JPH06303051A - バッファ回路 - Google Patents

バッファ回路

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JPH06303051A
JPH06303051A JP5091520A JP9152093A JPH06303051A JP H06303051 A JPH06303051 A JP H06303051A JP 5091520 A JP5091520 A JP 5091520A JP 9152093 A JP9152093 A JP 9152093A JP H06303051 A JPH06303051 A JP H06303051A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
transistors
buffer circuit
circuit
npn
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5091520A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Sakamoto
和博 坂本
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH06303051A publication Critical patent/JPH06303051A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッファ回路を構成するトランジスタのベー
ス電流等に影響されることなく、オフセット電圧の発生
を解消できるバッファ回路を提供すること。 【構成】 バッファ回路11は,差動型増幅器を形成す
る第1及び第2のNPNトランジスタQ1及びQ2と、
前記第1及び第2のNPNトランジスタQ1及びQ2の
出力端側に、その入力端及び出力端が接続された第1の
カレントミラー回路12と、この第1のカレントミラー
回路12の入力端及び出力端にそれぞれ入力端が接続さ
れた第3及び第4のNPNトランジスタQ5及びQ6
と、第3及び第4のNPNトランジスタQ5及びQ6の
出力端側を第2のカレントミラー回路13を介してバッ
ファ回路11の出力端3に接続している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オフセット電圧の発生
を解消するバッファ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にバッファ回路はインピーダンス変
換のために頻繁に使用される。図5は従来例における代
表的なバッファ回路1を示す。このバッファ回路1にお
いて、Q1,Q2は差動型増幅器を形成するNPN型バ
イポーラトランジスタ(以下、NPNトランジスタとい
う)であり、NPNトランジスタQ1,Q2の各ベース
は入力端子2、出力端子3にそれぞれ接続されている。
【0003】また、NPNトランジスタQ1,Q2の各
コレクタはカレントミラー回路を形成するPNP型バイ
ポーラトランジスタ(以下、PNPトランジスタとい
う)Q3,Q4のコレクタにそれぞれ接続されている。
NPNトランジスタQ1,Q2の各エミッタは共通にさ
れて電流源4を介して低電位側電源端子5に接続されて
いる。
【0004】上記カレントミラー回路を形成するPNP
トランジスタQ3,Q4の各エミッタはそれぞれ高電位
側電源端子6に接続され、各ベースは共通に接続され、
かつPNPトランジスタQ3のコレクタに接続されてい
る。PNPトランジスタQ4のコレクタはNPNトラン
ジスタQ5のベースに接続され、このNPNトランジス
タQ5のコレクタは高電位側電源端子6に接続され、こ
のNPNトランジスタQ5のエミッタは出力端子3に接
続されている。
【0005】また、低電位側電源端子5と出力端子3間
には電流源7が接続されている。また、NPNトランジ
スタQ1,2のコレクタ間には位相補償用のコンデンサ
C1が接続されている。
【0006】図5の構成における動作を以下に説明す
る。PNPトランジスタQ3,Q4の特性が等しいと仮
定すると、PNPトランジスタQ3,Q4のコレクタ電
流Ic3、Ic4は、 Ic3 = Ic4 = Ic′ (1) とおける。また、PNPトランジスタQ3,Q4のベー
ス電流Ib3、Ib4は Ib3 = Ib4 = Ib′ (2) とおける。
【0007】ここで、NPNトランジスタQ5のベース
電流をIb5とおき、図4のバッファ回路1が正常に動作
しているとすると、NPNトランジスタQ1,Q2のコ
レクタ電流Ic1、Ic2は、それぞれ Ic1 = Ic′+ 2Ib′ (3) Ic2 = Ic′- Ib5 (4) と書ける。
【0008】すると、NPNトランジスタQ1,Q2の
ベース・エミッタ間電圧Vbe1,Vbe2は、 Vbe1 = VT ln{(Ic′+2Ib′)/Is} (5) Vbe2 = VT ln{(Ic′- Ib5 )/Is} (6) と書ける。
【0009】ここで、係数VTは VT = kT/q (7) である。ここで、kはボルツマン定数、qは電子の電荷
量、Tは絶対温度、Isはトランジスタの逆方向飽和電
流である。
【0010】ここで、入力電圧をVi,出力電圧をVoと
すると、 Vi - Vbe1 = Vo - Vbe2 (8) と書ける。従って、オフセット電圧ΔVは、 ΔV = Vo - Vi = Vbe2 - Vbe1 = VT ln{(Ic′-Ib5 )/(Ic′+2Ib′)}(9) となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ここで、Ic′>>2I
b′(Ic′は2Ib′より十分に大きい)ならば、オフセ
ット電圧ΔVは、 ΔV = VT ln{(Ic′- Ib5 )/Ic′} = VT ln(1- Ib5 /Ic′) (10) となり、NPNトランジスタQ5のベース電流Ib5によ
って、オフセット電圧ΔVが発生してしまう。
【0012】また、NPNトランジスタQ5のコレクタ
電流Ic5が変化すると、ベース電流Ib5も変化するた
め、オフセット電圧ΔVも変化してしまう。つまり、従
来例のバッファ回路1では、NPNトランジスタQ5の
ベース電流Ib5とかコレクタ電流Ic5が変化すると、出
力電圧が変動してしまうことがある。
【0013】このため、例えばA/Dコンバータの入力
側など、ダイナミックレンジの広い信号が入力される部
分にインピーダンス変換のためにバッファ回路1を介装
した場合、入力電圧の変化により、NPNトランジスタ
Q5のコレクタ電流Ic5が変化して、オフセット電圧Δ
Vが出力電圧に影響を与えてしまい、A/D変換の精度
を低下させてしまうという欠点となる。このように特に
入力される信号レベルが大きく変化する回路など、NP
NトランジスタQ5のコレクタ電流Ic5及びベース電流
Ib5によって精度を低下させてしまう欠点となる。
【0014】本発明は、上述した点にかんがみてなされ
たもので、バッファ回路を構成するトランジスタのベー
ス電流等に影響されることなく、オフセット電圧の発生
を解消できるバッファ回路を提供することを目的として
いる。
【0015】
【課題を解決するための手段及び作用】図1の概念図に
示すように本発明のバッファ回路11は,差動型増幅器
を形成する第1及び第2のNPNトランジスタQ1及び
Q2と、前記第1及び第2のNPNトランジスタQ1及
びQ2の出力端側に、その入力端及び出力端が接続され
た第1のカレントミラー回路12と、この第1のカレン
トミラー回路12の入力端及び出力端にそれぞれ入力端
が接続された第3及び第4のNPNトランジスタQ5及
びQ6と、第3及び第4のNPNトランジスタQ5及び
Q6の出力端側を第2のカレントミラー回路13を介し
てバッファ回路11の出力端3に接続している。
【0016】次に回路動作について説明する。NPNト
ランジスタQ5に流れる電流を第2のカレントミラー回
路13により、ミラーする。これによってNPNトラン
ジスタQ5及びQ6のベース電流は等しくなる。従っ
て、NPNトランジスタQ5及びQ6のベース電流Ib
5,Ib6は、 Ib5 ≒Ib6 = Ib (11) とおける。
【0017】ここで、カレントミラー回路12のリファ
レンス電流をI7、誤差電流をΔIとおくと、NPNト
ランジスタQ1及びQ2のコレクタ電流Ic1,Ic2は、 Ic1 = I7 + ΔI- Ib (12) Ic2 = I7 - Ib (13) と書ける。すると、NPNトランジスタQ1及びQ2の
ベース・エミッタ間電圧Vbe1,Vbe2は、 Vbe1 = VT ln{(I7 + ΔI- Ib)/Is} (14) Vbe2 = VT ln{(I7 - Ib)/Is} (15) となる。
【0018】従って、オフセット電圧ΔVは、 ΔV = Vbe2 - Vbe1 = VT ln{(I7 - Ib)/(I7 + ΔI- Ib)} (16) と書ける。ここで、I7 - Ib>>ΔIならば、オフセ
ット電圧ΔVは、 ΔV ≒VT ln{(I7 - Ib)/(I7 - Ib)} = 0 (17) となる。
【0019】従って、オフセット電圧ΔVは、NPNト
ランジスタQ5のベース電流Ib等による影響を受けな
い。つまり、このバッファ回路11は、NPNトランジ
スタQ5のベース電流Ib等によるオフセット電圧が発
生することを防止できる。
【0020】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図2は本発明の第1実施例のバッファ回路21を
示す。このバッファ回路21は第1のカレントミラー回
路12が図5に示すPNP型トランジスタQ3,Q4で
構成されるカレントミラー回路と同じ構成である。
【0021】また、第2のカレントミラー回路13は、
NPNトランジスタQ7及びQ8で形成される。NPN
トランジスタQ7及びQ8のベースは互いに接続され、
また両エミッタも互いに接続され、出力端子3に接続さ
れ、共通にされたベースはNPNトランジスタQ8のコ
レクタに接続されている。その他の構成は図4に示す従
来例と同じであり、その説明を省略する。
【0022】次にこの実施例の動作を説明する。NPN
トランジスタQ5に流れる電流を第2のカレントミラー
回路13により、ミラーする。これによってNPNトラ
ンジスタQ5及びQ6のベース電流は等しくなる。そし
て、第1のカレントミラー回路12の入力電流からNP
NトランジスタQ6のベース電流を減じた電流が、NP
NトランジスタQ1のコレクタ電流となる。
【0023】同様に、第1のカレントミラー回路12の
出力電流からNPNトランジスタQ5のベース電流を減
じた電流が、NPNトランジスタQ2のコレクタ電流と
なる。従って、NPNトランジスタQ1及びQ2のコレ
クタ電流の差は、バッファ回路21の出力電流に依存せ
ず、ほぼゼロになる。これによって、バッファ回路21
のオフセット電圧は出力電流に依存されないで、オフセ
ット電圧は発生しない。
【0024】図3は本発明の第2実施例のバッファ回路
31を示す。このバッファ回路31では第1のカレント
ミラー回路12が3つのPNPトランジスタQ9,Q1
0,Q11で形成されたウィルソン型カレントミラー回
路が用いてある。つまり、PNPトランジスタQ9,Q
10のエミッタは共通にされて高電位側電源端子6に接
続され、各ベースも共通にされ、PNPトランジスタQ
10のコレクタに接続されている。
【0025】また、PNPトランジスタQ11のエミッ
タはPNPトランジスタQ10のコレクタに接続され、
このPNPトランジスタQ11のコレクタはNPNトラ
ンジスタQ2のコレクタに接続され、さらにPNPトラ
ンジスタQ11のベースはPNPトランジスタQ9のコ
レクタに接続されている。
【0026】通常のカレントミラー回路を形成するPN
PトランジスタQ9,Q10では、共通にされたベース
が一方のPNPトランジスタQ10のコレクタに接続さ
れ、この一方のPNPトランジスタQ10のコレクタ電
流をベース側に帰還させて2つのPNPトランジスタQ
9,Q10のコレクタ電流を等しくするようにしている
のに対し、このウィルソン型カレントミラー回路はさら
にPNPトランジスタQ11により他方のPNPトラン
ジスタQ9のコレクタ電流によってPNPトランジスタ
Q10のコレクタ電流を規制する構成にして、カレント
ミラー回路12における誤差電流をより低減化してい
る。
【0027】その他の構成は第1実施例と同じである。
従って、この実施例の動作は第1実施例と基本的には同
じ動作となり、第1のカレントミラー回路12よる誤差
電流のより低減化によって、このバッファ回路31はオ
フセット電圧の発生のより少ない、精度の高いバッファ
回路機能を有する。
【0028】図4は本発明の第3実施例のバッファ回路
21′を示す。このバッファ回路21′は例えば図2に
示す第1実施例のNPNトランジスタQ1,Q2,Q5
〜Q8をPNPトランジスタQ1′,Q2′,Q5′〜
Q8′に置換し、PNPトランジスタQ3,Q4をNP
NトランジスタQ3′,Q4′に置換している。また、
図2における低電位側電源端子5と高電位側電源端子6
とが置換され、電流源4、7の電流の向きも逆にされて
いる。
【0029】その他の構成は図2と同様である。この実
施例の動作も図2の実施例と同様である。また、図2の
動作説明に用いた符号に対応する符号を図5では′を付
けて示してあり、(12)〜(17)式においてIb を
-Ib′とすると、′を付けた符号を用いて同様の説明が
できる(例えばIc1 ′= I7′ + ΔI′- Ib′)。従
って、同様の効果を有する。なお、図3に対しても同様
に適用できる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オ
フセット電圧の発生を解消することがが可能になる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバッファ回路の基本的構成を示す回路
図。
【図2】本発明の第1実施例のバッファ回路の具体的構
成を示す回路図。
【図3】本発明の第2実施例のバッファ回路の具体的構
成を示す回路図。
【図4】本発明の第3実施例のバッファ回路の具体的構
成を示す回路図。
【図5】従来例のバッファ回路の具体的構成を示す回路
図。
【符号の説明】
2…入力端子 3…出力端子 4、7…電流源 5…低電位側電源端子 6…高電位側電源端子 11…バッファ回路 12、13…カレントミラー回路 Q1,Q2,Q5,Q6…NPNトランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 差動型増幅器を形成する第1及び第2の
    トランジスタの制御端がそれぞれ入力端子及び出力端子
    に接続され、前記第1及び第2のトランジスタの各一方
    の出力端が共通にされ、各他方の出力端が第1のカレン
    トミラー回路の入力端及び出力端にそれぞれ接続された
    回路構成を有するバッファ回路において、 前記第1のカレントミラー回路の入力端及び出力端にそ
    れぞれ制御端が接続された第3及び第4のトランジスタ
    と、前記第3及び第4のトランジスタの各一方の出力端
    とそれぞれ入力端及び出力端が接続された第2のカレン
    トミラー回路とを設け、前記第3及び第4のトランジス
    タの各他方の出力端を共通にして電源端に接続し、前記
    第2のカレントミラー回路の共通端子を前記出力端子に
    接続した回路構成を有するバッファ回路。
JP5091520A 1993-04-19 1993-04-19 バッファ回路 Withdrawn JPH06303051A (ja)

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JP5091520A JPH06303051A (ja) 1993-04-19 1993-04-19 バッファ回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781449B2 (en) 2000-03-29 2004-08-24 Infineon Technologies Ag Electronic output stage

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000704