JP4882161B2 - Signal output circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号出力回路に関し、供給された信号を反転増幅して出力する信号出力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2は、従来の信号出力回路の一例の回路図を示す。同図中、端子10に供給される入力信号は抵抗R1を介してnpnトランジスタQ3のベースに供給される。トランジスタQ3はnpnトランジスタQ4とエミッタを共通接続されて差動回路を構成しており、トランジスタQ3,Q4のエミッタは電流源12を介して接地されている。トランジスタQ4のベースには抵抗R3を介して基準電圧Vrefが印可され、トランジスタQ3のコレクタはpnpトランジスタQ1のコレクタに接続され、トランジスタQ4のコレクタは、ベースに定電圧E1を印加されたnpnトランジスタQ5のエミッタとコレクタを介してpnpトランジスタQ2のコレクタに接続されている。トランジスタQ1,Q2はカレントミラー構成で、これらのエミッタは電源Vccに接続されている。上記のトランジスタQ1〜Q5は反転アンプを構成しており、トランジスタQ3のコレクタであるA点から反転増幅された信号が出力される。
【0003】
A点にはpnpトランジスタQ6のベースが接続され、トランジスタQ6のエミッタであるB点は定電流源14を介して電源Vccに接続されると共に、npnトランジスタQ7のベースに接続されており、トランジスタQ6のコレクタは接地されている。トランジスタQ7のコレクタは電源Vccに接続され、エミッタは定電流源16を介して接地されると共に、抵抗R2を介してトランジスタQ3のベースに接続され、また抵抗R4を介して端子18に接続されている。これにより、上記A点の信号は出力部のエミッタフォロア構成のトランジスタQ6,Q7でインピーダンス変換されたのち端子18から出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の信号出力回路では、出力部にエミッタフォロア構成のpnpトランジスタQ6を用いている。このため、入力信号が10MHzを越えるような高周波数領域ではpnpトランジスタQ6の特性が他のnpnトランジスタに比して悪化するという問題があった。
【0005】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、出力部のpnpトランジスタを排除して高周波数領域の特性悪化を防止できる信号出力回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、入力信号を非反転増幅する差動回路(Q11〜Q15,22)と、
前記差動回路の出力信号を反転増幅するnpnトランジスタ(Q17)と、
前記npnトランジスタ(Q17)の出力する信号をレベルシフトするレベルシフト回路(Q18,Q20)と、
前記レベルシフト回路(Q18,Q20)でレベルシフトされた信号を出力するエミッタフォロア構成のnpnトランジスタ(Q21)で構成されたバッファとを有し、
前記レベルシフト回路をダイオード接続された2つのnpnトランジスタ(Q18,Q20)を縦型接続して構成し、また、前記バッファを構成するnpnトランジスタ(Q21)のエミッタをダイオード接続されたnpnトランジスタ(Q19)を介して前記レベルシフト回路のダイオード接続されたnpnトランジスタ(Q18)のエミッタと共に、前記差動回路の出力信号を反転増幅するnpnトランジスタ(Q17)のコレクタに接続することにより、少ない回路素子数で出力部のpnpトランジスタを排除して高周波数領域の特性悪化を防止できる。
【0008】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の信号出力回路の一実施例の回路図を示す。
【0010】
図1において、端子20に供給される入力信号は抵抗R11を介してnpnトランジスタQ14のベースに供給される。トランジスタQ14はnpnトランジスタQ15とエミッタを共通接続されて差動回路を構成しており、トランジスタQ14,Q15のエミッタは電流源22を介して接地されている。トランジスタQ15のベースには抵抗R3を介して基準電圧Vrefが印可され、トランジスタQ14のコレクタはpnpトランジスタQ12のコレクタ及びpnpトランジスタQ12,Q13のベースに接続され、トランジスタQ15のコレクタは抵抗R15を介してトランジスタQ13のコレクタに接続されている。
【0011】
トランジスタQ12,Q13はカレントミラー構成で、これらのエミッタはnpnトランジスタQ11のエミッタに接続されている。トランジスタQ11はベースに定電圧E2を印加され、コレクタは電源Vccに接続されており、トランジスタQ11はエミッタフォロアとして使っている。上記のトランジスタQ11〜Q15は非反転アンプを構成しており、トランジスタQ15のコレクタであるC点から非反転増幅された信号が出力される。
【0012】
C点にはエミッタフォロアを構成するnpnトランジスタQ16のベースが接続され、トランジスタQ16のコレクタは電源Vccに接続され、エミッタは抵抗R16の一端に接続されている。抵抗R16の他端は定電流源24を介して接地されると共に、npnトランジスタQ17のベースに接続されている。
【0013】
トランジスタQ17のコレクタはnpnトランジスタQ18,Q19のエミッタに接続され、トランジスタQ17のエミッタは接地されている。トランジスタQ18はベースとコレクタを接続したダイオード構成であり、そのベースとコレクタをnpnトランジスタQ20のエミッタに接続されている。トランジスタQ20はベースとコレクタを接続したダイオード構成であり、そのベースとコレクタをnpnトランジスタQ21のベースに接続されている。
【0014】
トランジスタQ19はベースとコレクタを接続したダイオード構成であり、そのベースとコレクタをnpnトランジスタQ21のエミッタに接続されると共に、抵抗R14を介してトランジスタQ14のベースに接続され、また抵抗R14を介して端子26に接続されている。上記トランジスタQ18とトランジスタQ19とは、エミッタ面積比が例えば1:2とされている。
【0015】
トランジスタQ21はコレクタを電源Vccに接続され、ベースは抵抗R17を介して電源Vccに接続されてバイアスされると共に、エミッタをトランジスタQ19のコレクタに接続されてエミッタフォロア構成のバッファを構成している。上記トランジスタQ20とトランジスタQ21とは、エミッタ面積比が例えば1:2とされている。
【0016】
これにより、上記C点の信号は出力部のエミッタフォロア構成のトランジスタQ16でインピーダンス変換されたのちトランジスタQ17で反転され、更にエミッタフォロア構成のトランジスタQ21を通して端子26から出力される。
【0017】
本実施例においては、トランジスタQ11〜Q15は非反転アンプであるため、npnトランジスタQ17を用いて反転増幅することが可能となり、従来のようにpnpトランジスタQ6を用いる必要がなくなり、入力信号が10MHzを越えるような高周波数領域での特性悪化を防止することができる。
【0018】
また、トランジスタQ17のコレクタ電位をトランジスタQ18,Q20でそれぞれのベース・エミッタ間降下電圧(略0.7V)分レベルシフトしてトランジスタQ21のベースに供給し、また、トランジスタQ19でそのベース・エミッタ間降下電圧分レベルシフトしてトランジスタQ21のエミッタに供給しているため、信号をエミッタフォロア構成のトランジスタQ21を通して端子26から出力することができる。
【0019】
また、トランジスタQ15のコレクタであるC点における信号振幅は、トランジスタQ17のベース電流ib17×R16となり、上記信号はトランジスタQ17で増幅されるため、ベース電流ib17の値は小さくても良いので、C点における信号振幅は小さくて済み、クロストークの悪化を防止できる。なお、従来の図2の回路では、端子18出力とA点の信号振幅は同じであり、信号が他回路に飛び込みクロストークが悪化するおそれがある。
【0020】
【発明の効果】
上述の如く、請求項1に記載の発明は、入力信号を非反転増幅する差動回路と、差動回路の出力信号を反転増幅するnpnトランジスタと、npnトランジスタの出力する信号をレベルシフトするレベルシフト回路と、レベルシフト回路でレベルシフトされた信号を出力するエミッタフォロア構成のnpnトランジスタで構成されたバッファとを有することにより、出力部のpnpトランジスタを排除して高周波数領域の特性悪化を防止できる。
【0021】
また、請求項2に記載の発明では、レベルシフト回路をダイオード接続された2つのnpnトランジスタを縦型接続して構成し、また、請求項3に記載の発明では、バッファを構成するnpnトランジスタのエミッタをダイオード接続されたnpnトランジスタを介してレベルシフト回路のダイオード接続されたnpnトランジスタと共に、差動回路の出力信号を反転増幅するnpnトランジスタのコレクタに接続することにより、少ない回路素子数で請求項1に記載の発明を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の信号出力回路の一実施例の回路図である。
【図2】従来の信号出力回路の一例の回路図である。
【符号の説明】
20,26 端子
22,24 定電流源
Q11,Q14〜Q21 npnトランジスタ
Q12,Q13 pnpトランジスタ
R11〜R17 抵抗
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal output circuit, and more particularly to a signal output circuit that inverts and amplifies a supplied signal and outputs the inverted signal.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 shows a circuit diagram of an example of a conventional signal output circuit. In the figure, an input signal supplied to the terminal 10 is supplied to the base of an npn transistor Q3 via a resistor R1. The transistor Q3 has an npn transistor Q4 and an emitter connected in common to form a differential circuit, and the emitters of the transistors Q3 and Q4 are grounded via a current source 12. A reference voltage Vref is applied to the base of the transistor Q4 via a resistor R3, the collector of the transistor Q3 is connected to the collector of the pnp transistor Q1, and the collector of the transistor Q4 is an npn transistor Q5 having a constant voltage E1 applied to the base. Are connected to the collector of the pnp transistor Q2 through the emitter and collector of the transistor. Transistors Q1 and Q2 have a current mirror configuration, and their emitters are connected to a power supply Vcc. The transistors Q1 to Q5 constitute an inverting amplifier, and an inverted and amplified signal is output from the point A which is the collector of the transistor Q3.
[0003]
The base of the pnp transistor Q6 is connected to the point A, and the point B which is the emitter of the transistor Q6 is connected to the power supply Vcc via the constant current source 14, and is also connected to the base of the npn transistor Q7. The collector is grounded. The collector of the transistor Q7 is connected to the power supply Vcc, the emitter is grounded via the constant current source 16, and is connected to the base of the transistor Q3 via the resistor R2, and is connected to the terminal 18 via the resistor R4. Yes. As a result, the signal at point A is output from the terminal 18 after impedance conversion by the transistors Q6 and Q7 of the emitter follower configuration of the output section.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional signal output circuit, an pnp transistor Q6 having an emitter follower configuration is used in the output section. For this reason, in the high frequency region where the input signal exceeds 10 MHz, there is a problem that the characteristics of the pnp transistor Q6 are deteriorated as compared with other npn transistors.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a signal output circuit that can prevent deterioration of characteristics in a high frequency region by eliminating a pnp transistor in an output section.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a differential circuit (Q11 to Q15, 22) for non-inverting amplification of an input signal;
An npn transistor (Q17) for inverting and amplifying the output signal of the differential circuit;
Level shift circuits (Q18, Q20) for level-shifting the signal output from the npn transistor (Q17);
Possess a buffer comprised of said level shift circuit (Q18, Q20) at the level shifted npn transistor emitter follower configuration for outputting a signal (Q21),
The level shift circuit is configured by vertically connecting two diode-connected npn transistors (Q18, Q20), and the npn transistor (Q21) constituting the buffer is diode-connected npn transistor (Q19). ) And the collector of the npn transistor (Q17) for inverting and amplifying the output signal of the differential circuit together with the emitter of the diode-connected npn transistor (Q18) of the level shift circuit, thereby reducing the number of circuit elements. Thus, the pnp transistor in the output part can be eliminated to prevent the deterioration of the characteristics in the high frequency region.
[0008]
Note that the reference numerals in the parentheses are given for ease of understanding, are merely examples, and are not limited to the illustrated modes.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of a signal output circuit of the present invention.
[0010]
In FIG. 1, an input signal supplied to the terminal 20 is supplied to the base of an npn transistor Q14 via a resistor R11. The transistor Q14 and the npn transistor Q15 are connected in common to form a differential circuit. The emitters of the transistors Q14 and Q15 are grounded via the current source 22. A reference voltage Vref is applied to the base of the transistor Q15 via the resistor R3, the collector of the transistor Q14 is connected to the collector of the pnp transistor Q12 and the bases of the pnp transistors Q12 and Q13, and the collector of the transistor Q15 is connected to the resistor R15. The transistor Q13 is connected to the collector.
[0011]
Transistors Q12 and Q13 have a current mirror configuration, and their emitters are connected to the emitter of npn transistor Q11. The transistor Q11 has a constant voltage E2 applied to the base, the collector is connected to the power supply Vcc, and the transistor Q11 is used as an emitter follower. The transistors Q11 to Q15 constitute a non-inverting amplifier, and a non-inverted amplified signal is output from the point C which is the collector of the transistor Q15.
[0012]
The base of the npn transistor Q16 constituting the emitter follower is connected to the point C, the collector of the transistor Q16 is connected to the power supply Vcc, and the emitter is connected to one end of the resistor R16. The other end of the resistor R16 is grounded via the constant current source 24 and is connected to the base of the npn transistor Q17.
[0013]
The collector of transistor Q17 is connected to the emitters of npn transistors Q18 and Q19, and the emitter of transistor Q17 is grounded. Transistor Q18 has a diode configuration in which a base and a collector are connected, and the base and collector are connected to the emitter of npn transistor Q20. Transistor Q20 has a diode configuration in which a base and a collector are connected, and the base and collector are connected to the base of npn transistor Q21.
[0014]
The transistor Q19 has a diode configuration in which a base and a collector are connected. The base and collector are connected to the emitter of the npn transistor Q21, connected to the base of the transistor Q14 through the resistor R14, and connected to the terminal through the resistor R14. 26. The transistor Q18 and the transistor Q19 have an emitter area ratio of, for example, 1: 2.
[0015]
Transistor Q21 has a collector connected to power supply Vcc, a base connected to power supply Vcc via resistor R17, and biased, and an emitter connected to the collector of transistor Q19 to form an emitter-follower buffer. The transistor Q20 and the transistor Q21 have an emitter area ratio of, for example, 1: 2.
[0016]
As a result, the signal at the point C is subjected to impedance conversion by the transistor Q16 having the emitter follower configuration of the output section, inverted by the transistor Q17, and further output from the terminal 26 through the transistor Q21 having the emitter follower configuration.
[0017]
In this embodiment, since the transistors Q11 to Q15 are non-inverting amplifiers, it is possible to invert and amplify them using the npn transistor Q17, so that it is not necessary to use the pnp transistor Q6 as in the prior art, and the input signal is 10 MHz. It is possible to prevent deterioration of characteristics in a high frequency region that exceeds the above.
[0018]
The collector potential of the transistor Q17 is level-shifted by the base-emitter drop voltage (approximately 0.7V) in the transistors Q18 and Q20 and supplied to the base of the transistor Q21. Since the level is shifted by the drop voltage and supplied to the emitter of the transistor Q21, a signal can be output from the terminal 26 through the transistor Q21 having an emitter follower configuration.
[0019]
Further, the signal amplitude at the point C which is the collector of the transistor Q15 becomes the base current ib17 × R16 of the transistor Q17, and since the signal is amplified by the transistor Q17, the value of the base current ib17 may be small. The signal amplitude at can be small, and the deterioration of crosstalk can be prevented. In the conventional circuit of FIG. 2, the output of the terminal 18 and the signal amplitude at the point A are the same, and there is a possibility that the signal jumps into another circuit and the crosstalk deteriorates.
[0020]
【Effect of the invention】
As described above, the invention described in claim 1 is a differential circuit that non-inverts and amplifies an input signal, an npn transistor that inverts and amplifies the output signal of the differential circuit, and a level that shifts the level of the signal output from the npn transistor. By having a shift circuit and a buffer composed of an npn transistor having an emitter follower configuration that outputs a signal shifted in level by the level shift circuit, the pnp transistor in the output section is eliminated to prevent deterioration of characteristics in the high frequency region. it can.
[0021]
In the invention described in claim 2, the level shift circuit is configured by vertically connecting two diode-connected npn transistors, and in the invention described in claim 3, the npn transistors constituting the buffer are connected. The number of circuit elements can be reduced by connecting the emitter to the collector of an npn transistor that inverts and amplifies the output signal of the differential circuit together with the diode-connected npn transistor of the level shift circuit via the diode-connected npn transistor. 1 can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a signal output circuit of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of an example of a conventional signal output circuit.
[Explanation of symbols]
20, 26 Terminals 22, 24 Constant current sources Q11, Q14 to Q21 npn transistor Q12, Q13 pnp transistors R11 to R17 Resistance

Claims (1)

入力信号を非反転増幅する差動回路と、
前記差動回路の出力信号を反転増幅するnpnトランジスタと、
前記npnトランジスタの出力する信号をレベルシフトするレベルシフト回路と、
前記レベルシフト回路でレベルシフトされた信号を出力するエミッタフォロア構成のnpnトランジスタで構成されたバッファとを有し、
前記レベルシフト回路は、ダイオード接続された2つのnpnトランジスタを縦型接続して構成し、
前記バッファを構成するnpnトランジスタのエミッタは、ダイオード接続されたnpnトランジスタを介して前記レベルシフト回路のダイオード接続されたnpnトランジスタのエミッタと共に、前記差動回路の出力信号を反転増幅するnpnトランジスタのコレクタに接続されていることを特徴とする信号出力回路。
A differential circuit for non-inverting amplification of the input signal;
An npn transistor for inverting and amplifying the output signal of the differential circuit;
A level shift circuit for level shifting a signal output from the npn transistor;
A buffer composed of an npn transistor having an emitter follower configuration for outputting a signal level-shifted by the level shift circuit ;
The level shift circuit is configured by vertically connecting two diode-connected npn transistors,
The emitter of the npn transistor constituting the buffer is the collector of the npn transistor that inverts and amplifies the output signal of the differential circuit together with the emitter of the diode-connected npn transistor of the level shift circuit via the diode-connected npn transistor. A signal output circuit connected to the circuit.
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