JPH0851324A - バッファアンプ - Google Patents

バッファアンプ

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JPH0851324A
JPH0851324A JP6182682A JP18268294A JPH0851324A JP H0851324 A JPH0851324 A JP H0851324A JP 6182682 A JP6182682 A JP 6182682A JP 18268294 A JP18268294 A JP 18268294A JP H0851324 A JPH0851324 A JP H0851324A
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collector
input
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Naoki Taga
直樹 多賀
Kenji Seki
健司 関
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for

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  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】安定した高入力抵抗のバッファアンプを実現す
る。 【構成】トランジスタ1a,1bは、トランジスタ2
a,2bをエミッタ負荷抵抗として差動型増幅回路を形
成する。トランジスタ3a,3bは、コレクタをトラン
ジスタ1a,1bのベースに接続し、エミッタを出力部
14のトランジスタ8bのコレクタに接続して帰還回路
を形成する。また、トランジスタ3a,3bのベースに
は、コレクタ電流が流れないようにバイアス端子106
からバイアスが与える。トランジスタ4a,4bは、ト
ランジスタ5a,5bと抵抗R1,R2とをエミッタ負
荷抵抗とする高入力抵抗のエミッタフォロワー回路を形
成する。トランジスタ6a,6bは、コレクタにトラン
ジスタ8a,8bからなるカレントミラー回路を有し、
エミッタにトランジスタ7a,7bと抵抗R4,R5と
からなるエミッタ負荷抵抗を有して差動型増幅回路を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバッファアンプに関し、
特に半導体集積回路により形成する高入力抵抗のバッフ
ァアンプに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のバッファアンプは、例え
ば図2に示すように、入力端子101からの入力信号を
ベースに受けて増幅する入力トランジスタ21と、入力
端子101から見た入力抵抗を大きくするために、入力
トランジスタ21のベースから入力端子101へ流れる
ベース電流I1を補償するためのバイアス電流I4を生
成するバイアス補償用のトランジスタ22,23,24
とを有している。ここで、トランジスタ26は、入力ト
ランジスタ21のエミッタ負荷抵抗となるトランジスタ
25と共にカレントミラー回路を構成しており、また、
出力トランジスタ26のエミッタ負荷抵抗となるトラン
ジスタ27は、トランジスタ28と共にカレントミラー
回路を構成している。
【0003】ところで、バイアス補償用のトランジスタ
22と入力トランジスタ21とは同一特性であり、互い
に直列に接続されている。また、バイアス補償用のトラ
ンジスタ23,24は同一特性でありカレントミラー回
路を構成している。従って、入力トランジスタ21のベ
ース電流I1とほぼ等しい電流が、トランジスタ22の
ベースを介してトランジスタ23に流れるので、トラン
ジスタ24にはトランジスタ23に流れる電流値と同じ
電流、すなわち、入力トランジスタ21のベース電流I
1とほぼ等しい電流I4が流れる。よって、入力端子1
01における入力電流は、電流I1と電流I4との差と
なり小さな値にすることができ、高入力抵抗を得ること
ができる。なお、電源端子103,104は電源供給用
の端子である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のバッフ
ァアンプでは、入力トランジスタのベースから入力端子
へ流れるベース電流を補償するためのバイアス電流を生
成する場合、入力トランジスタと直列に同一特性のトラ
ンジスタを接続し、このトランジスタのベース電流とほ
ぼ等しいバイアス電流をカレントミラー回路により生成
している。しかし、入力トランジスタに生じるベース電
流と全く同一のバイアス電流を生成することは困難であ
り、入力端子における入力電流を十分に抑制できないと
いう問題点を有している。
【0005】本発明の目的は、入力端子のおける入力電
流を十分に抑制でき、安定した高入力抵抗を実現できる
バッファアンプを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のバッファアンプ
は、各コレクタは共通に接続され、各エミッタには同一
の負荷抵抗がそれぞれ接続されて差動型増幅回路を形成
する同一特性の一対の第1および第2のトランジスタ
と、各エミッタは共通に接続され、各コレクタは前記第
1および第2のトランジスタのベースにそれぞれ接続さ
れ、また各ベースには所定のバイアスがそれぞれ供給さ
れる同一特性の一対の第3および第4のトランジスタ
と、各ベースは前記第1および第2のトランジスタのエ
ミッタにそれぞれ接続され、各エミッタには同一の負荷
抵抗がそれぞれ接続されてエミッタフォロワー回路を形
成する同一特性の一対の第5および第6のトランジスタ
と、各ベースは前記第5および第6のトランジスタのエ
ミッタにそれぞれ接続され、各エミッタには同一の負荷
抵抗がそれぞれ接続され、また各コレクタには一対のト
ランジスタからなるカレントミラー回路が接続されて差
動型増幅回路を形成する同一特性の一対の第7および第
8のトランジスタと、ベースは前記第7のトランジスタ
のエミッタに接続され、エミッタは負荷抵抗および出力
端子に接続されてエミッタフォロワーとして動作する第
9のトラッジスタとを備え、前記第1のトランジスタの
ベースは入力端子に接続し、前記第3および第4のトラ
ンジスタのエミッタは前記第8のトランジスタのコレク
タに接続し、また前記第3および第4のトランジスタに
供給する前記バイアスは、前記第3および第4のトラン
ジスタにコレクタ電流が流れないように設定して構成す
る。
【0007】また、前記第1および第2のトランジスタ
はPNP型とし、前記第3および第4のトランジスタは
NPN型とし、前記第5および第6のトランジスタはN
PN型とし、前記第7および第8のトランジスタはPN
P型とし、前記第9のトランジスタはNPN型として構
成してもよい。
【0008】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0009】図1は本発明の一実施例を示すブロック図
であり、入力部11、帰還部12、高入力抵抗増幅部1
3、および出力部14から構成されている。
【0010】入力部11は、同一特性の一対のPNPト
ランジスタ1a,1bおよび2a,2bからなる差動型
増幅回路である。一対のトランジスタ1a,1bのコレ
クタは電源端子104にそれぞれ接続され、また、トラ
ンジスタ1a,1bのエミッタは、エミッタ負荷抵抗と
して機能する一対のトランジスタ2a,2bにそれぞれ
接続されている。ここで、一対のトランジスタ2a,2
bのベースにはバイアス端子105からバイアスが供給
されて所定のエミッタ負荷抵抗となるように設定され
る。また、入力端子101からの入力信号はトランジス
タ1aのベースに印加される。
【0011】帰還部12は、同一特性の一対のNPNト
ランジスタ3a,3bからなり、各コレクタは入力部1
1のトランジスタ1a,1bのベースにそれぞれ接続さ
れ、また、トランジスタ3a,3bのエミッタは出力部
14のトランジスタ8bのコレクタに共通に接続されて
帰還回路を形成する。また、バイアス端子106から各
ベースにバイアスが供給されている。
【0012】高入力抵抗増幅部13は、同一特性の一対
のNPNトランジスタ4a,4bおよび5a,5b並び
に抵抗R1,R2からなるエミッタフォロワー回路であ
る。一対のトランジスタ5a,5bは、バイアス端子1
08から各ベースにバイアスを供給されて抵抗R1,R
2と共にエミッタ負荷抵抗として機能する。また、トラ
ンジスタ4aのベースは入力部11のトランジスタ1a
のエミッタに接続されており、トランジスタ4bのベー
スは入力部11のトランジスタ1bのエミッタに接続さ
れている。
【0013】出力部14は、同一特性の一対のPNPト
ランジスタ6a,6b、7a,7b、および同一特性の
一対のNPNトランジスタ8a,8b、抵抗R3,R
4,R5からなる差動型増幅回路と、出力段のNPNト
ランジスタ9,10とを有している。ここで、一対のト
ランジスタ7a,7bは、バイアス端子107から各ベ
ースにバイアスを供給されて抵抗R4,R5と共に所定
のエミッタ負荷抵抗として機能する。また、一対のトラ
ンジスタ8a,8bはカレントミラー回路を形成し、ト
ランジスタ6a,6bのコレクタにそれぞれ接続され
る。更に、トランジスタ8bのコレクタと帰還部12の
トランジスタ3a,3bのエミッタとが接続されて帰還
回路を形成している。
【0014】出力段のトランジスタ9は、トランジスタ
10をエミッタ負荷抵とするエミッタフォロワーであ
り、トランジスタ9のベースはトランジスタ6aのエミ
ッタに接続され、トランジスタ9のエミッタは出力端子
102およびトランジスタ10に接続されている。ここ
で、トランジスタ10はバイアス端子108からバイア
スを供給されてエミッタ負荷抵抗として機能する。な
お、電源端子103,104は電源供給用の端子であ
る。
【0015】次に動作を説明する。
【0016】入力端子101からの信号の経路は、入力
部11のトランジスタ1a→高入力抵抗増幅部13のト
ランジスタ4a→出力部14のトランジスタ6aであ
り、一方、この信号経路のトランジスタと一対をなす同
一特性の他方側のトランジスタによって形成される経路
は、入力部11のトランジスタ1b→高入力抵抗増幅部
13のトランジスタ4b→出力部14のトランジスタ6
bである。これら2つの経路の一対のトランジスタは互
いにバランスのとれた状態で動作する。
【0017】さて、入力部11、高入力抵抗増幅部1
3、および出力部14の一対のトランジスタからなる各
増幅回路においては、各トランジスタのエミッタにはエ
ミッタ万荷抵抗がそれぞれ接続され、各トランジスタの
エミッタは後段トランジスタのベースにそれぞれ接続さ
れて電圧利得はほぼ1に抑えられている。また、入力部
11のトランジスタ1a,1bはPNP型であり、高入
力抵抗増幅部13のトランジスタ4a,4bはNPN型
であるので、入力部11のトランジスタ1aのベース電
位は、出力部14のトランジスタ6aのベース電位と同
じである、同様に、入力部11のトランジスタ1bのベ
ース電位は、出力部14のトランジスタ6bのベース電
位と同じになる。なお、入力部11と出力部14との間
に高入力抵抗増幅部13を設けることにより、入力部1
1は後段の影響を受けることなく安定に動作する。
【0018】更に、出力部14において、トランジスタ
6a,6bをPNP型とし、出力段のエミッタフォロワ
ーのトランジスタ9をNPN型とすることにより、トラ
ンジスタ9のエミッタの電位、すなわち、出力端子10
2の電位は出力部14のトランジスタ6aのベース電位
と同じになり、従って、入力端子101の電位と出力端
子102の電位とは同じになる。
【0019】ところで、入力部11のトランジスタ1
a,1bのベースには帰還部12のトランジスタ3a,
3bのコレクタがそれぞれ接続されている。また、トラ
ンジスタ3a,3bのエミッタは共通に接続されて出力
部14のトランジスタ8bのコレクタに接続されてい
る。いま、入力端子101からの入力信号によってトラ
ンジスタ1aのベース電位が変化すれば、出力部14の
トランジスタ6aのベース電位も同じように変化するの
で、トランジスタ8aを介して流れるトランジスタ6a
のコレクタ電流が変化する。ここで、トランジスタ8
a,8bはカレントミラー回路を構成しているので、ト
ランジスタ8aのコレクタ電流と同じ電流が、トランジ
スタ8bのコレクタ電流にも流れることになる。従っ
て、トランジスタ8bのコレクタに接続されているトラ
ンジスタ3a,3bのエミッタには帰還信号が供給され
て負帰還が行われ、歪の少ない信号を安定して出力でき
る。
【0020】一方、トランジスタ1bのベースとトラン
ジスタ3bのコレクタとは直結されているので、トラン
ジスタ3bにコレクタ電流が流れなければトランジスタ
1bのベース電流も流れない。トランジスタ1bのベー
ス電流が流れない状態にすれば、トランジスタ1aのベ
ース電流も流れないようにでき、従って、入力端子10
1へ電流が流れないようにできる。いま、トランジスタ
3a,3bのエミッタ電位をVeとし、バイアス端子1
06からトランジスタ3a,3bのベースに供給するバ
イアス電位をVbとすれば、Ve<Vbなる関係が常に
成立するようにバイアスを供給することにより、入力端
子101へ電流が流れないようにすることができ、高入
力抵抗が得られる。
【0021】このように構成することにより、図2に示
した従来のバッファアンプでは、入力端子101におけ
る電流を数百nA程度までしか抑えることができなかっ
たが、本実施例では数nA程度まで低減でき、安定した
高入力抵抗のバッファアンプを半導体集積回路により実
現することができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力段には、各エミッタに同一の負荷抵抗がそれぞれ接続
された一対のトランジスタからなる差動型増幅回路を設
け、入力段の次には、高入力抵抗の一対のエミッタフォ
ロワー回路を設け、出力段には、各エミッタに同一の負
荷抵抗がそれぞれ接続されコレクタ側にカレントミラー
回路が接続された一対のトランジスタからなる差動型増
幅回路を設け、また、入力段の差動型増幅回路の各ベー
スに帰還用トランジスタをそれぞれ接続して出力段から
負帰還をかけ、更に、帰還用トランジスタのベースにバ
イアスをかけてコレクタ電流が流れないようにすること
により、入力段の差動型増幅回路の一対のトランジスタ
のベース電流を十分に抑圧できると共に、負帰還の効果
によって安定した高入力抵抗のバッファアンプを、半導
体集積回路により実現できる。また、PNP型およびN
PN型トランジスタを使用することにより、入力端子の
電位と出力端子の電位とが同一で利得が1倍のバッファ
アンプを構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】従来のバッファアンプの一例を示すブロック図
である。
【符号の説明】
11 入力部 12 帰還部 13 高入力抵抗増幅部 14 出力部 1a,1b、6a,6b 差動型増幅回路を形成する
トランジスタ 2a,2b、5a,5b、7a,7b、10 エミッ
タ負荷抵抗として機能するトランジスタ 3a,3b 帰還用のトランジスタ 4a,4b、9 エミッタフォロワー回路を形成する
トランジスタ 8a,8b カレントミラー回路を形成するトランジ
スタ 101 入力端子 102 出力端子 103,104 電源端子 105〜107 バイアス端子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各コレクタは共通に接続され、各エミッ
    タには同一の負荷抵抗がそれぞれ接続されて差動型増幅
    回路を形成する同一特性の一対の第1および第2のトラ
    ンジスタと、 各エミッタは共通に接続され、各コレクタは前記第1お
    よび第2のトランジスタのベースにそれぞれ接続され、
    また各ベースには所定のバイアスがそれぞれ供給される
    同一特性の一対の第3および第4のトランジスタと、 各ベースは前記第1および第2のトランジスタのエミッ
    タにそれぞれ接続され、各エミッタには同一の負荷抵抗
    がそれぞれ接続されてエミッタフォロワー回路を形成す
    る同一特性の一対の第5および第6のトランジスタと、 各ベースは前記第5および第6のトランジスタのエミッ
    タにそれぞれ接続され、各エミッタには同一の負荷抵抗
    がそれぞれ接続され、また各コレクタには一対のトラン
    ジスタからなるカレントミラー回路が接続されて差動型
    増幅回路を形成する同一特性の一対の第7および第8の
    トランジスタと、 ベースは前記第7のトランジスタのエミッタに接続さ
    れ、エミッタは負荷抵抗および出力端子に接続されてエ
    ミッタフォロワーとして動作する第9のトラッジスタと
    を備え、 前記第1のトランジスタのベースは入力端子に接続し、
    前記第3および第4のトランジスタのエミッタは前記第
    8のトランジスタのコレクタに接続し、また前記第3お
    よび第4のトランジスタに供給する前記バイアスは、前
    記第3および第4のトランジスタにコレクタ電流が流れ
    ないように設定することを特徴とするバッファアンプ。
  2. 【請求項2】 前記第1および第2のトランジスタはP
    NP型であり、前記第3および第4のトランジスタはN
    PN型であり、前記第5および第6のトランジスタはN
    PN型であり、前記第7および第8のトランジスタはP
    NP型であり、前記第9のトランジスタはNPN型であ
    ることを特徴とする請求項1記載のバッファアンプ。
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