JPH09326644A - 増幅回路 - Google Patents

増幅回路

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JPH09326644A
JPH09326644A JP14266696A JP14266696A JPH09326644A JP H09326644 A JPH09326644 A JP H09326644A JP 14266696 A JP14266696 A JP 14266696A JP 14266696 A JP14266696 A JP 14266696A JP H09326644 A JPH09326644 A JP H09326644A
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JP
Japan
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output
stage
transistor
negative feedback
amplifier
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Withdrawn
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JP14266696A
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English (en)
Inventor
Takaaki Toma
孝顕 遠間
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2段反転増幅回路を基本として構成した従来
の増幅回路では、各増幅段での信号の遅延によるゲイン
の低下が入力信号が高くなるほど顕著になって限界周波
数が低くなり、広帯域の増幅回路の実現が困難になる課
題があった。 【解決手段】 ベース接地回路を基本構成とするベース
側を交流的に接地していない初段増幅部を構成するNP
NトランジスタQ1と、前記初段増幅部のNPNランジ
スタQ1のコレクタ側から得られた信号をエミッタフォ
ロワで受ける出力段NPNトランジスタQ2と、オープ
ンゲインを低下させることなく、前記出力段NPNトラ
ンジスタQ2のエミッタフォロワ出力を比較的低抵抗の
分圧回路で分圧し、その出力をエミッタフォロワで受
け、そのエミッタフォロワ出力により前記初段増幅部の
ベース側に対し負帰還をかける負帰還ループとを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばCCD撮像
素子により得られる映像信号を増幅する広帯域増幅器に
用いて好適な増幅回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】広帯域信号を取り扱う従来の増幅回路と
しては、オペアンプがよく用いられているが、その他に
2段反転増幅回路やベース接地増幅回路が用いられる。
これら2段反転増幅回路やベース接地増幅回路におい
て、広帯域、低歪、安定動作が要求される場合、オープ
ンゲインを確保して負帰還をかけることが行われる。図
2の(イ)は、入力端子1から入力される信号vinを
増幅する初段増幅トランジスタ2と、該初段増幅トラン
ジスタ2のコレクタ出力をさらに増幅する出力段トラン
ジスタ3とを有し、直流分を含む負帰還を実現する2段
反転増幅回路を示す回路図である。この2段反転増幅回
路は、出力段トランジスタ3のコレクタ側の出力端子4
から取り出される出力信号voutをトランジスタ2の
エミッタ側へ負帰還させるための負帰還ループを備えて
いる。この負帰還ループは、トランジスタ3のコレクタ
とトランジスタ2のエミッタ間に接続された抵抗6と抵
抗7の直列回路からなる。この2段反転増幅回路ではオ
ーディオ帯域を満足することは容易であるのに対し、帯
域を広げてRF帯域まで広げるにはトランジスタ3の残
留ベース電荷放出のための抵抗5を追加したり、高域補
償のためのコンデンサ8をトランジスタ3のエミッタ側
とグランド間へ挿入する必要が生じる。
【0003】図2の(ロ)はベース接地増幅回路を示す
回路図である。このベース接地増幅回路では、出力段が
トランジスタ11によるエミッタフォロワを構成してお
り、電圧増幅作用はなく、従って信号の遅延は少ない。
そして、負帰還をかけることが出来れば、帯域の充分広
い広帯域増幅回路となるが、トランジスタ12のベース
がコンデンサ13により交流的に接地されているので負
帰還ループを構成できない。
【0004】これに対し図2の(ハ)に示すように、ト
ランジスタ12のベースとコンデンサ13との間に、コ
ンデンサ13と直列に抵抗14を挿入することで、出力
信号voutによりトランジスタ12へ負帰還をかける
抵抗15による負帰還ループを構成することが可能であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、数個の
トランジスタを用いて広帯域の増幅回路を実現しようと
すると、図2の(イ)に示す2段反転増幅回路を基本と
して構成した従来の増幅回路では、初段増幅トランジス
タ2と出力段トランジスタ3とで信号増幅が行われるた
め、各増幅段での信号の遅延によるゲインの低下が入力
信号の周波数が高くなるほど顕著になって限界周波数が
低くなっていしまい、広帯域の増幅回路の実現が困難に
なる課題があった。
【0006】また、図2の(ハ)に示すベース接地増幅
回路を基本として構成した従来の増幅回路では、負帰還
ループを構成して帯域を広げることが可能となる一方
で、特に高周波帯域でオープンゲインが下がってしまい
広帯域、低歪、安定動作を実現するフィードバック効果
が充分に発揮できない課題があった。
【0007】そこで本発明の目的は、少ない数のトラン
ジスタを用いて広帯域、低歪、安定動作を安価に実現で
きる増幅回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、ベース接地回路を基本構成とするベース側を
交流的に接地していないバイポーラトランジスタを用い
た初段増幅部と、該初段増幅部のバイポーラトランジス
タのコレクタ側から得られた信号をエミッタフォロワで
受け、そのエミッタフォロワ出力を出力信号とする出力
段バイポーラトランジスタと、オープンゲインを低下さ
せることなく、前記エミッタフォロワ出力をもとに前記
初段増幅部に対し負帰還をかける負帰還ループとを備え
たことを特徴とする。
【0009】また本発明は、ゲート接地回路を基本構成
とするゲート側が交流的に接地されていない電界効果ト
ランジスタを用いた初段増幅部と、該初段増幅部の電界
効果トランジスタのドレーン側から得られた信号をソー
スフォロワで受け、そのソースフォロワ出力を出力信号
とする出力段電界効果トランジスタと、オープンゲイン
を低下させることなく、前記ソースフォロワ出力をもと
に前記初段増幅部に対し負帰還をかける負帰還ループと
を備えたことを特徴とする。
【0010】本発明の増幅回路は、ベース接地回路を基
本構成とするベース側を交流的に接地していないバイポ
ーラトランジスタを用いた初段増幅部に対し、オープン
ゲインの低下を招くことのないように、例えば負帰還ル
ープを介して出力段バイポーラトランジスタの出力をバ
ッファトランジスタのエミッタフォロワ出力により前記
初段増幅部へ負帰還させ、ベース接地回路を基本構成と
した簡単な回路構成により広帯域、低歪、安定動作を安
価に実現する。
【0011】また、本発明の増幅回路は、ゲート接地回
路を基本構成とするゲート側を交流的に接地していない
電界効果トランジスタを用いた初段増幅部に対し、オー
プンゲインの低下を招くことのないように、例えば負帰
還ループを介して出力段電界効果トランジスタの出力を
バッファトランジスタのエミッタフォロワ出力により前
記初段増幅部へ負帰還させ、ゲート接地回路を基本構成
とした簡単な回路構成により広帯域、低歪、安定動作を
安価な構成で実現する。
【0012】
【発明の実施の形態】次に本発明による増幅回路の実施
の形態例について説明する。図1は本発明による増幅回
路の一例を示す回路図である。この増幅回路100は、
入力端子21から入力された、例えば映像信号を増幅す
る。この映像信号は直流レベルからRF帯域までの広帯
域の信号成分を有しているため、このような信号を増幅
する増幅回路には、広帯域にわたって各信号成分を増幅
できるフラットな周波数特性と、入力信号に対する同相
出力機能と、増幅する信号帯域の周波数に対し位相回転
のないフラットな位相特性が要求される。このため増幅
回路100は、ベース接地回路を基本構成とするベース
側を交流的に接地していない初段増幅部を構成するNP
NトランジスタQ1、及びそのコレクタ、エミッタ及び
ベースに接続した抵抗R1,R2,R3と、前記初段増
幅部のNPNランジスタQ1のコレクタ側から得られた
信号をエミッタフォロワで受ける出力段NPNトランジ
スタQ2と、オープンゲインを低下させることなく、前
記出力段NPNトランジスタQ2のエミッタフォロワ出
力をもとに前記初段増幅部に対し負帰還をかける負帰還
ループとを備えている。
【0013】この負帰還ループは、出力段NPNトラン
ジスタQ2のエミッタフォロワ出力を比較的低抵抗で分
圧する分圧回路と、分圧回路の出力をエミッタフォロワ
で受けて、そのエミッタフォロワ出力により前記初段増
幅部のNPNトランジスタQ1のベースをドライブして
負帰還をかけるバッファトランジスタQ3とを備えてい
る。前記分圧回路は、抵抗31,32,33を備え、抵
抗31には帰還量調整のための可変抵抗器が用いられて
いる。この分圧回路は、出力段NPNトランジスタQ2
のベースとグランド間に接続されており、抵抗32と抵
抗33との接続点PがバッファトランジスタQ3のベー
スへ接続している。また、直列接続された抵抗31と抵
抗32には、補償コンデンサCcが並列接続されてい
る。この補償コンデンサCcは、バッファトランジスタ
Q3の入力容量Cq3に応じた容量のものが用いられ
る。
【0014】バッファトランジスタQ3のエミッタ側は
前記初段増幅部のNPNトランジスタQ1のベースと接
続し、またコレクタ側は直接グランドへ接続しており、
バッファトランジスタQ3のエミッタ側に挿入される抵
抗R3によりエミッタフォロワを構成し、そのエミッタ
フォロワ出力が前記初段増幅部のNPNトランジスタQ
1のベースをドライブする構成であり、バッファとして
の機能、つまり低出力インピーダンスであるとともに出
力側から入力側への影響の抑制を実現して、前記負帰還
ループを構成することによるオープンゲインの低下を防
止している。
【0015】次に動作について説明する。入力端子21
から入力された信号vinは、初段増幅部のNPNトラ
ンジスタQ1で増幅され、そのコレクタ出力が抵抗Re
と出力段NPNトランジスタQ2からなるエミッタフォ
ロワにより低出力インピーダンスに変換され、信号vi
nと同相である出力信号voutとして出力端子23か
ら出力される。このエミッタフォロワ出力は、帰還ルー
プの抵抗31,32を経てバッファトランジスタ3へ帰
還される。このときの帰還量は抵抗31を可変すること
で調整される。また、バッファトランジスタQ3の入力
容量Cq3に応じて高域補償を行うための補償コンデン
サCcを挿入し、帰還ループの時定数を調整する。バッ
ファトランジスタQ3は、そのエミッタ側に抵抗R3が
挿入され、コレクタ側がグランドへ直接接続されている
ことからエミッタフォロワとして動作し、このバッファ
トランジスタQ3のベースへ負帰還ループを経て帰還さ
れた出力信号voutは低出力インピーダンスの信号に
変換されて、初段増幅部のNPNトランジスタQ1のベ
ースをドライブし、ネガティブフィードバックを行う。
バッファトランジスタQ3が初段増幅部のNPNトラン
ジスタQ1のベースをドライブすることによる前段への
影響は、±ミッタフォロワの特性から抑制されて出力信
号vout側に及ぼす影響は少ない。
【0016】このように負帰還ループを構成して増幅を
行う結果、広帯域、低歪、安定動作が可能となる。特
に、初段増幅部のNPNトランジスタQ1のコレクタ出
力が直結的にNPNトランジスタQ1のベース側へ負帰
還される結果、初段増幅部のNPNトランジスタQ1の
電流増幅率やコレクタ遮断電流の温度上昇に伴う増加が
補償される。また、初段増幅部のNPNトランジスタQ
1とバッファトランジスタQ3のベース−エミッタ間の
電圧V・BEの温度特性は相殺的に作用するため、初段
増幅部のNPNトランジスタQ1の温度による動作点の
安定度が向上する。
【0017】なお、以上の説明では、増幅回路をバイポ
ーラトランジスタを用いて構成した場合について説明し
たが、電界効果トランジスタを用いる構成であってもよ
い。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明の増幅回路
は、ベース接地増幅回路を基本構成として少ない数のト
ランジスタにより構成するとともに、負帰還ループを備
えるように構成したので、広帯域信号の低歪かつ安定し
た増幅を安価に実現できる効果がある。
【0019】また、出力段トランジスタの出力信号を比
較的低抵抗の分圧回路で分圧し、該分圧した信号のバッ
ファトランジスタのエミッタフォロワ出力により、初段
増幅部のトランジスタのベースをドライブする負帰還ル
ープを備えたので、負帰還ループを構成することによる
オープンゲインの低下を防止して、ネガティブフィード
バック効果による広帯域信号の低歪かつ安定した増幅を
実現できる効果がある。
【0020】また、初段増幅部のトランジスタにNPN
トランジスタを用いるとともに、バッファトランジスタ
にPNPトランジスタを使用し、前記バッファトランジ
スタのエミッタフォロワ出力により初段増幅部のトラン
ジスタのベースをドライブし、前記初段増幅部のトラン
ジスタへ負帰還をかける構成にしたので、前記初段増幅
部のトランジスタと前記バッファトランジスタのベース
−エミッタ間の電圧の温度特性が相殺的に作用し、前記
初段増幅部のバイポーラトランジスタの温度による動作
点の安定度が向上し、増幅作用の安定度を向上させる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の増幅回路の一例を示す回路図である。
【図2】従来の増幅回路である2段反転増幅回路やベー
ス接地増幅回路などの構成を示す回路図である。
【符号の説明】
Q1……NPNトランジスタ(初段増幅部のトランジス
タ)、Q2……出力段NPNトランジスタ(出力段トラ
ンジスタ)、Q3……バッファトランジスタ、Cc……
補償コンデンサ(高域補償手段)31,32,33……
抵抗(分圧回路)、100……増幅回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベース接地回路を基本構成とするベース
    側を交流的に接地していないバイポーラトランジスタを
    用いた初段増幅部と、 前記初段増幅部のバイポーラトランジスタのコレクタ側
    から得られた信号をエミッタフォロワで受け、そのエミ
    ッタフォロワ出力を出力信号とする出力段バイポーラト
    ランジスタと、 オープンゲインを低下させることなく、前記エミッタフ
    ォロワ出力をもとに前記初段増幅部に対し負帰還をかけ
    る負帰還ループと、 を備えた増幅回路。
  2. 【請求項2】 前記負帰還ループは、前記出力段バイポ
    ーラトランジスタの出力信号を比較的低抵抗で分圧する
    分圧回路と、該分圧回路で分圧した前記出力信号をエミ
    ッタフォロワで受け、そのエミッタフォロワ出力により
    初段増幅部のバイポーラトランジスタのベースをドライ
    ブするバッファトランジスタとを備えていることを特徴
    とする請求項1記載の増幅回路。
  3. 【請求項3】 前記初段増幅部のバイポーラトランジス
    タおよび前記出力段バイポーラトランジスタはNPNト
    ランジスタであり、前記バッファトランジスタはPNP
    トランジスタを用いていることを特徴とする請求項2記
    載の増幅回路。
  4. 【請求項4】 ゲート接地回路を基本構成とするゲート
    側が交流的に接地されていない電界効果トランジスタを
    用いた初段増幅部と、 前記初段増幅部の電界効果トランジスタのドレーン側か
    ら得られた信号をソースフォロワで受け、そのソースフ
    ォロワ出力を出力信号とする出力段電界効果トランジス
    タと、 オープンゲインを低下させることなく、前記ソースフォ
    ロワ出力をもとに前記初段増幅部に対し負帰還をかける
    負帰還ループと、 を備えた増幅回路。
  5. 【請求項5】 前記負帰還ループは、前記出力段電界効
    果トランジスタの出力信号を比較的低抵抗で分圧する分
    圧回路と、該分圧回路で分圧した前記出力信号をソース
    フォロワで受け、そのソースフォロワ出力により初段増
    幅部の電界効果トランジスタのゲートをドライブするバ
    ッファトランジスタとを備えていることを特徴とする請
    求項4記載の増幅回路。
  6. 【請求項6】 前記負帰還ループは、前記バッファトラ
    ンジスタの入力容量に応じた高域補償手段を備えている
    ことを特徴とする請求項2または請求項5記載の増幅回
    路。
JP14266696A 1996-06-05 1996-06-05 増幅回路 Withdrawn JPH09326644A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015192266A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 日本電信電話株式会社 トランスインピーダンスアンプ回路
JP2018014547A (ja) * 2016-07-19 2018-01-25 日本電信電話株式会社 増幅回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015192266A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 日本電信電話株式会社 トランスインピーダンスアンプ回路
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