JPS59178803A - 増幅回路 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明はアナログ集積回路において多用される広帯域の
増幅回路に関する。

従来例の構成とその問題点 従来よりアナログ集積回路において使用されている増幅
回路あるいは電圧コンパレータの代表的なものとして第
１図に示すような回路があげられる。第１図において、
１は信号入力端子であり、２が出力端子で、３はプラス
側給電端子であり、図示されてはいないが、マイナス側
給電端子は接地されている。

第１図の回路はよく知られた回路であるので、その動作
の詳細は説明は省略するが、この回路は次のような問題
点を有している。

まず、初段の増幅段がＮＰＮ）ランジスタの差動構成に
なっていて差動段の負荷がＰＮＰ　）ランジスタのアク
ティブ負荷（カレントミラー回路）になっているので、
低周波においては高い増幅ゲインを有し、集積回路内で
のバランスに注意することにより入カオフセノト電圧も
小さくなるが、Ｎ　Ｐ　Ｎ　ｌ−ランジスタを主体に形
成される集積回路、上ではＰＮＰ　）ランジスタの遮断
周波数がＮＰＮトランジスタのそれに比べて１桁低く、
高速動作には限界がある。

また、さらに高い増幅ゲインを得るだめには差動段に流
す電流を増加させたり、第２図に示すような多段構成が
とられるが、ＰＮＰトランジスタによる増幅回路の遮断
周波数の制約の問題は依然として残る。

遮断周波数をより高くするだめの構成として第３図に示
されるような回路構成が考えられる。

第３図に示した増幅回路は周知の抵抗負荷の差動増幅回
路に、Ｔ、Ｄ、Ｓ、Ｈａｍｉｌｔｏｎ著”Ｈａｎｄｂｏ
ｏｋｏｆ　１ｉｎｅａｒ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ｆｏｒｒｅｓｅａｒｃｈ”Ｍｃ　
ＧＲＡＹ−ＨＩＬＬ　Ｂｏｏｋ　Ｃｏｍｐａｎｙ（ＵＫ
）。

■１９７７の７６ページに示されたフェアチャイルド社
の演算増幅器のμＡ　７４１　の初段回路を連結したも
ので、２段目の増幅段を構成するＮＰＮ　）ランジスタ
フ１．９けエミッタフォロワとなっているので、ミラー
効果による遮断周波数の低下は生じず、また、ＰＮＰ　
）ランジスタ１５．１６はいずれもエミッタ入力のコレ
クタ出力形式になっているので、第２図の回路以上に高
速動作が可能である０ 発明の目的 本発明は消費電流を増加させることなく、従来以上に高
い周波数の信号にまで追従できる増幅回路を得ることに
ある。

発明の構成 本発明の増幅回路は、エミッタが共通の差動増幅器を構
成する第１および第２のトランジスタと、前記第１．第
２のトランジスタのエミッタと一方の給電線路の間に接
続された第１の電流供給手段と、前記第１のトランジス
タのコレクタと他方の給電線路の間に接続された第１の
抵抗手段と、前記第２のトランジスタのコレクタと他方
の給電線路の間に接続された第２の抵抗手段と、ベース
に前記第１のトランジスタのコレクタ出力が供給される
第３のトランジスタと、ベースに前記第２のトランジス
タのコレクタ出力が供給される第４のトランジスタと、
エミッタに前記第３のトランジスタのエミッタ電流が供
給される第５のトランジスタと、エミッタに前記第４の
トランジスタのエミッタ電流が供給される第６のトラン
ジスタと、前記第３．第４のトランジスタのコレクタに
電流を供給する第２の電流供給手段と、前記第５および
第６のトランジスタのベースに共通ノバイアス電圧を供
給するバイアス手段を具備し、前記第５あるいは第６の
トランジスタのコレクタから出力を取り出すようにした
ことを特徴とするもので、これにより従来以上の高速動
作が可能や、高い増幅ゲインが得られるものである。

実施例の説明・ 、以下、図面に基づいて本発明の増幅回路の実施例を説
明する。

第４図は本発明の一実施例に係る増幅回路の結線図であ
る。同図において、信号入力端子１にはトランジスタ４
のベースが接続され、前記トランジスタ４のエミッタは
トランジスタ５のエミッタとともにトランジスタ６のコ
レクタに接続され、同コレクタにはトランジスタ７０ベ
ースが接続されるとともに一端がプラス側給電線路ａに
接続された抵抗８の他端が接続されている。前記トラン
ジスタ５のコレクタにはトランジスタ９のベースが短続
されているとともに一端がプラス側給電線路ａに接続さ
れた抵抗１ｏの他端が接続され、同ベ−スＩｄ抵抗１１
を介してトランジスタ１２のエミッタに接続されている
。前記トランジスタ１２のエミッタと前記トランジスタ
４のベースの間には抵抗１３が接続され、前記トランジ
スタ７および前記トランジスタ９のコレクタはともにエ
ミッタ７＞Ｅ　クラス側給電線路乙に接続されたトラン
ジスタ１４のコレクタに接続されている。

前記トランジスタ７および９のエミッタはそれぞれトラ
ンジスタ１５および１６のエミッタに接続され、前記ト
ランジスタ１６のベースには前記トランジスタ１６のベ
ースが接続されているとともにトランジスタ１７のエミ
ッタとトランジスタ１８のコレクタが接続され、同コレ
クタにはトランジスタ１９のコレクタとトランジスタ２
０のベースが接続されている。前記トランジスタ１６の
コレクタにはトランジスタ２１のベースおよびコレクタ
、さらには前記トランジスタ１９のベースが接続され、
前記トランジスタｊ９．２１のエミッタ、はいずれもマ
イナス側給電線路すに接続されている。

また、前記トランジスタ１γのベースとコレクタが接続
されて抵抗２２の一端が接続され、前記抵抗２２の他端
はトランジスタ２３のベースおよびコレクタならびに前
記トランジスタ１４のベースに接続され、前記トランジ
スタ２３のエミッタはプラス側給電線路ａに接続されて
いる。

一方、前記トランジスタ１２のコレクタはプラス側給電
線路ａに接続され、同ベースとプラス側給電線路ａの間
には抵抗２４が接続されているとともに、同ベースには
抵抗２５の一端が接続されている。前記抵抗２５の他端
にはトランジスタ２６およびトランジスタ２７のベース
とトランジスタ２８のコレクタが接続され、前記トラン
ジスタ２６゜２７のコレクタはいずれもプラス側給電線
路ａに接続されている。前記トランジスタ２７のエミッ
タには前記トランジスタ６．１８．２８のベースが接続
され、前記トランジスタ６．１８．２８のエミッタはい
ずれもマイナス側給電線路ｂ［接続されている。前記ト
ランジスタ２６のエミッタと前記トランジスタ２０のコ
レクタの間には抵抗２９が接続され、前記トランジスタ
２ｏのコレクタには出力端子２が接続され、同エミッタ
はマイナス側給電線路すに接続されている。

なお、第４図の増幅回路は振幅が１ｏｏｍ　Ｖ−１）ｐ
前後で周波数が数ＭＨｚの正弦波交流信号を次段に接続
されるＩ２Ｌディジタル回路ｔドライブするだめの矩形
波信号に変換するように構成されている。

以上のように構成された第４図の増幅回路にっいて、以
下にその動作を説明する。

第４図において、トランジスタ４，５．６および抵抗８
．１０はよく知られた差動増幅回路を構成しており、ト
ランジスタ７．９はそれぞれ前記トランジスタ４．５の
コレクタ電位の変化をトランジスタ１５．１６のエミッ
タに伝達するための差動型のエミッタフォロワを構成し
ている。また、定電流源を構成するトランジスタ６のコ
レクタ電流はトランジスタ１８のコレクタ電流の２倍と
なるので、抵抗８，１０，２２の抵抗値Ｒをすべて等し
くしておくことによって、無信号時に前記トランジスタ
１５のコレクタ電流と前記トランジスタ１６のコレクタ
電流を平衡させることができる。

前記トランジスタ１５．１６の共通ベースとプラス側給
電線路ａの間の電圧は一定の値に保たれるので、前記ト
ランジスタ７．９，１５，１６ｉＣよる伝達コンダクタ
ンスｇｍは第３図の回路の２倍となる。

第５図は電源電圧が５ｖで、入力端子１に印加される正
弦波入力信号の振幅を０．３Ｖ−ｐｐ一定としたときの
増幅利得Ａｖの周波数特性の実測値を示したもので、第
５図の特性３ａか第４図の回路において、抵抗８，１０
．２２の抵抗値を４．７にΩとし、トランジスタ６．１
８のコレクタ電流をそれぞれ０．７　ｍＡ　、０．３５
ｍＡとし、トランジスタ１９のコレクタに現われる出力
信号をトランジスタ２０のベースを切り離して測定した
ものである。

また、第５図の特性２ａは第３図の回路において同一の
条件でトランジスタ１９のコレクタに瑣われる出力信号
を測定した結果より得られたものであり、第５図の特性
１ａは第２図の回路において、初段と次段の差動回路に
供給する電流値をそれぞれ０．７　ｍＡ　、　０．３５
ｍＡ　　とし、抵抗８，１０゜３０．３１の抵抗値をそ
れぞれ４．７　ＫＱ、　４，７にΩ。

５１０Ω、２７に、Ｈにして出力端子２に現われる出力
信号を測定した結果より得られたもめである。

第５図より明らかなように、本発明の増幅回路では、消
費電流を増加させることなく、従来以上に高い周波数の
信号にまで追従させることができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の増幅回路は、
エミッタが共通の差動増幅器を構成する第１のトランジ
スタ（前述の実施例における４に相当）および第２のト
ランジスタ（同６に相当）と、前記第１．第２のトラン
ジスタのエミッタと一方の給電線路の間に接続された第
１の電流供給手段（前述の実施例においてはトランジス
タ１８が接続されているが、抵抗などの他の電流供給手
段であってもよい。）と、前記第１のトランジスタのコ
レクタと他方の給電線路の間に接続された第１の抵抗手
段メー哲抗　８に相当）と、前記第２のトランジスタの
コレクタと他方の給電線路の間に接続された第２の抵抗
手段（抵抗１０に相当）と、ベースに前記第１のトラン
ジスタのコレクタ出力が供給される第３のトランジスタ
（同７に和尚）ト、ベースに前記第２のトランジスタの
コレクタ出力が供給される第４のトランジスタ（同９ニ
相当）ト、エミッタに前記第３のトランジスタのエミッ
タ電流が供給される第５のトランジスタ（同１５に相当
）と、エミッタに前記第４のトランジスタのエミッタ電
流が供給される第６のトランジスタ（同１６に相当）と
、前記第３．第４のトランジスタのコレクタに電流を供
給する第２の電流供給手段（実施例におけるトランジス
タ１４に相当）と、前記第５および第６のトランジスタ
のベースに共通のバイアス電圧を供給するバイアス手段
（実施例におけるトランジスタ１８とダイオード接続さ
れたトランジスタ１７　、２３　、抵抗２２によって構
成された部分に相当）を具備し、前記第５あるいは第６
のトランジスタのコレクタから出力を取り出すようにし
たことを特徴とするものであり、消費電流を増加させる
ことなく、高い周波数にまで追従できる増幅回路を得る
ことができるという犬なる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ＰＺ、第２図、第３図はいずれも従来例を示す回
路図、第４図は本発明の一実施例に係る増幅回路の回路
図、第５図は本発明の実施効果を説明するだめの利得特
性図である。 ４．５，７，９，１４，１５，１６．１８　　・・・ト
ランジスタ、８．１０・・・・・・抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エミッタが共通の差動増幅器を構成する第１および第２
   のトランジスタと、前記第１．第２のト・ランジスタの
   エミッタと一方の給電線路の間に接続された第１の電流
   供給手段と、前記第１のトランジスタのコレクタと他方
   の給電線路の間に接続きれた第１の抵抗手段と、前記第
   ２のトランジスタのコレクタと他方の給電線路の間に接
   続された第２の抵抗手段と、ベースに前記第１のトラン
   ジスタのコレクタ出力が供給される第３のトランジスタ
   と、ベースに前記第２のトランジスタのコレクタ出力が
   供給される第４のトランジスタと、エミッタに前記第３
   のトランジスタのエミッタ電流が供給される第５のトラ
   ンジスタと、工ξｊりに前記第４のトランジスタのエミ
   ｙり電流が供給される第６のトランジスタと、前記第３
   および第４のトランジスタのコレクタに電流を供給する
   第２の電流供給手段と、前記第５および第６のトランジ
   スタのベースに共通のバイアス電圧を供給するバイアス
   手段を具備し、前記第５あるいは第６のトランジスタの
   コレクタから出力を取り出すようにしたことを特徴とす
   る増幅回路。