JPH04351109A - 複合差動増幅器 - Google Patents

複合差動増幅器

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JPH04351109A JP3125752A JP12575291A JPH04351109A JP H04351109 A JPH04351109 A JP H04351109A JP 3125752 A JP3125752 A JP 3125752A JP 12575291 A JP12575291 A JP 12575291A JP H04351109 A JPH04351109 A JP H04351109A
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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、複合差動増幅器に関し
、特に差動増幅器の出力DC電圧を一定にする複合差動
増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の複合差動増幅器は、図2に示すよ
うに、入力信号源214,トランジスタ201,202
及び負荷205,206,定電流源212から構成され
る差動増幅器とトランジスタ203,204,定電流源
210,211から構成されるエミッタフォロア及び、
抵抗207,抵抗208,オペアンプ215から構成さ
れる。
【0003】次に動作について説明する。入力信号源2
14の入力信号viは、差動増幅器で増幅され、エミッ
タフォロアを介してトランジスタ203,204の各々
のエミッタから出力される。差動増幅器の利得をA,定
電流源212の電流を2IO ,負荷205,206を
RL ,オペアンプ215の出力電圧をVOP,トラン
ジスタ203,204のベースエミッタ間電圧をVBE
として、トランジスタ203のエミッタ出力VO は、
(1)式となる。
【0004】
【0005】また、トランジスタ204のエミッタ出力
VO ′は、(2)式となる。
【0006】
【0007】従ってオペアンプ215の反転入力の入力
電圧Vi は、抵抗207,208を同一抵抗としてV
O ,VO ′の中点電圧となる。従ってVi は(3
)式となる
【0008】
【0009】すなわち(3)の式は、エミッタフォロア
後の差動増幅器の出力DC電圧である。オペアンプのオ
ープン利得をAOP,外部制御電圧VC とすると(4
)式となる。
【0010】
【0011】式(3)を代入して
【0012】
【0013】式(5)からVi を求めると式(6)と
なる。
【0014】
【0015】オペアンプの利得がAが十分大きいと仮定
すると(7)式となる。
【0016】
【0017】従って差動増幅器の出力DC電圧は、RL
 ,IO ,VBEの値によらず外部制御電圧VC と
ほぼ等しくなる。従って、外部制御電圧VC をレギュ
レータ等により一定とすることにより差動増幅器の出力
DC電圧を一定にすることができる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】この従来の複合差動増
幅器では、オペアンプの出力を差動増幅器の電源として
いるために、差動増幅器の出力DC電圧VDCを高く設
定すると必然的にオペアンプの出力電圧VOPも高くな
る。 すなわちオペアンプ自身の電源電圧はVOPよりさらに
高い電圧を必要とする。また、差動増幅器の回路電流は
、すべてオペアンプの出力から取るため、オペアンプの
消費電力は増大し、かつオペアンプの為に高い電圧が必
要となり、低電圧化が難しいという問題点があった。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明の複合差動器は、
差動増幅器の差動出力を各々同一の抵抗を介して共通接
続し、前記、共通接続点をオペアンプの非反転入力に入
力し、前記オペアンプの反転入力には外部制御電圧を入
力し、前記、オペアンプの出力は、入力電圧に正比例し
た電流を発生する第一,第二の電圧制御電流源の各々の
入力に共通に入力され、前記、第一,第二の電圧制御電
流源の各々の電流吸い込み点が前記、差動増幅器の第一
,第二の負荷点に接続されている。
【0020】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0021】図1は、本発明の一実施例の複合差動増幅
器であり、入力信号源118,トランジスタ101,1
02及び負荷107,108,定電流源115,入力バ
イアス電圧源117から構成される差動増幅器120と
、トランジスタ103,104,定電流源113,11
4から構成されるエミッタフォロア121とオペアンプ
119,トランジスタ105,106,抵抗111,1
12から構成される可変電流源122及びエミッタフォ
ロア121の差動出力電圧の中点電圧を与える抵抗10
9,110,電源電圧123から構成されている。
【0022】入力信号源118の入力信号vi ′は、
差動増幅器120で増幅され、エミッタフォロア121
を介してトランジスタ103,104の各々のエミッタ
から出力される。差動増幅器の利得をA′,定電流源1
15の電流を2IO ′,負荷107,108をRL 
′,オペアンプ119の出力電圧をVOP′,トランジ
スタ103,104のベースエミッタ間電圧をVBE,
電源電圧をVCC,可変電流源の電流(トランジスタ1
05,106のコレクタ電流)をICXとして、トラン
ジスタ101のエミッタ出力VO ″は、(8)式とな
る。
【0023】
【0024】トランジスタ104のエミッタ出力VO 
′″は、式(9)となる。
【0025】
【0026】従ってオペアンプ119の非反転入力の入
力電圧Vi ′は抵抗109,110を同一抵抗として
VO ″,VO ●の中点電圧となる。従ってVi ′
は(10)式となる。
【0027】
【0028】すなわち(10)の式は、エミッタフォロ
ア121後の差動増幅器120の出力DC電圧である。 オペアンプ119のオープン利得をAOP′,外部制御
電圧VC ′,トランジスタ105,106のベースエ
ミッタ間電圧をVBE″,抵抗111,112をRE 
とすると(11)式となる。
【0029】
【0030】(11)式より、トランジスタ105,1
06のコレクタ電流ICXは、(12)式となる。
【0031】
【0032】(12)式に(11)式を代入して(13
)式を得る。
【0033】
【0034】さらに式(13)を式(10)に代入して
(14)式を得る。
【0035】
【0036】式(14)をVi ′について解くと(1
5)式となる。
【0037】
【0038】オペアンプAOP′の利得は十分大きいと
すれば(16)式となる。
【0039】
【0040】となる。従って、差動増幅器の出力DC電
圧は、外部制御電圧VO ′とほぼ等しくなる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、オペアン
プの出力を可変電流源を介して差動増幅器の負荷点に接
続したので、差動増幅器の出力DC電圧を高く設定して
も、オペアンプの出力電圧VOP′は高く設定する必要
はなく、オペアンプ自身も差動増幅器の電源電圧で動作
する。差動増幅器の回路電流は、電源より取るため、オ
ペアンプの出力電流の増大はなく、消費電力の増大もな
い。また、オペアンプの為に高い電圧は必要でないので
、オペアンプを含む回路全体の低電圧化が容易となる。 以上の効果を具体的数値で示すことにする。従来例にお
いて、抵抗205,206を5KΩ,定電流源210,
211,212の電流値は400μA,トランジスタ2
03,204のベースエミッタ間電圧を0.7V,オペ
アンプの消費電流を1mAとすれば、エミッタフォロア
後の差動増幅器の出力DC電圧は、外部制御電圧VC 
を2.8Vとすることで、VDCは2.8V一定に保持
される。このときのオペアンプの出力電圧VOPは4.
5Vとなっており、オペアンプ単体の電源電圧としては
、8Vは必要となる。このときの回路全体の消費電力を
求めると、オペアンプの出力電流は、差動増幅器及びエ
ミッタフォロアの電流そしてオペアンプ自身の電流の和
となり、400μA×3+1mAで2.2mAとなる。 従って、回路全体の消費電力は、2.2mA×8V=1
7.6mWとなる。次に実施例において、電源123の
電圧を5V,抵抗107,108を5KΩ,定電流源1
13,114,115の電流を400μA,可変電流源
の電流を100μA,トランジスタ105,106のベ
ースエミッタ間電圧を0.7V,抵抗111,112を
3KΩとすると、エミッタフォロア後の差動増幅器の出
力DC電圧は外部制御電圧VC ′を2.8Vとするこ
とで2.8V一定に保持される。このときのオペアンプ
の出力電圧VOP′は1Vであり、オペアンプ単体の電
源電圧は、5Vとしても問題ない。従ってオペアンプを
含む回路全体の消費電流は、400μA×3+200μ
A+1mAで2.4mAとなる。従って回路全体の消費
電力は、2.4mA×5=12.0mWとなり、従来例
に比較して5.6mWの電力が削減されたという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】従来の回路図である。
【図3】本発明の別の実施例を示す回路図
【符号の説明】
101,102,103,104,105,106,2
01,202,203,204,301,302,30
3,304,305,306,307,308,309
,310,310    トラジスタ107,108,
109,110,111,112,205,206,2
07,208,312,313,314,315,31
6,317,318,319,320    抵抗 113,114,115,210,211,212,3
25,326,327,328    定電流源117
,213,322    バイアス電圧源116,20
9,321    外部制御電源118,214,32
9    入力信号源119,215,330    
オペアンプ123,323    電源 324    コンデンサ 120,328    差動増幅器 121,329    エミッタフォロア122,33
1    可変電流源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  差動増幅器の差動出力を各々同一の抵
    抗を介して共通接続し、前記共通接続点をオペアンプの
    非反転入力に入力し、前記オペアンプの反転入力には外
    部制御電圧を入力し、前記オペアンプの出力は、入力電
    圧に正比例した電流を発生する第一,第二の電圧制御電
    流源の各々の入力に共通に入力され、前記第一,第二の
    電圧制御電流源の各々の電流吸い込み点が前記差動増幅
    器の第一,第二の負荷点に接続されたことを特徴とする
    複合差動増幅器。
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