JPH01114205A - 増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 トランジスタ増幅器に関し、 入力容量の一層の低減を図ることを目的とし、負荷抵抗
と第１のトランジスタと第２のトランジスタを直列に接
続し、負荷抵抗と第１のトランジスタの直列接続点を出
力端とし、第２のトランジスタのベースに入力電圧を加
え、第１のトランジスタのベースに該入力電圧と同相の
電圧を加えるようにしてなる構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明はトランジスタ増幅器に関し、入力容量の一層の
低減を図ろうとするものである。

〔従来の技術〕

負荷抵抗とトランジスタを直列に接続し、・その直列接
続点を出力端、トランジスタのベースを入力端とする増
幅器は広く使われている。第３図に差動増幅器の構成と
したこの種増幅器を示す。

Ｒ１，Ｒ２は負荷抵抗、Ｃ３，Ｃ４はトランジスタであ
る。これらのトランジスタＱ３．Ｑ４のベースが入力端
となり、エミッタは共通に定電流源１１に接続され、コ
レクタはベース接地のトランジスタＱｌ、Ｑ２を介して
負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２に接続され、その接続点が出力端に
なる。入力は位相が互いに逆の入力（相補入力）でも、
または−方が固定（基準電圧）でもよい。

このトランジスタ増幅器の入力容量は、トランジスタＱ
３についてはそのベース・エミッタ間容量をＣｂｅ、ベ
ース・コレクタ間容量をＣｂｃとし、ｌ・ランジスタＱ
１を無視すると ｐ。

である。ｒｅｌはトランジスタＱ３のエミッタ抵抗であ
り、Ｒｌ　／　ｒｅｌはＩ・ランジスタＱ３の利得にな
る。つまりＣｃｂはミラー効果によりゲイン倍されてし
まう。トランジスタＣ４側の入力容量についても同様で
ある。

トランジスタＱｌ、Ｑ２は、ベース・コレクタ容量がゲ
イン倍されてしまうのを防止しようとするものである。

Ｅはこれらのトランジスタにベース電流を供給する直流
バイアス電源である。トランジスタＱｌ、Ｑ２があると
トランジスタＱ３の入力容量は次式の如くなる（Ｃ４に
ついても同様）。

ＣＩＩＩＢ　＝　Ｃｂｅ　−ｆ−（１＋）　Ｃｃｂ　　
　　・＋＋＋＋　（２）ｒ（，１ こ−でｒ。２はトランジスタＱ１のエミッタ抵抗である
。（１）式と比べれば明らかなようにトランジスタＱ１
があるとＲ１−４ｒｏ２になり、Ｒ１シｒ。２であるか
らＣｉｎＡ＞　ＣｉｎＢになる。ｒｏ２−ｒｅ）とする
と、Ｑｌ（Ｃ２）があればＣｃｂは２倍に収まり、大き
な入力容量低減効果が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしそれでも、ベース・コレクタ容１ｃｃｂの２倍が
入力容量に加わり、入力容量の一層の低減が望まれる場
合は不都合である。磁気ディスク関係の回路では入力容
量が大きいとピーキングが生じたりするので、入力容量
の一層の低減が望まれる。

それ故本発明は、入力容量の一層の低減を図ることを目
的とするものである。

ベース接地トランジスタＱｌ、Ｑ２による入力ｌ−ラン
ジスタのベース・コレクタ容１ｃｃｂの低減効果を第４
図で考察するに、（ａｌは普通のコンデンサの場合であ
って、コンデンサ電極の一方は接地され、他方に交流電
圧Ｖａが加えられる。この場合コンデンサＣの一方の電
極と他方の電極との間に加わる電圧はＶｌ、Ｖ２．・・
・・・・の如くで、Ｖａそれ自身であり　（図ではＶａ
に一定バイアスが加わっているがこれを除いて考える。

以下この注釈は省略する）、これで充放電され、コンデ
ンサ容量はそれ自身の容量に等しく、増減はない。（ｂ
）はトランジスタＱ３のＣｃｂのように利得がある場合
で、この場合はコンデンサＣの一方の電極に、他方の電
極の電圧Ｖａとは逆相で振幅は同じ電圧ｖｂが加わる。

このため両電極間の電圧はＶ４゜Ｖ５．・・・・・・の
如くなり、これは２Ｖａであって、コンデンサ容量は２
Ｃに見える。ｖｂがＶａより大振幅で逆相であるとコン
デンサ電極間電圧ば２Ｖａより大になり、コンデンサ容
量は２Ｃより大になる。これが、Ｑｌを除いたときのＣ
３のＣｃｂである。

もしコンデンサＣの一方の電極に加える電圧を、他方の
電極に加える電圧Ｖａと同相で同振幅にすれば、電極間
電圧は第４図（Ｃ１のＶ７．　Ｖｅ、・・・・・・の如
くなり、一定になる。こ−でＶｃは上記同相同振幅の電
圧である。コンデンサ電極間電圧が一定であれば充放電
はな（、コンデンサ容量は零に見える。本発明はこの点
に着目するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図に本発明の増幅器の基本構成を示す。

Ｒ，ｌ、Ｒ２は負荷抵抗、Ｑｌ、Ｃ２は第１のｌ・ラン
ジスタ、Ｃ３，Ｃ４は第２のトランジスタで、これらＲ
１とＱｌとＣ３，Ｒ２とＣ２とＣ４は直列に接続され、
負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２と第１のトランジスタＱｌ、Ｑ２と
の直列接続点が出力端になり、第２のトランジスタＱ３
．Ｑ４のベースに入力電圧ｖ１□、■１゜が加えられ、
第１のトランジスタＱｌ、Ｑ２のベースには入力電圧ｖ
ｉ１’　■ｉ□と同相の電圧Ｖｂ□、Ｖ５゜が加えられ
る。

第２のトランジスタＱ３．Ｑ４のエミッタは共通に定電
流源■１に接続され、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２の他端は電源
Ｖｃｃへ接続され、こうして差動増幅器を構成するが、
本発明増幅器は片側即ちＲ１とＱｌとＱ３又はＲ２とＱ
２とＱ４だけであってもよい。

（作用〕 従来（第３図）回路ではベース接地にされた第１のトラ
ンジスタＱｌ、Ｑ２のベース電圧ｖｂ１゜■ｂ２を、入
力信号ｖ、１．　ｖｌ。と同相の電圧ａ　Ｖｌ　１　＋
ａＶ１２と直流バイアス電圧ｖｂ（これはＱｌ、Ｑ２を
オンさせるためのもの）との和 とすると、トランジスタＱ３の入力容ＭＣ１ｎは次式の
如くなる（Ｑａについても同様）。

Ｃｉｎ＃Ｃｂｅ＋　（１＋　（１ａ）　）　Ｃｃｂ−（
４１従ってａ＝２ならば Ｃｉｎ＃　Ｃｂｅ　　　　　　　　　　　　−・＝　（
５１となり、Ｃｃｂの影響がなくなって入力容量Ｃｉｎ
を小さくすることができる。

ａ＝２は第４図ｆｃ）の状態であって、トランジスタＱ
３．Ｑ４のコレクタには入力電圧ｖｕ、　ｖｉ２と同相
同振幅の電圧が加わることになる。

もしａを２より大にするとＣｃｂは負となって、Ｃｂｅ
をキャンセルしてＣｉｎ＝　０とすることも、更にはＣ
ｉｎ＜Ｏとすることもできる。Ｃ，ｉｎ＜　０のときは
入力インピーダンスは誘導性になる。

〔実施例〕

第２図に本発明の実施例回路を示す。トランジスタＱｌ
、Ｑ２のベース電圧■５□、■５□は同相電圧ａ　Ｖ、
□、ａ　Ｖｌ２と一定電圧ｖｂとの和であるから、差動
対の相手側負荷抵抗の電圧降下から導出することができ
る。第２図のＲ１とＲ３，Ｒ２とＲ４が負荷抵抗で、第
３のトランジスタＱ５．Ｑ６のベースがＲ＋とＲ３，Ｒ
２とＲ４の各直列接続点に接続され、コレクタは電源Ｖ
ｃｃに、エミッタはゼナーダイオードＤＩ、Ｄ２を介し
て、差動対の相手側トランジスタＱｌ、Ｑ２のベースに
接続される。これらの回Ｔｊ＆Ｑ５とＤＩ、Ｑ６とＤ２
が、第１のトランジスタＱｌ、Ｑ２に前記ベース電圧ｖ
ｂ１．■ｂ２を供給する。Ｉ２．Ｉ３は一定の電流を吸
収する定電流源であり、ゼナーダイオードＤＩ、Ｄ２は
レベルシフト用である。

前記係数（利得）ａはａ−Ｒ２／ｒｏ１又はＲ＋／ｒ（
こ＼でｒ。１”ｅ２はトランジスタＱ　３　。

Ｑ４のエミッタ抵抗）で表わされ、ａを変えるにはこれ
ら具体的にはＲ１，Ｒ２を変えればよい。

負荷抵抗をＲ１とＲ３、Ｒ２とＲ４に分けたのはこの理
由で、Ｒ１は所望のａが得られる値に、Ｒ１十Ｒ３は増
幅器として必要な負荷抵抗値に選ぶ。。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ベース接地トラン
ジスタＱｌ、Ｑ２のベースに、入力電圧と同相の電圧を
与えるという簡単な手段により入力容量を小さくするこ
とができ、低入力容量が望まれる増幅回路に適用して有
効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例を示す回路図、第３図は従来例
を示す回路図、 第４図はコンデンサ容量の説明図である。 第１図でＲ皇、Ｒ２は負荷抵抗、Ｑｌ、Ｑ２は第１のト
ランジスタ、Ｑ３．Ｑ４は第２のトランジスタ、Ｖｂｌ
、■、２はベース電圧、Ｖ１□、■１２は入力電圧であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷抵抗（Ｒ＿１）と第１のトランジスタ（Ｑ＿
   １）と第２のトランジスタ（Ｑ＿３）を直列に接続し、
   負荷抵抗と第１のトランジスタの直列接続点を出力端と
   し、 第２のトランジスタのベースに入力電圧（Ｖ＿ｉ＿１）
   を加え、 第１のトランジスタのベースに該入力電圧と同相の電圧
   （Ｖ＿ｂ＿１）を加えるようにしてなることを特徴とす
   る増幅器。
2. （２）負荷抵抗と第１のトランジスタと第２のトランジ
   スタの直列接続回路が一対あり、第２のトランジスタの
   エミッタは共通に定電流源（Ｉ＿１）へ接続されて差動
   増幅器を構成することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の増幅器。
3. （３）第１のトランジスタのベースに加える入力電圧と
   同相の電圧（Ｖ＿ｂ＿１、Ｖ＿ｂ＿２）は、差動対の相
   手側の負荷抵抗より第３のトランジスタ（Ｑ＿５、Ｑ＿
   ６）を介して導出することを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の増幅器。