JPH0434567Y2 - - Google Patents

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JPH0434567Y2
JPH0434567Y2 JP17463382U JP17463382U JPH0434567Y2 JP H0434567 Y2 JPH0434567 Y2 JP H0434567Y2 JP 17463382 U JP17463382 U JP 17463382U JP 17463382 U JP17463382 U JP 17463382U JP H0434567 Y2 JPH0434567 Y2 JP H0434567Y2
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transistor
transistors
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【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は増幅器、特に回路を低電圧駆動する
際に用いて好適な増幅器に関する。
背景技術とその問題点 斯の種増幅器として例えば第1図に示す様なも
のが従来提案されている。即ち、第1図におい
て、差動増幅回路を構成するトランジスタ1及び
2が設けられ、これらトランジスタ1及び2の各
エミツタが共通接続され、定電流源3を介して正
の電源端子+Bに接続される。また、トランジス
タ1のコレクタがトランジスタ4のコレクタ−エ
ミツタ路を介して接地され、一方、トランジスタ
2のコレクタがトランジスタ4のベースに接続さ
れると共に、このトランジスタ4と共にカレント
ミラー回路を構成するダイオード5を介して接地
される。叉、トランジスタ1及び2の各ベース
は、夫々これらとダーリントン接続構成とされる
トランジスタ6及び7の各エミツタに接続され
る。またトランジスタ6のベースが入力端子8に
接続されると共にコレクタが接地され、トランジ
スタ7のベースが入力端子9に接続されると共に
コレクタが接地される。そして、トランジスタ1
のコレクタ側より出力端子10が通り出される。
いま、入力端子8及び9より入力された信号
は、夫々トランジスタ6及び7を介してトランジ
スタ1及び2に供給され、出力端子10より差動
出力信号として取り出される。そして、一般に
NPN形のトランジスタのベース−エミツタ間電
圧は、PNP形トランジスタのベース−エミツタ
間電圧より大きいため、ダーリントン接続のトラ
ンジスタ6及び7がない場合には、通常IC回路
等ではNPN形のトランジスタのコレクタとベー
スを相互接続して構成されているダイオード5の
ベース−エミツタ間電圧によりトランジスタ2が
飽和状態となり、動作しなくなる。従つて、トラ
ンジスタ1及び2に対してトランジスタ6及び7
をダーリントン接続し、トランジスタ2のコレク
タ−エミツタ間電圧を確保し、入力信号が接地側
に対して零でもトランジスタ2が動作できる様に
している。つまり、トランジスタ2のエミツタの
電位は入力端子9側が接地側に接続された時、ト
ランジスタ7のベース−エミツタ間電圧にトラン
ジスタ2のベース−エミツタ間電圧を加算した値
となり、トランジスタ2のコレクタ−エミツタ間
電圧として、上述のトランジスタ7及び2の各ベ
ース−エミツタ間電圧の和からダイオード5のベ
ース−エミツタ間電圧を差引いた値を確保し、ト
ランジスタ2が動作できる様にしている。
ところが、第1図のごとき回路構成において、
その動作可能電圧に着目して見ると、その電圧は
入力信号が零の時においてもトランジスタ6及び
1の各ベース−エミツタ間電圧の和に定電流源3
における電圧を加算した値となる。例えば、今ト
ランジスタ6及び1の各ベース−エミツタ間電圧
を夫々0.6Vとし、定電流源3における電圧を
0.2Vとすると、1.4Vの動作可能電圧となる。従
つて、第1図の回路の場合、この1.4V以下の電
圧ではもはや動作不可能となる。
考案の目的 この考案は斯る点に鑑み、従来に比し、低電圧
駆動が可能な増幅器を提供するものである。
考案の概要 この考案では、例えば、第2図に示されるよう
に、ベース間に入力信号が供給されるとともに、
共通エミツタに第1の電流源22が接続され、か
つそれぞれのコレクタから出力信号を得る差動ト
ランジスタ11,12と、相互にベースが接続さ
れる第1および第2のトランジスタ15,16
と、これら第1および第2のトランジスタ15,
16のベースとエミツタ間に接続される半導体素
子17とを有するカレントミラー回路15,1
6,17と、このカレントミラー回路15,1
6,17を構成する第1および第2のトランジス
タ15,16のベースにレベルシフト回路18を
通じて接続される第2の電流源23と、それぞれ
のベースが第2の電流源23とレベルシフト回路
18の接続点に接続され、かつ、それぞれのエミ
ツタが上記カレントミラー回路15,16,17
を構成する第1および第2のトランジスタ15,
16のコレクタにそれぞれ接続されるとともに、
差動トランジスタ11,12のそれぞれのコレク
タに接続される第3および第4のトランジスタ1
9,20とを備え、第2の電流源23から供給さ
れる電流値を第1の電流源23から供給される電
流値以上の電流値に設定し、第3または第4のト
ランジスタ19,20のコレクタから出力を得る
ようにしたものである。
このように構成される本考案によれば、差動ト
ランジスタ11,12とカレントミラー回路1
5,16,17の電流源をそれぞれ個別の第1お
よび第2の電流源22,23とし、さらにレベル
シフト回路18等を設けているので、低電圧駆動
が可能となる。
実施例 以下、この考案の一実施例を第2図及び第3図
に基づいて詳しく説明する。
第2図はこの考案の第1実施例を示すもので、
同図において、差動増幅回路を構成する差動トラ
ンジスタとしてのトランジスタ11及び12を設
け、これらのトランジスタ11及び12の各ベー
スを夫々入力端子13及び14に接続すると共
に、トランジスタ11のコレクタ第1のトランジ
スタとしてのトランジスタ15のコレクタ−エミ
ツタ路を介して接地し、トランジスタ12のコレ
クタを第2のトランジスタとしてのトランジスタ
16のコレクタ−エミツタ路を介して接地する。
又、トランジスタ15及び16の各ベースを、こ
れ等のトランジスタ15及び16とカレントミラ
ー回路を構成するダイオード17を介して接地す
ると共に、レベルシフト用の抵抗器18を介して
第3および第4のトランジスタとしてのトランジ
スタ19及び20の各ベースに接続する。そし
て、トランジスタ15及び16の各コレクタを
夫々トランジスタ19及び20の各エミツタに接
続し、トランジスタ19,20のコレクタ側より
出力端子27,21を夫々取り出すようにする。
又、定電流源22〜25を設け、これ等定電流源
22〜25の各一端を正の電源端子+Bに接続
し、第1の電流源としての定電流源22の他端を
トランジスタ11及び12の各エミツタの接続点
に接続し、第2の電流源としての定電流源23の
他端を抵抗器18及びトランジスタ19のベース
の接続点に接続し、定電流源24の他端をトラン
ジスタ19のコレクタと出力端子27の接続点に
接続し、定電流源25の他端をトランジスタ20
のコレクタと出力端子21の接続点に接続する。
なお、定電流源24及び25は、これ等に代つ
て、単なる抵抗器又はカレントミラー回路でもよ
い。
今、定電流源22及び23に夫々定電流I01
I02を流した状態で、入力端子13及び14間に
差相入力信号VCが入力されると、この差相入力
信号VCはトランジスタ11及び12のベースに
供給され、次式で表わされるような信号となる。
VC=VBE1−VBE2=VTlni1/i2 ……(1) ただし、上記(1)式において、VBE1,VBE2は夫夫
トランジスタ11,12のベース−エミツタ間電
圧、VTは熱電源(KT/q),i1,i2は夫々トランジ スタ11,12のコレクタ電流である。従つて、
この時トランジスタ11及び12のコレクタ電流
i1,i2は次式のごとく表わされる。
i1=exp(VC/VT)/1+exp(VC/VT)I01 ……(2) i2=1/1+exp(VC/VT)I01 ……(3) そしてこれ等の電流i1,i2はトランジスタ15,
16のコレクタ側に流れる。又、トランジスタ1
5,16はダイオード17とカレントミラー回路
を構成しており、ダイオード17には定電流源2
3より定電流I02が流れている。そこで、ダイオ
ード17とトランジスタ15及び16の電流比を
1:1:1に設定すると、トランジスタ15,1
6にはダイオード17に流れる定電流I02と略々
同様の電流が流れることなる。従つて、トランジ
スタ19及び20のコレクタ側には夫々次式で表
わされる様な出力電流iput1,iput2が取り出される。
iput1=I02−i1=I02−exp(VC/VT)/1+exp(VC
/VT)I01……(4) iput2=I02−i2=I02−1/1+exp(VC/VT)I01
…(5) 従つて、出力端子27,21には、実質的に電
流バイアス用の定電流I02に重畳されて、所望の
出力が得られることになる。
次に同相入力即ち入力端子13と接地間又は入
力端子14と接地間について考えて見ると、今入
力端子13及び14が共に接地されている場合、
トランジスタ19及び20のベース電圧VBは次
式のごとくなる。
VB=VBE(D)+R・I02 ……(6) 但し、上記(6)式においてVBE(D)はダイオード1
7として使用されるトランジスタのベース−エミ
ツタ間電圧、Rは抵抗器18の抵抗値である。
又、トランジスタ19及び20の各エミツタ電圧
VE1,VE2は、その各ベース−エミツタ間電圧を
VBE3,VBE4とすると、夫々次式で表わされる。
VE1=VB−VBE3=VBE(D)−VBE3+R・I02 ……(7) VE2=VB−VBE4=VBE(D)−VBE4+R・I02 ……(8) そして、ここで略々VBE(D)=VBE3=VBE4である
からVE1=VE2=R・I02となる。
なお、このとき、トランジスタ19のエミツタ
電圧VE1は、トランジスタ11及び15のコレク
タ電圧でもあり、同様にトランジスタ20のエミ
ツタ電圧VE2は、トランジスタ12及び16のコ
レクタ電圧でもある。従つて、トランジスタ11
及び12への入力信号が零すなわちトランジスタ
11及び12の各ベースを接地したときに、トラ
ンジスタ15,16及び11,12が夫々飽和し
ないように、抵抗器18の抵抗値R又は定電流源
23の定電流I02を調整し、I02≧I01となるように
設定することにより、回路は入力信号が零から正
常に動作する。つまり、例えばいま、トランジス
タ11がオフで、トランジスタ12がオンの時ト
ランジスタ12のコレクタ電流i2は定電流源22
からの定電流I01と等価となり、この電流がトラ
ンジスタ16のコレクタ側に流れるも、このトラ
ンジスタ16には定電流源23から定電流I02
流れており、従つて出力端子21に何等かの出力
を得るには少くとも定電流I02を定電流I01に等し
いか、これより大きな値(I02≧I01)に設定する
必要があるわけである。このことは、トランジス
タ11がオンで、トランジスタ12がオフの時も
同様に言えることである。
またこの時の動作可能電圧は、ダイオード17
として使用されるトランジスタのベース−エミツ
タ間電圧に、抵抗器18における降下電圧と定電
流源23として使用されるトランジスタのコレク
タ−エミツタ間電圧を加算した値で略々決定さ
れ、例えば、今ダイオード17のベース−エミツ
タ間電圧を0.7V、抵抗器18における降下電圧
を0.2V、そして定電流源23としてのトランジ
スタのコレクタ−エミツタ間電圧を0.2Vとする
と、1.1Vとなる。そして、トランジスタ11の
ベース−エミツタ間電圧を0.6V、定電流源22
としてのトランジスタのコレクタ−エミツタ間電
圧を0.2Vとすると、1.1V−0.6V−0.2V=0.3Vま
での直流レベルは動作可能であることが解る。つ
まり、第1図の回路は、実質的に電源電圧が
1.4Vでも入力信号が0Vでもはや動作不可能にな
るも、本回路では電源電圧が1.1Vと低いにも拘
らず、尚0.3V(直流レベル)の入力信号が入つて
も、それだけ余裕をもつて動作できるわけであ
る。
この様に本実施例では、トランジスタ11,1
2の定電流源22とカレントミラー回路の定電流
源23とを別個に設けている。また、レベルシフ
ト用の抵抗器18設けている。そして、トランジ
スタ15及び16と共にカレントミラー回路を構
成するダイオード17の定電流I02を差動増幅回
路の定電流I01と等しいか又はこれより大きくな
るように設定し、入力信号が零でもトランジスタ
11,12及び15,16を動作できるようにな
すことにより、従来回路に比し、低い電圧での動
作が可能となる。
第3図はこの考案の第2実施例を示すもので、
ここでは第2図のトランジスタの導電形をNPN
形のものはPNP形に、PNP形のものはNPN形に
置換した場合である。なお、同図において、定電
流源としてのトランジスタ22′〜25′に共通の
ダイオード26が使用されている。そしてこの実
施例の場合も第2図と略々同様の作用効果が得ら
れる。
考案の効果 上述のごとくこの考案によれば、ベース間に入
力信号が供給されるとともに、共通エミツタに第
1の電流源が接続され、かつそれぞれのコレクタ
から出力信号を得る差動トランジスタと、第1お
よび第2のトランジスタを有し、これら第1およ
び第2のトランジスタのコレクタから第1および
第2の電流が出力されるカレントミラー回路と、
このカレントミラー回路の入力端子にレベルシフ
ト回路を通じて接続される第2の電流源と、それ
ぞれのベースが上記第2の電流源と上記レベルシ
フト回路の接続点に接続され、かつ、それぞれの
エミツタが上記カレントミラー回路を構成する第
1および第2のトランジスタのコレクタにそれぞ
れ接続されるとともに、上記差動トランジスタの
それぞれのコレクタに接続される第3および第4
のトランジスタとを備え、上記第2の電流源から
供給される電流値を上記第1の電流源から供給さ
れる電流値以上の電流値に設定し、上記第3また
は第4のトランジスタのコレクタから出力を得る
ようにしたので、従来回路に比し低い電圧での動
作が可能になり、特に低電圧駆動を必要とする例
えばポータブル機器等に用いて極めて有用であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来回路の一例を示す接続図、第2図
はこの考案の一実施例を示す接続図、第3図はこ
の考案の他の実施例を示す接続図である。 11,12,15,16,20はトランジス
タ、17はダイオード、18は抵抗器、22,2
3,24,25は定電流源である。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 ベース間に入力信号が供給されるとともに、共
    通エミツタに第1の電流源が接続され、かつそれ
    ぞれのコレクタから出力信号を得る差動トランジ
    スタと、 相互にベースが接続される第1および第2のト
    ランジスタと、これら第1および第2のトランジ
    スタのベースとエミツタ間に接続される半導体素
    子とを有するカレントミラー回路と、 このカレントミラー回路を構成する上記第1お
    よび第2のトランジスタのベースにレベルシフト
    回路を通じて接続される第2の電流源と、 それぞれのベースが上記第2の電流源と上記レ
    ベルシフト回路の接続点に接続され、かつ、それ
    ぞれのエミツタが上記カレントミラー回路を構成
    する第1および第2のトランジスタのコレクタに
    それぞれ接続されるとともに、上記差動トランジ
    スタのそれぞれのコレクタに接続される第3およ
    び第4のトランジスタとを備え、 上記第2の電流源から供給される電流値を上記
    第1の電流源から供給される電流値以上の電流値
    に設定し、上記第3または第4のトランジスタの
    コレクタから出力を得るようにしたことを特徴と
    する低電圧駆動増幅器。
JP17463382U 1982-11-18 1982-11-18 低電圧駆動増幅器 Granted JPS5978719U (ja)

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JPS5978719U JPS5978719U (ja) 1984-05-28
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JPS5978719U (ja) 1984-05-28

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