JPH01261010A - 電圧制御型増幅回路 - Google Patents

電圧制御型増幅回路

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JPH01261010A
JPH01261010A JP8941688A JP8941688A JPH01261010A JP H01261010 A JPH01261010 A JP H01261010A JP 8941688 A JP8941688 A JP 8941688A JP 8941688 A JP8941688 A JP 8941688A JP H01261010 A JPH01261010 A JP H01261010A
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JP
Japan
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voltage
transistor
input
current
potential
Prior art date
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JP8941688A
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English (en)
Inventor
Yusuke Yamada
山田 友右
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電圧υ1w型増幅回路に関し、特に電圧制御
型増幅回路における電圧−電流変換の際の歪の低減に関
する。
〔従来の技術〕
第3図は、従来の電圧制御型増幅回路を示す回路図であ
る。図において、1は入力端子であり、電圧信号V、が
与えられる。A1はオペアンプであり、正入力には入力
端子1からの電圧信号V。
が与えられる。オペアンプA1は電圧利得が1となるボ
ルテージホロワ構成となっている。オペアンプA1の出
力は抵抗REを介しカレントミラー回路2を構成するN
PNトランジスタQ1のコレフタに接続されている。そ
して、トランジスタQ1のベースはコレクタに、エミッ
タはGNDに各々接続されている。
Q2はトランジスタQ1と共にカレントミラー回路2を
構成するNPNトランジスタで、ベースがトランジスタ
Q1のベースに、エミッタがGNDに各々接続されてい
る。
Q3.Q4は差動対NPNトランジスタである。
トランジスタQ3.Q4のエミッタは共通接続され、こ
の共通接続点はトランジスタQ2のコレクタに接続され
る。また、トランジスタQ3.Q4のベース間には可変
電源V。が接続されている。
また、トランジスタQ3.Q4のコレクタは各々抵抗R
1,R2を介し電源■。0に接続されている。
そして、可変電源V。の電圧を調整することによりトラ
ンジスタQ3.Q4のコレクタ電流のバランスを変化さ
せ、つまり利得を変化させ電圧信号■、が増幅され、ト
ランジスタQ3.Q4のコレフタ電圧の電位差として出
力される。
次に、動作について説明する。入力端子1に入力された
電圧信号V、はオペアンプA1によりバ■ ツファされ抵抗R[に与えられる。ここでオペアンプは
電圧利得が1となるボルテージフォロワ構成であるため
、電圧信号Viは低インピーダンスで抵抗Rに与えられ
る。そして、抵抗R1により電流信号11に変換され、
l−ランジスタQ1のコレクタに入力される。
第4図に上記動作により電圧信号V、が電流信■ 号11に変換される様子を示す。第4図において、Aは
電流信号11と電圧信号■・どの関係を示す曲線である
トランジスタQ1.Q2はカレントミラー回路2を構成
するので、トランジスタQ2のコレクタには電流信号1
1に比例した電流信号I2が出力される。この電流信号
I2は、電流シンクの形で差動対トランジスタQ3.Q
4のエミッタ共通接続点に供給される。そして、可変電
源V。の電圧を調整することにより差動対トランジスタ
Q3゜Q4のコレクタ電流のバランスを変化させ、それ
によって可変利得を所望の値に調整し、抵抗R1゜−R
2により前記コレクタ電流を電圧に変換し出力する。つ
まり、入力端子1に入力された電圧信号Viが増幅され
、差動対トランジスタQ3.Q4のコレクタ電圧の電位
差として出力される。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の電圧制御型増幅回路は以上のように構成されてい
るので、抵抗R[の両端にかかる電圧は、トランジスタ
Q1のベース・エミッタ間電圧を■BE1とするとV・
−■  となる。従って、抵抗1   8E1 REに生じる電流信号■1は RE となる。ここでベース・エミッタ間電圧vB[1はに:
ボルツマン定数 T:絶対温度 ■ :コレクタ電流 ■ :飽和電流 と表わされ、ベース・エミッタ間電圧v8E1は指数関
数的に変化する。そのため、第4図の曲線Aに示すよう
に電圧信号V、と電流信号11とは完全には比例せず、
電圧信号■・を直線的に電流信号11に変換したい場合
でも、第4図の実線11に示すように非直線的にしか変
換できず(直接的に変換すると、点線のようになる)、
電流信号11の歪が悪化するという問題点があった。ま
た、電流信号11は、カレントミラー回路2により差動
対トランジスタQ3.Q4のエミッタ共通接続点に伝達
されるのだが、この場合、差動対トランジスタQ3.Q
4のベアリング特性のバラツキでさらに電流信号11の
歪が増す。その結果、差動対トランジスタQ3.Q4の
コレクタ電圧が可変電源■。の調整のみに依存しなくな
るので、特に差動対トランジスタQ3.Q4の出力をH
i −Fiオーディオ装置に用いることができないとい
う問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、電圧信号を低歪で電流信号に変換することが
できる電圧−電流変換手段を有する電圧制御型増幅回路
を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体集積回路装置は、差動対トランジ
スタより成る差動増幅器と、前記差動対トランジスタの
制御電極に与えられている電圧を変化させることにより
前記差動対トランジスタに流れている電流バランスを変
化させ、前記差動増幅器を介し出力される出力信号の利
得を変化させる手段と、入力電圧を受け、前記入力電圧
に応じた電流を前記差動増幅器に供給する電圧−電流変
換手段とを備え、前記電圧−電流変換手段は、正入力及
び負入力を有し、前記正入力に入力された前記入力電圧
を増幅して出力する増幅手段と、制御!ll電極が前記
増幅手段の出力に接続され、一方端が前記差動増幅器に
接続され、他方端が前記増幅手段の負入力に接続された
トランジスタと、前記増幅手段の負入力と前記トランジ
スタの他方端の共通接続点と、所定電位の間に介挿され
、前記トランジスタの他方端の電圧に応じ、該電圧を電
流に変換する電流変換手段とから成る構成としている。
(作用) この発明における増幅手段は、正入力に与えられた入力
電圧を増幅しトランジスタの制御電極に与え、トランジ
スタは制御電極に与えられた電圧を他方端を介し増幅手
段の負入力に負帰還させることにより、トランジスタの
他方端の電位は常に入力電圧の電位と同一になる。電流
変換手段は、トランジスタの他方端の電圧をその電圧に
応じた電流に変換し前記トランジスタを介し差動増幅器
に供給する。
(実施例〕 第1図はこの発明の一実施例を示す回路図である。図に
おいて第3図に示す従来回路との相違点は、カレントミ
ラー回路2をなくし、新たにエミッタフォロアとして機
能するNPNトランジスタQ5を設けたことである。ト
ランジスタQ5は、ベースがオペアンプA1の出力に、
コレクタが差動対トランジスタQ3.Q4のエミッタ共
通接続点に各々接続されており、エミッタがオペアンプ
A1の負入力に接続されるとともに抵抗R5を介しGN
Dに接続されている。ここで、トランジスタQ5のエミ
ッタとオペアンプA1の共通接続点をノードBとする。
その他の構成は第3図の従来回路と同様である。
次に、動作について説明する。入力端子1に入力された
電圧信号V、は、オペアンプA1によりバッファされ、
トランジスタQ5のベースに入力され、トランジスタQ
5を介しノードBにエミッタフォロワ出力としてあられ
れる。この場合、オペアンプA1は、トランジスタQ5
のエミッタフォロア動作を含めて、電圧利得1のボルテ
ージフォロア回路として動作している。そして、抵抗R
1にはノードBの電位に応じた電流信号11が生じる。
そして、この電流信号■1がトランジスタQ5のコレク
タ電流となる。(2)式からトランジスタQ5のコレク
タ電流が変化するとトランジスタQ5のベース・エミッ
タ間電圧VBE5が指数関数的に変化する。従って、オ
ペアンプA1を介する負帰還ループがなければその影響
がノードBの電位に現れるが、ノードBの電位はオペア
ンプA1の負入力に負帰還されているので、イマジナル
ショートの原理でノードBの電位は正入力の電圧と等し
くなるように制御される。すなわちノードBの電位が電
圧信号■、の電位よりも低くなると、オペアンプA1の
出力電位は上昇する。そのため、トランジスタQ5の電
流導通度が大きくなるので、ノードBの電位は上昇する
。ノードBの電位が電圧信号viの電位よりも高くなっ
た場合はこれとは逆の動作が行われ、結果としてノード
Bの電位、つまりオペアンプA1の負入力の電位が電圧
信号Viの電位、つまりオペアンプA1の正入力の電位
と等しくなるように、自動的に制御される。
つまり、トランジスタQ5のベース・エミッタ間電圧V
8,5の変化がオペアンプA1に負帰還ループを設ける
ことによるイマジナルショートの原理により吸収される
。そのため、ノードBの電位はオペアンプA1の正入力
に与えられている電圧信号V、の電位と常に等しくなり
、抵抗REに生しる電流信号11は RE となり、トランジスタQ5のベース・エミッタ間電圧V
8E5に影響されることはない。従って、電流信号11
と電圧信号V、との関係は第2図の直線Bのようになる
。そして、電圧信号■iは第2図に示すように直線的に
電流信号11に変換され、電流信号11の電圧信号vi
に対する歪率は低くなる。そして、トランジスタQ5の
電流増幅率h1、が十分高ければ(少なくとも100以
上)、電流信号11はトランジスタQ5のコレクタ電流
として、安定に差動対トランジスタQ3.Q4のエミッ
タ共通点に供給される。上述した回路によると、従来、
全高調波歪率が約0.01%であったものが、約000
5%となり、歪率が約172になることが実験で確認さ
れている。
なお、トランジスタQ3.Q4.Q5をPNPトランジ
スタしたり、PチャネルあるいはNチャネルの電界効果
形トランジスタにしても同様の効果が得られる。但し、
これらのトランジスタは十分バイアスされており、かつ
これらのトランジスタの活性領域内で動作させることが
必要である。
また、上記実施例では増幅手段としてオペアンプA1を
使用した場合について説明したが、正入力と負入力とを
有し負帰還をかけることにより正入力と負入力の電位が
等しくできればどのような回路構成であってもよい。
また、上記実施例では電圧を電流に変換するための電流
変換手段として抵抗REを用いる場合について説明した
が、電圧を電流に変換できればどのような素子2回路で
もよい。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、出力を導出する差動増
幅器に電流を供給する電圧−電流変換手段を、正入力及
び負入力を有し、正入力に入力された入力電圧を増幅し
て出力する増幅手段と、前記増幅手段の出力が制御電橿
に与えられ、一方端が前記差動増副器に接続され、他方
端が前記増幅手段の負入力に接続されたトランジスタと
、前記トランジスタの他方端の電圧を電流に変換する電
流変換手段によって構成したので、電流変換手段に供給
される電圧を入力電圧と等しくすることができ、歪率が
低い状態で入力電圧を電流に変換し、差動増幅器に供給
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図は第
1図の回路の動作を説明するための波形図、第3図は従
来の電圧制御型増幅回路を示す回路図、第4図は第3図
の回路の動作を説明するための波形図である。 図において、Q3.Q4は差動対トランジスタ、Voは
可変電源、A1はオペアンプ、Q5はトランジスタ、R
Eは抵抗である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)差動対トランジスタより成る差動増幅器と、 前記差動対トランジスタの制御電極に与えられている電
    圧を変化させることにより前記差動対トランジスタに流
    れている電流バランスを変化させ、前記差動増幅器を介
    し出力される出力信号の利得を変化させる手段と、 入力電圧を受け、前記入力電圧に応じた電流を前記差動
    増幅器に供給する電圧−電流変換手段とを備え、 前記電圧−電流変換手段は、 正入力及び負入力を有し、前記正入力に入力された前記
    入力電圧を増幅して出力する増幅手段と、 制御電極が前記増幅手段の出力に接続され、一方端が前
    記差動増幅器に接続され、他方端が前記増幅手段の負入
    力に接続されたトランジスタと、前記増幅手段の負入力
    と前記トランジスタの他方端の共通接続点と、所定電位
    の間に介挿され、前記トランジスタの他方端の電圧に応
    じ、該電圧を電流に変換する電流変換手段とから成る電
    圧制御型増幅回路。
JP8941688A 1988-04-12 1988-04-12 電圧制御型増幅回路 Pending JPH01261010A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5286040A (en) * 1976-01-12 1977-07-16 Nippon Gakki Seizo Kk Voltage control type resistor circuit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5286040A (en) * 1976-01-12 1977-07-16 Nippon Gakki Seizo Kk Voltage control type resistor circuit

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