JPH0724807Y2 - 直流増幅回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、動作点とゲインとを独立して決定できる直流
増幅回路に関する。

B.考案の概要 本考案は、トランジスタのエミッタ側に動作点決定用の
抵抗を接続してなり、直流成分を含む信号を増幅する直
流増幅回路において、前記エミッタ側に、ゲイン決定用
の抵抗を介して電圧を印加し、この電圧は、トランジス
タのベースにバイアス電圧のみが印加されているときの
エミッタの電圧値と等しい値とすることによって、動作
点の決定とは別にゲインの決定を行えるようにしたもの
である。

C.従来の技術 第３図は、一般的なアンプの構成を示す。

トランジスタT₁のベースには、バイアス電圧V_Bに重畳し
て入力電圧V_inが入力される。トランジスタT₁のコレク
タには、電流制限用の抵抗R₁を介して電圧V_CCが印加さ
れている。トランジスタT₁のエミッタは、動作点決定用
の抵抗R₂を介して電圧−V_CCに接続されている。またこ
の抵抗R₂に並列して、コンデンサＣと抵抗R_Xからなるゲ
イン決定回路が接続されている。トランジスタT₁のコレ
クタ側の電圧を出力電圧V_OUTとして出力する。

第４図は、トランジスタT₁の出力特性と負荷線の関係を
示す。

この図に示すように、動作点を決定する直流負荷線と、
ゲインを決定する交流負荷線とが設定されている。低周
波数の入力には抵抗R₂が関与し、コンデンサＣのインピ
ダンスが無視できる周波数の入力には抵抗R₂,R_Xの合成
抵抗が関与する。

したがって抵抗R₂によって動作点を決定し、抵抗R_Xによ
ってゲインを決定することが可能である。これにより電
源電圧を有効に利用できると共に、設計の自由度を向上
できる利点がある。

第５図は、一般的な自動利得調整（AGC）アンプの構成
を示す。

この例では、ゲイン決定用の可変抵抗として電界効果ト
ランジスタ（FET）T₂を用いている。トランジスタT₁の
コレクタ側の電圧は、反転増幅器Ａを介して出力電圧V
_OUTとして外部に出力される。

この出力電圧V_OUTがツェナーダイオードＤのツェナー電
圧V_Zを越えた場合、抵抗R₃とコンデンサC₂からなるフィ
ルタにより、その越えた分が整流され、FET T₂にゲート
電圧V_Gとして入力される。このゲート電圧V_Gに比例して
FET T₂のＤ・Ｓ間抵抗が増加し、トランジスタT₁による
利得が低下する。したがって出力電圧V_OUTの上限は、一
定電圧に保持される。

D.考案が解決しようとする課題 しかしながら前記した従来のアンプでは、入力電圧V_in
の直流成分まで増幅する場合、そのゲインの決定に動作
点決定用の抵抗R₂が関与してしまう。すなわち前記のア
ンプを直流増幅回路として使用する場合、動作点とゲイ
ンを独立して決定することができなかった。

このため画像伝送などのディジタル伝送におけるパルス
の増幅回路に適用するには、問題があった。

本考案は、このような問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、動作点とゲインを独立し
て決定することが可能な直流増幅回路を提供することに
ある。

E.課題を解決するための手段 本考案は、上記の目的を達成するために、トランジスタ
のエミッタ側を動作点決定用の抵抗を介して接地してな
り、直流成分を含む信号を増幅する直流増幅回路におい
て、次の手段を講じたものである。

トランジスタのエミッタ側に、ゲイン決定用の抵抗を
介して電圧を印加すること。ここに「トランジスタ」に
は、電界効果トランジスタを含む。

印加する電圧は、トランジスタのベースにバイアス電
圧のみが印加されているときのエミッタの電圧値と等し
い値とすること。ここに「抵抗」とは、所定のインピー
ダンスを有する半導体などの部品を含む。

F.作用 本考案に係る直流増幅回路によれば、ゲイン決定用の抵
抗には所定の電圧が印加されているので、トランジスタ
のエミッタ側に生ずる電流のうち、バイアス電圧分によ
り生ずる電流はこの抵抗に流れず、入力信号分により生
ずる電流のみが流れる。

したがって、この抵抗の抵抗値として適宜の値をとるに
よって、動作点には何等影響を与えることなく、ゲイン
を決定することが可能となる。

G.実施例 以下、図面を用いて、本考案の実施例を説明する。

第１図は、本考案の一実施例に係るDCアンプの構成を示
す。

トランジスタT₁は、入力信号V_inを増幅するためのもの
である。このトランジスタT₁のベースには、バイアス電
圧V_Bに重畳して入力電圧V_inが入力される。トランジス
タT₁のコレクタには、電流制限用の抵抗R₁を介して電圧
V_CCが印加される。トランジスタT₁のエミッタは、動作
点決定用の抵抗R₂を介して接地されている。このトラン
ジスタT₁のコレクタの電圧が出力信号V_OUTとして出力さ
れる。

またトランジスタT₁のエミッタには、ゲイン決定用の抵
抗R_Aが接続されている。この抵抗R_Aを介し、エミッタ側
に所定の電圧V_Eが印加されている。ゲイン決定用の回路
に、コンデンサを使用しない構成とすることによって、
直流成分を増幅することを可能としている。

この電圧V_Eは、入力信号V_inが０のとき、すなわちトラ
ンジスタT₁のベースにバイアス電圧V_Bのみが印加される
ときに、動作点決定用の抵抗R₂に生ずる電圧V_R2と同じ
値に設定されている。

したがって電圧V_Eは、次のようになる。ただしV_BEは、
トランジスタT₁のベース・エミッタ間の電圧である。

V_E＝V_R2 ＝V_B−V_BE …（１） また入力信号V_inが０のときの出力電圧V_OUTは、次のよ
うになる。

さらに入力信号V_inが入力されるときの出力電圧V_OUT′
は、次のようになる。

（２）（３）式に（１）式を代入してまとめると、次の
ようになる。

（４）式から、このDCアンプは、無信号時の出力電圧V
_OUTを動作点として、ゲインＧにより増幅動作をしてい
ることが判る。ただしゲインＧは次の通りである。

したがって抵抗R₂に適宜の抵抗値をとることによって、
動作点V_OUTを決定することができる。また抵抗R_Aに適宜
の抵抗値をとり、抵抗R₂と抵抗R_Aの合成抵抗値を適宜の
値とすることによって、ゲインＧを決定することができ
る。

第２図は、第１図のDCアンプをAGCアンプに適用した例
を示す。

この例では、ゲイン決定用の可変抵抗としてFET T₂を使
用している。

反転増幅器Ａは、トランジスタT₁のコレクタの電圧を反
転増幅するものである。この反転増幅器Ａの出力が出力
電圧V_OUTとして外部に出力される。ツェナーダイオード
Ｄは、出力電圧V_OUTが過大であるときに、その過大分を
検出するものである。抵抗R₃とコンデンサC₂は、ツェナ
ーダイオードＤの出力を整流し、ゲート電圧V_GとしてFE
T T₂に出力するものである。

一般に、FETは温度による特性が変動したり、部品ごと
の特性のばら付きがあるが、本回路では、無信号時にFE
T T₂を電流が流れないので、FET T₂の特性に起因して動
作点が変動することがない。しかもAGCでは、出力電圧V
_OUTが一定となるようにフィードバック制御が働くの
で、FET T₂の特性の変動などは圧縮される。

このように本適用例では、パルス波形のような直流成分
を含む入力信号を増幅可能で、かつ高安定なAGCアンプ
を得ることができる。

H.考案の効果 以上説明したように、本考案に係る直流増幅回路では、
ゲイン決定用の抵抗には、トランジスタのエミッタ側の
電流のうち、入力信号分の電流のみがゲイン決定用の抵
抗を流れるので、この抵抗の抵抗値に基づいて、動作点
に影響を与えることなく、ゲインを決定できる。

したがって動作点の決定とゲインの決定を独立して行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るDCアンプの構成を示す
回路図、第２図は第１図のDCアンプをAGCアンプに適用
した例を示す回路図、第３図は一般的なアンプの構成を
示す回路図、第４図は第３図のアンプにおけるトランジ
スタの出力特性と負荷線の関係を示す説明図、第５図は
一般的なAGCアンプの構成を示す回路図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】トランジスタのエミッタ側を動作点決定用
   の抵抗を介して接地してなり、直流成分を含む信号を増
   幅するものにおいて、 前記エミッタ側に、ゲイン決定用の抵抗を介して電圧を
   印加し、 この電圧は、トランジスタのベースにバイアス電圧のみ
   が印加されているときのエミッタの電圧値と等しい値と
   すること を特徴とする直流増幅回路。