JPS5837721B2 - 電流増幅装置 - Google Patents

電流増幅装置

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JPS5837721B2
JPS5837721B2 JP49088081A JP8808174A JPS5837721B2 JP S5837721 B2 JPS5837721 B2 JP S5837721B2 JP 49088081 A JP49088081 A JP 49088081A JP 8808174 A JP8808174 A JP 8808174A JP S5837721 B2 JPS5837721 B2 JP S5837721B2
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JP
Japan
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current
transistor
emitter
resistor
base
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JP49088081A
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JPS5116850A (ja
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政美 河村
ゆき子 甲把
幸郎 鈴木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電流増幅装置に関し、特にある値以下の入力電
流に対して電流増幅率を低減させた電流増幅装置を対象
とする。
トランジスタによって構成された高利得電流増幅回路に
おいて、増幅トランジスタのベースへリーク電流等の信
号電流以外の微小電流が流れ込んだ場合、これが増幅さ
れ、その結果回路に誤動作を生じる恐れがある。
上記リーク電流等を防止することは構造的に困難である
ため、増幅トランジスタのベース・エミツタ間に、上記
リーク電流等を流し込むための抵抗を接続する回路的手
段によって上記誤動作を防止することが公知である。
電流増幅装置における小入力信号での利得を確保し、か
つ、上記リーク電流等による回路の誤動作等の悪影響を
除くために上記の抵抗を、例えばリーク電流等の値を1
00nA程度とすると、数MΩの抵抗値を大きくしな
ければならなくなってくる。
しかしながら上記のように高抵抗を使用する電流増幅装
置を半導体集積回路に構成する場合においては、上記高
抵抗を半導体集積回路内に形成することが製造技術的に
困難なこと、又は占有面積が増大すること等の問題を生
じてくる。
本発明は上記問題を解決するためなされたもので、その
目的とするところは、ある値以下の入力電流に対して電
流増幅率を低減させた電流増幅装置を提供することにあ
る。
上記目的を達成するための本発明の基本的構成は、トラ
ンジスタのベース電極、エミツタ電極及びコレクタ電極
がそれぞれ結合される第1、第2・及び第3の回路点と
、上記トランジスタのベースエミツタ接合と同一方向の
pn接合を有する半導体素子と、上記半導体素子のpn
接合と直列接経された状態で上記第1回路点と上記第2
回路点との間に接続された抵抗とを備え上記第1回路点
に入力電流を供給することによって上記第2、第3回路
点間に出力電流を得るようにしてなる電流増幅装置であ
って、上記入力電流が比較的大きい値であるときは上記
入力電流を実質的に上記トランジスタのベースに流すよ
うに上記抵抗が比較的高抵抗にされ、かつ上記入力電流
が微小値であるときは上記人力電流を実質的に上記半導
体素子と上記抵抗との直列系路に流すように上記半導体
素子のpn接合の面積と上記トランジスタのエミツタ面
積との比が設定されてなることを特徴とする。
以下、実施例にそって図面を参照し、本発明を具体的に
説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である同図に示
すように、第一、第二及び第三の回路点B T ,E
r及びCTに夫々接続されたベース電極、エミツタ電極
及びコレクタ電極を有するトランジスタQ1の上記第一
及び第二の回路点BT−ET間に、上記トランジスタQ
1のベース・エミッタ接合と同一方向の極性にあるpn
接合を有する半導体装置、すなわちこの実施例にあって
はダイオード接続されたトランジスタQ2と調整抵抗R
の直列回路を接続する。
上記調整抵抗Hの値は、所定の値以下の微小電流が供給
されたときのダイオード接続されたトランジスタQ2の
ベース・エミツタ間電圧vnE2と抵抗Rにおける電圧
降下との和すなわち回路点BTとETとの間に与えられ
る電位差を、トランジスタQ1の実質的なしきい値電圧
(通常のトランジスタにおいては約0. 7 V )以
下の値、すなわち上記微小電流が供給されたときの上記
直列回路の電位差を上記トランジスタQ1にベース電流
が実質的に流れない値にし、しかも可能な範囲において
大きな値とする。
例えは、上記微小電流を100nAとすると、抵抗Rの
値はIOOKΩ程度に認定される。
ところで、トランジスタのベース・エミッタ間電圧VB
Eとエミツタ電流■Eとの関係は、特公昭46−800
8号公報等からも周知のように次式(1)のようになる
?しKはポルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子電荷
量、AEはトランジスタのエミッタ面積に比例する電流
係数である。
第1図の構成においては、トランジスタQのベース・エ
ミツタ間電圧をVBEt、トランジスタQ2ノヘース・
エミツタ間電圧をVBE2、エミッタ電流をIB2とす
ると、キルヒホッフの法則により次式が成立する。
?しIB1+ IE.2はそれぞれトランジスタQ1
、Q2のエミツタ電流であり、AEI + AE2はそ
れぞれトランジスタQ1,Q2の電流係数である。
式(3)はトランシスタQl Q2のエミッタ面積比(
AE2/A’E. )と電流比(IB1/IE2)と
抵抗Rに生ずる電圧降下との関係を示している。
一方のトランジスタQ1,Q2のエミッタ電流IEI
y IB2とベース・エミッタ間電圧vBB1,VBE
2との関係は、次式で与えられる。
従って、上記(4)式および(5)式を用いて、トラン
ジスタQ1,Q2のエミツタ面積比( AB2/ABI
)は次のように求められる。
本実施例においては、入力電流が微小値であるときは、
この微小入力電流を実質的にダイオード接続トランジス
タQ2と抵抗Rとの直列系路に流すようにダイオード接
続トランジスタQ2のエミツタ面積AE2とトランジス
タQ1のエミツタ面積AE1との比は下記のように比較
的小さな値に設定されている。
すなわち、上記微小電流1 0 0 nAにおけるダイ
オード接続されたトランジスタQ2のベース・エミツタ
間電圧は、所定のエミッタ面積AE2を有するダイオー
ド接続トランジスタQ2の■■特性より0.49V程度
となる。
またIOOKΩの抵抗Rにおける電圧降下は0.01V
となる。
したがって増幅トランジスタQ0のベース・エミツタ間
電圧が0.5Vとなり、このとき所定のエミツタ面積A
E1を有するトランジスタQ1のエミツタ電流は、その
I B − V BE特性より、例えば約1 0 0
nAとなる。
このときトランジスタQ1 の電流増幅率hFEを10
0とすると、そのベースに流れ込む電流は1nA程度と
なる。
すなわち、トランジスタQIのベース・エミツタ間電圧
0.5■においてほとんどの微小電流はトランジスタQ
2と抵抗Rの直列回路に流れ込むことになる。
すなわち、この場合IE1=IB2=1 00nA,V
BE1=0.5V,VBE2=0.49Vとなり、室温
に於いてはKT/q=0.26mV−0.o 2 6V
となるため、上記(6)式よりトランジスタQl ,Q
2のエミツタ面積比(AE2/AE,)が下記のような
比較的小さな値に設定されている。
?1.469 士; l.5
・・・・・・(lノR=1
00KΩ,AE2/AE1宗1. 5 , K−T/q
O.026Vを上記(3)式に代入すると、本実施例に
おいては上記(3)式より次の一般式が得られる。
。 .。26(,。匹エ,。迎)一。。XIO・■E2AE
1 上記一般式(8)の成立する第1図の実施例にお0゛て
、トランジスタQ2のエミツタ電流■E2がIOCnA
,0.5μA,1μA,2μAの各場合におけるダイオ
ード接続トランジスタQ1のエミッタ電流IB,は次の
ようになる。
次に第1図の実施例において、回路点Brに流入する入
力電流をIBT、回路点Crに流れる出力電流をIOT
とすれば、第1図の電流増幅装置の見かけ上の電流増幅
率hFE’は次のように定義される。
一方、トランジスタQ1自身のエミッタ接地電流増幅率
をhFEとすれば、そのベース電流IB,はIBu=I
E1/( hpo+1 )で与えられ、回路接続点CT
に流れる出力電流IOTとしてのそのコレクタ電流I0
1はIOI−hyB X IB1で与えられ、回路点B
Tに流入する入力電流IBTは=IB2+IB,で与え
られる。
従って、上記(9)式は下記のように変形されることが
できる。
従って、トランジスタQ1自身のエミツタ接地電流増幅
率hFEの値が100であり、上記トランジスタQ1の
エミツタ電流IE,が上記(1)乃至(4)のように変
化した場合の、各パラメータは下表の如くなる。
以上のように、上記(1)の場合のように微小電流領域
においては見かけ上の電流増幅率hFE ’も非常に小
さく入力電流IBTの大部分はダイオード接地トランジ
スタQ2のエミツタ電流IE2となるが、上記(4)の
場合のように大電流領域においては見かけ上の電流増幅
率hFB’も非常に大きくなり入力電流IBTの大部分
はトランジスタQ1のペース電流IB1となる。
以上の説明から明らかなように、微小入力電流において
はこの微小入力電流のほとんどはトランジスと抵抗Rと
の直列径路に流入するためトランジスタQ1の電流増幅
率hFEが100であったとしても見かけ上の電流増幅
率hpE’は非常に小さな値となり、大入力電流におい
ては抵抗Rが比較的高抵抗であることによりこの犬入力
電流のほとんどはトランジスタQ2と抵抗Rとの直列径
路に流入することなくトランジスタQ,のベースに流入
するようになるため見かけ上の電流増幅率hFE〆はト
ランジスタQ1自身のエミツタ接地電流増幅率hFEと
ほぼ等しくなる。
ここで、第4図において、増幅トランジスタQ1のベー
ス・エミツタ間に上記トランジスと抵抗Rの直列回路を
設けた場合の回路点BTから供給する電流IBTに対す
る電流増幅率hFE’の変化を示す。
なお、同図における電流増幅率hFEの変化は、上記直
列回路を設けない場合を示すものである。
第4図においては、トランジスタQ1それ自体の電流増
幅率hFBは大電流領域において低下する。
そのため、見かけ上の電流増幅率hFE ’もhFEの
低下に応じて図示されているように低下する。
なお、同図における電流増幅率hFEの変化は、上記直
列回路を設けない場合を示すものである。
以上説明したような本発明に係る電流増幅装置は、微小
入力電流に対して極端に電流増幅率を低減させるもので
あるため、前記リーク電流等による誤動作を防止できる
また、このために用いる抵抗の値はIOOKΩ程度であ
るため、半導体集積回路内に容易に形成できる。
なお、本願出願人において、回路構成が同一の電流増幅
装置が特許出願されているが、この発明は、広い動作電
流範囲で電流増幅率hFEを一定にするためなされたも
のであり、抵抗の値は比較的小さな値となる。
したがって、目的、構成及び効果において本発明と異な
るものである。
本発明は、前記実施例に限定されず、抵抗Rはトランジ
スタQ2のエミツタ側に設けてもよい。
また、第2図に示すように、トランジスタQ2のコレク
タをトランジスタQ1のベースに接続するものとしても
よいし、第3図に示すようにダーリントン接続により構
成するものとしてもよい。
この場合は、ダイオードはダーリントン接続されたトラ
ンジスタの数に対応して設けるものとする。
したがって、第1図において、トランジスタQ2に替え
ダイオードを利用するものであってもよい。
本発明は、ある値以下の微小入力電流に対してその電流
増幅率を低減できる電流増幅装置として広く利用できる
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図はそれぞれ本発明の一例を示す回路図、
第4図はhFE − IBT特性曲線図である。 Q,− Qs ,Q2・・・・・・トランジスタ、D1
,D2・・・・・・ダイオード、R・・・・・・抵抗。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 トランジスタのベース電極、エミツタ電極及びコレ
    クタ電極がそれぞれ結合される第1、第2及び第3の回
    路点と、上記トランジスタのベースーエミツタ接合と同
    一方向のpn接合を有する半導体素子と、上記半導体素
    子のpn接合と直列接続された状態で上記第1回路点と
    上記第2回路点との間に接続された抵抗とを備え上記第
    1回路点に入力電流を供給することによって上記第2、
    第3回路点間に出力電流を得るようにしてなる電流増幅
    装置であって、上記入力電流が比較的大きい値であると
    きは上記入力電流を実質的に上記トランジスタのベース
    に流すように上記抵抗が比較的高抵抗にされ、かつ上記
    入力電流が微小値であるときは上記入力電流を実質的に
    上記半導体素子と上記抵抗との直列系路に流すように上
    記半導体素子のpn接合の面積と上記トランジスタのエ
    ミツタ面積との比が設定されてなることを特徴とする電
    流増幅装置。
JP49088081A 1974-08-02 1974-08-02 電流増幅装置 Expired JPS5837721B2 (ja)

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JPS5116850A JPS5116850A (ja) 1976-02-10
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5328744Y2 (ja) * 1973-05-11 1978-07-19
JPS53133358A (en) * 1977-04-26 1978-11-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Switch circuit

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4979448A (ja) * 1972-12-06 1974-07-31

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4979448A (ja) * 1972-12-06 1974-07-31

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0240376Y2 (ja) * 1984-03-26 1990-10-29

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