JPH0358603A - 利得制御回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は利得制御回路に係り、秘に半必体集積回路に供
される利得制御回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の利得制御同路は、第２図に示される構成
となっていた。

第２図において、ｎ　ｐ　ｎ　ｔ・ランジスタ１，２は
差動増幅器を構成し、入力端子６，γがベース入力とな
り、共通のエミッタが定電流源５に接続されている。ｎ
ｐｎ　トランシスタ２のコレクタに流れた出力信号電流
は、差動対を構成するトランジスタ３，４で端子８，９
に入力された利得制御人力に応じて、分配され、差動増
幅器の出力端子１１に出力される。ここで、端子１０は
電源端子を示す。

〔発明が解決し５ようとする課題〕 通常、第２図において、利得制御は、入力端子６，７の
入力信号レベルの増大に応じて、トランジスタ３のトラ
ンジスタ４に対する信号電流の分流比を抑制する様に、
端子８，９に制御入力を印加するが、この場合以下の欠
点があった。

第］に、前記制御入力に応じて、出力端子１］に供出さ
れる出力電流のうち、直流電流も変化してしまい、端子
１１に負荷抵抗を接続した場合、端子１１の出力電位が
、制御入力に応じて変動してしまうという欠点がある。

第２に、差動増幅器の入力信号に刻する出力のりニアリ
ティに限界（犬体５　０　ｍ　Ｖ　ｐ　−ｐ　）があり
、大入力信号に則する入力のダイナミックレンジが狭い
という欠点がある。

本発明の目的は、前記欠点が解決され、出力端子の電位
が制御入力に応じて変動せず、ダイナミックレンジを狭
くすることのないように１−た利得制御回路を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の利得制御回路の構成は、それぞれコレクタを出
力とし、ベースを入力とする第１，第２のトランジスタ
を有する第１の差動苅と、第１，第２の抵抗からなる第
１の直列回路と、第３の抵抗と第１の順方向ダイオード
とからなる第２の直列回路と、第４の抵抗と第２の順方
向ダイオードとからなる第３の直列回路とを備え、前記
第１のトランジスタのエミッタに前記第１の直列回路の
一端、及び第２の直列回路の一端を接続し、前記第２の
トランジスタのエミッタに前記第１の直列回路の他端、
及び第３の直列回路の一端を接続し、前記第２の直列回
路の他端、及び第３の直列回路の他端を第２の差動対を
構成する第３，第４の１・ランジスタのうち第３のトラ
ンジスタのコレクタに接続し、前記第４のトランジスタ
のコレクタを前記第１の直列回路を構成する第１，第２
の抵抗の共通接続点に接続し、前記第３，第４のトラン
ジスタのエミッタは、直接又は抵抗を介して、定電流源
に接続され、前記第３，第４のトランジスタのベースを
それぞれ制御入力としたことを特徴とする。

〔実施例〕

次に、図面を参照しながら本発明を説明する。

弟１図は本発明の一実施例の利得制御回路を示す回路図
である。第１図において、本実施例の利得制御回路は、
ｎ　ｐ　ｎ．　｝ランジスタ１３，１４，１５．１６と
、ダイオード１７．１８と、入力端子６，７，８．９と
、抵抗１９，２０，２］．．，２２と、定電流源１２と
、端子１０．１１とを含み、構成される。ここで、ｎｐ
ｎトランジスタ１５，１６は、差動増幅器を構戒するト
ランジスタであり、端子６，７が入力端子、端子１０．
１１が出力端子である。ｎｐｎ｝ランジスタ１．３．１
４は差動対を構威し、端子８，９より、利得制御入力が
入力される。抵抗値Ｒｌ．Ｒ２を有する抵抗１９，２０
は、第１の直列回路を構威し、前記差動増幅器の電圧・
電流変換利得（以下利得と略す）を決５一 定する第１の手段を担う。ここで、利得は、端子６，７
の入力電圧に対する端子１．０．１１の出力電流の比で
ある。抵抗値Ｒ３を有する抵抗２１とダイオード１７と
は、第２の直列回路を、抵抗値Ｒ４を有する抵抗２２と
ダイオード１８とは、第３の直列回路をそれぞれ構成し
、それぞれ第２，第３の直列回路は、電流レベルに応じ
て変化する可変抵抗器の役割を呈し、前記利得を決定す
る第２の手段を担う。前記、第２，第３の直列回路の可
変抵抗器としての働きは、差動刻の１・ランジスタ１３
のコレクタ電流によって達威される。

今、入力端子６，７間の入力電圧に対する端子１１に流
れる出力電流の割合を表わす利得を、ｇｍとすると、こ
のｇｍは次の第１式で与えられる。

但し、微小入力信号時と仮定した場合である。

前記（１）式で、ｇｍ’は次の（２）式で表わされる。

−６ ？こで、ｇ；単位電荷　Ｋ；ボルッマン定数、Ｔ；絶対
温度、■ｏ；定電流源１２の電流値。

又、前記（１）式でＢＥぱ、第１の直列回路の抵抗値Ｒ
ｘ■と、第２，第３の直列回路の直列抵抗（：ＲＸ２　
＋　ＲＸ３）との並列合或抵抗値の半分の値である。

ここで、次式が得られる。

ＲＸ１−Ｒ１＋Ｒ２　　　　　　　　　・・・・・・　
（３）Ｒ１；抵抗ｌ９の抵抗値，Ｒ２；抵抗２０の抵抗
値。

？３；抵抗２１の抵抗値，Ｒ４；抵抗２２の抵抗値、■
、、；ダイオード１７の順方向電流、■８■；ダイオー
ド１８の順方向電流 前記（３）乃至（５）式により、ＲＥは次式となる。

前記第１式中のｇｍ’は、 第（２）式より定電流源 の電流値■を所定の値に選定することで一義的に決定さ
れ、第（１）式のｇｍはＲ６の値によって、可変するこ
とができる。又、ＲＥは前記（６）式で与えられ、ダイ
オード１７．１８に流す電流値で可変できる。しかも、
ダイオード１７．１８の電流Ｉ　ｘ＋　＋　　Ｉ　Ｘ２
の和が、トランジスタ１３のコレクタ電流と一致するの
で、結局Ｒ８は利得制御入力（端子８，９に印加される
）によって、可変することができる。

本実施例では、出力端子１０．１１の出力電流（直流電
流と交流電流との和）は、定電流源１２の電流値で決定
されており、ここで各々抵抗値ＲとＲ２、抵抗値Ｒ３と
Ｒ４、ダイオード１７と］８の抵抗値、及び形状等を同
一とすれば、端子８，９の利得制御入力に関係なく、一
定となる。

即ち、従来例の第１の欠点であった利得制御入力による
出力電位の変動が改善できる。

次に、人力端子６，７の入力信号レベルが大きい場合、
トランジスタ１３のコレクタ電流を小さくし、利得を下
げる様に、端子８，９の利得制御電圧を印加するが、こ
の場合トランジスター４のコレクタ電流が増大し、従っ
て抵抗Ｒ　１，　Ｒ　２の電圧降下も増大し、その結果
入力端子６，７の信号入力振幅レベルに対する端子１０
．１１の出力電流の変換利得の直線性の範囲が前記抵抗
値Ｒｌ，Ｒ２の電圧降下分だけ、増加する。

従って、従来例の第２の欠点であった入力ダイナミック
レンジが狭いと云う点が大幅に改善できる。

この様にして、第１図における実施例の差動増幅器の利
得は、端子８，９の利得制御入力により、前記Ｒ．２，
Ｒｘ３の抵抗値変化を利用して、制御することか可能と
なる。

尚、第１図の実施例で、タイオード１７．１８は、この
代りにトランジスタのコレクタ・ベースショート接続し
たものでもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、出力電流は制御入力に
無関係に、一定となり、ダイナミックレンジも大幅に設
定できる効果がある。

９

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の利得制御回路を示す回路図
、第２図は従来の利得制御川路を示す同路図である。 １，２，３，４，１３，１４，ｌ．，５．１６・・・・
・ｎｐｎトランジスタ、５．１２・・・・・・定電流源
、６，７，８．９・・・・・・入力端子、１０，１１・
・・・・端子、１９，　２０，　２１．　２２・・・・
・・抵抗、１７．１８・・・・・・ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれコレクタを出力とし、ベースを入力とする第１
   、第２のトランジスタを有する第１の差動対と、第１、
   第２の抵抗からなる第１の直列回路と、第３の抵抗と第
   １の順方向ダイオードとからなる第２の直列回路と、第
   ４の抵抗と第２の順方向ダイオードとからなる第３の直
   列回路とを備え、前記第１のトランジスタのエミッタに
   前記第１の直列回路の一端、及び第２の直列回路の一端
   を接続し、前記第２のトランジスタのエミッタに前記第
   １の直列回路の他端、及び第３の直列回路の一端を接続
   し、前記第２の直列回路の他端、及び第３の直列回路の
   他端を第２の差動対を構成する第３、第４のトランジス
   タのうち第３のトランジスタのコレクタに接続し、前記
   第４のトランジスタのコレクタを前記第１の直列回路を
   構成する第１、第２の抵抗の共通接続点に接続し、前記
   第３、第４のトランジスタのエミッタは、直接又は抵抗
   を介して、定電流源に接続され、前記第３、第４のトラ
   ンジスタのベースをそれぞれ制御入力としたことを特徴
   とする利得制御回路。