JPH01305706A - リニア広帯域差動増幅器 - Google Patents

リニア広帯域差動増幅器

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JPH01305706A
JPH01305706A JP1091684A JP9168489A JPH01305706A JP H01305706 A JPH01305706 A JP H01305706A JP 1091684 A JP1091684 A JP 1091684A JP 9168489 A JP9168489 A JP 9168489A JP H01305706 A JPH01305706 A JP H01305706A
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transistors
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amplifier
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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】 発明の背景 本発明は差動増幅器に関するものであり、更に具体的に
は線型化(リニア,  I!inearjl+i2ed
)広帯域差動増幅器および印加された差動入力電圧に応
答してその差動増幅器からの発生された出力電流のひず
みを除去する方法に関する。
差動増幅器から生じた非線型性を出力信号に導入するこ
とは望ましくはないが、差動増幅器の使用を必要とする
数多くの応用例がある。そのような1つの応用例はテレ
ビジョン受像機における応用例であり、特にテレビジョ
ン(TV)復調システムの復調器部分への差動IF(中
間周波)入力信号における応用例である。典型的には、
差動増幅器はIF出力段と復調器との間のインタフェー
スとしてTV復調システムにおいて用いられている。一
般的にいうと、IF出力信号は、差動増幅器に印加され
る差動電圧である。差動増幅器はその電圧をテレビジョ
ン(TV)復調システムの復調器に供給される差動電流
に変換する。一部の先行技術における差動増幅器に関す
る1つの問題点は、トランジスタのベースーエミツタ間
ダイオードの非線型性により、その差動増幅器の電流出
力にひずみが導入されるということである。モノラル音
声テレビジョンシステム(TV)方式では、この点は問
題とはならないかもしれない。しかしながら、高品質ス
テレオTVシステム方式では、このひずみは音声キャリ
ア信号の近くにある可能性のある、うなり(ビート音)
周波数を起こす可能性がある。このひずみが十分に大き
いと、これらのうなり(ビート音)周波数は可聴性とな
る可能性があり、これは極めて望ましくない。
このひずみを除去しようとする試みにおいて、先行技術
は、差動増幅器の入力段に結合した線型化段を含んでい
た。先行技術の線型化段は直接的信号経路(パス)とは
異なる周波数応答を有するので、位相誤差が導入されて
いる。従って、先行技術の線型化の方式手段は低周波数
では極めてうまく作動するかもしれないが、差動増幅器
において愁発生されたひずみは、直接入力信号経路(パ
ス)に関する線型化段の取消(cancelling)
電流路(パス)における位相シフトのために高周波数に
おいては取消されない。
従って、差動増幅器におけるひずみを除去する広帯域線
型化方式の必要性が存在する。
発明の背景 従って、本発明の目的の1つは改良された差動増幅器を
提供することである。
本発明のもう1つの目的は線型化(リニア)(line
arized)広帯域差動増幅器を提供することである
本発明の更にもう1つの目的はテレビジョン(rv)の
復調システムに使用するための線型化(リニア)広帯域
差動増幅器を提供することである。
本発明の更にもう1つの目的は取消(c a n ce
66ing)回路および差動増幅器の出力電流を線型化
するための°方法を提供することである。
上記の目的およびその他の目的に従い、第1の差動増幅
器(段)部分および第2の差動増幅器(段)部分を含む
1つの差動増幅器が提供されており、各差動増幅器部分
は差動的に接続された第1および第2のトランジスタ対
を含み、第1および第2の差動増幅器部分の第1のトラ
ンジスタ対のベースはそれぞれ増幅器の第1および第2
の入力に結合しており、一方第1および第2の差動増幅
器部分の第2のトランジスタ対のベースは基準電位が供
給される端子に結合されており、第10差動増幅器部分
の第1のトランジスタ対のコレクタは第1および第2の
差動増幅器部分の第2のトランジスタ対のトランジスタ
のうちの1つのコレクタによってそれぞれ増幅器の第1
の出力に相互接続しているが、第2の差動増幅器部分の
第1のトランジスタ対のコレクタは第1および第2の差
動増幅器の第2のトランジスタ対のトランジスタのうち
の他方のトランジスタのコレクタによってそれぞれ増幅
器の第2の出力に接続しており、線型化素子は第1およ
び第2の差動増幅器部分の各々の第1および第2の差動
増幅器部分の各々の第2のトランジスタ対のそれぞれの
トランジスタのエミッタの間に結合され、増幅器のトラ
ンジスタのベース−エミッタダイオードの非線型性効果
を取消す取消(canceffffa t 1on)信
号を与える。
発明の概要 広帯域線型化(リニア)増幅器は、第1および第2の差
動増幅器部分を含み、その各部分は差動的に接続された
第1および第2のトランジスタ対を含み、かつ第1およ
び第2の差動増幅器部分の各々の第2のトランジスタ対
の第1の゛トランジスタのエミッタ間に結合され、増幅
器のトランジスタのベースーエミック接合の非線型効果
を取消す、線型化素子を含む。
好ましい実施例の詳細な説明 図をみると、本発明の線型化(リニア)差動増幅器10
が示されている。増幅器10は従来のバイポーラプロセ
ス加工技術を用いてモノリシック集積回路の形で製造す
るのに適していることが理解できる。負荷手段12は、
それぞれ逆位相出力電流10および=10が供給される
第1および第2の出力44および46に結合されている
。差動増幅器10は入力14および16において差動的
に印加された入力電圧V、を負荷手段12において供給
される差動出力電流に変換する。増幅器10の第1の差
動増幅器。4、差動的に接続された第1および第2のト
ランジスタ対18,20:および34:38を含む。同
様に、第2の差動増幅器。4、差動的に接続された第1
および第2のトランジスタ対22:24および36 :
 40によって形成されている。トランジスタ18およ
び20のベースは入力14に結合されているが、−方ト
ランジスタ22および24のベースは入力16に結合さ
れている。トランジスタ34.36゜38および40の
ベースは、参照基準電圧vIlが供給される端子42に
結合されている。トランジスタ18,20.38および
40はそれらのコレクタを第1の出力44に結合させて
いるが、トランジスタ22,24.34および36のコ
レクタは第2の出力46に結合している。これらのトラ
ンジスタのエミッタは等しい値の定電流IEを供給する
定電流源26.28,30,32,48゜50.52お
よび54にそれぞれ結合されている。
トランジスタ18のエミッタは抵抗60を介してトラン
ジスタ34のエミッタに結合しているが、一方トランジ
スタ20のエミッタは抵抗62を介してトランジスタ3
8のエミッタに結合している。
同様に、抵抗64はトランジスタ24のエミッタをトラ
ンジスタ36のエミッタに結合しているが、抵抗66は
トランジスタ20のエミッタをトランジスタ40のエミ
ッタに結合している。差動増幅器部分の動作は入力14
および16間に印加された差動入力電圧がトランジスタ
1B、20.36および40を導通させる一方でトラン
ジ スタ22.24.34および38がターン・オフさ
れる傾向になり、その逆もまた行われるという点で、こ
れまでに記述されているように従来通りのものである。
記述されるように、非線型効果は、一方の差動増幅器部
分のトランジスタ34および38に比べてトランジスタ
18および20の■[lE(トランジスタのベース−エ
ミッタダイオード両端に生じる電圧)における不等の変
化(unequaff  change)、およびもう
一方の差動増幅器部分のトランジスタ36および40に
比べてトランジスタ22および24の■1における不等
の変化(unequa/  change)によって、
増幅器10の差動増幅器部分に生じる。例えば、トラン
ジスタ18および20が入力14における正電圧V、に
応答してターン・オンされると、トランジスタ34およ
び38はターン・オフされるであろう。同様に、入力1
6における負方向に向かう電圧■、に応答してトランジ
スタ36および40はターン・オンされ、トランジスタ
22および24はターン・オフされるであろう。この状
態では、トランジスタ18,20.36および40の■
はやや上昇するが、一方トランジスタ22.24゜34
および38のVatは非常に大きく低下する。
従って、トランジスタ18.20.36および40を通
って流れる電流i、における変化は、差動入力端子■i
および一■えに対してトランジスタ22.24.34お
よび38を通って流れる電流−iIにおける変化に比べ
て線型的ではない。従って、印加差動入力電圧を差動出
力電流に変換する際に増幅器によってひずみが発生する
本発明においては、差動増幅器部分におけるトランジス
タのベース−エミッタダイオードの非線型効果は、取消
(cance//a t i on)回路または線型化
回路を使用することによって除去され、この回路は図示
されているように、トランジスタ36のエミッタをトラ
ンジスタ38のエミッタに結合している抵抗56を含む
。抵抗60゜62.64および66の抵抗値は値R1に
等しいが、一方抵抗56の抵抗値は値R2に等しい。
差動増幅器部分のベース−エミッタダイオードの非線型
効果がどのようにして取消されるかを記述する場合には
、正の方向に向かう入力電圧が入力16に対して入力1
4において印加されるであろうと仮定され、かつ電圧v
BEI はトランジスタ18および20のベース−エミ
ッタ間に発生されるが、電圧V 1lE2はトランジス
タ22および24のベース−エミッタ間に発生されると
仮定されるであろう。トランジスタ18および20がタ
ーン・オンされると、電流i、が抵抗60および62を
通って流れ、トランジスタ34および38を介して端子
42へ流れる。これは、これらのトランジスタのベース
−エミッタ間にV HERに等しいバイアス電圧を発生
させることになる。同様に、トランジスタ22および2
4がターン・オフされると、電流i、が、図示されてい
るようにトランジスタ36および38から抵抗64およ
び66を介して流れる。従って、VIEI はこれら2
つのトランジスタのベース−エミッタ接合間に確立され
る。
トランジスタ36および38のエミッタ間の差電圧は抵
抗56ならびにそこを通る電流12を確立する。、 出力44および46において生じた逆位相出力電流の絶
対的大きさは下記に等しい、 10〒3i1+iZ   iI         (1
)および、 io =2 it + it            
(2)更に、 V 五  =it   RL  +  (VIEI  
   VIIEZ  )         (3)また
は、 同様に、 式4および5を式2に代入すると、下記の弐(6)が得
られる、 RI      R1 もしもR2=R1/2であるとすると、となる。
従って、本発明の取消(canceJj2atton)
回路は差動増幅器10の入力段のトランジスタのベース
−エミッタダイオードの非線型効果を取消す(canc
eIls)ので、そこからの出力電流は差動的に印加さ
れた入力端子Vtの線型(リニア)な関数となる。
従って、上記に述べたのは、その出力が広帯域の入力信
号周波数にわたって線型である新規な差動増幅器である
。この増幅器は第1および第2差動増幅器部分および線
型化素子を含み、この素子は差動増幅器をなすトランジ
スタのベース−エミッタ接合のダイオード非線型性の効
果を除去する(cancells)。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の差動増幅器を示す概略図である。 10・・・線型化(リニア)差動増幅器、12・・・負
荷手段、14.16・・・入力、1B、  20. 2
2゜24.34.36.38.40・・・トランジスタ
、26.28,30.32,48,50,52.54・
・・定電流源、42・・・端子、44・・・第1の出力
、46・・・第2の出力、56,60,62.64.6
6・・・抵抗 特許出願人 モトローラ・インコーポレーテツド代理人
 弁理士 玉 蟲 久 五 部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、差動的に接続した第1および第2のトランジスタ対
    を含む第1の差動増幅器部分であつて、第1のトランジ
    スタ対のベースは増幅器の第1の入力に結合し、第2の
    トランジスタ対のベースは基準電位が供給される端子に
    結合し、第1のトランジスタ対のコレクタおよび第2の
    トランジスタ対の第1のトランジスタのコレクタは増幅
    器の第1の出力に結合し、第2のトランジスタ対の第2
    のトランジスタのコレクタは増幅器の第2の出力に結合
    している第1の差動増幅器部分と、 差動的に接続した第1および第2のトランジスタ対を含
    む第2の差動増幅器部分であつて、第1のトランジスタ
    対のベースは増幅器の第2の入力に結合し、第2のトラ
    ンジスタ対のベースは前記端子に結合し、第1のトラン
    ジスタ対のコレクタおよび前記第2のトランジスタ対の
    第1のトランジスタのコレクタは増幅器の前記第2の出
    力に結合し、前記第2のトランジスタ類の第2のトラン
    ジスタのコレクタは増幅器の前記第1の出力に結合して
    いる第2の差動増幅器部分と、 前記第1および第2の差動増幅器部分の前記第2のトラ
    ンジスタ対の前記第1のトランジスタのエミッタ間にそ
    れぞれ結合し、増幅器の前記トランジスタのベース−エ
    ミッタ接合の非線型効果を取消す信号を与える回路手段
    と、を含むことを特徴とする増幅器。 2、前記回路手段は第1の抵抗値を有する抵抗を含む前
    記請求項1に記載の増幅器。 3、前記第1の差動増幅器部分は、 前記第1のトランジスタ対の第1のトランジスタおよび
    前記第2のトランジスタ対の第2のトランジスタのエミ
    ッタ間に結合され、所定の抵抗値を有する第1の抵抗と
    、 前記第1のトランジスタ対の第2のトランジスタおよび
    前記第2のトランジスタ対の前記第1のトランジスタの
    エミッタ間に結合され、前記所定の抵抗値を有する第2
    の抵抗とを含むことを特徴とする前記請求項2記載の増
    幅器。 4、前記第2の差動増幅器部分は、 前記第1のトランジスタ対の第1のトランジスタおよび
    前記第2のトランジスタ対の前記第2のトランジスタの
    エミッタ間に結合され、前記所定の抵抗値を有する第1
    の抵抗と、 前記第1のトランジスタ対の第2のトランジスタおよび
    前記第2のトランジスタ対の第1のトランジスタ間に結
    合され、前記所定の抵抗値を有する第2の抵抗とを含む
    ことを特徴とする前記請求項3に記載の増幅器。 5、前記第1および第2の差動増幅器部分の前記第1お
    よび第2の抵抗の前記抵抗値は前記回路手段の前記抵抗
    の前記抵抗値の2倍であることを特徴とする前記請求項
    4に記載の増幅器。 6、前記第1および第2差動増幅器部分の前記トランジ
    スタのエミッタに結合され、そこを流れる実質的に一定
    の電流を供給する電流源を含むことを特徴とする前記請
    求項5に記載の増幅器。
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HK13895A (en) 1995-02-10
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KR890016750A (ko) 1989-11-30
GB2217541B (en) 1992-05-20
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