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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