JPH0233207A - Buffer circuit - Google Patents

Buffer circuit

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JPH0233207A
JPH0233207A JP18323688A JP18323688A JPH0233207A JP H0233207 A JPH0233207 A JP H0233207A JP 18323688 A JP18323688 A JP 18323688A JP 18323688 A JP18323688 A JP 18323688A JP H0233207 A JPH0233207 A JP H0233207A
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JP
Japan
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transistor
current
base
emitter
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP18323688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Imamura
誠 今村
Shinichi Akagi
赤木 信一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To attain low distortion by cancelling the nonlinearity of a base- emitter voltage of a transistor(TR) by means of a local feedback. CONSTITUTION:Since a collector current IC1 (IC2) of a TR Q1 (Q2) and a collector current IC3 (IC4) of a TR Q3 (Q4) are made equal by the local feedback of a current mirror circuit 4(5), the base-emitter voltage of the TRs Q1 (Q2) and Q3 (Q4) is made equal. Thus, even when the collector current IC1 (IC2) of the TR Q1 (Q2) is changed by IL/2 each by a load current IL and the base-emitter voltage Vbe1 (Vbe2) is nonlinearly varied, since the base-emitter voltage Vbe3 (Vbe4) is varied to cancel the nonlinear change, the potential at the emitter of the TR Q1 (Q2) and the base of the TR Q3 (Q4) are equal. As a result, the components giving effect onto the gain are resistors R1, R2 only and since they have no nonlinear characteristic, the linearity and the harmonic wave distortion characteristic are improved.

Description

【発明の詳細な説明】 イ、「発明の目的j 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バッファ回路のDC動作およびAC動作上の
特性の改善に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. OBJECTS OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to improving the DC and AC operating characteristics of a buffer circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、低歪のバッファ回路として、第8図のダイヤモン
ド回路が用いられていた。@子1に入力電圧V ill
が加わると、バイアス抵抗R1〜R4とトランジスタQ
1〜Q4で構成される2段のエミッタフォロワ回路を介
して端子6から電圧VfLltが出力される。7,8は
1段目のエミッタフォロワに電流を供給する定電流源で
ある。
Conventionally, a diamond circuit shown in FIG. 8 has been used as a low distortion buffer circuit. @Input voltage V ill to child 1
, bias resistors R1 to R4 and transistor Q
Voltage VfLlt is output from terminal 6 via a two-stage emitter follower circuit composed of Q1 to Q4. 7 and 8 are constant current sources that supply current to the first stage emitter follower.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上記の回路において、負荷電流Iしによ
り、トランジスタQ1.Q2にほぼTL/2づつの電流
変化が生じると、これに対応してトランジスタQ+、Q
2のベース・エミッタ電圧Vbeが非直線的に変化する
ため、ゲインの非線形性(ノンリニアリティ)と高調波
歪みを生ずる。
However, in the above circuit, due to the load current I, transistor Q1. When a current change of approximately TL/2 occurs in Q2, correspondingly transistors Q+ and Q
Since the base-emitter voltage Vbe of No. 2 changes nonlinearly, nonlinearity of gain and harmonic distortion occur.

トランジスタ(h、Q2の打消し効果により上記の2つ
の現象はある程度押えられるが、十分ではなかった。
Although the above two phenomena were suppressed to some extent by the canceling effect of the transistor (h, Q2), it was not sufficient.

本発明は上記の問題を解決するなめになされたもので、
低歪化が図られたバッファ回路を実現することを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above problems,
The purpose of this invention is to realize a buffer circuit with low distortion.

口、「発明の構成」 〔課題を解決するための手段〕 本発明に係るバッファ回路はベース゛端子に入力電圧に
基づく電圧が加わる第1のトランジスタと、この第1の
トランジスタのエミッタ端子にベース端子が接続する第
2のトランジスタと、この第2のトランジスタのコレク
タ電流を前記第1のトランジスタのエミッタ電流に帰還
するカレント・ミラー回路とを備え、第2のトランジス
タのエミッタフォロワ出力が入力電圧に対応するように
構成したことを特徴とする。
``Structure of the Invention'' [Means for Solving the Problems] A buffer circuit according to the present invention includes a first transistor to which a voltage based on an input voltage is applied to the base terminal, and a base terminal to the emitter terminal of the first transistor. and a current mirror circuit that feeds back the collector current of the second transistor to the emitter current of the first transistor, and the emitter follower output of the second transistor corresponds to the input voltage. It is characterized by being configured to do so.

〔作用〕[Effect]

カレント・ミラー回路により第2のトランジスタのコレ
クタ電流が第1のトランジスタのエミッタ電流と等しく
なるので、第1のトランジスタと第2のトランジスタの
ベース・エミッタ間電圧が常に等しくなり、非線形性が
相殺される。
Because the current mirror circuit makes the collector current of the second transistor equal to the emitter current of the first transistor, the base-emitter voltages of the first transistor and the second transistor are always equal, and nonlinearity is canceled out. Ru.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は本発明に係るバッファ回路の一実施例を示す構
成ブロック図である。以下括弧内は負側の回路記号を示
す、1は入力端子、R3(R4)はこの入力端子1にそ
の一端が接続するバイアス電流を決めるための抵抗、2
(3)はその一端が前記抵抗R3(R4)の他端に接続
しその他端が正電源Vcc(負電源VEE)に接続する
電流Iの定電流源、Q3(Qa)は1段目のエミッタ・
フォロワを構成しそのベース端子が抵抗R3(R4)の
他端に接続しそのコレクタ端子が負電源VEE(正電源
Vcc)に接続するPNP形(NPN形)の第1のトラ
ンジスタ、Q+(Q2)は2段目のエミッタフォロワを
構成しそのベース端子が前記トランジスタQ:+(Qa
)のエミッタ端子に接続するNPN形(PNP形)の第
2のトランジスタ、4(5)はトランジスタQ+(Q2
)のコレクタ電流を入力してトランジスタQ3(Qa)
のエミッタ端子に出力する第1(第2)のカレント・ミ
ラー回路、R1(R2)はトランジスタQ(Q2)のエ
ミッタ端子がその一端に接続しその他端が端子6に接続
するバイアス電流を決めるための抵抗である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a buffer circuit according to the present invention. Below, the symbols in parentheses indicate the circuit symbols on the negative side. 1 is the input terminal, R3 (R4) is a resistor for determining the bias current whose one end is connected to this input terminal 1, and 2
(3) is a constant current source of current I whose one end is connected to the other end of the resistor R3 (R4) and the other end is connected to the positive power supply Vcc (negative power supply VEE), and Q3 (Qa) is the emitter of the first stage.・
A first transistor of the PNP type (NPN type), Q+ (Q2), which constitutes a follower and whose base terminal is connected to the other end of the resistor R3 (R4) and whose collector terminal is connected to the negative power supply VEE (positive power supply Vcc) constitutes a second-stage emitter follower, whose base terminal is connected to the transistor Q:+(Qa
), the second transistor of NPN type (PNP type) is connected to the emitter terminal of the transistor Q+ (Q2
) by inputting the collector current of transistor Q3 (Qa).
The first (second) current mirror circuit, R1 (R2), outputs to the emitter terminal of the transistor Q (Q2) to determine the bias current that the emitter terminal of the transistor Q (Q2) is connected to one end and the other end is connected to the terminal 6. resistance.

第2図〜第4図は第1のカレントミラー回路4の具体例
を示したもので、PNPトランジスタで構成しているが
、第2のカレントミラー回路5についてはこれらと対称
な回路をNPNトランジスタで構成すればよい、第2図
のカレントミラー回路のI面端子がトランジスタQ+<
Q2)のコレクタ端子に接続し、I 01+1端子がト
ランジスタQ3(Qa)のエミッタ端子に接続する。第
2図および第3図では入出力電流比Iaut/Innが
1であり、第4図では1 / nである。
2 to 4 show specific examples of the first current mirror circuit 4, which is composed of PNP transistors, but the second current mirror circuit 5 is constructed using NPN transistors. The I-plane terminal of the current mirror circuit shown in Fig. 2 should be configured with transistor Q+<
Q2), and its I01+1 terminal is connected to the emitter terminal of transistor Q3 (Qa). In FIGS. 2 and 3, the input/output current ratio Iaut/Inn is 1, and in FIG. 4 it is 1/n.

上記のような構成のバッファ回路の動作を次に説明する
。カレントミラー回路4(5)のローカルフィードバッ
クにより、トランジスタQ1.Q3  (Q2 、Qa
)のベース電流が小さいとして無視すると、Q+(Q2
)のコレクタ電流IC+(IC2)とQ3 (Qa>の
コレクタ電流IC3(Ic4)とが等しくなるので、ト
ランジスタQ(Q2)とQa (Qa)のベース・エミ
ッタ電圧が等しくなる。すなわち、 Vbe2=Vbe4+  Vbe2=Vbe4・・・ 
(1) この関係はベース・エミッタ電圧の変化分ΔVbe++
ΔVbe3+ΔVba2+ΔVbe4についても同様に
成立つ、したがって負荷電流ILによりトランジスタQ
l(Q2)のコレクタ電流Ic+(Ic2)がI L 
/ 2づつ変化し、ベース・エミッタ電圧Vbe + 
 (Vbe2)が非線形的に変化しても、ベース・エミ
ッタ電圧Vbe:+(Vbea )がこれを相殺するよ
うに変化するので、トランジスタ(h(Q2)のエミッ
タ端子とトランジスタQ3(Qa)のベース端子の電位
は等しくなる。その結果、ゲインに影響する部分は抵抗
R1とR2のみになり、これは非線形性はないから直線
性と高調波歪特性が大幅に改善される。なお、トランジ
スタQ1〜Q4のバイアス電流Tc、〜IC4は抵抗R
1〜R4と電流源2.3により決まり、R1=R2,R
)=Raの場合を考えると、 Ic + =IC2=IC3=ICa = (R3/R
+ )■                 ・・・(
2)となる。
The operation of the buffer circuit configured as described above will be explained next. Local feedback of current mirror circuit 4(5) causes transistors Q1. Q3 (Q2, Qa
) is considered small and ignored, Q+(Q2
) and the collector current IC3 (Ic4) of Q3 (Qa>) are equal, so the base-emitter voltages of transistors Q (Q2) and Qa (Qa) are equal. That is, Vbe2=Vbe4+ Vbe2=Vbe4...
(1) This relationship is based on the change in base-emitter voltage ΔVbe++
The same holds true for ΔVbe3+ΔVba2+ΔVbe4, so the load current IL causes the transistor Q
The collector current Ic+(Ic2) of l(Q2) is I L
/ 2, the base-emitter voltage Vbe +
Even if (Vbe2) changes nonlinearly, the base-emitter voltage Vbe: + (Vbea) changes to offset this, so the emitter terminal of transistor (h (Q2)) and the base of transistor Q3 (Qa) The potentials of the terminals become equal.As a result, the only parts that affect the gain are the resistors R1 and R2, which have no nonlinearity, so linearity and harmonic distortion characteristics are greatly improved.Note that transistors Q1 to Bias current Tc of Q4, ~IC4 is resistor R
Determined by 1 to R4 and current source 2.3, R1=R2, R
)=Ra, Ic + =IC2=IC3=ICa = (R3/R
+ )■ ・・・(
2).

このような構成のバッファ回路によれば、トランジスタ
のベース・エミッタ電圧の非直線性をローカル・フィー
ドバックにより相殺することにより、DC(直流)動作
でのゲインの直線性の向上と、AC(交流)動作での高
調波歪の低減等を図ることができる。
According to the buffer circuit having such a configuration, by canceling out the nonlinearity of the base-emitter voltage of the transistor by local feedback, it is possible to improve the linearity of the gain in DC (direct current) operation and to improve the gain linearity in AC (alternating current) operation. It is possible to reduce harmonic distortion during operation.

なお上記の実施例では1段目と2段目のトランジスタの
電流比が1:1の場合を示したが、電流比を1:nとす
ることにより、1段目の消費電力を低減することができ
る。このためには、例えばカレントミラー回路として第
4図の回路を用いればよい。
Note that although the above embodiment shows a case where the current ratio of the first and second stage transistors is 1:1, the power consumption of the first stage can be reduced by setting the current ratio to 1:n. Can be done. For this purpose, for example, the circuit shown in FIG. 4 may be used as a current mirror circuit.

第5図は本発明に係るバッファ回路の第2の実施例で、
1段目と2段目のトランジスタの電流比を1:nとする
他の構成を示す構成回路図である。
FIG. 5 shows a second embodiment of the buffer circuit according to the present invention,
FIG. 7 is a configuration circuit diagram showing another configuration in which the current ratio between first-stage and second-stage transistors is 1:n.

第1図と同じ部分は同一の記号を付して説明を省略する
。カレントミラー回路4.5としては第2図の方式のも
のが用いられている。第1図と異なる部分は、2段目ト
ランジスタQ1.Q2と並列にコレクタ端子が電源に接
続する複数のトランジスタQp+〜QP/2TL−2お
よび複数の抵抗RP、〜RP/2TL−2からなる複数
のエミッタフォロワ回路が接続する点にある。カレント
ミラー入力端子同士を接続する抵抗Riはトランジスタ
Q、〜Q4起動用の抵抗で、電源オン時や、入力信号が
許容範囲外に振れた際、トランジスタQ1(Q2)がオ
フになったときにQ3(Q4)もオフとなって動作しな
くなることを防いでいる。抵抗Riには原理動作に支障
がない範囲で、カレントミラー回路4を介してトランジ
スタQ:+(Q4)をオンとするに必要な保かな電流が
流れている。
The same parts as in FIG. 1 are given the same symbols and the explanation is omitted. As the current mirror circuit 4.5, one of the type shown in FIG. 2 is used. The difference from FIG. 1 is that the second stage transistor Q1. The point is that a plurality of emitter follower circuits each including a plurality of transistors Qp+ to QP/2TL-2 whose collector terminals are connected to a power supply and a plurality of resistors RP and RP/2TL-2 are connected in parallel with Q2. The resistor Ri that connects the current mirror input terminals is a resistor for starting transistors Q and Q4, and is used when the power is turned on, when the input signal swings out of the allowable range, and when transistor Q1 (Q2) is turned off. This also prevents Q3 (Q4) from turning off and becoming inoperable. A constant current necessary to turn on the transistor Q:+ (Q4) flows through the resistor Ri through the current mirror circuit 4 within a range that does not interfere with the principle operation.

その他の動作は第1図の場合と同様であるので、説明を
省略する。なお第1図ではトランジスタ起動用回路は省
略しである。
The other operations are the same as those shown in FIG. 1, so their explanation will be omitted. Note that in FIG. 1, the circuit for starting the transistor is omitted.

第6図は本発明に係るバッファ回路の第3の実施例で、
部品点数を約半分にしたものを示す構成回路図である。
FIG. 6 shows a third embodiment of the buffer circuit according to the present invention,
FIG. 3 is a configuration circuit diagram showing a configuration in which the number of parts is approximately halved.

第1図と同じ部分は同一の記号を付して説明を省略する
6またQ+、Q、起動回路は省略している。バイアス電
流が定電流源7で決定されているほかは第1図の正側回
路と同様の動作を行う。この構成の場合、高速動作にお
ける大振幅波形の立上がりと立下がりの対称性が若干犠
牲になるが、構成は簡単になる。
The same parts as in FIG. 1 are given the same symbols and explanations are omitted. 6 Also, Q+, Q, and the starting circuit are omitted. The operation is similar to that of the positive side circuit in FIG. 1 except that the bias current is determined by the constant current source 7. In this configuration, the symmetry of the rise and fall of a large-amplitude waveform in high-speed operation is slightly sacrificed, but the configuration becomes simpler.

第7図は本発明に係るバッファ回路の第4の実施例で、
FET(電界効果トランジスタ)入力により入力インピ
ーダンスを大きくしたものを示す構成回路図である。第
1図と同じ部分は同一の記号を付して説明を省略する。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the buffer circuit according to the present invention,
FIG. 2 is a configuration circuit diagram showing an example in which the input impedance is increased by FET (field effect transistor) input. The same parts as in FIG. 1 are given the same symbols and the explanation is omitted.

第1図と異なって、定電流源2は省略、抵抗R4は0と
なり、F E Ta2と抵抗)え、がソースフォロワ回
路を構成し、F E ’「Q 5のゲートに印加される
電圧V iTLによりトランジスタQ3.Q−のベース
電圧が変化する。
Different from FIG. 1, the constant current source 2 is omitted, the resistor R4 becomes 0, F E Ta2 and the resistor) constitute a source follower circuit, and the voltage V applied to the gate of F E' iTL changes the base voltage of transistor Q3.Q-.

定電流源1j+、Ij2はそれぞれトランジスタQ3.
Q−のエミッタ端子に互いに逆方向に接続して電流を流
し、第5図のRLと同じようにトランジスタQ1〜Q4
の起動回路を構成する。定電流源’L3+Iidはそれ
ぞれトランジスタQ。
Constant current sources 1j+ and Ij2 are each connected to transistor Q3.
Connect the emitter terminals of Q- in opposite directions to flow a current, and connect the transistors Q1 to Q4 in the same way as RL in Figure 5.
Configure the startup circuit. Each constant current source 'L3+Iid is a transistor Q.

Q2のコレクタ端子に互いに逆方向に接続して7” Q
 +→R1→R2→Q2→8と電流を流し、定電流源I
t++I12がベース・エミッタ電圧のキャンセル動作
に及ぼす若干の影響を完全に補正する。ダイオードDI
(D2)はトランジスタQ(Q2)がオフになった時の
Ij3 (1,4)の電流パス設けるためにあり、通常
動作時はオフになっている。その池の動作は第1図の場
合と同様である。
Connect the collector terminals of Q2 in opposite directions to 7” Q
+ → R1 → R2 → Q2 → 8, and constant current source I
It completely compensates for the slight effect that t++I12 has on the base-emitter voltage cancellation behavior. Diode DI
(D2) is provided to provide a current path for Ij3 (1, 4) when transistor Q (Q2) is turned off, and is turned off during normal operation. The operation of the pond is similar to that in FIG.

ハ、「発明の効果j 以上の説明から明らかなように、本願発明によれば、低
歪化、すなわちDC動作でのゲインの直線性の向上とA
C動作での高調波歪の低減が図られたバッファ回路を簡
単な構成で実現することができる。
C. Effects of the Invention j As is clear from the above description, the present invention achieves lower distortion, that is, improved linearity of gain in DC operation, and
A buffer circuit in which harmonic distortion is reduced in C operation can be realized with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るバッファ回路の一実施例を示す構
成ブロック図、第2図〜第4図は第1図回路におけるカ
レントミラー回路の具体的な構成例を示す部分回路図、
第5図は本発明に係るバッファ回路の第2の実施例を示
す構成回路図、第6図は本発明に係るバッファ回路の第
3の実施例を示す構成ブロック図、第7図は本発明に係
るバッファ回路の第4の実施例を示す構成ブロック図、
第8図はバッファ回路の従来例を示す回路図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing one embodiment of a buffer circuit according to the present invention, FIGS. 2 to 4 are partial circuit diagrams showing specific configuration examples of the current mirror circuit in the circuit in FIG. 1,
FIG. 5 is a configuration circuit diagram showing a second embodiment of the buffer circuit according to the present invention, FIG. 6 is a configuration block diagram showing a third embodiment of the buffer circuit according to the present invention, and FIG. 7 is a configuration circuit diagram showing a third embodiment of the buffer circuit according to the present invention. A configuration block diagram showing a fourth embodiment of a buffer circuit according to
FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional example of a buffer circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ベース端子に入力電圧に基づく電圧が加わる第1のトラ
ンジスタと、この第1のトランジスタのエミッタ端子に
ベース端子が接続する第2のトランジスタと、この第2
のトランジスタのコレクタ電流を前記第1のトランジス
タのエミッタ電流に帰還するカレント・ミラー回路とを
備え、第2のトランジスタのエミッタフォロワ出力が入
力電圧に対応するように構成したことを特徴とするバッ
ファ回路。
a first transistor to which a voltage based on the input voltage is applied to the base terminal; a second transistor whose base terminal is connected to the emitter terminal of the first transistor;
a current mirror circuit that feeds back the collector current of the transistor to the emitter current of the first transistor, and is configured such that the emitter follower output of the second transistor corresponds to the input voltage. .
JP18323688A 1988-07-22 1988-07-22 Buffer circuit Pending JPH0233207A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003060452A (en) * 2001-08-20 2003-02-28 Denso Corp Operational amplifier circuit
JP2019110413A (en) * 2017-12-18 2019-07-04 オンキヨー株式会社 Amplification device

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