JPH035091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各種の信号処理に使用される出力増幅
器に関する。

（従来の技術） 第２図は、トランジスタＱ１，Ｑ２と電流源IS
１とによつて構成されている差動増幅回路と、ダ
イオードＤとトランジスタＱ３とによつて構成さ
れているカレントミラー回路と、トランジスタＱ
８，Ｑ９と電流源IS４とダイオードＤ１，Ｄ２、
及び抵抗Ｒ２とに構成されている電圧増幅段と、
PNPトランジスタＱ１１とNPNトランジスタＱ
１２との複合接続によるPNPトランジスタと
NPNトランジスタＱ１０及び抵抗Ｒ３とで構成
されている出力段とからなる従来の出力増幅器の
一例のものの回路図である。

この第２図に示す従来の出力増幅器において、
差動増幅回路とカレントミラー回路とは縦続接続
されていて、図中のＡ点を出力端とする一体の増
幅段を構成している。トランジスタＱ１，Ｑ２の
電流をそれぞれIc1、Ic2とすると、トランジスタ
Ｑ３の電流は、カレントミラー回路の特性によつ
てIc1になる。

それで、入力端子１，２間に供給される入力信
号Viが、Vi＞０のときには前記したトランジス
タＱ１，Ｑ２の電流Ic1、Ic2はIc1＞1c2の関係に
あるから前記したＡ点の電圧は低下し、また、入
力端子１，２間に供給される入力信号Viが、Vi
＜０のときには前記したトランジスタＱ１，Ｑ２
の電流Ic1、Ic2はIc1＜Ic2の関係にあるから前記
したＡ点の電圧は上昇する。前記したＡ点の電圧
は電圧増幅段により反転増幅されて出力段に供給
され、出力端子３からは電圧利得１の出力段から
の出力信号Voが送出されるが、前記した出力信
号Voは、前記した入力信号ViがVi＞０のときに
はVo＞０となり、また、前記した入力信号Viが
Vi＜０のときにはVo＜０となる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、前記した第２図示の従来の出力増幅
器は、それの電圧増幅作用が差動増幅回路と電圧
増幅段（反転増幅段）との２段にわたつてなされ
ているために、位相推移が加算されて大きな位相
推移を生じる。また、第２図示の出力増幅器にお
いて、それの出力段におけるトランジスタＱ１
１，Ｑ１２による複合PNPトランジスタと、
NPNトランジスタＱ１０としては相補的な特性
を有するものが必要とされるが、前記の回路をモ
ノシリツク集積回路で実現する場合に、通常、
PNPトランジスタの利得帯域幅積はNPNトラン
ジスタのそれに比べて非常に悪いから、第２図示
の出力増幅器をモノシリツク集積回路で構成した
場合には、出力段のPNPトランジスタ（Ｑ１１，
Ｑ１２の複合接続）とNPNトランジスタＱ１０
との位相推移量が異なるために整合がとれないと
いうことが起こる。

したがつて、従来例の出力増幅器を負帰還増幅
器として使用する場合には、適当な位相補償を行
なつても高周波特性が悪いために、映像信号のよ
うな広帯域の信号の増幅器に使用することができ
なかつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、入力信号が供給されている差動増幅
回路における一方の出力側に入力側が接続されて
いるカレントミラー回路の出力側と、前記した差
動増幅回路の他方の出力側との接続点に第１の電
流源を接続し、また、前記したカレントミラー回
路の出力側と差動増幅回路の他方の出力側との接
続点と前記のカレントミラー回路の入力側との間
にベースとエミツタとを接続して、前記の接続点
の電圧をカレントミラー回路の入力側に帰還する
帰還トランジスタのコレクタに第２の電流源を接
続してなる電圧増幅段と、前記の電圧増幅段にお
ける帰還トランジスタのコレクタにベースが接続
され、ベースが電圧駆動されるとともに、前記の
電圧増幅段における帰還トランジスタのベース電
圧に応動する電流駆動回路により、エミツタが電
流駆動される出力トランジスタとを備え、前記の
出力トランジスタのエミツタから出力信号を得る
ようにした出力増幅器を提供するものである。

（実施例） 以下、本発明の出力増幅器の具体的な内容につ
いて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
第１図は本発明の出力増幅器の実施例の回路図で
あつて、この第１図に示されている出力増幅器に
おいて、既述した第２図に示されている出力増幅
器における各構成部分と対応している構成部分に
は、第２図中で使用している図面符号と同一の図
面符号が使用されている。

第１図において、入力端子１にベースが接続さ
れているトランジスタＱ１と、入力端子２にベー
スが接続されているトランジスタＱ２とにおける
共通接続されたエミツタと電源との間には、電流
源IS１が接続されており、また、前記のトランジ
スタＱ１のコレクタと接地との間にはダイオード
Ｄが接続され、さらに、トランジスタＱ２のコレ
クタにはトランジスタＱ４，Ｑ６のベースが接続
されているともに、トランジスタＱ３のコレクタ
が接続されている。

前記したトランジスタＱ３のエミツタは接地さ
れており、また、トランジスタＱ３のベースには
前記したトランジスタＱ１のコレクタが接続され
ている。前記したトランジスタＱ２，Ｑ３のコレ
クタと、トランジスタＱ４，Ｑ６のベースとの接
続点Ａと、電源Vccとの間には、第１の電流源IS
２が接続されており、また、前記したトランジス
タＱ４のエミツタは、トランジスタＱ３のベース
とトランジスタＱ１のコレクタとに接続されてい
る。

前記したトランジスタＱ４のコレクタにはトラ
ンジスタＱ５のベースが接続されているととも
に、トランジスタＱ４のコレクタと電源との間に
は、第２の電流源IS３が接続されている。

前記したトランジスタＱ５のコレクタは電源に
接続されており、また、トランジスタＱ５のエミ
ツタは出力端子３に接続されているとともに、ト
ランジスタＱ７のコレクタに接続され、前記のト
ランジスタＱ７のエミツタは接地されている。前
記のトランジスタＱ６は、それのコレクタが電源
に接続されており、また、それのエミツタは抵抗
Ｒを介して接地されているとともに、トランジス
タＱ７のベースに接続されている。

第１図示の出力増幅器において、トランジスタ
Ｑ１，Ｑ２による差動増幅回路の２つの出力間
に、ベースとエミツタとが接続されている前記し
たトランジスタＱ４は、トランジスタＱ１，Ｑ２
による差動増幅回路の２つの出力間に帰還路を構
成している。

さて、前記した第１図中におけるＡ点の電圧
は、トランジスタＱ２の電流Ic2と、トランジス
タＱ３の電流Ic3と、第１の電流源IS２の電流I1
とのバランスによつて決定されるのであるが、前
記のＡ点の電圧は前記したトランジスタＱ４の帰
還作用により次のように自動的に決定されるので
ある。

すなわち、差動増幅器の入力端子１，２間に入
力信号Viが供給されることにより、トランジス
タＱ１，Ｑ２による差動増幅回路のトランジスタ
Ｑ１のコレクタにIc1の電流が流れ、また、トラ
ンジスタＱ２のコレクタにIc2の電流が流れ、さ
らに、第１の電流源IS２からはI1の電流が流れ、
さらにまた、カレントミラー回路の出力側にIc3
の電流が流れているとした場合に、今、前記の電
流間の大きさの関係が、Ic3＜（Ic2＋I1）であつ
たとすると、この場合にはＡ点の電圧が上昇しよ
うとするが、トランジスタＱ４のエミツタの電位
はダイオードＤによつて固定されているから、そ
の固定されたトランジスタＱ４のエミツタ電圧に
対して、ベース・エミツタ間電圧だけ高い電圧に
固定されている状態にあるトランジスタＱ４のベ
ースに対して｛（Ic2＋I1）−Ic3｝の電流が流れ
る。前記したトランジスタＱ４のベース電流の増
大によつてトランジスタＱ４のエミツタ電流が増
大し、それがカレントミラー回路の入力側に供給
される。それによつてカレントミラー回路におけ
る入力側の電流Ic3が増大するが、カレントミラ
ー回路の特性によりそれの出力側の電流も入力側
の電流と等しい電流になされるというような動作
を行なつて、前記のＡ点の電圧は前記したトラン
ジスタＱ４の帰還作用により前記の各電流の関係
がIc3＝Ic2＋I1となされるような電圧値に自動的
に設定されるのである。

前記の各電流間の大きさの関係が、前記の場合
すなわち、Ic3＜（Ic2＋I1）とは逆に、Ic3＞（Ic2
＋I1）の場合には、前記の場合とは逆にＡ点の電
圧が低下しようとするが、トランジスタＱ４のエ
ミツタの電位はダイオードＤによつて固定されて
いるから、その固定されたトランジスタＱ４のエ
ミツタ電圧に対して、ベース・エミツタ間電圧だ
け高い電圧に固定されている状態にあるトランジ
スタＱ４のベースに対して｛Ic3−（Ic2＋I1）｝の
電流が流れる。前記したトランジスタＱ４のベー
ス電流の減少によつてトランジスタＱ４のエミツ
タ電流が減少し、それがカレントミラー回路の入
力側に供給される。それによつてカレントミラー
回路における入力側の電流Ic3が減少するが、カ
レントミラー回路の特性によりそれの出力側の電
流も入力側の電流と等しい電流になされるといよ
うな動作を行なつて、前記のＡ点の電圧は前記し
たトランジスタＱ４の帰還作用により、前記の各
電流の関係がIc3＝Ic2＋I1となされるような電圧
値に自動的に設定されるのである。

前記のような電流Ic3＝Ic2＋I1がカレントミラ
ー回路に流れるときに、トランジスタＱ４に流れ
る電流は、Ic3−Ic1＝Ic2−Ic1＋I1となる。トラ
ンジスタＱ４のコレクタに接続されている第２の
電流源IS３の電流I2がI2＝I1であると、トランジ
スタＱ４の出力電流はIc2−Ic1になり、差動増幅
回路への入力信号Viに対応した出力信号Vo、す
なわち、入力信号Vi＞０のときにIc1＞Ic2でVo
＞０、入力信号Vi＜０のときにIc1＜Ic2でVo＜
０の出力信号VoがトランジスタＱ４のコレクタ
に得られる。

前記のようにトランジスタＱ４のコレクタに現
われた出力信号Voは、出力トランジスタＱ５の
ベース・エミツタ間を経由して出力端子３に電圧
利得１で伝達されて、出力端子３には出力信号
Voが出力される。

また、トランジスタＱ６，Ｑ７と抵抗Ｒとから
なる電流駆動回路は、Ａ点の電圧に対応した電流
を流す。

さて、Ａ点の電圧はトランジスタＱ４のベー
ス・エミツタ間電圧と、トランジスタＱ３のベー
ス・エミツタ間電圧との和であり、前記したそれ
ぞれのトランジスタＱ４，Ｑ３のベース・エミツ
タ間電圧はそれぞれのトランジスタＱ４，Ｑ３の
エミツタ電流によつて決定される。

ところで、前記したトランジスタＱ４，Ｑ３の
エミツタ電流は、入力信号Viに対応しているの
で、入力信号ViがVi＞０のときには減少し、入
力信号ViがVi＞０のときには増加する。すなわ
ち、入力信号ViがVi＞０のときにはＡ点の電圧
が下降し、また、入力信号ViがVi＜０のときに
はＡ点を電圧が上昇する。

したがつて、前記した電流駆動回路の出力とな
るトランジスタＱ７の電流は、入力信号ViがVi
＞０のときには減少し、入力信号ViがVi＜０の
ときには増加する。

これを、前記した出力信号Voに対応させてみ
ると、入力信号ViがVi＞０のときには出力信号
VoはVo＞０であり、このときのトランジスタＱ
７の電流は減少しているので、トランジスタＱ５
を経由して出力端子３から負荷に向つて電流を流
し出す。前記とは逆に、入力信号ViがVi＜０の
ときには出力信号VoはVo＜０であり、このとき
のトランジスタＱ７の電流は増加しているので、
出力端子３に負荷から電流を吸込むように作用す
る。すなわち、出力段のトランジスタＱ５とＱ７
とはプツシユプル動作を行なつているのである。

（効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の出力増幅器は入力信号が供給されて
いる差動増幅回路における一方の出力側に入力側
が接続されているカレントミラー回路の出力側
と、前記した差動増幅回路の他方の出力側との接
続点に第１の電流源を接続し、また、前記したカ
レントミラー回路の出力側と差動増幅回路の他方
の出力側との接続点と前記のカレントミラー回路
の入力側との間にベースとエミツタとを接続し
て、前記の接続点の電圧をカレントミラー回路の
入力側に帰還する帰還トランジスタのコレクタに
第２の電流源を接続してなる電圧増幅段と、前記
の電圧増幅段における帰還トランジスタのコレク
タにベースが接続され、ベースが電圧駆動される
とともに、前記の電圧増幅段における帰還トラン
ジスタのベース電圧に応動する電流駆動回路によ
り、エミツタが電流駆動される出力トランジスタ
とを備え、前記の出力トランジスタのエミツタか
ら出力信号を得るようにした出力増幅器であつ
て、電圧増幅作用は帰還トランジスタＱ４の増幅
段の１段で達成されていて、それの位相推移は小
さく、また、出力段はPNPトランジスタを使用
していないので位相推移は問題とはならず、した
がつて、本発明の出力増幅器によれば高周波にお
いても安定に動作する負帰還増幅器を容易に実現
でき、本発明により既述した従来の諸問題点は良
好に解決することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の出力増幅器の実施例回路図、
第２図は出力増幅器の従来例の回路図である。 １，２……入力端子、３……出力端子、Ｑ１〜
Ｑ１２……トランジスタ、IS１〜IS４……電流
源、Ｄ，Ｄ１，Ｄ２……ダイオード、Ｒ，Ｒ２，
Ｒ３……抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力信号が供給されている差動増幅回路にお
   ける一方の出力側に入力側が接続されているカレ
   ントミラー回路の出力側と、前記した差動増幅回
   路の他方の出力側との接続点に第１の電流源を接
   続し、また、前記したカレントミラー回路の出力
   側と差動増幅回路の他方の出力側との接続点と前
   記カレントミラー回路の入力側との間にベースと
   エミツタとを接続して、前記の接続点の電圧をカ
   レントミラー回路の入力側に帰還する帰還トラン
   ジスタのコレクタに第２の電流源を接続してなる
   電圧増幅段と、前記の電圧増幅段における帰還ト
   ランジスタのコレクタにベースが接続され、ベー
   スが電圧駆動されるとともに、前記の電圧増幅段
   における帰還トランジスタのベース電圧に応動す
   る電流駆動回路により、エミツタが電流駆動され
   る出力トランジスタとを備え、前記の出力トラン
   ジスタのエミツタから出力信号を得るようにした
   出力増幅器。