JPS5823011B2 - 差動増幅器 - Google Patents
差動増幅器Info
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- JPS5823011B2 JPS5823011B2 JP52058082A JP5808277A JPS5823011B2 JP S5823011 B2 JPS5823011 B2 JP S5823011B2 JP 52058082 A JP52058082 A JP 52058082A JP 5808277 A JP5808277 A JP 5808277A JP S5823011 B2 JPS5823011 B2 JP S5823011B2
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- differential
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- differential amplifier
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/4508—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using bipolar transistors as the active amplifying circuit
- H03F3/45085—Long tailed pairs
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45652—Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC comprising one or more further dif amp stages, either identical to the dif amp or not, in cascade
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は例えばオーディオ回路の集積回路化に好適す
るように外部接続端子を少なくし且つ雑音等の侵入を少
なくした差動増幅器に関する。
るように外部接続端子を少なくし且つ雑音等の侵入を少
なくした差動増幅器に関する。
近時、オーディオ回路においても集積回路化が図られる
傾向にあり、その際に各所で差動増幅器が使用されてい
る。
傾向にあり、その際に各所で差動増幅器が使用されてい
る。
第１図は従来より知られている多段構成の差動増幅器を
示すもので、差動対トランジスタＱ１゜Ｑ２．Ｑ３．Ｑ
４．Ｑ３．Ｑ６．Ｑ７．Ｑ８からなっている。
示すもので、差動対トランジスタＱ１゜Ｑ２．Ｑ３．Ｑ
４．Ｑ３．Ｑ６．Ｑ７．Ｑ８からなっている。
そしてこのような差動増幅器は、そのバイアス方式が初
段を除く各段が差動入力、差動出力つまりダブルエンド
構成になっているため、利得が犬となると共に回路の電
源ｖｃｃ ＶＥＥ からの雑音の侵入が比較的少ない
などの特徴を有している。
段を除く各段が差動入力、差動出力つまりダブルエンド
構成になっているため、利得が犬となると共に回路の電
源ｖｃｃ ＶＥＥ からの雑音の侵入が比較的少ない
などの特徴を有している。
しかしながら、かかる差動増幅器を集積回路化した場合
、外部接続端子が電源端子以外に入力端子１およびバイ
パスコンデンサ接続用の端子２゜３の３個も必要となる
欠点があった。
、外部接続端子が電源端子以外に入力端子１およびバイ
パスコンデンサ接続用の端子２゜３の３個も必要となる
欠点があった。
第２図は同じ〈従来より知られている多段構成の差動増
幅器を示すもので、差動対トランジスタＱｌｌ ｌ Ｑ
ｌ２、Ｑｌ３ ｓ ＱｌいＱｌ、 ｊ Ｑ１６、Ｑ１□
。
幅器を示すもので、差動対トランジスタＱｌｌ ｌ Ｑ
ｌ２、Ｑｌ３ ｓ ＱｌいＱｌ、 ｊ Ｑ１６、Ｑ１□
。
Ｑｌ８からなっている。
そしてこの場合、集積回路化しても必要となる外部接続
端子が電源端子以外に入力端子１１とバイパスコンデン
サ接続用の端子１２の２個で済むものであるが、初段を
除く各増幅段が差動構成つまりダブルエンド構成でなく
非作動構成つまりシングルエンド構成であるために利得
が低く第１図のものと同一利得を得るにはさらに多段構
成としなければならない。
端子が電源端子以外に入力端子１１とバイパスコンデン
サ接続用の端子１２の２個で済むものであるが、初段を
除く各増幅段が差動構成つまりダブルエンド構成でなく
非作動構成つまりシングルエンド構成であるために利得
が低く第１図のものと同一利得を得るにはさらに多段構
成としなければならない。
すなわち第１図のものに比べて電圧利得が１段当り約７
（６ｄＢ）低下するものであるから、差動対トランジス
タが倍数も必要となるものである。
（６ｄＢ）低下するものであるから、差動対トランジス
タが倍数も必要となるものである。
また、かかる第２図のものでは２段目入力の基準接地点
が一方は電源ＶＯＯで、他方はバイパスコンデンサＣ１
、を介して集積回路の外部接地点となるために、どうし
ても集積回路内部の電源に重畳するこさが避けられない
雑音を拾い易いという欠点があった。
が一方は電源ＶＯＯで、他方はバイパスコンデンサＣ１
、を介して集積回路の外部接地点となるために、どうし
ても集積回路内部の電源に重畳するこさが避けられない
雑音を拾い易いという欠点があった。
そして、このことは特にＡＭ用の中間周波数増幅器に用
いた場合において、局部発振器を同一チップ上に搭載し
たときに局部発振信号を拾い込み易くなって受信感度を
低下せしめたり、無信号時にチューニングメータが振れ
たりする弊害があった。
いた場合において、局部発振器を同一チップ上に搭載し
たときに局部発振信号を拾い込み易くなって受信感度を
低下せしめたり、無信号時にチューニングメータが振れ
たりする弊害があった。
そこでこの発明は以上のような点に鑑みてなされたもの
で、集積回路化に好適するように外部接続端子を可及的
に少なくし得ると共に、雑音等の侵入を少なくし得る極
めて良好な差動増幅器を提供することを目的としている
。
で、集積回路化に好適するように外部接続端子を可及的
に少なくし得ると共に、雑音等の侵入を少なくし得る極
めて良好な差動増幅器を提供することを目的としている
。
以下図面を参照してこの発明の一実癩例につき詳細に説
明する。
明する。
すなわち第３図に示すように初段差動対トランジスタＱ
２１ Ｊ Ｑ２□は、その各ベースが外部接続端子２１
，２２に対応して接続され且つその各コレクタが抵抗Ｒ
２□、Ｒ２２を介して電源ＶＯＯに接続されると共に２
段目の差動対トランジスタＱ２４゜Ｑ２３の各ベースに
対応して接続される。
２１ Ｊ Ｑ２□は、その各ベースが外部接続端子２１
，２２に対応して接続され且つその各コレクタが抵抗Ｒ
２□、Ｒ２２を介して電源ＶＯＯに接続されると共に２
段目の差動対トランジスタＱ２４゜Ｑ２３の各ベースに
対応して接続される。
この２段目の差動対トランジスタＱ２３ ＋ Ｑ２４は
前者のコレクタが直接電源ＶＣａに接続され且つ後者の
コレクタが抵抗Ｒ２３を介して型溝■ｃｃに接続される
と共に３段目の差動対トランジスタＱ２５ ＋ Ｑ２６
のうちＱ２５のベースに接続される。
前者のコレクタが直接電源ＶＣａに接続され且つ後者の
コレクタが抵抗Ｒ２３を介して型溝■ｃｃに接続される
と共に３段目の差動対トランジスタＱ２５ ＋ Ｑ２６
のうちＱ２５のベースに接続される。
この３段目の差動対トランジスタＱ２５ 、Ｑ２６の各
コレクタは抵抗Ｒ２４２、Ｒ２，を介して電源Ｖ。
コレクタは抵抗Ｒ２４２、Ｒ２，を介して電源Ｖ。
０に接続されると共に４段目の差動対トランジスタＱ２
８ ＋ Ｑ２□の各ベースに対応して接続される。
８ ＋ Ｑ２□の各ベースに対応して接続される。
この４段目の差動対トランジスタＱ２７ ｔ Ｑ２８の
各コレクタは抵抗Ｒ２６，Ｒ，２□を介して電源Ｖｃｃ
に接続されると共に次段への出力。
各コレクタは抵抗Ｒ２６，Ｒ，２□を介して電源Ｖｃｃ
に接続されると共に次段への出力。
端として導出される。
なお以上において各段の差動対トランジスタＱ２１ 、
Ｑ２□、Ｑ２３ 、Ｑ２４、Ｑ２５ ｔ Ｑ２６、Ｑ２
□。
Ｑ２□、Ｑ２３ 、Ｑ２４、Ｑ２５ ｔ Ｑ２６、Ｑ２
□。
Ｑ２８の各共通エミッタがそれぞれ定電流源ＩＥｚ■ｏ
２．■Ｅ３．■Ｅ４を介して電源ｖＥＥに接続され、る
。
２．■Ｅ３．■Ｅ４を介して電源ｖＥＥに接続され、る
。
またＱ２３のコレクタから帰還抵抗Ｒ２８を介して１段
置きのＱ２６とＱ２２のベースに接続され、Ｑ２□とＱ
２□の各ベース間には帰還抵抗Ｒ２９が接続される。
置きのＱ２６とＱ２２のベースに接続され、Ｑ２□とＱ
２□の各ベース間には帰還抵抗Ｒ２９が接続される。
そして外部接続端子２１はコンデンサＣ２１を介して入
力が加えられる入力端となり、２２゜はバイパスコンデ
ンサＣ２□を介して接地される。
力が加えられる入力端となり、２２゜はバイパスコンデ
ンサＣ２□を介して接地される。
而して以上のような構成から明らかなようにこの発明の
多段構成差動増幅器は電源端子以外の外部接続端子が２
個で済むので、集積回路化に好適すると共に、そのバイ
アス方式が差動構成つまり４ダブル工ンド段（初段を除
いて２段目と４段目）と非差動段（３段目）との交互接
続になっているため、各段を非差動構成つまりソングル
エンド構成とする場合よりも比較的利得が大きいことが
特徴となるものである。
多段構成差動増幅器は電源端子以外の外部接続端子が２
個で済むので、集積回路化に好適すると共に、そのバイ
アス方式が差動構成つまり４ダブル工ンド段（初段を除
いて２段目と４段目）と非差動段（３段目）との交互接
続になっているため、各段を非差動構成つまりソングル
エンド構成とする場合よりも比較的利得が大きいことが
特徴となるものである。
また同時に、集積回路化した場合における内部雑音に対
しても侵入を可及的に抑制し得る効果を併持しているも
のでもある。
しても侵入を可及的に抑制し得る効果を併持しているも
のでもある。
すなわち、後者は集積回路の内部雑音に対しては特に初
段と２段目が強い構成となっていることによりもたされ
るものである。
段と２段目が強い構成となっていることによりもたされ
るものである。
例数ならば初段差動対トランジスタＱ２１ ＋ Ｑ２２
のうち、Ｑ２１のベースは外部からの入力端子であって
その基準接地点が外部接地点となると共に、Ｑ２□のベ
ースはバイパスコンデンサＣ２２によって外部接地電位
となっているために、内部雑音の侵入がない。
のうち、Ｑ２１のベースは外部からの入力端子であって
その基準接地点が外部接地点となると共に、Ｑ２□のベ
ースはバイパスコンデンサＣ２２によって外部接地電位
となっているために、内部雑音の侵入がない。
また２段目の差動対トランジスタＱ２３ ｔ Ｑ２４の
各ベースにそれぞれ初段におけるコレクタ抵抗Ｒ２，、
Ｒ２□を介して電源ｖｃｃに重畳した雑音が加えられて
も、差動段となる該２段目に対して同相成分として加え
られるために出力には現われてこないのである。
各ベースにそれぞれ初段におけるコレクタ抵抗Ｒ２，、
Ｒ２□を介して電源ｖｃｃに重畳した雑音が加えられて
も、差動段となる該２段目に対して同相成分として加え
られるために出力には現われてこないのである。
そして内部雑音が侵入するのは非作動構成つまりシング
ルエンド段となる３段目の差動対トランジスタＱ２５
ｔ Ｑ２６に対してであるが、所望信号については既に
初段と２段目で十分に利得を稼いだ後なので、格別Ｓ
／ ｎの劣化等の問題を生じることなく十分に実用に耐
えるものとなる。
ルエンド段となる３段目の差動対トランジスタＱ２５
ｔ Ｑ２６に対してであるが、所望信号については既に
初段と２段目で十分に利得を稼いだ後なので、格別Ｓ
／ ｎの劣化等の問題を生じることなく十分に実用に耐
えるものとなる。
ところで以上におけるバイアス安定化の条件をみると、
初段、２段目に対してはＱ２１とＱ２２゜Ｑ２３とＱ２
４およびＲ２１，Ｒ２２の相似性に負うており、通常の
集積回路では２段目のＱ２３ ＋ Ｑ２４に流れる電流
比が大きく狂う程の問題は生じない。
初段、２段目に対してはＱ２１とＱ２２゜Ｑ２３とＱ２
４およびＲ２１，Ｒ２２の相似性に負うており、通常の
集積回路では２段目のＱ２３ ＋ Ｑ２４に流れる電流
比が大きく狂う程の問題は生じない。
ちなみに標準的なアナログ集積回路では帰還抵抗Ｒ２９
における電圧降下を無視すればＱ２□とＱ２２のコレク
タ電流比は±３％以内程度に整合する。
における電圧降下を無視すればＱ２□とＱ２２のコレク
タ電流比は±３％以内程度に整合する。
そしてコレクタ抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の電圧降下を２００
ｍＶとして、Ｒ２１１Ｒ２２の相対誤差を±３％（通常
の集積回路で問題なく達成し得る）とすると、初段の出
力電位差（ΔＶＢＢ）は最悪でもΔＶＢＥ −２００ｍ
Ｖ（１−０，９７”）−１１，８２ｍＶとなる。
ｍＶとして、Ｒ２１１Ｒ２２の相対誤差を±３％（通常
の集積回路で問題なく達成し得る）とすると、初段の出
力電位差（ΔＶＢＢ）は最悪でもΔＶＢＥ −２００ｍ
Ｖ（１−０，９７”）−１１，８２ｍＶとなる。
これにより２段目のコレクタ電流比は
となって、実用上支障のない範囲に収まることがわかる
。
。
ただしｖＴ−ＫＴ／ｑであって、Ｋはボルツマン定数、
ｑは電子電荷、Ｔは絶対温度である。
ｑは電子電荷、Ｔは絶対温度である。
また３段目Ｑ２５ ＋ Ｑ２６には出力からＱ２６のべ
−スに直流負帰還がかかるために多少バランスが悪化し
ていても補正されるので問題はない。
−スに直流負帰還がかかるために多少バランスが悪化し
ていても補正されるので問題はない。
ここで各段の電流のアンバランスを可及的に少なくする
には ”Ｅ２°Ｒ２３−ＩＥ４°Ｒ２７ なる条件に設定しておけばよい。
には ”Ｅ２°Ｒ２３−ＩＥ４°Ｒ２７ なる条件に設定しておけばよい。
勿論、その他に、差動出力の場合は各コレクタ抵抗の相
似性や各トランジスタのペースエミッタ電圧ｖＢＥ１電
流増幅率β等の相似性が必要となる。
似性や各トランジスタのペースエミッタ電圧ｖＢＥ１電
流増幅率β等の相似性が必要となる。
なお以上の実症例では４段構成について説明したが、必
ずしもこれに限定されるものではなく、トランジスタに
ついてもＮＰＮに限らずＰＮＰでもよく、ＰまたはＮチ
ャンネルのＦＥＴであっても同様に適用し得る。
ずしもこれに限定されるものではなく、トランジスタに
ついてもＮＰＮに限らずＰＮＰでもよく、ＰまたはＮチ
ャンネルのＦＥＴであっても同様に適用し得る。
従って以上詳述したようにこの発明によれば、集積回路
化に好適するように外部接続端子を可及的に少なくし得
ると共に、雑音等の侵入を少なくし得る極めて良好な差
動増幅器を提供することが可能となる。
化に好適するように外部接続端子を可及的に少なくし得
ると共に、雑音等の侵入を少なくし得る極めて良好な差
動増幅器を提供することが可能となる。
第１図、第２図は従来の差動増幅器を示す回路結線図、
第３図はこの発明に係る差動増幅器の一実施例を示す回
路結線図である。 ・ Ｑ２□〜Ｑ２８・・・・・・差動対トランジスタ、
Ｒ２１〜Ｒ２０・・・・・・抵抗、■。 １〜■Ｅ４・・・・・・定電流源、ＶＯＯＶＥＥ・・・
・・・電源、２１，２２・・・・・・外部接続端子、Ｃ
２１，Ｃ２゜・・・・・・コンデンサ。
第３図はこの発明に係る差動増幅器の一実施例を示す回
路結線図である。 ・ Ｑ２□〜Ｑ２８・・・・・・差動対トランジスタ、
Ｒ２１〜Ｒ２０・・・・・・抵抗、■。 １〜■Ｅ４・・・・・・定電流源、ＶＯＯＶＥＥ・・・
・・・電源、２１，２２・・・・・・外部接続端子、Ｃ
２１，Ｃ２゜・・・・・・コンデンサ。
Claims (1)
- １ ダブルエンドの初段差動対トランジスタと、この初
段差動対トランジスタの一方のベースおよび他方のベー
スに対応して接続される入力用およびコンデンサによっ
て接地されるバイパス用の端子と、前記初段差動対トラ
ンジスタのコレクタに対してダブルエンド段およびシン
グルエンド段として各ベースまたは一方のベースが交互
に縦続接続される少なくとも３段以上の差動対トランジ
スタとを具備し、前記各段の差動対トランジスタに対し
最終段のコレクタから最終段を除く各ダブルエンド段の
他方のベースに第１の帰還抵抗を介して接続すると共に
初段差動対トランジスタの両ベース間に第２の帰還抵抗
を接続することにより、バイアス安定化を図ったことを
特徴とする差動増幅器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52058082A JPS5823011B2 (ja) | 1977-05-19 | 1977-05-19 | 差動増幅器 |
| US05/904,808 US4172238A (en) | 1977-05-19 | 1978-05-11 | Differential amplifiers |
| GB19175/78A GB1563179A (en) | 1977-05-19 | 1978-05-12 | Differential amplifiers |
| DE2821942A DE2821942C3 (de) | 1977-05-19 | 1978-05-19 | Verstärkerschaltung mit einer Anzahl von miteinander in Kaskade geschalteten Differentialverstärkerstufen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52058082A JPS5823011B2 (ja) | 1977-05-19 | 1977-05-19 | 差動増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53142848A JPS53142848A (en) | 1978-12-12 |
| JPS5823011B2 true JPS5823011B2 (ja) | 1983-05-12 |
Family
ID=13073987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52058082A Expired JPS5823011B2 (ja) | 1977-05-19 | 1977-05-19 | 差動増幅器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4172238A (ja) |
| JP (1) | JPS5823011B2 (ja) |
| DE (1) | DE2821942C3 (ja) |
| GB (1) | GB1563179A (ja) |
Cited By (1)
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| US20220203723A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-06-30 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Printing apparatus |
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| US4293822A (en) * | 1979-11-09 | 1981-10-06 | General Electric Company | Gated AGC amplifier with dc feedback |
| JPS57188114A (en) * | 1981-05-16 | 1982-11-19 | Rohm Co Ltd | Limit amplifier |
| JPS57206113A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-17 | Nec Corp | Amplifier for limiter |
| GB2104330A (en) * | 1981-08-19 | 1983-03-02 | Texas Instruments Ltd | Improvements in or relating to amplifiers |
| JPS592410A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-09 | Sony Corp | 電流増幅器 |
| JPH03255711A (ja) * | 1990-03-05 | 1991-11-14 | Rohm Co Ltd | 中間周波増幅回路 |
| JP2834000B2 (ja) * | 1994-06-29 | 1998-12-09 | 日本電気株式会社 | 中間周波増幅回路 |
| US5838199A (en) * | 1996-05-28 | 1998-11-17 | Analog Devices, Inc. | Multi-stage high-performance amplifier |
| KR100204591B1 (ko) * | 1996-11-18 | 1999-06-15 | 정선종 | 복제 전압-전류 변환기를 사용한 혼합기 |
| TWI224418B (en) * | 2003-06-05 | 2004-11-21 | Ind Tech Res Inst | Multi-band low-noise amplifier |
| TWI329977B (en) * | 2005-11-09 | 2010-09-01 | Realtek Semiconductor Corp | Operational amplifier and related noise seperation method thereof |
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| JPS4841653A (ja) * | 1971-09-27 | 1973-06-18 | ||
| JPS5011353A (ja) * | 1973-05-29 | 1975-02-05 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4006400A (en) * | 1975-03-26 | 1977-02-01 | Honeywell Information Systems, Inc. | Reference voltage regulator |
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- 1977-05-19 JP JP52058082A patent/JPS5823011B2/ja not_active Expired
-
1978
- 1978-05-11 US US05/904,808 patent/US4172238A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-05-12 GB GB19175/78A patent/GB1563179A/en not_active Expired
- 1978-05-19 DE DE2821942A patent/DE2821942C3/de not_active Expired
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| US20220203723A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-06-30 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Printing apparatus |
| US11712912B2 (en) * | 2020-12-28 | 2023-08-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Printing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1563179A (en) | 1980-03-19 |
| DE2821942A1 (de) | 1978-11-23 |
| US4172238A (en) | 1979-10-23 |
| JPS53142848A (en) | 1978-12-12 |
| DE2821942C3 (de) | 1981-01-15 |
| DE2821942B2 (de) | 1980-05-14 |
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