JPH02250407A - 電流源 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ギルバート型増幅回路に使用して好適な電流
源に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、ギルバート型増幅回路に使用して好適な電流
源において、第１の基準電圧源の出力信号の分圧信号を
第１のトランジスタのベースに供給し、この第１のトラ
ンジスタのエミッタを第１の抵抗器に接続し、第１のト
ランジスタのコレクタに、分圧信号と第１の抵抗器とに
基づいた第１の電流信号を生じさせ、第１のトランジス
タのコレクタを第２のトランジスタのベース及び第３の
トランジスタのコレクタに接続し、電源信号を第２のト
ランジスタのコレクタに供給し、第２のトランジスタの
エミッタ及び第３のトランジスタのベースを第２の抵抗
器を介して接地し、第２の基準電圧源の出力信号を第３
の抵抗器を介して第２のトランジスタのベース及び第３
のトランジスタのコレクタに供給し、第３のトランジス
タのエミッタを第４の抵抗器を介して接地し、第３のト
ランジスタのコレクタに、第２の基準電圧源の出力信号
と第３及び第４の抵抗器とに基づいた第２の電流信号よ
り第１の電流信号を減じた第３の電流信号を生じさせ、
この第３の電流信号を第３のトランジスタとカレントミ
ラー接続の第４のトランジスタのコレクタに得るように
し、ギルバート型増幅回路のゲインを安定させることが
できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、ギルバート型増幅回路として、第３図に示す如き
回路が提案されている（米国特許第３、６８９．７５２
号参照）。この第３図において、（１）及び（２）は第
１及び第２の入力端子を示し、この第１及び第２の入力
端子（１）及び（２）を、夫々ｎｐｎ型のトランジスタ
（３）及び（４）のベースに接続する。そして、電源信
号Ｖｃｃが得られる電源端子（５）を、このトランジス
タ（３）及び（４）のコレクタに接続する。そして、夫
々のトランジスタ（３）及び（４）のエミッタを、夫々
抵抗器（６）及び（７）を介してｎｐｎ型のトランジス
外鉄及び（９）のベースに接続する。また、電源端子（
５）をトランジスタ（８）のコレクタに接続すると共に
、この電源端子（５）を第１の電流源（１０）を介して
トランジスタ（９）のコレクタに接続する。さらに、ト
ランジスタ（８）及び（９）のエミッタを、第２の電流
源（１１）を介して接地する。また、トランジスタ（８
）及び（９）のベースを、夫々ダイオード（１２）及び
（１３）のアノードに接続し、夫々のダイオード（１２
）及び（１３）のカソードを第３の電流源（１４）の一
端に接続し、この第３の電流源（１４）の他端を接地す
る。そして、トランジスタ（９）のコレクタより出力端
子（１５）を引出す。

斯る構成において、第３の電流源（１４）により得られ
る電流を２■１、第１の電流源（１０）により得られる
電流をＩ！、第２の電流源（１１）により得られる電流
を２１ｇとし、抵抗器（６）及び（７）の抵抗値をＲｏ
としたとき、この増幅回路のゲインｇ、は次式により示
される。

１゜ 〔発明が解決しようとする課題〕 断る構成のギルバート型増幅回路は、温度変化による特
性の変動でゲインｇイが変動してしまう不都合があった
。

この問題点を解決するためには、例えば演算増幅器を使
用してギルバート型増幅回路を構成する方法があるが、
演算増幅器を使用すると回路を構成する素子数が大幅に
増加し、回路構成が複雑化すると共に消費電流も増加す
る不都合があった。

本発明は斯かる点に鑑み、ギルバート型増幅回路の特性
の温度による変動分を補償できる電流源を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電流源は、例えば第１図に示す如く、第１の基
準電圧源（２１）の出力信号の分圧信号を第１のトラン
ジスタ（２８）のベースに供給し、この第１のトランジ
スタ（２８）のエミッタを第１の抵抗器（２９）に接続
し、第１のトランジスタ（２８）のコレクタに、分圧信
号と第１の抵抗器（２９）とに基づいた第１の電流信号
を生じさせ、第１のトランジスタ（２８）のコレクタを
第２のトランジスタ（３０）のベース及び第３のトラン
ジスタ（３２）のコレクタに接続し、電源信号Ｖｃｃを
第２のトランジスタ（３０）のコレクタに供給し、第２
のトランジスタ（３０）のエミッタ及び第３のトランジ
スタ（３２）のベースを第２の抵抗器（３１）を介して
接地し、第２の基準電圧源（３４）の出力信号を第３の
抵抗器（３３）を介して第２のトランジスタ（３０）の
ベース及び第３のトランジスタ（３２）のコレクタに供
給し、第３のトランジスタ（３２）のエミッタを第４の
抵抗器（３５）を介して接地し、第３のトランジスタ（
３２）のコレクタに、第２の基準電圧源（３４）の出力
信号と第３及び第４の抵抗器（３３）及び（３５）とに
基づいた第２の電流信号より第１の電流信号を減じた第
３の電流信号を生じさせ、この第３の電流信号を第３の
トランジスタ（３２）とカレントミラー接続の第４のト
ランジスタ（３６）のコレクタに得るようにしたもので
ある。

〔作用〕

斯る構成の電流源をギルバート型増幅回路に接続し、ギ
ルバート型増幅回路内の抵抗器と第１の抵抗器（２９）
との抵抗比を適切に選定することで、ギルバート型増幅
回路のゲインの温度変化による変動分の補償が行われ、
ギルバート型増幅回路の温度変化によるゲインの変動が
なくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の電流源の一実施例を第１図を参照して説
明しよう。この第１図において、第３図に対応する部分
には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

本例は第３図に示したギルバート型増幅回路に使用した
例を示し、（２０）は電流源を示す。この電流源（２０
）は、ギルバート型増幅回路と共に集積回路で構成され
、第１の基゛準電圧源（２１）の正極側を、抵抗器（２
２）とダイオード（２３）　、　（２４）　、　（２５
）及び（２６）と抵抗器（２７）との直列回路を介して
接地する。この場合、抵抗器（２２）と抵抗器（２７）
とは抵抗値を等しくし、夫々のダイオード（２３）〜（
２６）による電圧降下量を電流源（２０）内の後述する
各トランジスタのベース・エミッタ間電位■、と等しく
する。そして、ダイオード（２５）とダイオード（２６
）との接続中点を、ｎｐｎ型のトランジスタ（２８）の
ベースに接続し、このトランジスタ（２８）のエミッタ
を抵抗器（２９）を介して接地する。そして、トランジ
スタ（２８）のコレクタを、ｎｐｎ型のトランジスタ（
３０）のベースとｎｐｎ型のトランジスタ（３２）のコ
レクタに接続し、このトランジスタ（３０）のエミッタ
とトランジスタ（３２）のコレクタとを抵抗器（３１）
を介して接地する。また、電源端子（５）に得られる電
源信号Ｖｃｃをトランジスタ（３０）のコレクタに供給
する。

そして、第２の基準電圧源（３４）の正極側を、抵抗器
（３３）を介してトランジスタ（３０）のベース及びト
ランジスタ（３２）のコレクタに接続し、トランジスタ
（３２）のエミッタを、抵抗器（３５）を介して接地す
る。

さらに、このトランジスタ（３２）のベースを、ｎｐｎ
型のトランジスタ（３６）のベースに接続し、このトラ
ンジスタ（３６）のエミッタを抵抗器（３７）を介して
接地する。この場合、抵抗器（３５）と抵抗器（３７）
とは抵抗値を等しくし、トランジスタ（３２）とトラン
ジスタ（３６）とでカレントミラー回路を構成する。

そして、上述した増幅回路を構成するダイオード（１２
）及び（１３）のカソード側を、このトランジスタ（３
６）のコレクタに接続する。

斯かる回路構成において、第１の基準電圧源（２１）の
出力信号の電位をＶａとすると、ダイオード（２４）と
ダイオード（２５）との接続中点の電位は　　　Ｖａに
なり、この点とダイオード（２５）を介して接続された
トランジスタ（２８）のベース電位は、ダイオ−１１個
分の電圧降下分を減じた　　　Ｖａ−Ｖ、。

になる。そして、この第１の基準電圧源（２１）からの
出力信号は、このトランジスタ（２８）のエミッタから
抵抗器（２９）側へと流れる。ここで、この抵抗器（２
９）の抵抗値をＲ１とすると、この出力信号に基づいて
トランジスタ（２８）のコレクタに生じる電流Ｉ、は、
次式で示される。

Ｖａ　　　２ＶｌｌＥ ここで、 ＶａをＫ（定数）と置き換える と、 Ｖａ　　　２Ｖｓｔ：　　　　　Ｋ　　　２Ｖｉｚとな
る。

また、第２の基準電位源（３４）の出力信号の電位をｖ
ｂとすると、この電位ｖｂは次式で示す値に設定する。

Ｖｂ　　＝　　　　　Ｖａ　　＋２Ｖｍｔ＝に＋２Ｖｓ
！・・・・（３） このように第２の基準電位源（３４）を設定することで
、この第２の基準電位源（３４）からの出力信号は、抵
抗器（３３）とトランジスタ（３０）及び（３２）とを
介して抵抗器（３５）側へと流れる。ここで、抵抗器（
３３）及び（３５）の抵抗値を夫々Ｒ２及びＲ１とする
と、この出力信号に基づいてトランジスタ（３０）のベ
ースに生じる電流１ｂは、次式で示される。

Ｖａ　　　　　　　　　Ｋ このようにした場合、実際にトランジスタ（３２）のコ
レクタ及びこのトランジスタ（３２）とカレントミラー
回路を構成するトランジスタ（３６）のコレクタに生じ
る電流ｌ、は、 Ｉ　ｒ　＝　Ｉ　ｂ−１ａ　　　　　　　　”　”（５
）となり、（２′）式及び（４）式の代入で次式が導か
れる。

このようにして、この電流ａ　（２０）により得られ電
流１１が定まる。

次に、この電流源（２０）による電流１１がギルバート
型増幅回路に及ぼす影響について説明すると、ギルバー
ト型増幅回路のゲインｇ、は上述した（１）エ　菖 と置き換えることで、 ７丁 ２（Ｒｏ＋２　　　　　）　　　　　　Ｉ＋Ｒｏｌｚ＋
２Ｖｔ ・・・・（７） となる。ここで、このギルバート型増幅回路のゲインｇ
、に温度変化による変動がなくなるための条件を考える
と、まず第１の電流源（１０）及び第２の電流源（１１
）より得られる電流１つとして温度変化による変動のな
い一定値とする。このためには、この第１の電流源（１
０）及び第２の電流源（１１）を構成する電圧源を温度
変化による変動のない定電圧源とすると共に電流源（１
０）　、　（１１）内の所定の抵抗器を集積回路に外付
けとする。

そして、本例の電流源（２０）により得られる電流１１
を示す（６）弐を上述のゲインｇｍを示す（７）式に代
入すると、 Ｉｔ　　　　　　　　　　　　　Ｉｔ となる。この（８）式において、 Ｖｓｔ＋２Ｖ〒 Ｒ５ ；） を一定にすると温度による変動要因が除去される。

す、 の条件を満すようにすれば良いことが判る。但し、ΔＴ
は温度変化、ΔＶ、及びΔＶ□は熱電圧及びベース・エ
ミッタ間電位の温度変化による変動分である。この場合
、Δ■、は負の温度係数を持ち、Ｃ１ を適切な値に設定することで、この（９）式の条件を満
足するようになる。

従って、電流源（２０）の抵抗器（２９）の抵抗値Ｒ。

を適切に設定することで、ギルバート型増幅回路のゲイ
ンｇ１の温度変化による変動を確実に除去することがで
きる。このため、本例の電流源（２０）を使用したギル
バート型増幅回路は回路の安定性が増し、例えば出力信
号のＳＮ比を２０ｄＢ以上改善できる。この場合、本例
においては演算増幅器等を使用しない簡単な回路構成で
実現できる。

なお、上述実施例においては、電流１ａを得るトランジ
スタ（２８）をｎｐｎ型としたが、例えば第２図に示す
如く、ｐｎｐ型のトランジスタ（４５）としても良い。

この第２図例の場合には、電流源（２０’）としてダイ
オードの代わりにｐｎｐ型のトランジスタ（４１）〜（
４４）を使用すると共にトランジスタ（４５）をｐｎｐ
型としたもので、一端が第１の電圧源（２１）と接続さ
れた抵抗器（２２）の他端をトランジスタ（４１）のエ
ミッタに接続し、このトランジスタ（４１）のベース及
びコレクタをトランジスタ（４２）のエミッタに接続し
、さらにこのトランジスタ（４２）のベース及びコレク
タをトランジスタ（４３）のエミッタに接続し、さらに
またこのトランジスタ（４３）のベース及びコレクタを
トランジスタ（４４）のエミッタに接続し、このトラン
ジスタ（４４）のベース及びコレクタを抵抗器（２７）
の一端に接続する。そして、トランジスタ（４４）のエ
ミッタをトランジスタ（４５）のベースに接続し、この
トランジスタ（４５）のエミッタを抵抗器（２９）を介
してトランジスタ（４１）のエミッタに接続する。そし
て、このトランジスタ（４５）のコレクタをトランジス
タ（３０）のベースに接続する。その他は第１図例の回
路と同様に構成する。この第２図例の場合にも、上述し
た各式に基づいて、抵抗器（２９）の抵抗値Ｒ１を設定
することで、ギルバート型増幅回路のゲインの温度変化
による変動を除去できる。

さらにまた、本発明は上述実施例に限らず、本発明の要
旨を逸脱することなく、その他種の構成が取り得ること
は勿論である。

（発明の効果〕 本発明の電流源によると、ギルバート型増幅回路のゲイ
ンの温度変化による変動分の補償が行われ、ギルバート
型増幅回路の温度変化によるゲインの変動を少ない素子
による簡単な回路構成で除去できる利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電流源の一実施例を示す回路図、第２
図は本発明の電流源の他の実施例を示す回路図、第３図
はギルバート型増幅回路の一例を示す回路図である。 （２０）は電流源、（２１）は第１の基準電圧源、（３
４）は第２の基準電圧源である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の基準電圧源の出力信号の分圧信号を第１のトラン
   ジスタのベースに供給し、該第１のトランジスタのエミ
   ッタを第１の抵抗器に接続し、上記第１のトランジスタ
   のコレクタに、上記分圧信号と上記第１の抵抗器とに基
   づいた第１の電流信号を生じさせ、 上記第１のトランジスタのコレクタを第２のトランジス
   タのベース及び第３のトランジスタのコレクタに接続し
   、電源信号を上記第２のトランジスタのコレクタに供給
   し、上記第２のトランジスタのエミッタ及び上記第３の
   トランジスタのベースを第２の抵抗器を介して接地し、 第２の基準電圧源の出力信号を第３の抵抗器を、介して
   上記第２のトランジスタのベース及び上記第３のトラン
   ジスタのコレクタに供給し、上記第３のトランジスタの
   エミッタを第４の抵抗器を介して接地し、 上記第３のトランジスタのコレクタに、上記第２の基準
   電圧源の出力信号と上記第３及び第４の抵抗器とに基づ
   いた第２の電流信号より上記第１の電流信号を減じた第
   ３の電流信号を生じさせ、この第３の電流信号を上記第
   ３のトランジスタとカレントミラー接続の第４のトラン
   ジスタのコレクタに得るようにした電流源。