JPH0568126B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0568126B2 JPH0568126B2 JP58216098A JP21609883A JPH0568126B2 JP H0568126 B2 JPH0568126 B2 JP H0568126B2 JP 58216098 A JP58216098 A JP 58216098A JP 21609883 A JP21609883 A JP 21609883A JP H0568126 B2 JPH0568126 B2 JP H0568126B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- transistor
- amplifier
- circuit
- transistors
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 12
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は電流増幅器に係り、特に、微少な電流
入力を増幅するカレントミラー形の電流増幅器に
関する。
入力を増幅するカレントミラー形の電流増幅器に
関する。
従来、受光ダイオード出力のような微少な電流
を増幅するカレントミラー形電流増幅器の代表的
な回路としては第１図のものがあり、その回路構
成は次のようである。コレクタとベースが短絡さ
れたダイオード接続のトランジスタ１１とトラン
ジスタ１２のベースが共通に接続されている。ト
ランジスタ１２のコレクタはトランジスタ１４と
ベースが共通接続されているダイオード接続のト
ランジスタ１３のコレクタへ接続されている。ま
た、トランジスタ１４のコレクタは、トランジス
タ１６とベースが共通接続されたダイオード接続
のトランジスタ１５のコレクタへ接続されてい
る。トランジスタ１１と＋側電源端子１０２との
間には信号源としての受光ダイオード５０が接続
されている。また終段のトランジスタ１６のコレ
クタと＋側電源端子１０２の間には電流電圧変換
器用の抵抗８０が接続されている。そしてトラン
ジスタ１１，１２，１５，１６の各エミツタは端
子１０１に共通接続されている。
を増幅するカレントミラー形電流増幅器の代表的
な回路としては第１図のものがあり、その回路構
成は次のようである。コレクタとベースが短絡さ
れたダイオード接続のトランジスタ１１とトラン
ジスタ１２のベースが共通に接続されている。ト
ランジスタ１２のコレクタはトランジスタ１４と
ベースが共通接続されているダイオード接続のト
ランジスタ１３のコレクタへ接続されている。ま
た、トランジスタ１４のコレクタは、トランジス
タ１６とベースが共通接続されたダイオード接続
のトランジスタ１５のコレクタへ接続されてい
る。トランジスタ１１と＋側電源端子１０２との
間には信号源としての受光ダイオード５０が接続
されている。また終段のトランジスタ１６のコレ
クタと＋側電源端子１０２の間には電流電圧変換
器用の抵抗８０が接続されている。そしてトラン
ジスタ１１，１２，１５，１６の各エミツタは端
子１０１に共通接続されている。
この回路において、それぞれの電流増幅段のト
ランジスタ対の実効エミツタ面積比は、トランジ
スタ１１と１２は１：NN1，１３と１４は１：
N2，１５と１６は１：N3にしてある。すなわち
三段分の電流増幅率は1・N2・3である。
ランジスタ対の実効エミツタ面積比は、トランジ
スタ１１と１２は１：NN1，１３と１４は１：
N2，１５と１６は１：N3にしてある。すなわち
三段分の電流増幅率は1・N2・3である。
この回路において、受光ダイオードに光が照射
されて電流がトランジスタ１１に流れるとトラン
ジスタ１２のコレクタにはN1倍の電流が流れ、
同様にして、トランジスタ１４にはN1・N2倍の
電流が流れ、終段のトランジスタのコレクタ、す
なわち、抵抗８０にはN1・N2・N3倍の電流が流
れる。従つて抵抗８０の一端の出力端子６０から
入力電流に比例した電圧出力が得られることにな
る。
されて電流がトランジスタ１１に流れるとトラン
ジスタ１２のコレクタにはN1倍の電流が流れ、
同様にして、トランジスタ１４にはN1・N2倍の
電流が流れ、終段のトランジスタのコレクタ、す
なわち、抵抗８０にはN1・N2・N3倍の電流が流
れる。従つて抵抗８０の一端の出力端子６０から
入力電流に比例した電圧出力が得られることにな
る。
第２図は、第１図におけるトランジスタ１１，
１２，１３，１４をMOSトランジスタ２１，２
２，２３，２４で置き換えたもので、二段の電流
増幅器を構成している。この回路では増幅器を
MOSトランジスタで構成することにより、ベー
ス電流に相当した電流は流れないために、二つの
トランジスタの面積比で定まる電流増幅率の温度
による影響を小さくできる。
１２，１３，１４をMOSトランジスタ２１，２
２，２３，２４で置き換えたもので、二段の電流
増幅器を構成している。この回路では増幅器を
MOSトランジスタで構成することにより、ベー
ス電流に相当した電流は流れないために、二つの
トランジスタの面積比で定まる電流増幅率の温度
による影響を小さくできる。
しかし、上記したカレントミラー形電流増幅器
でさらに高速化を図るには回路を構成するトラン
ジスタの特性、特に浮遊容量を極度に小さいもの
を用いなければならず、その特別仕様のトランジ
スタのために増幅器が高価になるという問題があ
つた。
でさらに高速化を図るには回路を構成するトラン
ジスタの特性、特に浮遊容量を極度に小さいもの
を用いなければならず、その特別仕様のトランジ
スタのために増幅器が高価になるという問題があ
つた。
本発明の目的は、一般に民生仕様のトランジス
タを用いたときでも、微少電流を高速に増幅しう
るカレントミラー形電流増幅器を提供することに
ある。
タを用いたときでも、微少電流を高速に増幅しう
るカレントミラー形電流増幅器を提供することに
ある。
本発明は、少なくとも１対のトランジスタの面
積比に応じて電流利得が定まるカレントミラー形
の電流増幅器を少なくとも二段備えたカレントミ
ラー形電流増幅器において、該増幅器の前段に入
力接続される信号源の電流にに重畳させるバイア
ス電流を発生する第１の定電流回路を設けると共
に、前記増幅器の後段に前記バイアス電流に相当
した電流を引き抜く第２の定電流回路を設けたこ
とを特徴とする。
積比に応じて電流利得が定まるカレントミラー形
の電流増幅器を少なくとも二段備えたカレントミ
ラー形電流増幅器において、該増幅器の前段に入
力接続される信号源の電流にに重畳させるバイア
ス電流を発生する第１の定電流回路を設けると共
に、前記増幅器の後段に前記バイアス電流に相当
した電流を引き抜く第２の定電流回路を設けたこ
とを特徴とする。
これにより、回路の動作電流を大きくすること
ができ、すなわち、電流が大きいところではトラ
ンジスタの電流変化ΔIに対する電圧変化ΔVは小
さくなるので、浮遊容量Ｃに流れる電荷量は
ΔV2N・Ｃにより小さくでき、浮遊容量の影響に
よる高速化への阻害を防止することができる。
ができ、すなわち、電流が大きいところではトラ
ンジスタの電流変化ΔIに対する電圧変化ΔVは小
さくなるので、浮遊容量Ｃに流れる電荷量は
ΔV2N・Ｃにより小さくでき、浮遊容量の影響に
よる高速化への阻害を防止することができる。
第３図は本発明の一実施例を示す。同図では
MOSトランジスタ２１と２２が初段の電流増幅
段、MOSトランジスタ２３と２５が次段の電流
増幅段を構成するカレントミラー形電流増幅器で
ある。それぞれの電流増幅段はトランジスタの面
積比より定まる１：Ｎの電流利得を有する。ま
た、MOSトランジスタ２６，２７，２４は電流
バイアストランジスタで、それぞれの電流利利得
を定める面積比は１：１：Ｎの関係にしてある。
すなわち、バイアス段のトランジスタ２７と２４
の比はトランジスタ２１と２２の電流増幅比に合
わせてある。さらに、バイアス用のトランジスタ
２７を流れる電流は初段の電流増幅段に対しては
加算に、トランジスタ２４を流れる電流は次段の
トランジスタ２３に対して減算になるように接続
されている。また、抵抗８６はバイアス電流設定
用抵抗で、一定のバイアス電流I0を流すようにな
つている。
MOSトランジスタ２１と２２が初段の電流増幅
段、MOSトランジスタ２３と２５が次段の電流
増幅段を構成するカレントミラー形電流増幅器で
ある。それぞれの電流増幅段はトランジスタの面
積比より定まる１：Ｎの電流利得を有する。ま
た、MOSトランジスタ２６，２７，２４は電流
バイアストランジスタで、それぞれの電流利利得
を定める面積比は１：１：Ｎの関係にしてある。
すなわち、バイアス段のトランジスタ２７と２４
の比はトランジスタ２１と２２の電流増幅比に合
わせてある。さらに、バイアス用のトランジスタ
２７を流れる電流は初段の電流増幅段に対しては
加算に、トランジスタ２４を流れる電流は次段の
トランジスタ２３に対して減算になるように接続
されている。また、抵抗８６はバイアス電流設定
用抵抗で、一定のバイアス電流I0を流すようにな
つている。
従つて、第３図の回路で、受光ダイオードの信
号電流をΔI、バイアス電流をI0とすると、トラン
ジスタ２１を流れる電流は（ΔI＋I0）、トランジ
スタ２４を流れる電流はNI0、トランジスタ２２
を流れる電流はＮ（ΔI＋I0）、トランジスタ２３を
流れる電流はNΔI、トランジスタ２５を流れる
電流はN2ΔIとなる。すなわち、終段の出力電流
に変らずに回路の動作電流を大きくできることに
なる。この効果は第４図の特性図によつて説明で
きる。
号電流をΔI、バイアス電流をI0とすると、トラン
ジスタ２１を流れる電流は（ΔI＋I0）、トランジ
スタ２４を流れる電流はNI0、トランジスタ２２
を流れる電流はＮ（ΔI＋I0）、トランジスタ２３を
流れる電流はNΔI、トランジスタ２５を流れる
電流はN2ΔIとなる。すなわち、終段の出力電流
に変らずに回路の動作電流を大きくできることに
なる。この効果は第４図の特性図によつて説明で
きる。
ダイオード接続したトランジスタの電流対電圧
の特性図は第４図のようになる。すなわち、無バ
イアス時には電流変化ΔIに対し電圧変化がΔVの
ように大きいのに対し、バイアスI0を与えると
ΔV′のように小さくなる。ΔI／ΔVは伝達コンダ
クタンス、すなわち利得であるから、大きな電流
で動作させることにより利得が大きくなつて素子
の動作が高速化できる。また、ΔVが小さくなる
と回路の浮遊容量の影響、すなわち、浮遊容量Ｃ
に流れる電荷量はΔV2・Ｃにより小さくなるので
同様に高速化できる。
の特性図は第４図のようになる。すなわち、無バ
イアス時には電流変化ΔIに対し電圧変化がΔVの
ように大きいのに対し、バイアスI0を与えると
ΔV′のように小さくなる。ΔI／ΔVは伝達コンダ
クタンス、すなわち利得であるから、大きな電流
で動作させることにより利得が大きくなつて素子
の動作が高速化できる。また、ΔVが小さくなる
と回路の浮遊容量の影響、すなわち、浮遊容量Ｃ
に流れる電荷量はΔV2・Ｃにより小さくなるので
同様に高速化できる。
第５図は本発明の他の実施例を示す。同図にお
いて、トランジスタ２７が初段の電流増幅段に対
するバイアス電流加算用トランジスタで、トラン
ジスタ２９が終段の電流増幅段に対するバイアス
電流分の減算用トランジスタである。従つて、ト
ランジスタ２７と２９の比は、二段の電流増幅率
に等しく選定されている。本実施例の特徴は初段
及び終段とも動作電流が大きくなつており、第３
図の増幅器より高速に信号を増幅できる。しか
し、全体の電流利得が高くなるので終段出力から
バイアス電流を差し引くためには利得比のマツチ
ングに注意深い設計が必要になる。
いて、トランジスタ２７が初段の電流増幅段に対
するバイアス電流加算用トランジスタで、トラン
ジスタ２９が終段の電流増幅段に対するバイアス
電流分の減算用トランジスタである。従つて、ト
ランジスタ２７と２９の比は、二段の電流増幅率
に等しく選定されている。本実施例の特徴は初段
及び終段とも動作電流が大きくなつており、第３
図の増幅器より高速に信号を増幅できる。しか
し、全体の電流利得が高くなるので終段出力から
バイアス電流を差し引くためには利得比のマツチ
ングに注意深い設計が必要になる。
本発明によれば、カレントミラー増幅段におけ
る動作電流を大きくすることができるので、増幅
器の応答を高速化できることに加え、動作電流の
変化に対して電圧変化が小さくなるので回路の浮
遊容の影響が低減され、さらに高速化できるとい
う効果が得られる。
る動作電流を大きくすることができるので、増幅
器の応答を高速化できることに加え、動作電流の
変化に対して電圧変化が小さくなるので回路の浮
遊容の影響が低減され、さらに高速化できるとい
う効果が得られる。
第１図及び第２図は従来のカレントミラー形電
流増幅器の回路構成図、第３図は本発明の一実施
例であるカレントミラー形電流増幅器のの回路構
成図、第４図は本発明の電流増幅器を説明する特
性図、第５図は本発明の他の実施例であるカレン
トミラー形電流増幅器の回路構成図である。 ５０…受光ダイオード、２１〜２９…MOSト
ランジスタ、８０，８６…抵抗。
流増幅器の回路構成図、第３図は本発明の一実施
例であるカレントミラー形電流増幅器のの回路構
成図、第４図は本発明の電流増幅器を説明する特
性図、第５図は本発明の他の実施例であるカレン
トミラー形電流増幅器の回路構成図である。 ５０…受光ダイオード、２１〜２９…MOSト
ランジスタ、８０，８６…抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１対のトランジスタの面積比に応
じて電流利得が定まるカレントミラー形の電流増
幅器を少なくとも二段備えたカレントミラー形電
流増幅器において、 該増幅器の前段に入力接続される信号源の電流
に重畳させるバイアス電流を発生する第１の定電
流回路を設けると共に、 前記増幅器の後段に前記バイアス電流に相当し
た電流を引き抜く第２の定電流回路を設けたこと
を特徴とするカレントミラー形電流増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58216098A JPS60109311A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | カレントミラー形電流増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58216098A JPS60109311A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | カレントミラー形電流増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60109311A JPS60109311A (ja) | 1985-06-14 |
| JPH0568126B2 true JPH0568126B2 (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=16683210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58216098A Granted JPS60109311A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | カレントミラー形電流増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60109311A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2614294B2 (ja) * | 1988-12-20 | 1997-05-28 | 株式会社東芝 | 受光半導体集積回路 |
| JPH07120223B2 (ja) * | 1989-06-29 | 1995-12-20 | 富士通株式会社 | 電流源装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57106205A (en) * | 1980-10-31 | 1982-07-02 | Rca Corp | Current amplifier |
-
1983
- 1983-11-18 JP JP58216098A patent/JPS60109311A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57106205A (en) * | 1980-10-31 | 1982-07-02 | Rca Corp | Current amplifier |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60109311A (ja) | 1985-06-14 |
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