JPH0614498Y2 - 入力回路 - Google Patents

入力回路

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JPH0614498Y2
JPH0614498Y2 JP16776487U JP16776487U JPH0614498Y2 JP H0614498 Y2 JPH0614498 Y2 JP H0614498Y2 JP 16776487 U JP16776487 U JP 16776487U JP 16776487 U JP16776487 U JP 16776487U JP H0614498 Y2 JPH0614498 Y2 JP H0614498Y2
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transistor
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emitter
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敏英 三宅
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Sharp Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、たとえばアナログ増幅器などに好適に実施さ
れる入力回路に関する。
従来技術 トランジスタのコレクタを接地したエミッタホロア回路
は、電圧の増幅は行わないけれども、入力インピーダン
スが高く、出力インピーダンスが低いので、各種回路の
前後に挿入し、インピーダンスを整えるために用いられ
る。
一般的なエミッタホロア回路に比べ、極めて高い入力イ
ンピーダンスと、極めて低い出力インピーダンスとを有
するエミッタホロア回路として、従来から第2図に示さ
れるようなエミッタホロア回路9が使用されている。
エミッタホロア回路9は、トランジスタ2,3,4およ
び定電流源1を含んで構成される。エミッタホロア回路
9への入力信号は、入力端子T1からトランジスタ2の
ベースに与えられる。トランジスタ2のコレクタは、接
続点P4を介して定電流源1に接続され、トランジスタ
2のエミッタは接続点P5を介して出力端子T2に接続
される。
接続点P4はライン4を介してトランジスタ4のベー
スに接続され、トランジスタ4のコレクタには電源電圧
Vが印加される。トランジスタ4のエミッタは、ライン
5を介してトランジスタ3のベースに接続される。ト
ランジスタ3のエミッタは接地され、トランジスタ3の
コレクタは接続点P5に接続される。
ライン4とライン5とは、コンデンサ5を介して接
続される。
エミッタホロア回路9において入力電圧と出力電圧との
電位差は、トランジスタ2のベース・エミッタ間の電位
差VBEであり、一般にトランジスタのベースとエミッタ
との間の電位差VBEの変動は小さいので、このエミッタ
ホロア回路9の電圧増幅率は、ほぼ「1」とみなせる。
ライン4には、定電流源1からの電流I1とトランジ
スタ2のコレクタ電流I2との差電流I1−I2が流
れ、トランジスタ4はこの差電流I1−I2を増幅して
トランジスタ3のベースに与える。トランジスタ3は、
ベースに与えられた電流をさらに増幅し、こうしてトラ
ンジスタ2のコレクタ電流I2に帰還がかけられる。
たとえば、トランジスタ2のコレクタ電流I2が定電流
源1から発生される電流I1よりも小さい場合、この差
電流I1−I2はトランジスタ4において電流増幅率β
4で増幅され、トランジスタ3のベースには電流β4・
(I1−I2)が与えられる。この電流ベース4・(I
1−I2)はトランジスタ3において電流増幅率β3で
増幅され、トランジスタ3のコレクタ電流は電流β3・
β4・(I1−I2)となり、これによってトランジス
タ2のコレクタ電流I2は増加される。
たとえば、電流増幅率β3・β4をそれぞれ100程度
とすると、トランジスタ2のコレクタ電流I2と定電流
源1から発生される電流I1との差電流I1−I2は、
電流I1の1/10,000倍程度になる。すなちトラ
ンジスタ2のコレクタ電流I2が一定の電流I1になる
ように帰還がかけられている。
このように構成されたエミッタホロア回路9の出力イン
ピーダンスは、たとえば出力に負荷抵抗RLを接続した
場合に、トランジスタ2のコレクタ電流I2は、出力電
圧V2に対して、変化量V2/(RL・β3・β4)だ
け変化し、これは通常のエミッタホロア回路の変化の1
/(β3・β4)倍なので、出力インピーダンスも通常
のエミッタホロア回路に比べ、1/(β3・β4)倍と
なる。
また、エミッタホロア回路9の入力インピーダンスにつ
いては、負荷抵抗RLをつないだ状態で入力電圧を変化
量ΔVだけ変化させたとき、出力電圧も変化量ΔVだけ
変化するので、トランジスタ2のコレクタ電流I2は、
変化量ΔV/(RL・β3・β4)だけ変化する。この
ときエミッタホロア回路9の入力電流は、トランジスタ
2の電流増幅率β2を用いると、変化量ΔV/(RL・
β2・β3・β4)だけ変化し、したがって入力インピ
ーダンスは、(RL・β2・β3・β4)となる。
通常、トランジスタの電流増幅率β2・β3・β4は、
100程度であるので、このようなエミッタホロア回路
9は、トランジスタ2のコレクタ電流I2に対して帰還
をかけて、非常に高い入力インピーダンスと非常に低い
出力インピーダンスを得ていることになる。
実際の回路においては、たとえばトランジスタ2のコレ
クタ・ベース間の電圧の変動によって利得が変化するた
めに、入力インピーダンスは計算値よりもやや低くな
り、出力インピーダンスは計算値よりもやや高くなる。
コンデンサ5は帰還ループにおいて、位相補償効果を得
るためにライン4,5間に接続され、これによって
周波数特性の改善が図られる。
考案が解決しようとする問題点 上記従来技術では、ライン5の電位は、トランジスタ
3のベース・エミッタ間の電位差VBEであり、ライン
4の電位は、ライン5の電位にさらにトランジスタ4
のベース・エミッタ間の電位差VBEだけ高い電位、すな
わち電位2VBEになる。したがって、通常トランジスタ
のベース・エミッタ間の電位差VBEは0.7Volt程
度であるから、ライン4の電位2VBEは1.4Vol
t程度になる。つまり、トランジスタ2のコレクタ電圧
は1.4Volt程度、実際には0.8Volt〜1.
8Voltになる。一般に、トランジスタ2はコレクタ
電圧よりベース電圧が低くなければ正常に動作しないの
で、入力電圧すなわちトランジスタ2のベースに印加さ
れる電圧の範囲は、非常に狭くなってしまう。
本考案の目的は、上述の問題点を解決し、入力インピー
ダンスが大きく、出力インピーダンスが小さい入力回路
において、広い動作入力電圧範囲を有する入力回路を提
供することである。
問題点を解決するための手段 本考案は、(a)ベースが入力端子に接続され、エミッ
タが出力端子に接続された第1のトランジスタと、 (b)上記第1のトランジスタのコレクタにベースが接
続された第3のトランジスタと、該第3のトランジスタ
と直列接続され、ベースにバイアス電圧が印加される第
2のトランジスタと、該第2のトランジスタのコレクタ
にベースが接続され、かつ上記第1のトランジスタと直
列接続された第4のトランジスタとを含む帰還回路とを
含むことを特徴とする入力回路である。
作用 本考案に従えば、入力回路に入力された信号は、第1の
トランジスタのベースに与えられ、第1のトランジスタ
のエミッタからの信号が、出力端子に導出される。第1
のトランジスタのコレクタとエミッタとに亘る帰還回路
によって第1のトランジスタのコレクタ電流が一定に制
御され、高い入力インピーダンスと低い出力インピーダ
ンスとが得られる。帰還回路は、第2〜第4トランジス
タによって構成される。また第2のトランジスタのベー
スには、バイアス電圧がかけられており、バイアス電圧
の電圧値を選択することによって、第1のトランジスタ
のコレクタに印加される電圧を所望の値にすることがで
きる。したがって広い入力電圧範囲において第1のトラ
ンジスタを正常に動作させるようにすることができる。
実施例 第1図は、本考案の一実施例であるエミッタホロア回路
19の構成を示す回路図である。エミッタホロア回路1
9は、第1のトランジスタであるトランジスタ12と、
定電流源11と、第2のトランジスタであるトランジス
タ16と、バイアス電圧発生器17と、トランジスタ1
3,14とを含んで構成される。
トランジスタ12のコレクタは、接続点P1を介して定
電流源11に接続される。トランジスタ12のエミッタ
は、接続点P2を介して出力端子T4に接続される。接
続点P1は、ライン1を介してトランジスタ14のベ
ースに接続される。トランジスタ14のコレクタには、
電源電圧Vが印加される。トランジスタ14のエミッタ
は、トランジスタ16のエミッタと接続され、トランジ
スタ16のコレクタは、ライン2を介してトランジス
タ13のベースに接続される。トランジスタ16のベー
スには、バイアス電圧発生器17で発生されるバイアス
電圧が印加される。
トランジスタ13のエミッタは接地され、コレクタは接
続点P2に接続される。
ライン1とライン2とは、コンデンサ15を介して
接続される。
入力端子T3から入力された信号は、トランジスタ12
のベースに与えられ、トランジスタ12のエミッタから
出力される信号は、接続点P2を介して出力端子に導出
される。ライン1には、定電流源11から発生される
電流Iと、トランジスタ12のコレクタ電流ICとの差
電流I−ICが流れ、この差電流I−ICはトランジス
タ14で電流増幅されてトランジスタ16に与えられ
る。トランジスタ16のエミッタ・コレクタ間の電流増
幅率は、ほぼ「1」なのでトランジスタ14のエミッタ
から流れる電流は、ライン2を介してトランジスタ1
3のベースに与えられる。トランジスタ13は、ライン
2に流れる電流によってトランジスタ13のコレクタ
・エミッタ間の電流を調節して、これによってトランジ
スタ12のコレクタ電流を一定となるように帰還がかけ
られる。
たとえば、トランジスタ12のコレクタ電流ICが定電
流源11から発生される電流Iよりも小さい場合、この
差電流I−ICはトランジスタ14において電流増幅率
β14で増幅され、トランジスタ16のエミッタに与え
られる。トランジスタ16のエミッタ・コレクタ間の電
流増幅率はほぼ「1」なのでトランジスタ13のベース
には電流β14・(I−IC)が与えられる。この電流
β14・(I−IC)はトランジスタ13において電流
増幅率β13で増幅され、トランジスタ13のコレクタ
電流は電流β13・β14・(I−IC)となり、これ
によってトランジスタ12のコレクタ電流ICは増加さ
れる。
たとえば、電流増幅率β13,β14をそれぞれ100
程度とすると、トランジスタ12のコレクタ電流ICと
定電流源11から発生される電流Iとの差電流I−IC
は、電流Iの1/10,000倍程度になる。すなわち
トランジスタ12のコレクタ電流ICが一定の電流Iに
なるように帰還がかけられている。
このように構成されたエミッタホロア回路19の出力イ
ンピーダンスは、たとえば出力に負荷抵抗RMを接続し
た場合に、トランジスタ12のコレクタ電流ICは、出
力電圧V1に対して、変化量V1/(RM・β13・β
14)だけ変化し、これは通常のエミッタホロア回路の
変化の1/(β13・β14)倍なので、出力インピー
ダンスも通常のエミッタホロア回路に比べ、1/(β1
3・β14)倍となる。
また、エミッタホロア回路19の入力インピーダンスに
ついては、負荷抵抗RMをつないだ状態で入力電圧を変
化量ΔVだけ変化させたとき、出力電圧も変化量ΔVだ
け変化するので、トランジスタ12のコレクタ電流は、
変化量ΔV/(RM・β13・β14)だけ変化する。
このときエミッタホロア回路19の入力電流は、変化量
ΔV/(RM・β12・β13・β14)だけ変化し、
したがって入力インピーダンスは、(RM・β12・β
13・β14)となる。
通常、トランジスタの電流増幅率β12・β13・β1
4は100程度であるので、このようなエミッタホロア
回路19は、トランジスタ12のコレクタ電流ICに対
して帰還をかけて非常に高い入力インピーダンスと非常
に低い出力インピーダンスとを得ていることになる。
実際の回路においては、たとえばトランジスタ12のコ
レクタベース間の電圧の変動によって利得が変化するた
めに、入力インピーダンスは計算値よりもやや低くな
り、出力インピーダンスは計算値よりもやや高くなる。
このようなエミッタホロア回路19において、ライン
1の電圧は、バイアス電圧発生器17から発生されるバ
イアス電圧によって所望の値にすることができる。たと
えば、バイアス電圧を電源電圧Vよりベース・エミッタ
間の電位差VBEの3倍程度低い値V−3VBEに選ぶとす
れば、ライン1の電圧は、V−VBEとなる。すなわ
ち、トランジスタ12のコレクタ電圧は、V−VBEとな
る。したがって、トランジスタ12のベースに入力され
る入力電圧が電源電圧V付近の高い電圧であっても、ト
ランジスタ12は正常に動作する。また入力電圧の下限
値は、従来技術で説明したエミッタホロア回路9の場合
と変わらないので、入力電圧のより広い範囲においてこ
のエミッタホロア回路19は、正常に動作することがで
きる。
コンデンサ15は、位相補償のためにライン1とライ
ン2との間に設けられ、ロールオフ周波数を低くして
出力周波数特性の改善を図っている。
このように本実施例において、広い入力電圧範囲で正常
に動作し、高い入力インピーダンスと、低い出力インピ
ーダンスを持つエミッタホロア回路19が実現される。
本実施例において、トランジスタ12,13,14はN
PN形で、トランジスタ16はPNP形で構成されたけ
れども、トランジスタ16をNPN形トランジスタで、
トランジスタ12,13,14をPNP形トランジスタ
で構成することも可能である。
効果 以上のように本考案に従う入力回路において、入力信号
は、第1のトランジスタのベースに与えられ、第1のト
ランジスタのエミッタから出力される信号が、出力端子
から導出される。第1のトランジスタのコレクタ電流は
一定となるように帰還がかけられ、これによて入力イン
ピーダンスが高く、出力インピーダンスが低くなる。第
2のトランジスタのベースには、バイアス電圧がかけら
れており、バイアス電圧の電圧値を選択することによっ
て第1のトランジスタのコレクタに印加される電圧を所
望の値にすることができる。したがって第1のトランジ
スタの動作入力電圧範囲が広くなり、したがって入力回
路は広い入力電圧範囲で正常に動作することできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例であるエミッタホロア回路1
9の構成を示す回路図、第2図は従来技術のエミッタホ
ロア回路9の構成を示す回路図である。 12,13,14,16……トランジスタ、11……定
電流源、17……バイアス電圧発生器

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)ベースが入力端子に接続され、エミ
    ッタが出力端子に接続された第1のトランジスタと、 (b)上記第1のトランジスタのコレクタにベースが接
    続された第3のトランジスタと、該第3のトランジスタ
    と直列接続され、ベースにバイアス電圧が印加される第
    2のトランジスタと、該第2のトランジスタのコレクタ
    にベースが接続され、かつ上記第1のトランジスタと直
    列接続された第4のトランジスタとを含む帰還回路とを
    含むことを特徴とする入力回路。
JP16776487U 1987-10-31 1987-10-31 入力回路 Expired - Lifetime JPH0614498Y2 (ja)

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JP16776487U JPH0614498Y2 (ja) 1987-10-31 1987-10-31 入力回路

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JP16776487U JPH0614498Y2 (ja) 1987-10-31 1987-10-31 入力回路

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JPH0172715U JPH0172715U (ja) 1989-05-16
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