＮＰＮトランジスタ１３２のエミ
ッタ端子は演算増幅器１００の出力端子１００ｃに対応
する。

【０００６】基準電圧源１５０は、電圧源Ｖccとアース
間に直列接続された抵抗１５２，１５４と、両抵抗１５
２，１５４の接続点に入力端子が接続されたバッファ回
路１５６とから構成されている。両抵抗１５２，１５４
の接続点には演算増幅器１００側からの影響を受けない
基準電圧ＶS が得られ、バッファ回路１３６の出力端子
には基準電圧ＶS に等しいバイアス電圧ＶB が得られ
る。

【０００７】この種の増幅回路を線形増幅回路として動
作させる際に出力ダイナミックレンジを大きくとれるか
どうかはバイアス電圧ＶB の設定如何にかかっている。
この例の非反転増幅回路の場合、出力端子１００ｃの電
圧Ｖout は電源電圧Ｖccから負荷トランジスタ１３０Ａ
のコレクタ・エミッタ間電圧ＶCE(130A)および出力段ト
ランジスタのベース・エミッタ間電圧ＶBE(132) だけ低
い電圧であるから、次式のように表される。 Ｖout ＝Ｖcc−ＶCE(130A)−ＶBE(132) ‥‥‥‥（１）

【０００８】出力電圧Ｖoutが最大になるときは、トラ
ンジスタ１３０Ａが飽和する電圧になるから、ＶCE(130
A)はほぼ零とみなしてよく、次式のようになる。 Ｖout(MAX)＝Ｖcc−ＶBE(132) ・・・・・・・（２）

【０００９】出力電圧Ｖoutが最小になるときには、定
電流源１３４が０Ｖ近辺まで動作可能な回路であるとす
ると、Ｖout(MIN)＝０とみなすことができる。Ｖout(MI
N)〜Ｖout(MAX)の範囲内で入力トランジスタ１２２が非
飽和状態つまり線形領域で動作するものとすると、可能
な最大出力ダイナミックレンジＤＲoutは、次のように
なる。 ＤＲout ＝Ｖout(MAX)〜Ｖout(MIN) ＝Ｖcc−ＶBE(132) ・・・・・・・（３）

【００１０】したがって、出力動作点つまり出力バイア
ス電圧を上記可能な最大出力ダイナミックレンジＤＲou
t の中心点（Ｖcc−ＶBE(132) ）／２に設定すれば、最
も広いダイナミックレンジを得ることができる。この例
の非反転増幅回路の場合、入力動作点と出力動作点は等
しい関係にあるので、入力バイアス電圧および出力バイ
アス電圧ＶB ＝（Ｖcc−ＶBE(132) ）／２となるように
基準電圧ＶS を設定すればよい。

【００１１】図８は、上記の増幅回路において電源電圧
Ｖccを６ボルト、Ｒ1 ＝Ｒ2 （μ＝６ｄＢ）とした場合
の入出力電圧直流特性を示す。この例の出力ダイナミッ
クレンジはほぼ５．２ボルトであり、動作点はほぼ２．
６ボルトに設定されている。直線ＳＬは、Ｖin＝Ｖout
つまり入力電圧と出力電圧とが等しいという条件を表す
直線であり、この直線ＳＬ上に入力動作点（入力バイア
ス電圧）ＶBin および出力動作点（出力バイアス電圧）
ＶBoutが設定される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】一般に、図８の入出力
電圧直流特性（ＡＬ）は常温（２３゜Ｃ付近）下で得ら
れるものである。しかし、温度が上昇してたとえば１０
０゜Ｃ程にもなると、入力ダイナミックレンジの端付近
で、演算増幅器内のトランジスタが飽和状態で動作し、
鎖線Ａ’Ｌのように直線性が失われてしまうという不具
合がある。

【００１３】上記の増幅回路の場合、動作点よりも低い
領域で入出力関係が直線性を保てる範囲は出力ダイナミ
ックレンジでみると、次式（４）で表される。 ＤＲout／２＝（１＋Ｒ1／Ｒ2）（ＶBE(122)−ＶCE(122)sat ＋ＶBE(132)） ≒２ＶBE(122)・（１＋Ｒ1／Ｒ2） ・・・・・・・（４）

【００１４】この式（４）は次のようにして導かれる。
ここで、トランジスタ１２２が飽和するコレクタ・エミ
ッタ電圧をＶCE(122)satとする。図７において、帰還抵
抗Ｒ2における電圧降下が（ＶBE(122)−ＶCE(122)sat
＋ＶBE(132)）よりも低いうちは、入力トランジスタ１
２２が非飽和領域で動作するので、入出力関係が直線性
を保つ。動作点よりも低い電圧領域では、帰還抵抗Ｒ2
に接続点Ｎ1から出力端子側に電流Ｉ2が流れる。入出力
関係の直線性が保たれる限界点の電流Ｉ2は次式（５）
で表される。 Ｉ2 ＝（ＶBE(122)−ＶCE(122)sat ＋ＶBE(132)）／Ｒ2 ・・・・・（５）

【００１５】抵抗Ｒ1にもこの電流Ｉ2と等しい電流が流
れる。このときの出力電圧Ｖoutと出力動作点ＶBoutと
の差は、入出力電圧直流特性では出力動作点ＶBoutより
も下側のダイナミックレンジに相当し、増幅回路内では
基準電圧源１５０から得られたバイアス電圧ＶBから出
力端子１００ｃまでの電圧降下に相当する。つまり、次
式（６）が成立する。 ＤＲout／２＝ＶBout−Ｖout ＝（Ｒ1＋Ｒ2）Ｉ2 ・・・・・・・（６）

【００１６】式（５）および（６）から式（４）が導か
れる。

【００１７】式（４）から、温度が上昇して入力トラン
ジスタ１２２のベース・エミッタ間電圧ＶBE(122) が減
少すると、それに比例して出力ダイナミックレンジＤＲ
outも狭くなることがわかる。

【００１８】この問題に対処するため、従来は、図９に
示すように、出力トランジスタ１３２のエミッタ端子と
出力端子１００ｃとの間にダイオード１３８を順方向に
挿入していた。ダイオード１３８の順方向電圧降下は入
力トランジスタ１２２のベース・エミッタ間電圧ＶBE(1
22) にほぼ等しいので、式（４）は次式（７）のように
なり、出力ダイナミックレンジが拡がる。 ＤＲout ／２≒３ＶBE(122) ・（１＋Ｒ1 ／Ｒ2) ‥‥‥（７）

【００１９】しかし、この方式では、電源電圧Ｖccから
出力電圧Ｖout までの電圧降下分が増えるため、電源電
圧Ｖccが十分に高くないと、出力動作点ＶBoutよりも上
側の出力ダイナミックレンジが制限されてしまうという
不具合がある。

【００２０】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、温度変化、特に温度上昇に対して動作点を自動
的に補正して、常に最大限のダイナミックレンジを保証
するようにした増幅回路を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の増幅回路は、演算増幅器と、前記
演算増幅器の出力端子と一方の入力端子との間に接続さ
れた帰還抵抗と、前記演算増幅器の前記一方の入力端子
および前記出力端子にそれぞれ所定の入力および出力バ
イアス電圧を与えるバイアス電圧発生回路と、前記演算
増幅器の一方の入力端子に接続され、温度の上昇に応じ
た電流を前記帰還抵抗を介して前記演算増幅器の出力端
子より引き込んで前記出力バイアス電圧を補正する出力
バイアス補正回路とを有する構成とした。

【００２２】また、本発明の第２の増幅回路は、前記バ
イアス電圧発生回路に、温度変化に応じて前記入力およ
び出力バイアス電圧を可変制御するための温度補償回路
を設ける構成とした。

【００２３】

【作用】演算増幅器を含む増幅回路では、温度が高くな
ると、入出力電圧直流特性の最も高い電圧側で直線領域
が広がり、最も低い電圧側で直線領域が失われる。本発
明の増幅回路では、温度上昇に応じた電流が演算増幅器
の出力端子から帰還抵抗を通って出力バイアス補正回路
側へ流れることにより、出力動作点が持ち上げられて出
力ダイナミックレンジの中心点付近までシフトまたは戻
ることができる。バイアス電圧発生回路に温度補償機能
を備えた場合には、温度上昇に応じて入力バイアス電圧
または入力動作点が低くなって入力ダイナミックレンジ
の中心点付近までシフトまたは戻ることができる。

【００２４】

【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。

【００２５】図１は、本発明の一実施例による非反転増
幅回路の基本構成を示すブロック図である。図中、従来
回路（図６）のものと共通する部分には同一の符号を付
してある。

【００２６】この非反転増幅回路は、演算増幅器１００
の両入力端子１００ａ，１００ｂに入力抵抗１０６，バ
イアス抵抗１０８を介してそれぞれ所定の入力バイアス
電圧を与えるとともに出力端子１００ｃに入力抵抗１０
６，帰還抵抗１０２を介して所定の出力バイアス電圧を
与えるバイアス電圧発生回路１０と、演算増幅器１００
の一方の入力端子１００ａに接続され、温度の上昇に応
じた電流Ｉdを帰還抵抗１０２を介して演算増幅器１０
０の出力端子１００ｃより引き込んで出力バイアス電圧
ＶBoutを補正する出力バイアス補正回路３０とを有して
いる。この実施例では、バイアス電圧発生回路１０の出
力（バイアス電圧）が出力バイアス補正回路３０にも与
えられる。

【００２７】図２は、本実施例による非反転増幅回路の
具体的構成例を示す回路図である。図中、従来回路（図
７）のものと共通する部分には同一の符号を付してあ
る。

【００２８】バイアス電圧発生回路１０は、電圧源Ｖcc
とアース間に直列接続された抵抗１２，１４およびＮＰ
Ｎトランジスタ１６，１８と、両抵抗１２，１４の接続
点に入力端子が接続されたバッファ回路２０とから構成
されている。両ＮＰＮトランジスタ１６，１８は、各々
コレクタ端子にベース端子が共通接続されており、ダイ
オードとして動作する。両抵抗１２，１４の接続点には
演算増幅器１００側からの影響を受けない基準電圧ＶS
が得られ、バッファ回路２０の出力端子には基準電圧Ｖ
S に等しいバイアス電圧ＶB が得られる。

【００２９】このバイアス電圧発生回路１０において
は、温度の上昇につれて、両トランジスタ１６，１８の
電圧降下分つまりベース・エミッタ間電圧ＶBE(16)，Ｖ
BE(18)が減少するため、基準電圧ＶS が下がり、したが
ってバイアス電圧ＶB が下がるようになっている。

【００３０】出力バイアス補正回路３０は、差動増幅器
を構成する一対のＮＰＮトランジスタ３２，３４と、両
トランジスタ３２，３４のエミッタ端子とアース間にそ
れぞれ接続された定電流源３６，３８と、両トランジス
タ３２，３４のエミッタ端子間に接続された抵抗４０
と、電圧源Ｖccと両トランジスタ３２，３４のコレクタ
端子との間に接続された第１カレント・ミラー回路４２
と、電圧源Ｖccとアース間に直列接続された温度補償型
基準電圧発生回路４３を構成するＮＰＮトランジスタ４
４および抵抗４６，４８と、一方の電流出力端子が第１
カレント・ミラー回路４２の出力端子に接続された第２
カレント・ミラー回路５０と、一方の電流出力端子が第
２カレント・ミラー回路５０の出力端子に接続され、一
方の電流入力端子が演算増幅器１００の一方の入力端子
１００ａ（抵抗１０６，１０２の接続点Ｎ1 ）に接続さ
れた第３カレント・ミラー回路５２とを有している。

【００３１】基準電圧発生回路４３において、ＮＰＮト
ランジスタ４４のベース・エミッタ間電圧ＶBE(44)は、
演算増幅器１００内の出力トランジスタ１３２のベース
・エミッタ間電圧ＶBE(132)とほぼ等しい値に選ばれ
る。両抵抗４６，４８の抵抗値Ｒ46，Ｒ48は互いにほぼ
等しい値に選ばれる。したがって、両抵抗４６，４８の
接続点には、（Ｖcc−ＶBE(132)）／２に相当する基準
電圧ＶFが得られる。この基準電圧ＶFは、最大の出力ダ
イナミックレンジが得られる理想的な出力バイアス電圧
ＶBoutに相当する電圧値であり、温度の上昇につれてＶ
BE(44)が小さくなるぶんＶFが高くなるという特性を有
している。

【００３２】基準電圧発生回路４３で得られる基準電圧
ＶFは、差動入力段の一方のＮＰＮトランジスタ３２の
ベース端子に入力される。差動入力段の他方のＮＰＮト
ランジスタ３４のベース端子にはバイアス電圧発生回路
１０からのバイアス電圧ＶBが入力される。両ＮＰＮト
ランジスタ３２，３４のエミッタ面積は等しい値に選ば
れる。定電流源３６，３８を流れる定電流は互いに等し
い値Ｉoに選ばれる。

【００３３】したがって、温度が高くなると、基準電圧
発生回路４３からの基準電圧ＶF は常温時の出力バイア
ス電圧ＶBoutよりも高い値ＶF ↑になる一方でバイアス
電圧発生回路１０からのバイアス電圧ＶB が常温時の値
よりも低い値ＶB ↓になり、両電圧ＶF ↑，ＶB ↓間の
電圧差（ＶF ↑−ＶB ↓）がそのまま抵抗４０に印加さ
れ、抵抗４０に電流Ｉa が流れる。抵抗４０の抵抗値を
Ｒ40とし、電流Ｉa は次式（８）で表される。 Ｉa ＝（ＶF ↑−ＶB ↓）／Ｒ40 ‥‥‥（８）

【００３４】抵抗４０に電流Ｉa が流れるとき、トラン
ジスタ３２のコレクタ電流は（Ｉo＋Ｉa ）で、トラン
ジスタ３４のコレクタ電流は（Ｉo −Ｉa ）である。第
１カレント・ミラー回路４２において両トランジスタ４
２Ａ，４２Ｂのコレクタ電流は等しいから、つまりトラ
ンジスタ４２Ｂからの出力電流は（Ｉo −Ｉa)であるか
ら、第２カレント・ミラー回路５０のトランジスタ５０
Ａからトランジスタ３２のコレクタに供給される電流は
２Ｉa である。したがって、第２カレント・ミラー回路
５０のトランジスタ５０Ｂにもほぼ等しい電流（２Ｉa
）が流れ、第３カレント・ミラー回路５２のトランジ
スタ５２Ａおよびトランジスタ５２Ｂにも電流（２Ｉa
）が流れる。このトランジスタ５２Ｂに流れる電流
（２Ｉa ）は、演算増幅器１００の出力端子１００ｃよ
り帰還抵抗１０２を介して引き込まれたものである。こ
れにより、演算増幅器１００の出力端子１００ｃにおけ
る出力バイアス電圧ＶBoutは、出力バイアス補正回路３
０側への引込み電流（２Ｉa ）による帰還抵抗１０２の
電圧降下分（２Ｉa ・Ｒ2 ）だけ持ち上げられる。

【００３５】このように、本実施例の増幅回路では、バ
イアス電圧発生回路１０により、演算増幅器１００の入
力端子１００ａ，１００ｂおよび出力端子１００ｃに常
温下で等しいバイアス電圧ＶB がそれぞれ入力バイアス
電圧ＶBin および出力バイアス電圧ＶBoutとして与えら
れる。このとき、出力バイアス補正回路３０内ではバイ
アス電圧ＶB （ＶBout）にほぼ等しい基準電圧ＶF が得
られ、抵抗４０に電流は実質的に流れない。したがっ
て、演算増幅器１００の出力端子１００ｃから帰還抵抗
１０２を介しての出力バイアス補正回路３０への実質的
な電流引込みはない。

【００３６】そして、温度が高くなると、バイアス電圧
発生回路１０内の両トランジスタ１６，１８の温度特性
によりバイアス電圧ＶB が常温時の値よりも低い値ＶB
↓になり、これに応じて入力バイアス電圧ＶBin および
出力バイアス電圧ＶBoutもそれぞれ常温時の値ＶBin ，
ＶBoutよりも低い値ＶBin ↓，ＶBout↓になる。しか
し、これと同時に、出力バイアス補正回路３０内で基準
電圧ＶF が常温時の値よりも高い値ＶF ↑になり、電圧
差（ＶF ↑−ＶB ↓）に比例した電流（２Ｉa ）が演算
増幅器１００の出力端子１００ｃより帰還抵抗１０２を
介して出力バイアス補正回路３０へ引き込まれる。この
電流引込みによって、演算増幅器１００の出力端子１０
０ｃの基準電位つまり出力バイアス電圧は、ＶBout↓よ
りも２Ｉa・Ｒ2 だけ高い値になる。入力バイアス電圧
はＶBin ↓のままである。

【００３７】このようにして、本実施例の増幅回路で
は、温度が高くなるにつれて、バイアス電圧発生回路１
０が入力バイアス電圧ＶBin を常温時の設定値よりも下
げるような温度補償を行うと同時に、出力バイアス補正
回路３０が出力バイアス電圧ＶBoutに対してバイアス電
圧発生回路１０の作用を相殺または補正するような温度
補償を行うようになっている。

【００３８】次に、図２の増幅回路において、バイアス
電圧発生回路１０および出力バイアス補正回路３０にお
ける特性値の設定方法について説明する。

【００３９】バイアス電圧発生回路１０においては、増
幅器本体１２０内のトランジスタ特に入力段のトランジ
スタ１２２を飽和状態にさせないようなバイアス電圧Ｖ
B を設定する必要がある。

【００４０】帰還抵抗Ｒ102の電圧降下が最大になると
きの接続点Ｎ1(＝Ｖin)の電圧（接続点Ｎ1側の電位が高
い場合）は、Ｖoutが０Ｖのときであり、次式（９）で
表される。 ＶBin −（Ｒ1／（Ｒ1＋Ｒ2））ＶBout ・・・・・・・（９）

【００４１】上式（４）を導いたときと同様に、入出力
関係に直線性が保たれるには、この式（９）の電圧が
（ＶBE(122) −ＶCE(122)sat＋ＶBE(132)）よりも低く
なっていなければならない。すなわち、次式（１０）が
成立しなければならない。 ＶBin −（Ｒ1／（Ｒ1＋Ｒ2））ＶBout ＜ （ＶBE(122) −ＶCE(122)sat＋ＶBE(132)） ・・・・・（１０）

【００４２】一方、入力段トランジスタ１２２のベース
端子つまり接続点Ｎ1の電圧が低くなりすぎると、定電
流回路１２６のＮＰＮトランジスタ１２６Ａのコレクタ
端子に与えられる電圧も低くなり、定電流回路１２６が
正常に動作し得なくなる。これを避けるには、式（９）
の電圧が（ＶE(126A) ＋ＶCE(126A)sat＋ＶBE(122)）よ
りも高くなっていなければならない。すなわち、次式
（１１）が成立しなければならない。 ＶBin −（Ｒ1／（Ｒ1＋Ｒ2））ＶBout ＞ （ＶE(126A) ＋ＶCE(126A)sat＋ＶBE(122)） ・・・・・（１１）

【００４３】ここで、ＶE(126A)はトランジスタ１２６
Ａのエミッタ電圧、ＶCE(126A)satはトランジスタ１２
６Ａが飽和するコレクタ・エミッタ間電圧である。

【００４４】したがって、バイアス電圧発生回路１０に
おいては、上式（１０），（１１）を同時に満たすバイ
アス電圧ＶB を出力するように、抵抗１２，１４の抵抗
値およびトランジスタ１６，１８の温度特性を設定すれ
ばよい。

【００４５】もっとも、バイアス電圧発生回路１０によ
る温度補償では、温度が高くなった場合に、入力バイア
ス電圧ＶＢinと一緒に出力バイアス電圧ＶBoutも低くな
るので、動作点よりも下側のダイミックレンジが狭くな
ってしまう。本実施例では、出力バイアス補正回路３０
によってこの点を補うようにしている。

【００４６】出力バイアス補正回路３０においては、上
記のように、基準電圧発生回路４３より現時の温度に対
して最も広いダイナミックレンジを得るための出力バイ
アス電圧ＶBoutに相当する基準電圧ＶF が得られる。し
たがって、増幅回路本体１２０より引き込む電流（２Ｉ
a ）によって出力バイアス電圧ＶBoutが基準電圧ＶFに
一致するようにすればよい。すなわち、次式（１２）が
成立すればよい。 ＶBout＝ＶBin ＋Ｒ2 ・２Ｉa ＝ＶF ‥‥‥（１２）

【００４７】この式（１２）におけるＶBin ，ＶF はそ
れぞれ上式（８）におけるＶB ↓，ＶF ↑に対応するも
のである。したがって、式（８）および（１２）より次
式（１３）を満たすように抵抗４０の抵抗値Ｒ40を選定
すればよい。 Ｒ40＝２Ｒ2 ‥‥‥（１３）

【００４８】図３は、本実施例の増幅回路によって得ら
れる入出力電圧直流特性を表す。曲線ＡＬは２３℃付近
の常温での特性であり、曲線ＢＬは１００℃付近の高温
での特性である。鎖線ＣＬは、出力バイアス補正回路３
０を使わないで、バイアス電圧発生回路１０だけを動作
させた場合の特性である。この図からわかるように、温
度が高くなると、バイアス電圧発生回路１０の温度補償
によって入力および出力動作点（入力および出力バイア
ス電圧）が同じ割合で低くなり、入力バイアス電圧ＶBi
nは式（１０）を満足する方向にシフトする。そして、
出力バイアス補正回路３０の出力バイアス電圧補正によ
って出力バイアス電圧ＶBoutが持ち上げられ出力ダイナ
ミックレンジの中心点にシフトする。

【００４９】上記実施例では、温度が常温よりも高くな
った場合について説明したが、常温よりも低くなった場
合には、演算増幅器１００内のトランジスタのＶBEが大
きくなるので、ダイナミックレンジはより広くなり、温
度補償ないし補正機能の負担は軽くなる。

【００５０】図４は、上記した実施例の一変形例におけ
る回路構成を示す。この例では、演算増幅器１００の出
力段でトランジスタ１４０，１３２をダーリントン接続
しているので、出力動作点の設定についてはトランジス
タ１４０のベース・エミッタ間電圧ＶBE(140) も見込ま
なくてはならない。このため、出力バイアス補正回路３
０において基準電圧発生回路４３にトランジスタ（ダイ
オード）５４を追加している。これにより、基準電圧発
生回路４３は演算増幅器１００の出力段と等価な関係に
なり、最大の出力ダイナミックレンジを得るための基準
電圧ＶF を得ることができる。また、バイアス電圧発生
回路１０においても、温度補償用のトランジスタ（ダイ
オード）２２を１つ増設し、演算増幅器１００の出力段
に合わせている。

【００５１】このように、出力バイアス補正回路３０お
よびバイアス電圧発生回路１０の回路構成または設定値
は、演算増幅器１００の回路構成または設定値に対応し
て適宜変形されるものである。なお、出力バイアス補正
回路３０による出力バイアス電圧の補正は任意の加減に
設定することが可能であり、式（１３）の条件にとらわ
れずに抵抗値Ｒ40を選んで任意に出力動作点を設定する
ことが可能である。また、電源電圧Ｖccが十分高いとき
は、バイアス電圧発生回路１０に温度補償機能を設けな
くても、出力バイアス補正回路３０の補正だけで済ます
ことも可能である。

【００５２】図５は、上記した実施例における非反転増
幅回路を反転増幅回路に変形した例を示す。この増幅回
路でも上記実施例と同様の温度補償ないし補正が行え
る。本発明は演算増幅器を最も広いダイナミックレンジ
で線形動作させるための技術であるから、非反転増幅回
路や反転増幅回路に限るものではなく、演算増幅器を用
いる任意の線形増幅回路に適用可能なものである。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の増幅回路
によれば、温度変化、特に温度上昇に対して動作点を自
動的に補正して、常に最大限のダイナミックレンジを保
証することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による非反転増幅回路の基本
構成を示すブロック図である。

【図２】図１の増幅回路の具体的回路構成例を示す回路
図である。

【図３】図２の回路構成によって得られる入出力電圧直
流特性を示す図である。

【図４】実施例の一変形例による回路構成を示す図であ
る。

【図５】別の変形例による反転増幅回路の基本構成を示
すブロック図である。

【図６】従来の非反転増幅回路の基本構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】図６の増幅回路の具体的構成例を示す回路図で
ある。

【図８】図７の回路構成によって得られる入出力電圧直
流特性を示す図である。

【図９】図７の回路構成の一変形例を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１０ バイアス電圧発生回路 １２，１４ 抵抗 １６，１８，２２ トランジスタ（ダイオード） ２０ バッファ回路 ３０ 出力バイアス補正回路 ４０ 抵抗 １００ 演算増幅器 １０２ 帰還抵抗 １０４，１０６ 抵抗

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−1761（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−32256（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−132216（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−20521（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−179817（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03F 1/30 H03F 3/45

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 演算増幅器と、前記演算増幅器の出力端
   子と一方の入力端子との間に接続された帰還抵抗と、前
   記演算増幅器の前記一方の入力端子および前記出力端子
   にそれぞれ所定の入力および出力バイアス電圧を与える
   バイアス電圧発生回路と、前記演算増幅器の一方の入力
   端子に接続され、温度の上昇に応じた電流を前記帰還抵
   抗を介して前記演算増幅器の出力端子より引き込んで前
   記出力バイアス電圧を補正する出力バイアス補正回路と
   を有する増幅回路。
2. 【請求項２】 前記バイアス電圧発生回路に、温度変化
   に応じて前記入力および出力バイアス電圧を可変制御す
   るための温度補償回路を設けたことを特徴とする請求項
   １に記載の増幅回路。