JPH04329008A - 演算増幅器 - Google Patents

演算増幅器

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JPH04329008A
JPH04329008A JP3124507A JP12450791A JPH04329008A JP H04329008 A JPH04329008 A JP H04329008A JP 3124507 A JP3124507 A JP 3124507A JP 12450791 A JP12450791 A JP 12450791A JP H04329008 A JPH04329008 A JP H04329008A
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transistor
trs
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transistors
input
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Yuichi Seto
祐一 瀬戸
Hideaki Obara
英明 小原
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New Japan Radio Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反転入力端子と非反転
入力端子に印加する電圧の差分を増幅して出力する演算
増幅器に係り、特に広い同相入力電圧範囲を実現した演
算増幅器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】演算増幅器として、図2に示すように、
反転入力端子1、非反転入力端子2に第1、第2の差動
入力回路3、4を共通接続し、それら差動入力器3、4
の出力を出力回路5に各々独立して与えるものがあった
。6は出力端子である。
【0003】第1の差動入力回路3は、差動接続のNP
NトランジスタQ1、Q2、能動負荷としてカレントミ
ラー接続されたPNPトランジスタQ3、Q4、定電流
源7から構成される。また第2の差動入力回路4は、差
動接続のPNPトランジスタQ5、Q6、能動負荷とし
てカレントミラー接続されたNPNトランジスタQ7、
Q8、定電流源8から構成される。更に出力回路5は、
PNPトランジスタQ9〜Q11、NPNトランジスタ
Q12〜Q14、コンデンサC1〜C4、抵抗R1〜R
4から構成される。
【0004】この演算増幅器は、反転入力端子1の電圧
V1と非反転入力端子2の電圧V2が、V1<V2のと
きは、第1の差動入力回路3によってトランジスタQ9
のベース電位が低くなり、また第2の差動入力回路4に
よってトランジスタQ12のベース電位も低くなる。こ
の結果、出力端子6の電圧Voが高くなる。逆に、V1
>V2のときは、トランジスタQ9、トランジスタQ1
2のベース電位が高くなって、上記と逆に出力端子6の
電圧Voが低くなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この回路で
は、電源+VCCと−VEEとの間に、差動入力回路を
構成するトランジスタQ1、Q2、Q5、Q6と共にそ
れに直列接続の定電流源7、8やカレントミラー接続ト
ランジスタQ3、Q4、Q7、Q8が介在するので、同
相入力範囲が狭くなる。
【0006】例えば、反転入力端子1の側では、トラン
ジスタQ7のコレクタ・エミッタ飽和電圧VCE(≒0
.3v)分だけ−VEEより高い電圧までしか入力でき
ず、またカレントミラー接続のトランジスタQ3の電圧
VCE分だけ+VCC分より低い電圧までしか入力でき
ない。一方、非反転入力端子2の側でも同様に、トラン
ジスタQ8、Q3で入力電圧範囲が制限を受ける。この
ように、トランジスタの飽和電圧VCEによる吸収電圧
が+VCC側、−VEE側で発生するので、入力電圧範
囲が狭くなる。
【0007】また、第1の差動入力回路3の出力と第2
の差動入力回路4の出力が別々に出力回路5に入力する
ので、コンデンサC1〜C4を使用しても安定に位相補
償することが困難で、周波数帯域を広くすることも困難
であった。本発明の目的は、同相入力範囲が広く、しか
も位相補償も安定化できるようにした演算増幅器を提供
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の演算増幅器は、
第1極性のトランジスタを2段接続した2組のダーリン
トン接続トランジスタ、該2組のダーリントン接続トラ
ンジスタの共通接続エミッタと第1電源との間に接続さ
れる第1電流源からなる第1入力回路と、上記第1極性
と反対の第2極性の2個のトランジスタ、該2個のトラ
ンジスタのエミッタに各別に接続したベース接地の第1
極性のトランジスタ、および該ベース接地のトランジス
タのベースと第2電源との間に接続した第2電流源から
なる第2入力回路と、上記第1入力回路のエミッタ共通
接続トランジスタのコレクタ出力と上記第2入力回路の
ベース接地のトランジスタのコレクタ出力とが加算され
るカレントミラー回路と、該カレントミラー回路に接続
される出力回路とを具備し、上記第1、第2入力回路の
各入力側トランジスタのベースを反転入力端子、非反転
入力端子に共通接続し、且つ上記第1、第2入力回路の
各入力側トランジスタのコレクタを直接第2、第1電源
に接続して構成したものである。
【0009】
【作用】本発明では、第1、第2入力回路の入力側トラ
ンジスタのコレクタが電源に直接的に接続されるので、
同相入力電圧範囲がその電源電圧にまで拡大する。そし
て、第1、第2入力回路の出力をカレントミラー回路で
加算するで、ここで出力を共通の1個にまとめて出力回
路に送ることができ、通常の出力回路が利用できるので
、安定した位相補償が行われる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1はその一実施例の演算増幅器の回路図である。11は
第1入力回路であって、反転入力端子1に対してダーリ
ントン接続される1組のトランジスタQ21、Q22、
同様に非反転入力端子2に対してダーリントン接続され
る1組のトランジスタQ23、Q24、および各組のダ
ーリントン接続のトランジスタQ22、Q24のエミッ
タと電源+VCCラインに接続される定電流源12から
なる。
【0011】13は第2入力回路であって、反転入力端
子1にベースが接続されるトランジスタQ25、非反転
入力端子2にベースが接続されるトランジスタQ26、
トランジスタQ25にエミッタが共通接続されるトラン
ジスタQ27、トランジスタQ26のエミッタにエミッ
タが接続されるトランジスタQ28、トランジスタQ2
7とベース・エミッタが共通接続されるトランジスタQ
29、トランジスタ28とベース・エミッタが共通接続
されるトランジスタQ30、トランジスタQ29、Q3
0のベース・コレクタと電源−VEEラインとの間に接
続される定電流源14からなる。上記トランジスタQ2
7〜Q30はベース接地型であり、第2入力回路13の
出力(トランジスタQ25、Q26のエミッタ出力)を
そのトランジスタQ27、Q28のコレクタ出力に変換
している。トランジスタQ29、Q30はトランジスタ
Q25、Q26に充分なエミッタ電流を与えるように接
続されたトランジスタである。
【0012】15はトランジスタQ31、Q32からな
るカレントミラー回路であって、上記トランジスタQ2
2とQ24、及びトランジスタ27とQ28の両方の能
動負荷として働く。すなわち、第1入力回路11の出力
と第2入力回路13の出力がこのカレントミラー回路1
5で同相加算される。そしてこのカレントミラー回路1
5からは1個の出力が取り出される。R5、R6は抵抗
である。
【0013】16は上記カレントミラー15の出力を受
ける通常の出力回路であって、トランジスタQ33〜Q
35、定電流源17、18、位相補償用コンデンサC5
、抵抗R7からなっている。
【0014】この実施例の演算増幅器では、反転入力端
子1の電圧V1が非反転入力端子2の電圧V2に対して
、V1<V2となれば、第1入力回路11においては、
トランジスタQ22のコレクタ電流がトランジスタQ2
4のそれよりも大きくなって、トランジスタQ31のコ
レクタ電流が増大し、この結果トランジスタQ32のコ
レクタに要求される電流が増大して、その分がトランジ
スタQ33のエミッタ電流として供給されるので、その
エミッタ電流が増大して、トランジスタQ34のエミッ
タ電流、トランジスタQ35のコレクタ電流が減少し、
出力端子6の出力電圧Voが高くなる。
【0015】このとき、第2入力回路13においては、
トランジスタ25のエミッタ電流よりもトランジスタQ
26のそれが大きくなり、よって、トランジスタQ28
のコレクタ電流がトランジスタQ27のそれよりも大き
くなって、トランジスタQ31のコレクタ電流をより増
大させる結果となる。よって、この第2入力回路13に
よっても、出力端子6がより高くなる。
【0016】以上のように、入力電圧がV1>V2のと
きは、第1入力回路11と第2入力回路13が同時に働
いて、その出力がカレントミラー回路15で加算され、
出力端子6の電圧Voを高める。
【0017】上記と逆に、入力電圧がV1>V2となれ
ば、第1、第2入力回路11、13が上記と逆に働いて
その出力がカレントミラー回路15で加算され、、出力
端子6の電圧Voが低下する。
【0018】ところで、この実施例の演算増幅器では、
例えば反転入力端子1の電圧が−VEE側に近づくと、
ある時点(トランジスタQ25、Q29の合計ベース・
エミッタ電圧2VBEと定電流源14を構成するトラン
ジスタのコレクタ・エミッタ飽和電圧VCEの合計値未
満の電圧差の残す時点)でトランジスタQ25、トラン
ジスタQ27、Q29が完全にカットオフとなる。しか
し、トランジスタQ21、Q22にはベース電流、コレ
タク電流が流れるのでカレントミラー回路15が働き、
反転入力端子1が例え電源電圧−VEEと同一電位にま
で低下しても、回路全体は動作を継続する。この点は、
非反転入力端子2の側においても同様である。
【0019】また、反転力端子1が+VCC側に近づく
と、ある時点(トランジスタQ21、Q22の合計ベー
ス・エミッタ電圧2VBEと定電流源12構成するトラ
ンジスタのコレクタ・エミッタ飽和電圧VCEの合計未
満の電圧差を残す時点)でトランジスタQ21、Q22
が完全にカットオフとなる。しかし、トランジスタQ2
5にはベース電流が流れるので、トランジスタQ27に
はコレクタ電流が流れてカレントミラー回路15が働き
、反転入力端子1が例え電源電圧+VCCと同一電位に
まで上昇しても、回路全体は動作を継続する。この点は
、非反転入力端子2の側においても同様である。
【0020】以上のように本実施例の演算増幅器では、
入力端子1、2に印加する入力電圧が電源電圧の+VC
C〜−VEEの範囲の電圧まで正常に動作する。つまり
、同相入力範囲が広くなるのである。
【0021】また、第1入力回路11、第2入力回路1
3のコレクタをカレントミラー回路15において同相的
に加算しているので、その出力をシングルエンドとする
ことが可能となり、通常の回路構成の出力回路16を使
用でき、位相補償を安定して実現できる。
【0022】なお、上記実施例において、定電流源12
、14、17、18は抵抗に置き換えることができる。 また、PNPトランジスタとNPNトランジスタを入れ
換え、電源+VCC、−VEEを逆にして、同様に構成
することもできる。
【発明の効果】以上から本発明によれば、電源電圧範囲
いっぱいに入力電圧を印加して正常に動作させることが
できるのて、同相入力範囲が大幅に拡大される。また入
力回路の出力がシングルエンドとなるので出力回路に通
常の出力回路を使用することでき、これにより安定に位
相補償をかけることができて、帯域を狭めることなく、
安定動作する演算増幅器を実現できるという利点がある
【図面の簡単な説明】
【図1】    本発明の一実施例の演算増幅器の回路
図である。
【図2】    従来の演算増幅器の回路図である。
【符号の説明】
1:反転入力端子、2:非反転入力端子、6:出力端子
、11:第1入力回路、12:定電流回路、13:第2
入力回路、14:定電流回路、15:カレントミラー回
路、16:出力回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  第1極性のトランジスタを2段接続し
    た2組のダーリントン接続トランジスタ、該2組のダー
    リントン接続トランジスタの共通接続エミッタと第1電
    源との間に接続される第1電流源からなる第1入力回路
    と、上記第1極性と反対の第2極性の2個のトランジス
    タ、該2個のトランジスタのエミッタに各別に接続した
    ベース接地の第1極性のトランジスタ、および該ベース
    接地のトランジスタのベースと第2電源との間に接続し
    た第2電流源からなる第2入力回路と、上記第1入力回
    路のエミッタ共通接続トランジスタのコレクタ出力と上
    記第2入力回路のベース接地のトランジスタのコレクタ
    出力とが加算されるカレントミラー回路と、該カレント
    ミラー回路に接続される出力回路とを具備し、上記第1
    、第2入力回路の各入力側トランジスタのベースを反転
    入力端子、非反転入力端子に共通接続し、且つ上記第1
    、第2入力回路の各入力側トランジスタのコレクタを直
    接第2、第1電源に接続したことを特徴とする差動増幅
    器。
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