JPH04307804A - 単位利得最終段 - Google Patents
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- JPH04307804A JPH04307804A JP3336691A JP33669191A JPH04307804A JP H04307804 A JPH04307804 A JP H04307804A JP 3336691 A JP3336691 A JP 3336691A JP 33669191 A JP33669191 A JP 33669191A JP H04307804 A JPH04307804 A JP H04307804A
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- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
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- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/45278—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using BiFET transistors as the active amplifying circuit
- H03F3/45282—Long tailed pairs
- H03F3/45286—Non-folded cascode stages
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- H03F3/30—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
- H03F3/3001—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor with field-effect transistors
- H03F3/3008—Bifet SEPP output stages
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- H03F3/3037—NMOS SEPP output stages with asymmetric control, i.e. one control branch containing a supplementary phase inverting stage
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- Power Engineering (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【発明の分野】この発明は、電力素子としてAB級駆動
のNチャネルMOSトランジスタを使用する特定的には
モノリシック集積可能な電力増幅器のための単位利得最
終段に関するものである。
のNチャネルMOSトランジスタを使用する特定的には
モノリシック集積可能な電力増幅器のための単位利得最
終段に関するものである。
【0002】
【発明の背景】AB級駆動NチャネルMOSトランジス
タを使用する電力増幅器の技術的問題は、最終素子にお
けるバイアス電流の有効な制御およびクロスオーバひず
みの低減に本質的に関係する。
タを使用する電力増幅器の技術的問題は、最終素子にお
けるバイアス電流の有効な制御およびクロスオーバひず
みの低減に本質的に関係する。
【0003】バイアス電流を制御する必要性は、低バイ
アス電流Iq を必要とする電力消失を制限する必要性
と低バイアス領域において観察され得る最終素子の非線
形性によるクロスオーバひずみを最小にする必要性との
妥協から生じる。
アス電流Iq を必要とする電力消失を制限する必要性
と低バイアス領域において観察され得る最終素子の非線
形性によるクロスオーバひずみを最小にする必要性との
妥協から生じる。
【0004】クロスオーバひずみの別の原因は周知のと
おり、出力信号の全周期の間代替的に一方または他方の
最終素子の完全なスイッチングオフ、およびとくに極め
て高周波についてそこから結果的に生じるスイッチング
オン遅延にある。
おり、出力信号の全周期の間代替的に一方または他方の
最終素子の完全なスイッチングオフ、およびとくに極め
て高周波についてそこから結果的に生じるスイッチング
オン遅延にある。
【0005】次の文献はバイアス電流制御のいくつかの
例を報告している。 [1] として後文に参照される、1982年11月
に発行の「IEEE トランザクションズ オン
コンシューマー エレクトロニクス(IEEE
Transactions・on・Consumer・
Electronics」CE−28巻、第4号、54
6−552頁に掲載のB.ロアー(B.Roehr)に
よる論文「バイアス安定を特徴とする簡易直接結合電力
電界効果トランジスタ音声増幅器トポロジー(A S
imple derect−coupled po
wermosfet audio awplifi
er topology featuring
bias stabilization)」および、 [2] として後文に参照される、「シリコニクス
カタログ(Siliconix catalog)
」AN88−5号、75−79頁に掲載の論文「電力増
幅器の別の概念(Une autre conce
ption del’amplificateur
de puissance)」は特に重要である。
例を報告している。 [1] として後文に参照される、1982年11月
に発行の「IEEE トランザクションズ オン
コンシューマー エレクトロニクス(IEEE
Transactions・on・Consumer・
Electronics」CE−28巻、第4号、54
6−552頁に掲載のB.ロアー(B.Roehr)に
よる論文「バイアス安定を特徴とする簡易直接結合電力
電界効果トランジスタ音声増幅器トポロジー(A S
imple derect−coupled po
wermosfet audio awplifi
er topology featuring
bias stabilization)」および、 [2] として後文に参照される、「シリコニクス
カタログ(Siliconix catalog)
」AN88−5号、75−79頁に掲載の論文「電力増
幅器の別の概念(Une autre conce
ption del’amplificateur
de puissance)」は特に重要である。
【0006】論文[1]は、演算増幅器および高い値の
キャパシタを特に使用する、制限回路およびそれに続く
フィルタリングに基づく、バイアス電流Iqを検出する
ための複雑なシステムによって最終電力素子のバイアス
電流が制御される電力増幅器を説明する。使用されるキ
ャパシタは550頁の[1]に示される回路に使用され
る他のキャパシタより2オーダ高い大きさの値を有する
。
キャパシタを特に使用する、制限回路およびそれに続く
フィルタリングに基づく、バイアス電流Iqを検出する
ための複雑なシステムによって最終電力素子のバイアス
電流が制御される電力増幅器を説明する。使用されるキ
ャパシタは550頁の[1]に示される回路に使用され
る他のキャパシタより2オーダ高い大きさの値を有する
。
【0007】[2]に説明される増幅器回路は本質的に
前のものと同一であるが、バイアス電流Iq を検出す
るための回路は存在しない。バイアス電流Iq の制御
はこの後の回路において、[2]の78頁の図に示され
るポテンショメータに委託される。
前のものと同一であるが、バイアス電流Iq を検出す
るための回路は存在しない。バイアス電流Iq の制御
はこの後の回路において、[2]の78頁の図に示され
るポテンショメータに委託される。
【0008】これらの2つの提案される解決法、および
特定的には高キャパシタンスのキャパシタおよびポテン
ショメータのいずれも集積化形式で製造されることには
適していない。
特定的には高キャパシタンスのキャパシタおよびポテン
ショメータのいずれも集積化形式で製造されることには
適していない。
【0009】さらに、[2]の79頁に示されるように
、最終電力トランジスタのゲート端子を駆動するための
回路は高電流容量のPNPトランジスタを有する問題を
提起する。これらのトランジスタはモノリシック集積の
特定の展望において、有用な領域を消費し、かつそれは
これらの数を限定するのに都合がよい。
、最終電力トランジスタのゲート端子を駆動するための
回路は高電流容量のPNPトランジスタを有する問題を
提起する。これらのトランジスタはモノリシック集積の
特定の展望において、有用な領域を消費し、かつそれは
これらの数を限定するのに都合がよい。
【0010】
【発明の概要】この発明のねらいは、その起点に関係な
くクロスオーバひずみを最小にする、特定的にはモノリ
シック集積可能な電力増幅器のための単位利得最終段を
設けることによって、既知の型の増幅器回路において前
述の不利益を除去または実質的に削減することである。
くクロスオーバひずみを最小にする、特定的にはモノリ
シック集積可能な電力増幅器のための単位利得最終段を
設けることによって、既知の型の増幅器回路において前
述の不利益を除去または実質的に削減することである。
【0011】このねらいの範囲内においてこの発明の目
的は、高キャパシタンスのキャパシタ、ポテンショメー
タなどのような集積不可能な構成要素の使用を除去する
最終段を提供することである。
的は、高キャパシタンスのキャパシタ、ポテンショメー
タなどのような集積不可能な構成要素の使用を除去する
最終段を提供することである。
【0012】この発明の別の目的は、最終電力トランジ
スタのバイアス電流を有効に制御する最終段を提供する
ことである。
スタのバイアス電流を有効に制御する最終段を提供する
ことである。
【0013】さらにこの発明の目的は、比較的容易に、
かつ競合コストで製造される、特定的にはモノリシック
集積可能な電力増幅器のための単位利得最終段を提供す
ることである。
かつ競合コストで製造される、特定的にはモノリシック
集積可能な電力増幅器のための単位利得最終段を提供す
ることである。
【0014】このねらい、前述の目的および後文より明
らかになるであろう他の目的は、この発明に従った特定
的にはモノリシック集積可能な電力増幅器のための単位
利得最終段によって達成され、この最終段は一対の最終
NチャネルMOS電力トランジスタを含み、第1のトラ
ンジスタのドレイン端子は供給電圧に接続され、かつそ
のソース端子は第2のトランジスタのドレイン端子に接
続され、第2のトランジスタのソース端子は接地に接続
され、電力増幅器の出力端子は前記第1のトランジスタ
の前記ソース端子と前記第2のトランジスタの前記ドレ
イン端子との間に接続され、この最終段は、高利得フィ
ードバック差動増幅器を含み、この増幅器の非反転入力
端子は前記増幅器の入力に接続され、その反転入力端子
は前記増幅器の出力端子に接続され、かつその出力端子
は前記第2のトランジスタのゲート端子に接続され、前
記第2のトランジスタのゲート端子に接続されるレベリ
ング回路をさらに備え、前記レベリング回路は前記第2
のトランジスタを制御するのに適しており、第3のMO
Sトランジスタをさらに備えそのソース端子は増幅器の
入力に接続され、前記第3のMOSトランジスタのゲー
ト端子およびドレイン端子は前記第1のトランジスタの
ゲート端子および第1の駆動電源に接続されることを特
徴とする。
らかになるであろう他の目的は、この発明に従った特定
的にはモノリシック集積可能な電力増幅器のための単位
利得最終段によって達成され、この最終段は一対の最終
NチャネルMOS電力トランジスタを含み、第1のトラ
ンジスタのドレイン端子は供給電圧に接続され、かつそ
のソース端子は第2のトランジスタのドレイン端子に接
続され、第2のトランジスタのソース端子は接地に接続
され、電力増幅器の出力端子は前記第1のトランジスタ
の前記ソース端子と前記第2のトランジスタの前記ドレ
イン端子との間に接続され、この最終段は、高利得フィ
ードバック差動増幅器を含み、この増幅器の非反転入力
端子は前記増幅器の入力に接続され、その反転入力端子
は前記増幅器の出力端子に接続され、かつその出力端子
は前記第2のトランジスタのゲート端子に接続され、前
記第2のトランジスタのゲート端子に接続されるレベリ
ング回路をさらに備え、前記レベリング回路は前記第2
のトランジスタを制御するのに適しており、第3のMO
Sトランジスタをさらに備えそのソース端子は増幅器の
入力に接続され、前記第3のMOSトランジスタのゲー
ト端子およびドレイン端子は前記第1のトランジスタの
ゲート端子および第1の駆動電源に接続されることを特
徴とする。
【0015】この発明のさらなる特性および利点は添付
の図面に非限定的例示によってのみ示されるこの発明に
従った特定的にはモノリシック集積可能な電力増幅器の
ための単位利得最終段の好ましいが排他的ではない実施
例の説明から明らかになるであろう。
の図面に非限定的例示によってのみ示されるこの発明に
従った特定的にはモノリシック集積可能な電力増幅器の
ための単位利得最終段の好ましいが排他的ではない実施
例の説明から明らかになるであろう。
【0016】
図1を参照すると、この発明に従った単位利得最終段は
一対の最終NチャネルMOS電力トランジスタ1および
2を含む。第1のトランジスタ1のドレイン端子は供給
電圧3に接続され、そのソース端子は第2のトランジス
タ2のドレイン端子に接続される。第2のトランジスタ
2のソース端子は接地に接続される。電力増幅器の出力
端子4は第1のトランジスタ1のソース端子と第2のト
ランジスタ2のドレイン端子との間に接続される。
一対の最終NチャネルMOS電力トランジスタ1および
2を含む。第1のトランジスタ1のドレイン端子は供給
電圧3に接続され、そのソース端子は第2のトランジス
タ2のドレイン端子に接続される。第2のトランジスタ
2のソース端子は接地に接続される。電力増幅器の出力
端子4は第1のトランジスタ1のソース端子と第2のト
ランジスタ2のドレイン端子との間に接続される。
【0017】この発明はさらに高利得フィードバック差
動増幅器5を含み、その非反転入力端子は電力増幅器の
入力に接続される。差動増幅器5の反転入力端子は増幅
器の出力端子4に接続され、前記差動増幅器5の出力端
子は第2のトランジスタ2のゲート端子に接続される。 レベリング回路6はさらに後文でより明確に説明される
ように第2のトランジスタ2のゲート端子に接続される
。第3のMOSトランジスタ7が設けられ、そのソース
端子は電力増幅器の入力に接続される。第3のMOSト
ランジスタ7のゲート端子およびドレイン端子は第1の
トランジスタ1のゲート端子および第1の駆動電源8に
接続される。
動増幅器5を含み、その非反転入力端子は電力増幅器の
入力に接続される。差動増幅器5の反転入力端子は増幅
器の出力端子4に接続され、前記差動増幅器5の出力端
子は第2のトランジスタ2のゲート端子に接続される。 レベリング回路6はさらに後文でより明確に説明される
ように第2のトランジスタ2のゲート端子に接続される
。第3のMOSトランジスタ7が設けられ、そのソース
端子は電力増幅器の入力に接続される。第3のMOSト
ランジスタ7のゲート端子およびドレイン端子は第1の
トランジスタ1のゲート端子および第1の駆動電源8に
接続される。
【0018】アイドル条件において、差動増幅器5およ
び第2のトランジスタ2によって構成されるフィードバ
ックループは電圧源9によって図に示される入力電圧V
inを端子4の出力電圧Vout に等しく保つ。第3
のトランジスタ7のゲート−ソース電圧Vgs,7はし
たがって第1のトランジスタ1のゲート−ソース電圧V
gs,1に等しく、すなわちVgs,7=Vgs,1で
あり、したがって2つのトランジスタ1および2を流れ
る電流Iq は、Iq =[(W/L),1/(W/L
),7]*Id に等しい。ここでは、WおよびLはそ
れぞれMOSトランジスタのチャネル幅および長さを表
わし、したがって(W/L),1および(W/L),7
は第1のトランジスタ1および第3のトランジスタ7に
ついてそれぞれの幅/長さの比であり、Id は第1の
電源8によって発生される電流である。
び第2のトランジスタ2によって構成されるフィードバ
ックループは電圧源9によって図に示される入力電圧V
inを端子4の出力電圧Vout に等しく保つ。第3
のトランジスタ7のゲート−ソース電圧Vgs,7はし
たがって第1のトランジスタ1のゲート−ソース電圧V
gs,1に等しく、すなわちVgs,7=Vgs,1で
あり、したがって2つのトランジスタ1および2を流れ
る電流Iq は、Iq =[(W/L),1/(W/L
),7]*Id に等しい。ここでは、WおよびLはそ
れぞれMOSトランジスタのチャネル幅および長さを表
わし、したがって(W/L),1および(W/L),7
は第1のトランジスタ1および第3のトランジスタ7に
ついてそれぞれの幅/長さの比であり、Id は第1の
電源8によって発生される電流である。
【0019】電流Id および比(W/L),7を適当
に選択することによって、面積比の一致および差動増幅
器5の反転入力と反転しない入力との間のオフセットに
依存するバイアス電流Iq を正確に制御することが可
能なことは明らかである。この精度はいかなる場合も高
く維持され得る。
に選択することによって、面積比の一致および差動増幅
器5の反転入力と反転しない入力との間のオフセットに
依存するバイアス電流Iq を正確に制御することが可
能なことは明らかである。この精度はいかなる場合も高
く維持され得る。
【0020】この発明は、2つのトランジスタ1および
2を通常それらがオフであろう出力信号の1/2周期に
も導通しきい値に保って、前述のクロスオーバひずみの
問題を有利に解決する。
2を通常それらがオフであろう出力信号の1/2周期に
も導通しきい値に保って、前述のクロスオーバひずみの
問題を有利に解決する。
【0021】この結果は回路の特定のトポロジーによっ
て負の半波で得られる。第2のトランジスタ2が強く導
通しているとき、差動増幅器5の反転しない入力と反転
入力との間に存在する電圧Vsbに等しい入力および出
力の差Vin−Vout は、実際に差動増幅器5の出
力信号を高値に上げるため必要な差動増幅器5の反転お
よび非反転入力間の不均衡に限定される。したがってV
gs,1=Vgs,7−Vsbである。
て負の半波で得られる。第2のトランジスタ2が強く導
通しているとき、差動増幅器5の反転しない入力と反転
入力との間に存在する電圧Vsbに等しい入力および出
力の差Vin−Vout は、実際に差動増幅器5の出
力信号を高値に上げるため必要な差動増幅器5の反転お
よび非反転入力間の不均衡に限定される。したがってV
gs,1=Vgs,7−Vsbである。
【0022】電圧Vgs,1がアイドル値Vgs,7と
少量、量Vsbだけ異なり、かつ前記電圧Vgs,1が
いかなる場合も常に0でないことは明らかである。
少量、量Vsbだけ異なり、かつ前記電圧Vgs,1が
いかなる場合も常に0でないことは明らかである。
【0023】正の半波では、差動増幅器5は代わりにま
ったく不均衡であり、第2のトランジスタ2のゲート−
ソース電圧Vgs,2を0に下げる傾向がある。この場
合、レベリング回路6によって示されるブロックが介入
し、後文にさらに説明されるように電圧Vgs,2がア
イドル値よりわずかに低い適当な値に保たれるように作
用する。
ったく不均衡であり、第2のトランジスタ2のゲート−
ソース電圧Vgs,2を0に下げる傾向がある。この場
合、レベリング回路6によって示されるブロックが介入
し、後文にさらに説明されるように電圧Vgs,2がア
イドル値よりわずかに低い適当な値に保たれるように作
用する。
【0024】図2を参照すると、差動増幅器5の実施例
はそのゲート端子が非反転入力端子を規定する第4のP
チャネルMOSトランジスタ10とそのゲート端子が反
転端子を規定する第5のPチャネルMOSトランジスタ
11とを含む。第4のトランジスタ10および第5のト
ランジスタ11はそれぞれのソース端子によって互いに
接続され、かつ第2の駆動電源12に接続される。
はそのゲート端子が非反転入力端子を規定する第4のP
チャネルMOSトランジスタ10とそのゲート端子が反
転端子を規定する第5のPチャネルMOSトランジスタ
11とを含む。第4のトランジスタ10および第5のト
ランジスタ11はそれぞれのソース端子によって互いに
接続され、かつ第2の駆動電源12に接続される。
【0025】第4のトランジスタ10のドレイン端子は
第6のバイアスポーラNPNトランジスタ13のコレク
タ端子と第2のトランジスタ2のゲート端子とに接続さ
れる。第5のトランジスタ11のドレイン端子はダイオ
ード14の陰極および第6のトランジスタ13のベース
端子に接続される。第6のトランジスタ13のエミッタ
端子は接地に接続され、ダイオード14の陽極は接地に
接続される。
第6のバイアスポーラNPNトランジスタ13のコレク
タ端子と第2のトランジスタ2のゲート端子とに接続さ
れる。第5のトランジスタ11のドレイン端子はダイオ
ード14の陰極および第6のトランジスタ13のベース
端子に接続される。第6のトランジスタ13のエミッタ
端子は接地に接続され、ダイオード14の陽極は接地に
接続される。
【0026】差動増幅器5の上述の実施例は容易に実現
されるが、エネルギを限定される。入力電圧Vinが0
である傾向があり、かつ負荷インピーダンスが低い値を
有するとき、電圧Vout もまた最終トランジスタ2
の飽和抵抗の限界内で0にである傾向にするために、第
2のトランジスタ2は最大導通条件になければならない
、すなわち電圧Vgs,2は高くなければならない。し
かし、この場合電圧Vgs,2は高くても第4のトラン
ジスタ10を完全に飽和する値、すなわち Vgs,2max =Vin+Vgs,10 の値に達
し得る程度である。ここではVgs,10 は第4のP
チャネルMOSトランジスタ10のゲート−ソース電圧
を示す。値Vgs,2,maxはしたがって十分に高く
ないであろう。この問題は図3に示される回路を使用す
ることによって解決され得る。
されるが、エネルギを限定される。入力電圧Vinが0
である傾向があり、かつ負荷インピーダンスが低い値を
有するとき、電圧Vout もまた最終トランジスタ2
の飽和抵抗の限界内で0にである傾向にするために、第
2のトランジスタ2は最大導通条件になければならない
、すなわち電圧Vgs,2は高くなければならない。し
かし、この場合電圧Vgs,2は高くても第4のトラン
ジスタ10を完全に飽和する値、すなわち Vgs,2max =Vin+Vgs,10 の値に達
し得る程度である。ここではVgs,10 は第4のP
チャネルMOSトランジスタ10のゲート−ソース電圧
を示す。値Vgs,2,maxはしたがって十分に高く
ないであろう。この問題は図3に示される回路を使用す
ることによって解決され得る。
【0027】図3を参照すると、差動増幅器5の別の実
施例は第4のPチャネルMOSトランジスタ10を含み
、そのゲート端子は第1の電圧源15の端子に接続され
、第1の電圧源15の他方の端子は非反転端子を構成し
、この実施例はさらに第5のPチャネルMOSトランジ
スタ11を含み、そのゲート端子は第2の電圧源16の
端子に接続され、第2の電圧源16の他方の端子は反転
端子を構成する。第4のトランジスタ10および第5の
トランジスタ11はそれぞれのソース端子によって互い
に接続され、かつ第2の駆動電源12に接続される。
施例は第4のPチャネルMOSトランジスタ10を含み
、そのゲート端子は第1の電圧源15の端子に接続され
、第1の電圧源15の他方の端子は非反転端子を構成し
、この実施例はさらに第5のPチャネルMOSトランジ
スタ11を含み、そのゲート端子は第2の電圧源16の
端子に接続され、第2の電圧源16の他方の端子は反転
端子を構成する。第4のトランジスタ10および第5の
トランジスタ11はそれぞれのソース端子によって互い
に接続され、かつ第2の駆動電源12に接続される。
【0028】第4のトランジスタ10のドレイン端子は
第6のトランジスタ13のコレクタ端子と第2のトラン
ジスタ2のゲート端子とに接続される。第5のトランジ
スタ11のドレイン端子はダイオード14の陰極と第6
のトランジスタ13のベース端子とに接続される。第6
のトランジスタ13のエミッタ端子は接地に接続され、
ダイオード14の陽極は接地に接続される。
第6のトランジスタ13のコレクタ端子と第2のトラン
ジスタ2のゲート端子とに接続される。第5のトランジ
スタ11のドレイン端子はダイオード14の陰極と第6
のトランジスタ13のベース端子とに接続される。第6
のトランジスタ13のエミッタ端子は接地に接続され、
ダイオード14の陽極は接地に接続される。
【0029】電圧Vgs,2によって到達され得る最大
値はVin+Vsg,10 +Vbattに等しく、こ
こではVsg,10 は第4のトランジスタ20のソー
ス−ゲート電圧であり、Vbattは第1の電圧源15
によって発生される電圧である。この値は自由度として
電圧Vbattを使用することによって修正され得る。 電圧源15および16はしたがって真のレベルシフタと
して作用する。
値はVin+Vsg,10 +Vbattに等しく、こ
こではVsg,10 は第4のトランジスタ20のソー
ス−ゲート電圧であり、Vbattは第1の電圧源15
によって発生される電圧である。この値は自由度として
電圧Vbattを使用することによって修正され得る。 電圧源15および16はしたがって真のレベルシフタと
して作用する。
【0030】図4を参照すると、差動増幅器5は第4の
トランジスタ10を含み、そのゲート端子は第7のNチ
ャネルMOSトランジスタ17のゲート端子およびドレ
イン端子に接続される。第7のトランジスタ17のソー
ス端子は差動増幅器5の非反転端子を構成する。差動増
幅器5は第5のPチャネルMOSトランジスタ11を含
み、そのゲート端子は第8のPチャネルMOSトランジ
スタ18のゲート端子およびドレイン端子に接続される
。第8のトランジスタ18のソース端子は反転端子を構
成する。第4および第5のトランジスタ10および11
はそれらのそれぞれのソース端子によって互いに接続さ
れ、かつ第2の駆動電源12に接続される。
トランジスタ10を含み、そのゲート端子は第7のNチ
ャネルMOSトランジスタ17のゲート端子およびドレ
イン端子に接続される。第7のトランジスタ17のソー
ス端子は差動増幅器5の非反転端子を構成する。差動増
幅器5は第5のPチャネルMOSトランジスタ11を含
み、そのゲート端子は第8のPチャネルMOSトランジ
スタ18のゲート端子およびドレイン端子に接続される
。第8のトランジスタ18のソース端子は反転端子を構
成する。第4および第5のトランジスタ10および11
はそれらのそれぞれのソース端子によって互いに接続さ
れ、かつ第2の駆動電源12に接続される。
【0031】第7のトランジスタ17および第8のトラ
ンジスタ18のドレインおよびゲート端子の各々は第3
の駆動電源19および第4の駆動電源20のそれぞれに
接続される。
ンジスタ18のドレインおよびゲート端子の各々は第3
の駆動電源19および第4の駆動電源20のそれぞれに
接続される。
【0032】レベルシフタはその可能な実施例において
図4に示される。電圧Vbattは第3の駆動電源19
および第4の駆動電源20によって発生される電流の値
を変化することによって調整される。
図4に示される。電圧Vbattは第3の駆動電源19
および第4の駆動電源20によって発生される電流の値
を変化することによって調整される。
【0033】図5を参照すると、先に説明される一般構
造を二重にしており、第4のトランジスタ10のドレイ
ン端子が第9のバイポーラNPNトランジスタ21のエ
ミッタ端子と他の端子の接地に接続される第1の抵抗器
22とに接続される。
造を二重にしており、第4のトランジスタ10のドレイ
ン端子が第9のバイポーラNPNトランジスタ21のエ
ミッタ端子と他の端子の接地に接続される第1の抵抗器
22とに接続される。
【0034】第5のトランジスタ11のドレイン端子は
第10のバイポーラNPNトランジスタ23のエミッタ
端子と他の端子が接地に接続される第2の抵抗器24の
端子とに接続される。
第10のバイポーラNPNトランジスタ23のエミッタ
端子と他の端子が接地に接続される第2の抵抗器24の
端子とに接続される。
【0035】第9のトランジスタ21のコレクタ端子は
第2のトランジスタ2のゲート端子と第5の駆動電源2
5とに接続される。第9のトランジスタ21のベース端
子はさらに第10のトランジスタ23のベース端子およ
びコレクタ端子に接続される。これらの最後の端子は第
6の駆動電源26に接続される。
第2のトランジスタ2のゲート端子と第5の駆動電源2
5とに接続される。第9のトランジスタ21のベース端
子はさらに第10のトランジスタ23のベース端子およ
びコレクタ端子に接続される。これらの最後の端子は第
6の駆動電源26に接続される。
【0036】図5に示される実施例は前に説明されたレ
ベルシフタを除去し、もし抵抗器22および24が電流
I1 、I2 およびI3のような適当な値を有すれば
、電圧Vgs,2によって到達され得るレベルへ上限を
設けない。
ベルシフタを除去し、もし抵抗器22および24が電流
I1 、I2 およびI3のような適当な値を有すれば
、電圧Vgs,2によって到達され得るレベルへ上限を
設けない。
【0037】レベリング回路の実施例は図6に示され、
レベリング回路6は第11のバイポーラNPNトランジ
スタ27を有し、そのコレクタ端子およびベース端子は
第7の駆動電源28に接続される。第11のトランジス
タ27のエミッタ端子が第12のMOSNチャネルトラ
ンジスタ29のドレインおよびゲート端子に接続される
。第12のトランジスタ29のソース端子は接地に接続
される。
レベリング回路6は第11のバイポーラNPNトランジ
スタ27を有し、そのコレクタ端子およびベース端子は
第7の駆動電源28に接続される。第11のトランジス
タ27のエミッタ端子が第12のMOSNチャネルトラ
ンジスタ29のドレインおよびゲート端子に接続される
。第12のトランジスタ29のソース端子は接地に接続
される。
【0038】第11のトランジスタ27のベース端子お
よびコレクタ端子は第13のNPNバイポーラトランジ
スタ30のベース端子に接続され、そのコレクタ端子は
供給電圧3にあり、第13のトランジスタ30のエミッ
タ端子は第2のトランジスタ2のゲート端子に接続され
る。
よびコレクタ端子は第13のNPNバイポーラトランジ
スタ30のベース端子に接続され、そのコレクタ端子は
供給電圧3にあり、第13のトランジスタ30のエミッ
タ端子は第2のトランジスタ2のゲート端子に接続され
る。
【0039】レベリング回路において電圧Vgs,2は
、Vgs,29 +Vbe,27 −Vbe,30 に
よって規定される値より下降することができない。ここ
ではVgs,29 は第12のトランジスタ29のゲー
ト−ソース電圧であり、Vbe,27 およびVbe,
30 は第11のトランジスタ27および第13のトラ
ンジスタ30のベース−エミッタ電圧である。前記値は
Vgs,29 にほぼ等しい。前記限界値はいかなる場
合も第7の駆動電源28によって発生される電流値Ip
を適当に選択することによって設定される。もし電圧
Vgs,2がVgs,29 +Vbe,27 −Vbe
,30 によって規定される値より下に降下すれば、第
13のトランジスタ30はオンに切換られ、前の公式に
よって規定されるしきい値へ電圧Vgs,2を上昇させ
る。
、Vgs,29 +Vbe,27 −Vbe,30 に
よって規定される値より下降することができない。ここ
ではVgs,29 は第12のトランジスタ29のゲー
ト−ソース電圧であり、Vbe,27 およびVbe,
30 は第11のトランジスタ27および第13のトラ
ンジスタ30のベース−エミッタ電圧である。前記値は
Vgs,29 にほぼ等しい。前記限界値はいかなる場
合も第7の駆動電源28によって発生される電流値Ip
を適当に選択することによって設定される。もし電圧
Vgs,2がVgs,29 +Vbe,27 −Vbe
,30 によって規定される値より下に降下すれば、第
13のトランジスタ30はオンに切換られ、前の公式に
よって規定されるしきい値へ電圧Vgs,2を上昇させ
る。
【0040】この発明はバイアス電流の正確な制御を得
、かつモノリシック集積可能な電力増幅器におけるクロ
スオーバひずみを最小にすることを有利に許容する。
、かつモノリシック集積可能な電力増幅器におけるクロ
スオーバひずみを最小にすることを有利に許容する。
【0041】この発明は[1]に使用されるキャパシタ
または[2]に使用されるポテンショメータのような外
部構成要素に頼らずに、集積化形式に容易に実行され得
る簡易回路の解決法を都合よく有する。
または[2]に使用されるポテンショメータのような外
部構成要素に頼らずに、集積化形式に容易に実行され得
る簡易回路の解決法を都合よく有する。
【0042】最終的に、高電流または高バイアス電流値
による構成要素の使用は有利に回避されている。
による構成要素の使用は有利に回避されている。
【0043】したがって考案されるこの発明は様々な修
正および変更が可能であり、それらのすべてが発明の概
念の範囲内にある。さらにこれらの詳細のすべては他の
技術的に等しいエレメントと置換えられてもよい。
正および変更が可能であり、それらのすべてが発明の概
念の範囲内にある。さらにこれらの詳細のすべては他の
技術的に等しいエレメントと置換えられてもよい。
【0044】実際に使用される材料は寸法と同様その必
要条件に従ういかなるものであってもよい。
要条件に従ういかなるものであってもよい。
【図1】この発明に従って最終段に設けられた電力増幅
器の図である。
器の図である。
【図2】高利得差動増幅器の実施例の図である。
【図3】高利得差動増幅器の別の実施例の図である。
【図4】高利得差動増幅器のさらなる実施例の図である
。
。
【図5】高利得差動増幅器の窮極実施例の図である。
【図6】レベリング回路の図である。
1,2:NチャネルMOS電力トランジスタ3:供給電
圧 4:出力端子 5:高利得フィードバック差動増幅器 6:レベリング回路 7:MOSトランジスタ 8:駆動電源
圧 4:出力端子 5:高利得フィードバック差動増幅器 6:レベリング回路 7:MOSトランジスタ 8:駆動電源
Claims (14)
- 【請求項1】 特定的にはモノリシック集積可能な電
力増幅器のための単位利得最終段であって、一対の最終
NチャネルMOS電力トランジスタ(1、2)を含み、
第1のトランジスタ(1)のドレイン端子は供給電圧(
3)に接続され、そのソース端子は第2のトランジスタ
(2)のドレイン端子に接続され、第2のトランジスタ
のソース端子は接地に接続され、電力増幅器の出力端子
(4)は前記第1のトランジスタ(1)の前記ソース端
子と前記第2のトランジスタ(2)の前記ドレイン端子
との間に接続され、この最終段は高利得フィードバック
差動増幅器(5)を含み、この増幅器の非反転入力端子
は前記電力増幅器の入力に接続され、その反転入力端子
は前記差動増幅器(5)の出力端子(4)に接続され、
その出力端子は前記第2のトランジスタ(2)のゲート
端子に接続され、前記第2のトランジスタ(2)のゲー
ト端子に接続されるレベリング回路(6)をさらに備え
、前記レベリング回路(6)は前記第2のトランジスタ
(2)を制御するのに適当であり、第3のMOSトラン
ジスタ(7)をさらに備え、そのソース端子は増幅器の
入力に接続され、前記第3のMOSトランジスタ(7)
のゲート端子およびドレイン端子は前記第1のトランジ
スタ(1)のゲート端子と第1の駆動電源(8)に接続
されることを特徴とする、単位利得最終段。 - 【請求項2】前記高利得フィードバック差動増幅器(5
)はそのゲート端子が前記非反転入力端子を構成する第
4のPチャネルMOSトランジスタ(10)と、そのゲ
ート端子が前記反転端子を構成する第5のPチャネルM
OSトランジスタ(11)とを含み、前記第4のトラン
ジスタ(10)および前記第5のトランジスタ(11)
はそれぞれのソース端子によって互いに接続され、かつ
第2の駆動電源(12)に接続されることを特徴とする
、請求項1に記載の最終段。 - 【請求項3】前記第4のトランジスタ(10)のドレイ
ン端子は第6のバイポーラNPNトランジスタ(13)
のコレクタ端子と前記第2のトランジスタ(2)のゲー
ト端子とに接続され、前記第5のトランジスタ(11)
のドレイン端子はダイオード(14)の陰極と前記第6
のトランジスタ(13)のベース端子とに接続されるこ
とを特徴とする、請求項2に記載の最終段。 - 【請求項4】 前記第6のトランジスタ(13)のエ
ミッタ端子は接地に接続され、かつ前記ダイオード(1
4)の陽極は接地に接続されることを特徴とする、請求
項3に記載の最終段。 - 【請求項5】 前記高利得フィードバック差動増幅器
(5)はそのゲート端子が第1の電圧源(15)の端子
に接続される第4のPチャネルMOSトランジスタ(1
0)を含み、前記第1の電圧源(15)の他方の端子は
前記非反転入力を構成し、この増幅器はさらに、そのゲ
ート端子が第2の電圧源(16)の端子に接続される第
5のPチャネルMOSトランジスタ(11)を含み、前
記第2の電圧源(16)の他方の端子は前記反転端子を
構成し、前記第4のトランジスタ(10)および前記第
5のトランジスタ(11)はそれぞれのソース端子によ
って互いに接続され、かつ第2の駆動電源(12)に接
続されることを特徴とする、請求項1に記載の最終段。 - 【請求項6】 前記第4のトランジスタ(10)のド
レイン端子は第6のPNPバイポーラトランジスタ(1
3)のコレクタ端子と前記第2のトランジスタ(2)の
ゲート端子とに接続され、前記第5のトランジスタ(1
1)のドレイン端子はダイオード(14)の陰極および
前記第6のトランジスタ(13)のベース端子に接続さ
れることを特徴とする、請求項5に記載の最終段。 - 【請求項7】 前記第6のトランジスタ(13)のエ
ミッタ端子は接地に接続され、かつ前記ダイオード(1
4)の陽極は接地に接続されることを特徴とする、請求
項6に記載の最終段。 - 【請求項8】 前記高利得フィードバック差動増幅器
(5)はそのゲート端子が第7のNチャネルMOSトラ
ンジスタ(17)のゲート端子およびドレイン端子に接
続される第4のPチャネルMOSトランジスタ(10)
を含み、前記第7のトランジスタ(17)のソース端子
は前記非反転端子を構成し、この増幅器はさらに、その
ゲート端子が第8のPチャネルMOSトランジスタ(1
8)のゲート端子およびドレイン端子に接続される第5
のPチャネルMOSトランジスタ(11)を含み、前記
第8のトランジスタ(18)のソース端子は前記反転端
子を構成し、前記第4のトランジスタ(10)および前
記第5のトランジスタ(11)はそれぞれのソース端子
によって互いに接続され、かつ第2の駆動電源(12)
に接続されることを特徴とする、請求項1に記載の最終
段。 - 【請求項9】 前記第7(17)および第8(18)
のトランジスタのドレインおよびゲート端子の各々はそ
れぞれの第3(19)および第4(20)の駆動電源に
接続されることを特徴とする、請求項8に記載の最終段
。 - 【請求項10】 前記第4のトランジスタ(10)の
ドレイン端子は第9のバイポーラNPNトランジスタ(
21)のエミッタ端子とその他方の端子が接地に接続さ
れる第1の抵抗器(22)とに接続されることを特徴と
する、請求項2に記載の最終段。 - 【請求項11】 前記第5のトランジスタ(11)の
ドレイン端子は第10のバイポーラNPNトランジスタ
(23)のエミッタ端子とその他方の端子が接地に接続
される第2の抵抗器(24)の端子とに接続されること
を特徴とする、請求項10に記載の最終段。 - 【請求項12】 前記第9のトランジスタ(21)の
コレクタ端子は前記第2のトランジスタ(2)のゲート
端子と第5の駆動電源(25)とに接続され、前記第9
のトランジスタ(21)のベース端子は前記第10のト
ランジスタ(23)のベース端子およびコレクタ端子に
接続され、これらの最後の端子は第6の駆動電源(26
)に接続されることを特徴とする、請求項10に記載の
最終段。 - 【請求項13】 前記レベリング回路(6)はそのコ
レクタ端子が第7の駆動電源(28)に接続される第1
1のバイポーラNPNトランジスタ(27)を有し、前
記第11のトランジスタ(27)のエミッタ端子はその
ソース端子が接地に接続される第12のNチャネルMO
Sトランジスタのドレインおよびゲート端子に接続され
ることを特徴とする、請求項1に記載の最終段。 - 【請求項14】 前記第11のトランジスタ(27)
のベース端子はそのコレクタ端子が前記供給電圧(3)
に接続される第13のバイポーラNPNトランジスタ(
30)のベース端子に接続され、前記第13のトランジ
スタ(30)のエミッタ端子は前記第2のトランジスタ
(2)のゲート端子に接続されることを特徴とする、請
求項13に記載の最終段。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT02244990A IT1244210B (it) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | Stadio finale a guadagno unitario particolarmente per amplificatori di potenza integrabili monoliticamente |
IT22449A/90 | 1990-12-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04307804A true JPH04307804A (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=11196447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3336691A Withdrawn JPH04307804A (ja) | 1990-12-20 | 1991-12-19 | 単位利得最終段 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5216381A (ja) |
EP (1) | EP0492374B1 (ja) |
JP (1) | JPH04307804A (ja) |
KR (1) | KR920013891A (ja) |
DE (1) | DE69117032T2 (ja) |
IT (1) | IT1244210B (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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FR2724072A1 (fr) | 1994-08-25 | 1996-03-01 | Philips Composants | Etage amplificateur de puissance, de type suiveur. |
FI97655C (fi) * | 1995-04-05 | 1997-01-27 | Nokia Telecommunications Oy | Offset-kompensoitu lineaarinen RF-ilmaisin |
JPH10508452A (ja) * | 1995-08-29 | 1998-08-18 | フィリップス、エレクトロニクス、ネムローゼ、フェンノートシャップ | 電圧−電流変換器を備えた回路装置 |
EP1211804B1 (en) | 2000-12-04 | 2007-03-28 | Infineon Technologies AG | Driver for an external FET with high accuracy and gate voltage protection |
US6374043B1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-04-16 | Texas Instruments Incorporated | Fully-integrated VCM driver with controlled and predictable Class-AB linear operation |
US6750722B2 (en) * | 2002-06-28 | 2004-06-15 | Freescale Semiconductor, Inc. | Bias control for HBT power amplifiers |
JP2011142402A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | Toshiba Corp | 出力回路 |
CN115955235B (zh) * | 2023-03-15 | 2023-05-30 | 北京永乐华航精密仪器仪表有限公司 | 一种陀螺仪抗干扰输出电路 |
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---|---|---|---|---|
JPS4966057A (ja) * | 1972-10-27 | 1974-06-26 | ||
US3987369A (en) * | 1974-05-22 | 1976-10-19 | Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha | Direct-coupled FET amplifier |
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JPS5642409A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-20 | Hitachi Ltd | Output amplifying circuit |
DE3523426A1 (de) * | 1985-06-29 | 1987-01-02 | Johannes F M Van Den Biggelaar | Audio-verstaerkeranordnung mit einem elektrodynamischen lautsprecher, insbesondere aktivlautsprecher |
IT1185935B (it) * | 1985-09-18 | 1987-11-18 | Sgs Microelettronica Spa | Stradio di uscita cmos a grande escursione di tensione e con stabilizzazione della corrente di rifoso |
-
1990
- 1990-12-20 IT IT02244990A patent/IT1244210B/it active IP Right Grant
-
1991
- 1991-12-17 US US07/808,498 patent/US5216381A/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |