JP6020238B2 - 増幅回路 - Google Patents
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(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図1から図4を参照しながら説明する。図1に示す増幅回路1は、入力端子2に接続された外部の信号源3から与えられる電圧Viを増幅し、出力端子4に接続された外部の負荷5に対して電圧Voを出力する相補型増幅回路である。増幅回路1は、CMOSプロセスにより製造される半導体集積回路として構成されている。
(1)抵抗R3、R4を備えない従来回路
図3は、従来回路の順方向と逆方向の信号フロー図、伝達関数および周波数特性を示している。a1は、入力端子2からトランジスタQ1、Q2への信号経路であって、抵抗R1とキャパシタC1とからなるハイパス特性または抵抗R2とキャパシタC2とからなるハイパス特性を有している。このハイパス特性は、(1)式、(2)式により表すことができる。
a1=s/(s+ω1) …(1)
ω1=1/(C1・R1)=1/(C2・R2) …(2)
f=Rs/(Rf+Rs) …(3)
本実施形態の増幅回路1では、ポールの周波数をω1よりも高い周波数領域にシフトすることにより、順方向利得と逆方向利得をともに低減している。図4は、増幅回路1の順方向と逆方向の信号フロー図、伝達関数および周波数特性を示している。抵抗R3、R4を備えることにより、fを介してa1に戻る帰還経路に対し、新たに出力端子4からトランジスタQ1、Q2のゲートに戻る帰還経路が付加される。
a1=s/(s+ω1) …(6)
ω1=(R1+R3)/(C1・R1・R3)=(R2+R4)/(C2・R2・R4) …(7)
f2=K1・ω1/(s+ω1)=K2・ω1/(s+ω1) …(8)
K1=K2=R1/(R1+R3)=R2/(R2+R4) …(9)
K1,K2>f …(12)
第2の実施形態について図5を参照しながら説明する。増幅回路11は、図1に示した増幅回路1と比べ、抵抗R3に対し直列にダイオードD1(第1定電圧素子)を備え、抵抗R4に対し直列にダイオードD2(第2定電圧素子)を備えた構成が相違する。
第3の実施形態について図6を参照しながら説明する。増幅回路21は、図5に示した増幅回路11に対し、抵抗R1、R2の構成が異なる。すなわち、第1抵抗R1は、第1A抵抗R1Aと第1B抵抗R1Bとの直列回路により構成されており、第2抵抗R2は、第2A抵抗R2Aと第2B抵抗R2Bとの直列回路により構成されている。抵抗R3AとダイオードD1との直列回路は、抵抗R1A、R1Bの接続ノードと出力端子4との間に接続されており、抵抗R4AとダイオードD2との直列回路は、抵抗R2A、R2Bの接続ノードと出力端子4との間に接続されている。
第4の実施形態について図7を参照しながら説明する。増幅回路31は、図6に示した増幅回路21のダイオードD1、D2に替えて、ダイオード接続されたNチャネル型のトランジスタQ3、Pチャネル型のトランジスタQ4を備えるとともに、バイアス電圧源8、9の構成を具体化したものである。
(1)トランジスタQ1、Q2のドレイン電流が等しい。
(2)電源線6からトランジスタQ7、抵抗R1A、R3A、トランジスタQ3を介して出力端子4に至るバイアス設定経路W1の電圧降下と、出力端子4からトランジスタQ4、抵抗R4A、R2A、トランジスタQ6を介して電源線7に至るバイアス設定経路W2の電圧降下が等しい。
図8に示す増幅回路41は、図5に示した増幅回路11のダイオードD1、D2に替えて、ダイオード接続されたNチャネル型のトランジスタQ3、Pチャネル型のトランジスタQ4を備えるとともに、バイアス電圧源32を備えたものである。本実施形態によっても、レイアウト面積の増大を抑えることができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形、拡張を行うことができる。
第1定電圧素子、第2定電圧素子は、複数のダイオードの直列回路、ダイオード接続された複数のトランジスタの直列回路、ツェナーダイオード、これらの組み合わせなどにより構成してもよい。図7、図8において、トランジスタQ3をPチャネル型トランジスタにより構成し、トランジスタQ4をNチャネル型トランジスタにより構成してもよい。
Claims (6)
- 第1電源線(6)および第2電源線(7)にそれぞれソース接地され、当該電源線間に出力端子(4)を挟んで直列に接続されたPチャネル型の第1トランジスタ(Q1)およびNチャネル型の第2トランジスタ(Q2)と、
入力端子(2)と前記出力端子との間に接続された帰還抵抗(Rf)と、
前記入力端子と前記第1トランジスタのゲートとの間に接続された第1キャパシタ(C1)と、
前記入力端子と前記第2トランジスタのゲートとの間に接続された第2キャパシタ(C2)と、
第1バイアス電圧を出力する第1バイアス電圧源(8,32)と、
第2バイアス電圧を出力する第2バイアス電圧源(9,32)と、
前記第1バイアス電圧源と前記第1トランジスタのゲートとの間に設けられた第1抵抗(R1)と、
前記第2バイアス電圧源と前記第2トランジスタのゲートとの間に設けられた第2抵抗(R2)と、
前記第1トランジスタのゲートと前記出力端子との間に設けられた第3抵抗(R3,R3A)と、
前記第2トランジスタのゲートと前記出力端子との間に設けられた第4抵抗(R4,R4A)とを備え、
前記入力端子に接続される信号源(3)の出力インピーダンスをRs、前記帰還抵抗の抵抗値をRf、前記第1、第2、第3、第4抵抗の抵抗値をそれぞれR1、R2、R3、R4とし、
f=Rs/(Rf+Rs)
K1=R1/(R1+R3)
K2=R2/(R2+R4)
によりf、K1、K2を定義したとき、K1,K2>fが成立していることを特徴とする増幅回路。 - 前記第3抵抗と直列に接続された第1定電圧素子(D1、Q3)と、
前記第4抵抗と直列に接続された第2定電圧素子(D2、Q4)と、
を備えていることを特徴とする請求項1記載の増幅回路。 - 第1電源線(6)および第2電源線(7)にそれぞれソース接地され、当該電源線間に出力端子(4)を挟んで直列に接続されたPチャネル型の第1トランジスタ(Q1)およびNチャネル型の第2トランジスタ(Q2)と、
入力端子(2)と前記出力端子との間に接続された帰還抵抗(Rf)と、
前記入力端子と前記第1トランジスタのゲートとの間に接続された第1キャパシタ(C1)と、
前記入力端子と前記第2トランジスタのゲートとの間に接続された第2キャパシタ(C2)と、
第1バイアス電圧を出力する第1バイアス電圧源(8,32)と、
第2バイアス電圧を出力する第2バイアス電圧源(9,32)と、
前記第1バイアス電圧源と前記第1トランジスタのゲートとの間に設けられた第1抵抗(R1)と、
前記第2バイアス電圧源と前記第2トランジスタのゲートとの間に設けられた第2抵抗(R2)と、
前記第1トランジスタのゲートと前記出力端子との間に設けられた第3抵抗(R3,R3A)と、
前記第2トランジスタのゲートと前記出力端子との間に設けられた第4抵抗(R4,R4A)と、
前記第3抵抗と直列に接続された第1定電圧素子(D1、Q3)と、
前記第4抵抗と直列に接続された第2定電圧素子(D2、Q4)と、
を備えていることを特徴とする増幅回路。 - 前記第1定電圧素子は、前記出力端子側をカソードとするダイオード(D1)から構成され、
前記第2定電圧素子は、前記出力端子側をアノードとするダイオード(D2)から構成されていることを特徴とする請求項2または3記載の増幅回路。 - 前記第1定電圧素子は、ゲート・ドレイン間が接続されて前記出力端子側をソースとするNチャネル型トランジスタ(Q3)から構成され、
前記第2定電圧素子は、ゲート・ドレイン間が接続されて前記出力端子側をソースとするPチャネル型トランジスタ(Q4)から構成されていることを特徴とする請求項2または3記載の増幅回路。 - 前記第1、第2バイアス電圧源(32)は、
前記第1電源線にソースが接続され、ゲート・ドレイン間が接続されたPチャネル型のトランジスタ(Q7)と、
前記第2電源線にソースが接続され、ゲート・ドレイン間が接続されたNチャネル型のトランジスタ(Q5)と、
これらPチャネル型、Nチャネル型のトランジスタに等しい電流を生じさせる回路とを備え、
これらPチャネル型、Nチャネル型のトランジスタのゲート・ソース間電圧をそれぞれ前記第1、第2バイアス電圧として出力することを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の増幅回路。
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JP2013027766A JP6020238B2 (ja) | 2013-02-15 | 2013-02-15 | 増幅回路 |
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JP2013027766A JP6020238B2 (ja) | 2013-02-15 | 2013-02-15 | 増幅回路 |
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5826687B2 (ja) * | 1976-11-19 | 1983-06-04 | 松下電器産業株式会社 | 増幅器 |
JPH05191162A (ja) * | 1991-09-18 | 1993-07-30 | Hitachi Ltd | 演算増幅器および回線終端装置 |
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2013
- 2013-02-15 JP JP2013027766A patent/JP6020238B2/ja active Active
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