JPS5916404A

JPS5916404A - 増幅回路

Info

Publication number: JPS5916404A
Application number: JP57125366A
Authority: JP
Inventors: Noboru Ishihara; 昇石原; Yukio Akazawa; 赤沢　幸雄; Mamoru Obara; 小原　護
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1982-07-19
Filing date: 1982-07-19
Publication date: 1984-01-27
Also published as: JPH0131327B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、素子値の変更、調整が困難な、例えばモノリ
シック集積回路、ハイブリッド集積回路の各種増幅回路
において、広帯域化のためのピーキング特性おるいは同
調特性を安定に実現しうるようにした増幅回路に関する
ものである。

技術の背景従来のピーキング技術について説明する。第１図は、従
来のエミッタピーキング増幅回路である。

回路構成は、入カドランジスタロと負荷抵抗７（ＲＬｌ
）ｌ　　直列帰還抵抗ａ　（Ｒｇ＋）及びピーキング容
量９　ＣＣｐ）よシなシ、入力端子は入カドランジスタ
ロのペース端子１．出力端子は入カドランジスタロのコ
レクタ端子２アある。なお４，５はそれぞれ高電位電源
端子（交流接地電位）及び低電位電源端子でおる。ナ該
増幅回路は、直列帰還形増幅回路でｓｂ、直列帰還抵抗
８　（Ｒ２１）とピーキング容量９　ＣＣｐ）の並列接
続によって低周波領域では帰還量が大きく、高周波領域
では帰還量が小さくなるように構成されておシ、その電
圧利得Ａｖは、角周波数をω、ピーキング容量９　ＣＣ
ｐ）を接続しないときの該増幅回路の５ｃｌＢｄｏｗｎ
帯域をωｂとすると、で近似される。

従って、上式よシω”１／（ＲＨ・Ｃｐ）のとき零点を
生じ、該増幅回路の直列帰還抵抗８（Ｒよ、）とピーキ
ング容量９ＣＣｐ）を適当な値に設定し、零点を調整す
ることによシ入カドランジスタロ自身の狭帯域化効果を
補償することが可能であシ、該増幅回路の広帯域化を図
ることができる。

第２図は、従来の差動形のエミッタピーキング増幅回路
である。第２図について説明する。回路構成は、前述し
た第１図のエミッタピーキング形増幅回路を差動形式と
したものであシ、入カドランジスタロ、入力トランジス
タ１０．負荷抵抗７（ＲＬｌ）ｌ負荷抵抗１５（Ｒｔ、
ｚ）＋直列帰還抵抗８　（Ｒ１！、）。

直列帰還抵抗１６　（ＲＨ２）及び定電流回路１７　に
よシ差動対が形成され、入力トランジスタ及び入力トラ
ンジスタ１０のエミッタ間にピーキング容量９ＣＣｐ　
）が接続された構成となっている。入力端子は入カドラ
ンジスタロ及び１０のペース端子１とペース端子１６で
あシ、出力端子は入カドランジスタロ及び１０のコレク
タ端子２及び１２である。該増幅回路の動作は、前述し
た第１図のエミッタピーキング形増幅回路と同様に考え
られ、該増幅回路の電圧利得Ａｖは、入カドランジスタ
ロ及び１０が同一であシ、直列帰還抵抗８　（Ｂｉｔ　
）と１６（Ｒｇｚ）が等しいとするとＬＡｖ　出（１＋　ｊω２・ＲｌｃｍＣｐ）Ｒ１！　（１
＋）　−ノ ωｂで近似される。

従って、前述の第１図のエミッタピーキング形増幅回路
の場合と同様に、直列帰還抵抗８（Ｒ＋ｅｌ　）　＋１
６（８ｗ２）及びピーキング容量９　（ＣＰ）を適当な
値に設定することによシ、高周波特性を補償するピーキ
ングを施すことが可能である。

従来技術と問題点以上説明したように従来のエミッタピーキング技術は、
増幅回路の広帯域化を施す上で有効な技術である。しか
しながら、集積回路等でピーキングを用いる場合、抵抗
値及び容量値、さらにトランジスタ特性に製造のばらつ
きがあυ、設計通υのピーキング特性を得ることが困難
である。特に高周波領域でのピーキングでは、直列帰還
抵抗Ｒ。

とピーキング容量ｃｐの積を小さく取る必要があるが、
精度よく低抵抗値、低容量値を実現することがむずかし
く、場合によっては、発振を起す等の不都合が生じ、設
計通シに安定したピーキングを施すことが困難である。

外付は部品によシ調整を行なおうとする場合は、パッケ
ージ出力ピンに外付は部品接続点をとシ出さなければな
らず、パッケージの容量等の浮遊素子が付加し、特に超
広帯減増幅器の実現では、この浮遊素子がピーキング特
性９周波数特性を大きく支配してしまい調整が困難とな
る。また各種同調増幅回路においても同様の理由から設
計値通シの同調特性を得ることは困難であった。

発明の目的本発明は、これらの欠点を除去するため容量を用いたピ
ーキング増幅回路または同調増幅回路において、容量を
任意に調整するためのあらたな制御端子を設けることに
より、任意のピーキング特性あるいは同調特性が安定に
得られるように構成したもので、その目的は増幅回路の
ピーキング特性、同調特性を簡単な手段で安定にし、増
幅回路の広帯域化、製造価格の低減を図ることにある。

発明の実施例第６図は、本発明の一実施例である。第６図に示すピー
キング同調整形増幅回路について説明する。回路構成は
、入カドランジスタロ、負荷抵抗７（Ｒｒ、＋）＋直列
帰還抵抗ａ（Ｒｇ＋）　　によシ直列帰還形の増幅回路
が形成されておシ、入力端子は、入力トランジスタ乙の
ベース端子１であシ、出力端子は入カドランジスタロの
コレクタ端子２である。

第１のトランジスタのピーキング量調整用トランジスタ
１Ｂはベースとエミッタ間の拡散容量をピーキング容量
として用いるためのものでｓｂ、該トランジスタ１Ｂの
ベースが入カドランジスタロのエミッタに接続され、ま
たエミッタは、第２のトランジスタのベース接地トラン
ジスタ　１９を介して接地されていることによシ該トラ
ンジスタ１８のベース・エミッタ間の容量がピーキング
容量として作用する。（なお抵抗２１　（Ｒ１）、　２
３　（Ｊ？２）はバイアス用抵抗である。）このときの
ピーキング容量Ｃｐｃはピーキング容量用トランジスタ
１８の相互コンタクタンスをＱｍ、少数キャリアのベー
ス走行時間をτ２とし接合容量が十分小さいとすると、
近似的にＣｐｔｙ＋Ｊ７お・τ２（ベース・エミッタ間
の拡散容量）で与えられる。さらに、相互コンダクタン
スムは、ボルツマン定数をＸ、絶対温度をＴ、電気素量
をｔ、ピーキング容量用トランジスタ１８を流れる電流
をＩｐとすると、Ｉｙｎ　＝　狂１ｐ　　であるがｔ＋
τＦら、ピーキング容量Ｃｐｃは、Ｃｐｃ中−ＫＴイｐとな
る。

τｙ　”　２５ｐ＃とじた場合のｒｐとＣｐｃの関係警
笛４図に示す。従って、ピーキング量調整用トランジス
タ１８を流れる電流１ｐを変化せしめることによ）ピー
キング容量値を変化させることが可能である。

ピーキング量制御用トランジスタ２４は、とのピーキン
グ容量用トランジスタ１８を流れる電流１ｐを制御する
ためのものであシ、ピーキング量制御端子であるトラン
ジスタ２４０ベース端子２５に印加する電圧を可変とす
ることによシミ流１ｐを制御することができる。従って
、該ピーキング量制御端子２５に印加する電圧を任意に
設定することにより、任意のピーキング特性を得る事が
可能である。該増幅回路の電圧利得Ａｖｃは、ピーキン
グ量制御用トランジスタのベース・エミッタ間抵抗が直
列帰還抵抗８　（Ｒｚ＋　）に比べ十分大きいとすると
で近似でき、Ｉｐを調整することによって任意のピーキ
ング特性が得られ増幅回路の広帯域化を安定に図ること
が可能である。

第５図は、本発明の他の実施例である。第５図について
説明する。回路構成は、前述の第５図において、ピーキ
ング容量用トランジスタ１８及びベース接地用トランジ
スタ１９を逆動作させたもので、すなわちコレクタをエ
ミッタとして、エミッタをコレクタとして動作させたも
ので第５図のエミッタとコレクタを逆に接続したもので
ある。

以下逆動作させるとはコレクタをエミッタとして、エミ
ッタをコレクタとして動作させることで、端子４および
５の高電位電源端子（交流接地電位）。

低電位電源端子も逆になるととを意味する。その動作は
、第６図の場合と同様に考えられるが、ピーキング容量
Ｃｐｃは、逆方向ベース走行時間をτ、トスると　Ｃｐ
ｃ　＝ｘ　ｒ・Ｉｐ　となシ、ベース・コレクタ間の拡
散容量によシ与えられる。該増幅回路は前述の第６図の
増幅回路に比べ一般にτ８）ｔ、であることよシ、大き
なピーキング容量値を得ることができ、またその電圧利
得は第６図の説明中における０式においてりを−に置き
換えた式で与えられ、その効果は第３図の場合と同等で
ある。

第６図は、本発明の他の実施例である。第６図について
説明する。回路構成は、前述の第３図の増幅回路におい
てピーキング容量用トランジスタ１８、ベース接地用ト
ランジスタ１９．及びピーキング量制御用トランジスタ
２４のＮＰＮ形トランジスタのかわシにＰＮＰ形トラン
ジスタを用いて構成したものであり、その動作は前述の
第３図の場合と同様に考えられる。

第７図は本発明の他の実施例である。第７図について説
明する。回路構成は前述の第６図の増幅回路においてピ
ーキング容量用トランジスタ１８及びベース接地用トラ
ンジスタ１９を逆動作させたものでおる。その動作は、
前述の第５図の場合と同様に考えられる。

第８図は本発明の他の実施例である。第８図について説
明する。回路構成及びその動作は、前述した第６図の増
幅回路と同等で６Ｄ、異なるのけピーキング容量用トラ
ンジスタ１８を流れる電流ＩＰの制御法である。６１は
第２のトランジスタに相当する。その動作はピーキング
量調整用トランジスタ３１を流れる電流をピーキング量
制御用端子２５に印加する電圧にょ多制御し定電流回路
６゜の作用によって、相補的にピーキング容量用トラン
ジスタ１８を流れる電流１ｐを制御するものである。そ
の他の作用は、第６図の場合と同等である。

第９図は本発明の他の実施例である。第９図について説
明する。回路構成は前述の第８図の増幅回路においてピ
ーキング容量用トランジスタ１８゜ピーキング量制御用
トランジスタ６１を逆動作させたものである。その動作
は、第８図の場合と同様に考えられる。

第１０図は、本発明の他の実施例である。第１０図につ
いて説明する。回路構成は前述の第８図の増幅回路にお
いてピーキング容量用トランジスタ１８、ピーキング量
制御用トランジスタ３１のＮＰＮ形トランジスタのかわ
シにＰＮＰ形トランジスタを用いて構成したものであシ
、その動作は、第８図増幅回路の場合と同様に考えられ
る。

第１１図は本発明の他の実施例である。第１１図の増幅
回路について説明する。回路構成は、前述の第１０図増
幅回路においてピーキング容量用トランジスタ１８．ピ
ーキング量制御用トランジスタ６１　を逆動作させたも
のであシ、その動作は第９図増幅回路の場合と同様に考
えられる。

第１２図は、本発明の他の実施例でおる。第１２図につ
いて説明する。回路構成は、前述の第６図の増幅回路の
説明中の直列帰還形増幅回路において第１のトランジス
タに和尚するピーキング容量用トランジスタ２７のベー
スが入力トランジスタ乙のエミッタに接続され、エミッ
タは抵抗２８（７？、）を介して接地されている。また
第２のトランジスタに相当するピーキング量制御用トラ
ンジスタ２９のコレクタは、トランジスタ２７のエミッ
タに接続され、エミッタは高電位電源端子４に接続され
ている。従って、ピーキング量制御用端子２５に印加す
る電圧Ｖｐｃを制御することによシピーキング容量用ト
ランジスタ２７を流れる電流を制御し、ピーキング容量
用トランジスタ２７のペース・エミッタ間の拡散容量を
制御せしめることによシ、ピーキング容量値を調整する
ことが可能である。

その電圧利得は、抵抗２Ｂ（Ｒ，）の値が直列帰還抵抗
８　（Ｒｓｈ　）Ｉ比べ十分率さいとすると、第６図の
増幅回路説明中の０式と同等に表わせ、ピーキング量制
御用端子２５に印加せしめる電圧を制御せしめることに
よシ任意のピーキング特性を得ることが可能である。

第１６図は、本発明の他の実施例である。第１６図につ
いて説明する。回路構成は前述の第１２図の増幅回路に
おいてピーキング容量用トランジスタ２７を逆動作させ
たものであシ、その動作は前述の第１２図の増幅回路の
場合と同様である。

第１４図は本発明の他の実施例である。第１４図の差動
形のピーキング量調整形増幅回路について説明する。回
路構成は、入カドランジスタロ及び１０、負荷抵抗７（
７？Ｌ＋）及び１５（ＲＬ２）、直列帰還抵抗８（Ｒｉ
＋＋）及び１６（ＲＩＥ２）と定電流回路６０によシ直
列帰還形差動増幅回路が構成されてお多入力端子は入カ
ドランジスタロ及び１０のペース端子１と１６であシ、
出力端子はコレクタ端子２と１２である。

ピーキング容量用トランジスタ１８及び第２のトランジ
スタに相当する６２は、ベース・エミッタ間の拡散容量
をピーキング容量として用いるためのもので、ｂｂ、ト
ランジスタ１８のベースは入力書トランジスタ６のエミ
ッタ５に、トランジスタ５２０ベースは入力トランジス
タ１０のエミッタに接続され、まだ、トランジスタ１８
と３２のエミッタが結合されている事によ）、差動対を
成す入カドランジスタロと１０のエミッタ間にピーキン
グ容のときのピーキング容量Ｃｐｃは、トランジスタ１
８及び６２が同一のものであるとすると近似的に、１　
ｔτＦＣｐｃ　＋　２　、、、・Ｉｐ　　で表わせ、トランジ
スタ１８及び６２を流れる電流１ｐを制御することによ
って調整可能でおる。ピーキング量制御用トランジスタ
２４は、ピーキング容量用トランジスタ１８及び６２を
流れる電流１ｐを制御するためのものであシ、ピーキン
グ量制御端子２５に任意の電圧ＶｐＣを印加させる事に
よってＩｐを変化させ、所望のピーキング特性を得る事
ができる。なお、電圧利得の式は近似的にＲ，、＝　Ｒ
，□　とすると、前述した第６図の説明中における０式
と同大で表わせる。

第１５図は本発明の他の実施例である。第１５図につい
て説明する。回路構成は、前述の第１４図の増幅回路に
おいて、ピーキング容量用トランジスタ１８及び６２を
逆動作させたものであシ、その動作は前述の第１４図の
場合と同様に考えられる。

第１６図は本発明の他の実施例である。第１６図につい
て説明する。回路構成は前述の第１４図の増幅回路にお
いて・、ピーキング容量用トランジスタ１８及び６２．
ピーキング量制御用トランジスタ２４のＮＰＮ形トラン
ジスタのがゎシにＰＮＰ形トランジスタを用いて構成し
たものであシ、その動作及び効果は、第１４図の場合と
同様に考えられる。

第１７図は本発明の他の実施例である。第１７図につい
て説明する。回路構成は前述の第１６図の増幅回路にお
いてピーキング容量用トランジスタ１８及び３２を逆動
作させたものであ夛、その動作は、前述の第１５図の場
合と同様に考えられる。

なお、第６図及び第５図から第１７図まで本発明の詳細
な説明したが、その他同調増幅回路等多種の回路におい
て、容量としてトランジスタの拡散容量を用い、その値
を制御することによシ、任意のピーキング特性、同調特
性等を調整可能とする増幅回路を実現することができる
。

発明の詳細な説明したように、容量を用いたピーキング増幅回路、
同調増幅回路等においては、容量としてトランジスタの
拡散容量を用い該トランジスタを流れる電流を、おらた
な制御端子によシ調整することによって任意の容量を実
現し所望のピーキング特性、同調特性を実現することが
可能である。

特に素子のばらつきによシ安定したピーキング特性、同
調特性等を施す事が困難であるモノリシック集積回路、
ハイブリッド集積回路の各種増幅回路においては、外部
端子から特性を調整できることによって、特性の安定化
、製造価格の低減化を図ることができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のエミッタピーキング増幅回路、第２図
は従来の差動形のエミッタピーキング増幅回路、第３図
及び第５図〜第１６図は本発明のピーキング同調整形増
幅回路の各実施例、第４図は電流と拡散容量の関係の例
、第１４図〜第１７図は本発明の差動形のピーキング同
調整形増幅回路の各実施例である。１．１３．２５・・・ベース端子、３．１４・・・エミ
ッタ端子、２．１２・・・コレクタ端子、４・・・高電
位電源端子（交流接地電位）、５・・・低電位電源端子
、６，１ｏ・・・入力トランジスタ、７，１５・・・負
荷抵抗、８，１６・・・直列帰還抵抗、９・・・ピーキ
ング容量、１Ｂ、２７．３２・・・ピーキング容量用ト
ランジスタ、２１．２３・・・バイアス用抵抗、２４，
２９，３１・・・ピーキング量制御用トランジスタ、２
８・・・抵抗、２５・・・ピーキング量制御用端子、１
７　、　！１０・・・定電流回路、１９・・・ベース接
地用トランジスタ特許出願人　日本電信電話公社代理人　弁理士玉蟲久五部　（外３名）第１図　　第２
図第５図　　第６図第　　３　図第７図第８０　　　第９図第　１１　　図　　　　　　　第　１２　　四乗１０図Ｍ　　１３　　図第１４図 ′５第　１６　　図第　】５　図第　１７　　図

Claims

【特許請求の範囲】＋１１　　第１のトランジスタのコレクタ端子と第２の
トランジスタのコレクタ端子を電気的に異通に接続し、
該第１のトランジスタのエミッタ端子と該第２のトラン
ジスタのエミッタ端子を電気的に共通に接続し、該第１
および第２のトランジスタのコレクタ端子を該第１およ
び第２のトランジスタが活性領域で動作するようバイア
スし、該第１および第２のトランジスタのエミッタ端子
を電流値を可変とする機能と電流値の制御端子を有する
電流源の一方の端子に接続し、該電流源の他方の端子を
交流接地電位に接続し、該電流源の電流値を制御して該
第１および第２のトランジスタのベース端子間の容量値
を可変とする容量値調整回路を具備することを特徴とす
る増幅回路。（２＋第１のトランジスタのコレクタ端子と第２のトラ
ンジスタのコレクタ端子を電気的に共通に接続し、該第
１のトランジスタのエミッタ端子と該第２のトランジス
タのエミッタ端子を電気的に共通に接続し、該第１およ
び第２のトランジスタのコレクタ端子を該第１および第
２のトランジスタが活性領域で動作するようバイアスし
、該第１および第２のトランジスタのエミッタ端子を電
流源の一方の端子に接続し、該電流源の他方の端子を交
流接地電位に接続し、該第２のトランジスタのベース端
子の電位を調整して該第１のトランジスタのバイアス電
流を制御し、該第１のトランジスタのベース端子と交流
接地間の容量値を可変とする容量値調整回路を具備する
ことを特徴とする増幅回路。（３）　　第１のトランジスタのコレクタ端子と第２の
トランジスタのコレクタ端子を電気的に共通に接続し、
該第２のトランジスタのコレクタ端子とエミッタ端子間
に抵抗を接続して電流値を可変とする機能と電流値の制
御端子を有する電流源を形成し、該電流源の他方の端子
を交流接地電位′に接続し、該第１のトランジスタのコ
レクタ端子を該第１のトランジスタが活性領域で動作す
るようバイアスし、該電流源の電流値を制御することに
ょシ該第１のトランジスタのペース端子と交流接地電位
間の容量値を可変とする容量値調整回路を具備すること
を特徴とする増幅回路。