JPH0246013A - 利得可変増幅回路 - 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】 〔艦業上の利用分野〕 本発明は電流分流型の利得可変増幅回路に関し、レベル
シフトを併せて行えるようにした利得可変増幅回路を設
定するものである。

〔従来の技術〕

利得可変増幅回路としては第４図に示す電流分流型のも
のが公知である。この回路は増幅回路１０、差動電圧発
生回路３０とを有している。差動電圧発生回路３０はダ
イオード３１（３２）と、トランジスタ３３（３４）及
び抵抗３５　（３６）の直列回路等からなる定電流源回
路３７　（３８）との直列回路を備え、ダイオード３１
（３２）と定電流源回路３７　（３Ｂ）との接続点電位
を出力として増幅回路１０のトランジスタ１４．　’１
６（１３，１５）のベースに与えている。

抵抗３６は可変抵抗器であり、これの抵抗値と抵抗３５
の抵抗値との差に応じてダイオード３１．３２側の出力
電位が異なり、この差電圧、つまり差動電圧が対をなす
トランジスタ１３．１４又は１５．１６のゲートに与え
られることになる。

増幅回路１０は負荷抵抗ＩＨ１２）及びトランジスタ１
３（１５）の直列回路とトランジスタ１４（１６）とを
並列接続し、この並列回路と、トランジスタ１７　（１
８）と、定電流源回路１９（２０）とを直列接続してあ
り、トランジスタ１７．１８のエミッタ間に抵抗２１を
介装し、トランジスタ１７．１８の各ベースには抵抗２
２．２３の夫々を介して正、負入力を与え、抵抗１２．
１１夫々とトランジスタ１５．１３夫々との接続点を正
、負の出力端子としてなるものである。

〔発明が解決しようとする課題］ 以上の回路においては抵抗３６の値によって定まる利得
で増幅が行われるのであるが、増幅出力のレベルをシフ
トする場合、この回路の後段にシフト回路を設ける必要
があった。逆に入力信号をシフトした上で増幅する場合
にはこの回路の前段にシフト回路を設ける必要があった
。

このときのレベルシフト量と増幅利得は各々、別個に調
整しなければならなかった。

本発明はこのようなシフトを行える、および、そのシフ
ト量と増幅利得を同時に設定可能とする利得可変増幅回
路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〕 本発明に係る利得可変増幅回路は、ダイオード及び定電
流源回路の直列回路１対を含む利得可変用差動電圧発生
回路と、差動トランジスタ対入力回路を有し、前記差動
電圧が与えられる増幅回路とを備える電流分流型の利得
可変増幅回路において、前記入力回路の対の一方の入力
端子に接続され、これに入力される入力の直流電圧レベ
ルをシフトさせる定電流源回路を備えることを特徴とす
る。

〔作用〕

前記一方の入力端子に入力された入力信号は定電流源回
路の供給電流に応じて定まる値だけシフトされ、その状
態で増幅されることになる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。

第１図は本発明の利得可変増幅回路の第１実施例を示す
回路図である。電位ｖｅｃの電源ライン及び接地ライン
間に増幅回路１０及び差動電圧発生回路３０が接続され
ている。差動電圧発生回路３０は第４図のものと同様で
あるが先に説明を省略した部分も併せて記すと以下のと
おりである。

即ち定電流源回路３９．トランジスタ４０及び抵抗４１
の直列回路が電源ライン、接地ライン間に接続されてお
りトランジスタ４０のベース、コレクタを一括接続して
これをトランジスタ３３．３４のベースに接続しである
。またトランジスタ３３（３４）及び抵抗３５　（３６
）の直列回路３７　（３８）とダイオード３１　（３２
）との直列回路はダイオード３１　（３２）のアノード
側をバイアス回路３８を介して電源ラインに接続してい
る。

ダイオード３１．３２のアノード側電位をｖＰ、ダイオ
ード３１．３２の電圧降下をｖ（ＩＩ　ｖＩＩ　　これ
らダイオードを流れる電流を■。、　！、、抵抗３５．
３６の抵抗値をＲ，、Ｒ，とする。また定電流源回路３
９が流す電流をＩＩ　＋　抵抗４１の抵抗値をＲ１とす
る。

−力増幅回路１０の構成は第４図に示したものと同様で
ある。即ち増幅回路部１０は負荷抵抗１１（１２）及び
トランジスタ１３（１５）の直列回路とトランジスタ１
４　（１６）とを並列接続し、この並列回路と、トラン
ジスタ１７（１８）と、定電流源回路１９（２０）とを
直列接続してあり、トランジスタ１７．１８のエミッタ
間に抵抗２１を介装し、トランジスタ１７．１８の各ベ
ースには抵抗２２．２３の夫々を介して正、負入力を与
え、抵抗１２．１１夫々とトランジスタ１５．１３夫々
との接続点を正、負の出力端子としてなるものである。

抵抗１１．１２の値は共にＲｅ　＋抵抗２２．２３の抵
抗値はＲ，、Ｒ２とする。トランジスタ１３．１４．１
５．１６に流れる電流値を夫々Ｉ２□Ｉ！ｂ＋　１３□
Ｉ’３ｂとし、定電流源１９．２０の供給電流を１２．
　ｈとする。抵抗２２゜２３側夫々への入力信号の電位
をＶ、、Ｖ、とし、利得可変用の差動電圧、つまりトラ
ンジスタ１３（１５）のベースとトランジスタ１４　（
１６）のベースとの間に印加される電圧をΔＶとする。

而して本発明回路の特徴はトランジスタ１７．１８の差
動トランジスタ対入力回路の一方、この実施例ではトラ
ンジスタ１７側に定電流源回路を設けたことに特徴を有
している。第１図の実施例ではトランジスタ２４．２５
のコレクタを一括してトランジスタ１７のベースに接続
し、またエミッタは夫々トランジスタ３３．３４のエミ
ッタに接続し、ベースはトランジスタ３３，３４．４０
のベースと共に定電流源回路３９に接続している。ここ
では他の定電流源回路３７．３８を構成する抵抗３５．
３６等を利用するようにしてトランジスタ２４．２５で
定電流源回路を構成し、またそれら定電流源回路３７．
３８と電流ミラー回路構成となるようにしている。

次に以上の回路の動作について説明する。いまトランジ
スタ４０，３３，３４．２４．２５が等しいものとする
と、トランジスタ２４．２５を流れる電流も夫々Ｉｏ。

Ｉ、となるから Ｖ＋ｕｓ　＋Ｉｓ　　ＨＲｓ　□Ｖｓｔｏ＋２Ｉ。・Ｒ
ｏ＝　Ｖｍｔ＋＋２Ｉ＋　　・Ｒ＋　−（１）但しｖ、
Ｅ、　：　　トランジスタ４０のベース・エミッタ間電
圧Ｖｓ＋ｔｏ　：　　）ランジスタ３３，２４のベース
・エミッタ間電圧ＶＩＥＩ　：　　）ランジスタ３４，
２５のベース・エミ・ツタ間電圧の関係が成立する。

つまりＲ，、Ｒ１によってダイオード３１．３２を流れ
る電流１．、　Ｉ、が定まることになる。

但し１．　＝　１．とするにはＶ！ｌｔｏ　□　Ｖ　！
ｌＥｔ　テあるから ＲＯ＝Ｒ３／２　　　　　　　　　　　　　　　・・・
（６）とすればよい。従って となる。

而して差動電圧ΔＶは Δｖ＝（ｖｖ−ν。）−（ｖｖ−ｖ、）＝ｖ１．−Ｖ。

但しｑ：電荷量　　　　　１．６　ｘｌＯ−”（Ｃ）ｋ
：ポルツマン定数　１．３８　Ｘ　１０−　”　（Ｊ／
Ｋ）Ｔ：絶対温度　　　　３００　（Ｋ） であるからダイオードＤＯ＋ＤＩを流れる電流■。、　
ＩＩの間には ｑ　　　　　　　　　Ｉ。

但し　Ｉｌｌ：ダイオード３１．３２の逆方向飽和電流
となるから（５）式を用いると Δｖ　−２（ＩＯＲＯＩＩＲｔ）　　　　　　　　　　
−（９）となり、ΔＶがＩＯ＋Ｉｌ＋又は抵抗３５．３
６の抵抗値Ｒ１１＋Ｒ，で定まることが分かる。

この差動電圧ΔＶは差動トランジスタ対１３と１４゜又
は１５と１６における電流の分流比を定める。即ち（８
）式を用いてΔＶを消去すると Ｔｚｂ　　　　　　Ｉｚｂ　　　　　　Ｉ。

となる。差動トランジスタ対１３と１４．１５と１６に
よる分流により増幅回路部１０の利得が定まるが、その
変動には００式により となる。以上要するにＲ，、Ｒ，により利得が定まるが
、その一方、ここでは抵抗３６を可変とすることによっ
て利得を所定値に設定することができるのである。

次に本発明の要旨に係る電圧シフトについてみると、電
圧Ｖｔ側の入力端子には定電流回路の電流■。＋■１が
流れるからトランジスタ１７のベース電圧は Δ　Ｖｉ　　＝　　Ｒ２（ＩＯ＋　Ｉｔ）　　　　　　
　　　　−α■だけシフトする。ダイオード３Ｌ３２の
電流が１０゜１１であるときの利得Ｇは ■１ 但し　Ｇ。：　差動増幅器の最大利得 いま利得Ｇの場合にΔＶ、の電圧シフトを与えたとする
と出力におけるシフトａΔｖｏは１゜ ＝　ＣＯ・Ｉ、・Ｒ２＝　　一定　　・・・αつこのよ
うにＲ３の調整によりＩ、を変化させて利得Ｇを変化さ
せ、またΔｖ０のシフトを可能としている。

なお上記実施例では抵抗３５側にトランジスタ２４を設
けているが、このトランジスタ２４は省略することがで
きる。

第２図は本発明の他の実施例を示している。この回路は
トランジスタ１７のベースと接地ラインとの間に定電流
源回路２６を設けたものであり第１図の実施例と対応す
る部分には同番号を記して説明を省略する。この実施例
では利得は抵抗３６の抵抗値Ｒ０又はこれによって定ま
るダイオード３２の電流Ｉ、によって定まるのに対し、
シフト量はこれとは別に定電流源回路２６の電流■４に
よって定め得る。

即ちシフト量Δｖ０は ΔＶ、＝Ｇ・ΔＶ　６　＝Ｇ−Ｒｚ・Ｉａ　　　　　−
Ｑ［９第３図は本発明第２図の更に詳細な１つの実施例
を示している。この実施例ではトランジスタ１７のベー
スと接地ラインとの間にトランジスタ２７と抵抗２８の
直列回路から成る定電流源回路を設けている。トランジ
スタ２７のベースは定電流源回路３９に連なっている。

この回路の場合、上記定電流回路によって入力レベルを
一定量シフトすることができる。

〔発明の効果〕

以上の如き本発明による場合は、入力信号レベルを一定
量シフトした上で設定した利得での増幅をしたり（第１
図の実施例）逆に入力信号レベルを設定した利得で増幅
した上で利得の設定値によらず一定のレベルのシフトを
する（第２．３図の実施例）ことが可能となり、またそ
のための構成素子は従来の如くレベルシフト回路を前、
後段に設けるものに比して著しく少なくて済む等、本発
明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１．２．３図は本発明の利得可変増幅回路の回路図、
第４図は従来の利得可変増幅回路の回路図である。 １０・・・増幅回路　１７．１８・・・トランジスタ２
４．２５．２７・・・トランジスタ　２８・・・抵抗３
０・・・差動電圧発生回路　３１．３２・・・ダイオー
ド３７．３８・・・定電流源回路 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ダイオード及び定電流源回路の直列回路１対を含む
   利得可変用差動電圧発生回路と、差動トランジスタ対入
   力回路を有し、前記差動電圧が与えられる増幅回路とを
   備える電流分流型の利得可変増幅回路において、前記入
   力回路の対の一方の入力端子に接続され、これに入力さ
   れる入力信号のレベルをシフトさせる定電流源回路を備
   えることを特徴とする利得可変増幅回路。