JPS59226507A - Amplifying device - Google Patents

Amplifying device

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JPS59226507A
JPS59226507A JP58102172A JP10217283A JPS59226507A JP S59226507 A JPS59226507 A JP S59226507A JP 58102172 A JP58102172 A JP 58102172A JP 10217283 A JP10217283 A JP 10217283A JP S59226507 A JPS59226507 A JP S59226507A
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electrode
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Nobuo Fujiwara
伸夫 藤原
Tatsuhiko Hirano
達彦 平野
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Nippon Victor KK
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Victor Company of Japan Ltd
Nippon Victor KK
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Abstract

PURPOSE:To obtain an amplifying device of a large output, which is excellent in its linearity by a simple constitution, by cascading two active elements whose conductive type is different from each other, and connecting a constant-current circuit or a resistance between its connecting point and a reference potential point. CONSTITUTION:An input impedance of a circuit of a transistor Qa is extremely small, and also, a current amplification factor alpha of a circuit of the transistor Qa is about 1. Accordingly, an output signal of voltage Vo from an amplifier Ai is applied to the emitter of the transistor Qa as a current of a current value of (i)=Vo/Z1 through an impedance Z1 connected to the emitter of the transistor Qa, and supplied to the emitter of a transistor Qb from its collector. A circuit of the transistor Qb constitutes a base ground type amplifying circuit, therefore, as to a current flowing to the collector side of the transistor Qb, too, its current value becomes (i).

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、増幅装置、特にアナログ信号用集積回路(リ
ニアIC)を用いて、高忠実度で大出力の信号が容易に
得られるような増幅装置、例えばオーディオ機器用の増
幅装置に適する増幅装置を容易に提供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention is directed to an amplifying device, in particular an analog signal integrated circuit (linear IC), which enables high-fidelity, high-output signals to be easily obtained. It is intended to easily provide an amplifying device suitable for an amplifying device, for example, an amplifying device for audio equipment.

(従来例と問題点) オーディオ機器においては、大出力の信号が高い忠実度
で得られるような増幅装置が必要とされることが多く、
従来から各種形式の増幅装置が提供されていることは周
知のとおりである。
(Conventional examples and problems) Audio equipment often requires amplification devices that can obtain high-output signals with high fidelity.
It is well known that various types of amplification devices have been provided in the past.

第1図は、個別部品を用いて構成されている増幅装置と
して、現在最も一般的に用いられている増幅装置の基本
構成を示すブロック図であって、この第1図において、
1は入力端子、Q1〜Q9はトランジスタ、CCは定電
流源回路、1〜4は抵抗、E1〜E3.+Vcc、−V
ccは電源、AOは増幅器(通常、増幅器Aoとしては
利得lの電力増幅器が用いられている)、5は出力端子
であり、第1図示の増幅装置はトランジスタQl、Q2
と定電流源回路CCと抵抗2,3などによって構成され
る差動増幅回路と、トランジスタQ7〜Q9の−カレン
トミラー回路と抵抗4とトランジスタQ3〜Q6などに
よって構成された差動増幅回路と、利得が1の増幅器A
とによって構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of an amplifier currently most commonly used as an amplifier constructed using individual parts.
1 is an input terminal, Q1 to Q9 are transistors, CC is a constant current source circuit, 1 to 4 are resistors, E1 to E3. +Vcc, -V
cc is a power supply, AO is an amplifier (normally, a power amplifier with a gain of l is used as the amplifier Ao), 5 is an output terminal, and the amplifier shown in the first diagram includes transistors Ql and Q2.
and a differential amplifier circuit composed of a constant current source circuit CC and resistors 2 and 3, etc., and a differential amplifier circuit composed of a -current mirror circuit of transistors Q7 to Q9, a resistor 4, transistors Q3 to Q6, etc., Amplifier A with a gain of 1
It is composed of.

第1図示の増幅装置において、トランジスタQ3゜Q4
の回路、及びトランジスQ5.Q6の回路、ならびにト
ランジスタQ8.Q9の回路などは、それぞれカスコー
ド増幅回路として(■成されていて。
In the amplifier device shown in the first diagram, transistors Q3゜Q4
circuit, and transistor Q5. Q6 circuit, as well as transistor Q8. The circuits such as Q9 are each constructed as a cascode amplifier circuit (■).

大振幅時における信号の直線性の悪化を防止しでいる。This prevents deterioration of signal linearity when the amplitude is large.

前記した第1図示の従来例の増幅装置は、部品点数が多
く、製作に時間が掛かり、コスト高になるという欠点が
ある他、抵抗4に発生する電圧゛や、電源El−E3な
どの電圧などの存在が電源電圧の有効利用率を低下させ
るために、増幅装置から大出力を得ようとするときに不
利益が生じるなどの問題点があり、それの改善が望まれ
ていた。
The conventional amplifying device shown in FIG. Since the existence of such components reduces the effective utilization rate of the power supply voltage, there are problems such as disadvantages when trying to obtain a large output from the amplifier device, and there has been a desire to improve this problem.

また、第2図は、従来の増幅装置の他の構成例のものの
ブロック図であって、この第2図において、1は入力端
子、Ai、Aoは増幅器であって、入力端子1に与えら
れた入力(8号は増幅器Atで増幅されてから、ベース
接地型式の増幅回路を構成しているトランジスタQIO
のエミッタに抵抗R1を介して供給される。
FIG. 2 is a block diagram of another example of the configuration of the conventional amplifier device. In FIG. input (No. 8 is amplified by amplifier At, and then connected to transistor QIO, which constitutes a common-base type amplifier circuit)
is supplied to the emitter of via a resistor R1.

周知のように、ベース接地型式の増幅回路の入力インピ
ーダンスは極めて低いから、増幅器Atの出力信号の電
圧をVoとすると、トランジスタQIOのエミッタに抵
抗R1を介して供給される信号電流iの大きさは、1=
Vo/R1で表わされるものとなるが、ベース接地増幅
回路を構成しているトランジスタQIOのコレクタから
の出力信号電流もiとなる。
As is well known, the input impedance of a common base type amplifier circuit is extremely low, so if the voltage of the output signal of the amplifier At is Vo, the magnitude of the signal current i supplied to the emitter of the transistor QIO via the resistor R1 is is 1=
Although expressed as Vo/R1, the output signal current from the collector of the transistor QIO constituting the common base amplifier circuit is also i.

そして、ベース接地増幅回路を構成しているトランジス
タQIOの出力信号電流iは、カレントミラー回路を構
成しているトランジスタQll−Q13を介して増幅@
Aoの入力側回路に与えられる。
The output signal current i of the transistor QIO forming the common base amplifier circuit is amplified via the transistors Qll-Q13 forming the current mirror circuit.
It is given to the input side circuit of Ao.

ところで、増幅器Aoの入力側回路には、定電流源回路
CCIが設けられているから、増幅器AOの入力側には
前記したカレントミラー回路を介して現われた出力信号
iと対応して大きな電圧変化を示す信号が生じる。なお
、第2図中においてR2、R3は補正抵抗、E 4. 
E 5は電源であって、カレントミラー回路中のトラン
ジスタQ 12. Q 13はカスコード増幅回路を構
成している。
By the way, since the input side circuit of the amplifier Ao is provided with the constant current source circuit CCI, there is a large voltage change on the input side of the amplifier AO corresponding to the output signal i appearing via the current mirror circuit. A signal indicating this is generated. In addition, in FIG. 2, R2 and R3 are correction resistors, and E4.
E 5 is a power supply, and transistor Q in the current mirror circuit 12. Q13 constitutes a cascode amplifier circuit.

前記した第2図示の増幅装置は、増幅器Aiの出力信号
によってベース接地増幅回路を構成しているトランジス
タQIOのエミッタに抵抗R1を介して供給される信号
電流iが、カレントミラー回路を介して高インピータン
ス回路に与えられることにより、そこで大きな電圧変化
に変換されるから、例えば、増幅器Aiとして大きな出
力信号電圧の発生できないリニアICを用いても、増幅
器Aoの入力側には大きな信号電圧を得ることができ、
したがって、第2図示の構成態様を有する増幅装置は、
大出力の増幅装置を少ない部品点数の回路構成によって
、容易に提供できるという利点があり経済的に優れた回
路といえる。
In the amplifier device shown in the second diagram, the signal current i, which is supplied via the resistor R1 to the emitter of the transistor QIO constituting the common base amplifier circuit by the output signal of the amplifier Ai, is raised to a high level via the current mirror circuit. Since it is applied to the impedance circuit and converted into a large voltage change there, for example, even if a linear IC that cannot generate a large output signal voltage is used as the amplifier Ai, a large signal voltage can be obtained at the input side of the amplifier Ao. It is possible,
Therefore, the amplifier device having the configuration shown in the second figure is
This circuit has the advantage of being able to easily provide a high-output amplifier with a circuit configuration with a small number of parts, and can be said to be an economically superior circuit.

しかしながら、第2図示の増幅装置には、カレントミラ
ー回路の構成に使用されているトランジスタQ11.Q
12の相互コンダクタンスの変化によって直線性の悪化
が生じたり、また、補正抵抗R2、R3に生じる信号電
圧が、寄生容量などを通して高域特性の悪化を生じさせ
たり、さらに、トランジスタQ13や電源E5の存在に
よって、マイナス側の電源利用率が悪化する、などの問
題点があり、それの改善が望まれた。
However, the amplifier device shown in FIG. 2 has transistors Q11. Q
In addition, the signal voltage generated in the correction resistors R2 and R3 may cause deterioration of high frequency characteristics through parasitic capacitance, etc. There were problems such as a worsening of the power utilization rate on the negative side due to its existence, and improvement of this problem was desired.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、ベースまたはゲート(第1電極)と、エミッ
タまたはソース(第2電極)と、コレクタまたはドレイ
ン(第3電極)との3W&極を少なくとも備えている第
1の能動素子における第3電極と、ベースまたはゲート
(第11!極)と、エミッタまたはソース(第2電極)
と、コレクタまたはドレイン(第3電極)との3電極を
少なくとも備えているとともに、前記した第1の能動素
子とは異なる導電型を有する第2の能動素子における第
2電極とを接続した接続点と基準電位点との間に定電流
回路あるいは抵抗を接続し、また、前記第1の能動素子
の第2電極にインピーダンスを介して前段の増幅器の出
力信号が供給される如くに構成し、さらに、前記した第
1の能動素子の回路と前記した第2の能動素子の回路と
の両回路が、ともに第1電極接地接続型式の増幅回路を
構成するようにし、さらにまた、前記した第2の能動素
子の第3電極側の回路より出力信号が得られるようにし
てなる増幅装置を提供するものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention comprises at least 3W & poles: a base or gate (first electrode), an emitter or source (second electrode), and a collector or drain (third electrode). the third electrode of the first active element, the base or gate (11th! pole), and the emitter or source (second electrode)
and a collector or drain (third electrode), and a second electrode of a second active element having a conductivity type different from that of the first active element. and a reference potential point, a constant current circuit or a resistor is connected, and the output signal of the preceding stage amplifier is supplied to the second electrode of the first active element via an impedance. , both the circuit of the first active element and the circuit of the second active element constitute a first electrode grounding type amplifier circuit; The present invention provides an amplifier device in which an output signal can be obtained from a circuit on the third electrode side of an active element.

(実施例) 以下、添付図面を参照しながら、本発明の増幅装置の具
体的な内容を詳細に説明する。第3図は本発明の増幅装
置の構成原理及び動作原理を説明するためのブロック図
であり、また、第4図は本発明の増幅装置の一実施例の
ブロック回路図、第5図は動作説明用の曲線図、第6図
及び第7図は本発明の増幅装置の他の実施例のブロック
回路図である。
(Example) Hereinafter, specific contents of the amplifier device of the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration principle and operating principle of the amplifying device of the present invention, FIG. 4 is a block circuit diagram of an embodiment of the amplifying device of the present invention, and FIG. The explanatory curve diagrams and FIGS. 6 and 7 are block circuit diagrams of other embodiments of the amplifier device of the present invention.

第3図においてAiは増幅器であって、入力端子1に供
給された入力信号は、増幅器Atで増幅された後に、イ
ンピーダンスZ1を介して第1の半導体能動素子Qaの
第2電極に与えられる。
In FIG. 3, Ai is an amplifier, and the input signal supplied to the input terminal 1 is amplified by the amplifier At and then applied to the second electrode of the first semiconductor active element Qa via the impedance Z1.

図示の例において、前記した第1の半導体能動素子Qa
と、後述されている第2の半導体能動素子Qbとしては
、互に導電型を異にしているトランジスタが用いられて
いるが、本明細書中では第1、第2の半導体能動素子と
して用いられている各トランジスタQa、Qbにおける
各電極について、ベースを第1電極、エミッタを第2電
極、コレクタを第3電極のように呼称されることもある
In the illustrated example, the first semiconductor active element Qa described above
Although transistors having different conductivity types are used as the second semiconductor active element Qb, which will be described later, in this specification, transistors are used as the first and second semiconductor active elements. Regarding each electrode in each of the transistors Qa and Qb, the base is sometimes called a first electrode, the emitter is sometimes called a second electrode, and the collector is sometimes called a third electrode.

なお、第1.第2の半導体能動素子Qa、Qbとして、
互に導電型を異にしている電界効果トランジスタ(F 
E T)を使用して本発明の増幅装置が構成されるよう
な場合には、第1.第2の半導体能動素子Qat Qb
について、それらの第1の電極がゲートに、第2の電極
がソースに、第3の電極がドレインにそれぞれ対応する
ものであることはいうまでもない。
In addition, 1. As the second semiconductor active elements Qa, Qb,
Field effect transistors (F
In the case where the amplifying device of the present invention is configured using the ET), the first. Second semiconductor active element Qat Qb
Needless to say, the first electrode corresponds to the gate, the second electrode corresponds to the source, and the third electrode corresponds to the drain.

さて、トランジスタQaのベースは接地されていて、ト
ランジスタQaの回路はベース接地型増幅回路を構成し
ており、また、トランジスタQaのコレクタは、第2の
半導体能動素子Qbとして用いられているトランジスタ
Qbのエミッタに接続されるとともに、定電流回路また
は抵抗を介して基準電位点(図示の例では接地点)に接
続されている。また、前記したトランジスタQbのベー
スは接地されているので、トランジスタQbの回路もベ
ース接地型増幅回路を構成している。
Now, the base of the transistor Qa is grounded, the circuit of the transistor Qa constitutes a common base type amplifier circuit, and the collector of the transistor Qa is connected to the transistor Qb used as the second semiconductor active element Qb. is connected to the emitter of the reference potential point (ground point in the illustrated example) via a constant current circuit or a resistor. Further, since the base of the transistor Qb described above is grounded, the circuit of the transistor Qb also constitutes a common base type amplifier circuit.

第3図示の増幅装置においてトランジスタQaの回路は
ベース接地型増幅回路を構成しているから、トランジス
タQaの回路の入力インピーダンスは極めて小さく、ま
た、トランジスタQaの回路の電流増幅率αは略々1で
ある。
In the amplifier shown in FIG. 3, the circuit of the transistor Qa constitutes a common base type amplifier circuit, so the input impedance of the circuit of the transistor Qa is extremely small, and the current amplification factor α of the circuit of the transistor Qa is approximately 1. It is.

したがって、増幅器Aiからの電圧Voの出力信号は、
トランジスタQaのエミッタに接続されているインピー
ダンスZlを介して、i = Vo/ Z 1の電流値
の電流としてトランジスタQaのエミッタに与えられる
ことにより、トランジスタQaのコレクタからトランジ
スタQbのエミッタには電流値iの電流が供給される。
Therefore, the output signal of voltage Vo from amplifier Ai is
A current with a current value of i = Vo/Z 1 is applied to the emitter of the transistor Qa through an impedance Zl connected to the emitter of the transistor Qa, so that a current value flows from the collector of the transistor Qa to the emitter of the transistor Qb. A current of i is supplied.

そして、前記のように電流値iの電流がエミッタに供給
されたトランジスタQbの回路は、ベース接地型増幅回
路を構成しているから、トランジスタQbのコレクタ側
の回路に流れる電流も電流値がiとなるのである。
Since the circuit of the transistor Qb whose emitter is supplied with a current value i as described above constitutes a common base type amplifier circuit, the current flowing through the circuit on the collector side of the transistor Qb also has a current value i. It becomes.

このように、第3図に示されている回路配置では、既述
した第2図示の従来例回路中で用いていたカレントミラ
ー回路を使用しなくても、カレントミラー回路を使用し
た場合と同様な電流を、トランジスタQbのコレクタ回
路中に生じさせることができるから、トランジスタQb
のコレクタ回路に定電流回路が接続された場合には、電
流iの変化に伴なってトランジスタQbのコレクタ回路
中に大きな電圧変化を生じさせうろことは明らかである
In this way, in the circuit arrangement shown in FIG. 3, even if the current mirror circuit used in the conventional example circuit shown in FIG. A current can be generated in the collector circuit of transistor Qb.
It is clear that if a constant current circuit is connected to the collector circuit of transistor Qb, a large voltage change will occur in the collector circuit of transistor Qb as the current i changes.

第3図示の本発明の増幅装置と、第1.第2図示の従来
例装置とを比較すれば明らかなように、本発明の増幅装
置は第1図示の従来例装置に比べて構成が簡単なことは
勿論のこと、第2図示の従来例装置に比べても構成が簡
単であり、リニアICを増幅器Atに使用して大出力の
増幅装置を容易に構成することができ、また、本発明の
増幅装置ではカレントミラー回路を使用しておらず、か
つ、本発明の増幅装置では縦続接続されている2つのト
ランジスタQa、Qbの相互コンダクタンスの値が、ト
ランジスタに流れる電流の大きさの変化に伴なって変化
しても、その変化の態様がトランジスタQaとトランジ
スタQbとについて互に逆であって打消されるから、従
来例装置においてカレントミラー回路を使用しているこ
とによって生じていた諸問題点は本発明の増幅装置では
生じないのであり、さらに、本発明の増幅装置では、従
来例装置で問題になった電源電圧の利用率の低下の問題
も起こらないのである。
The amplifier device of the present invention shown in FIG. As is clear from a comparison with the conventional device shown in FIG. 2, the amplifying device of the present invention has a simpler configuration than the conventional device shown in FIG. The configuration is simpler than that of the present invention, and a high-output amplifier can be easily constructed by using a linear IC as the amplifier At.Furthermore, the amplifier of the present invention does not use a current mirror circuit. In addition, in the amplifier device of the present invention, even if the mutual conductance value of the two cascade-connected transistors Qa and Qb changes with a change in the magnitude of the current flowing through the transistors, the mode of the change is Since the transistors Qa and Qb are opposite to each other and cancel each other out, the problems that have arisen due to the use of current mirror circuits in conventional devices do not occur in the amplifier device of the present invention. Furthermore, the amplifying device of the present invention does not suffer from the problem of reduced utilization of power supply voltage, which has been a problem with conventional devices.

次に、第4図以降に示されている図面を参照して、本発
明の増幅装置の具体的な回路例について説明する。まず
、第4図示の本発明の増幅装置の一実施例回路において
、lは入力端子、5は出力端子、Ai、Aoは増幅器で
あって、前記した増幅器Aiは例えばリニアIC,Ao
は例えば利得が1の出力増幅器であり、また、第4図に
おいてQa、Qb、Qc  はトランジスタ、Ra、R
h。
Next, a specific circuit example of the amplifier device of the present invention will be described with reference to the drawings shown in FIG. 4 and subsequent figures. First, in the circuit of an embodiment of the amplifier device of the present invention shown in FIG.
is an output amplifier with a gain of 1, for example, and in FIG. 4, Qa, Qb, Qc are transistors, Ra, R
h.

6〜9は抵抗、to、 tiはダイオード、12.13
はツェナダイオード、+Vcc、−Vccは正負の電源
である。
6 to 9 are resistors, to and ti are diodes, 12.13
is a Zener diode, and +Vcc and -Vcc are positive and negative power supplies.

第4図示の増幅装置において、抵抗6とツェナダイオー
ド12とによる回路、及び、抵抗7とツェナダイオード
13とによる回路などは、増幅器AIが例えばリニアI
Cのように、比較的に低い動作用電圧で動作するものと
して構成されているものであった場合に、前記した増幅
器Aiの動作用電圧よりも高い電圧値の電源+Vccv
 −Vccから増幅器Aiの動作用電圧を作り出すのに
使用される電源回路である。
In the amplifier shown in FIG. 4, the circuit including the resistor 6 and the Zener diode 12, the circuit including the resistor 7 and the Zener diode 13, etc.
If the device is configured to operate at a relatively low operating voltage, as in case C, the power supply +Vccv has a voltage value higher than the operating voltage of the amplifier Ai described above.
This is a power supply circuit used to generate the operating voltage of the amplifier Ai from -Vcc.

第4図示の増幅装置において、入力端子1に与えられた
信号は増幅器Aiで増幅されて、抵抗Raを介してトラ
ンジスタQaのエミッタに供給さ、れる5前記したトラ
ンジスタQaのエミッタに与えられる信号は、増幅器A
iがらの出方信号の電圧をVoとすれば、既述もしたよ
うにベース接地型増幅回路を構成しているトランジスタ
Qaの回路の入力インピーダンスは極めて低いがら、増
幅器Aiの出力側からトランジスタQaのエミッタに流
れ込む電流iは、1=Vo/Ra  で表わされるもの
となり、また、既述もしたように、ベース接地型増幅回
路のトランジスタQaの電流増幅率αは略々1であるか
ら、トランジスタのaのコレクタからトランジスタQb
のエミッタに流れ込む電流はiとなる。
In the amplifier shown in FIG. 4, the signal applied to the input terminal 1 is amplified by the amplifier Ai and supplied to the emitter of the transistor Qa via the resistor Ra. 5 The signal applied to the emitter of the transistor Qa described above is , amplifier A
If the voltage of the output signal from i is Vo, the input impedance of the circuit of the transistor Qa constituting the common base type amplifier circuit is extremely low as described above. The current i flowing into the emitter of is expressed as 1=Vo/Ra, and as mentioned above, the current amplification factor α of the transistor Qa of the common base type amplifier circuit is approximately 1, so the transistor from the collector of a of transistor Qb
The current flowing into the emitter of is i.

第4図示の増幅装置において、+Vcc電源と−Vea
l源との間に設けられているトランジスタQc、抵抗8
.ダイオード1oどからなる回路と、トランジスタQb
、抵抗Rh、ダイオード11とからなる回路とは、抵抗
9をも含めて、それぞれ個別の定電流回路を構成してい
る。
In the amplifier shown in FIG. 4, +Vcc power supply and -Vea
Transistor Qc and resistor 8 provided between the l source
.. A circuit consisting of a diode 1o, etc., and a transistor Qb
, the resistor Rh, and the diode 11, including the resistor 9, each constitute an individual constant current circuit.

ところで、トランジスタQbと抵抗Rhとダイオード1
1(ダイオード1o及び抵抗9の回路も含めて)とから
なる定電流回路において、l・ランジスタQbのベース
には、+Vcc電源と−Vcc電源との間に接続されて
いるダイオード10と抵抗9とダイオード11との直列
接続回路中の抵抗9とダイオード11との接続点から常
に一定の電圧が与えられている。
By the way, transistor Qb, resistor Rh, and diode 1
1 (including the circuit of the diode 1o and the resistor 9), the base of the l transistor Qb has the diode 10 and the resistor 9 connected between the +Vcc power supply and the -Vcc power supply. A constant voltage is always applied from the connection point between the resistor 9 and the diode 11 in the series connection circuit with the diode 11.

それで、トランジスタQbの回路は実質的にベース接地
型増幅回路としての動作を行ない、それ・の入力インピ
ーダンスは極めて小さいものとなるから、トランジスタ
Qbのエミッタに供給された前記した電流iは、エミッ
タと電源−Vccとの間に接続された抵抗Rbの影響を
余り受けずに、トランジスタQbのコレクタ側に出方さ
れる。
Therefore, the circuit of transistor Qb essentially operates as a common base type amplifier circuit, and its input impedance is extremely small, so that the current i supplied to the emitter of transistor Qb is It is output to the collector side of the transistor Qb without being affected much by the resistor Rb connected between the power supply -Vcc.

トランジスタQbのコレクタと+V c c電源との間
に接続されているトランジスタQcと抵抗8とダイオー
ド10とからなる回路は定電流回路であるから、前記の
ようにトランジスタQbのコレクタ側に出力された電流
iの変化は、トランジスタQbのコレクタ側で大きな電
圧変化に変換されるのであり、この大きな電圧変化を有
する久方信号が供給される増幅器Aoがらは、出力端子
5に対して大出力の信号が送出されるのである。
Since the circuit consisting of the transistor Qc, the resistor 8, and the diode 10 connected between the collector of the transistor Qb and the +Vcc power supply is a constant current circuit, the current is output to the collector side of the transistor Qb as described above. A change in the current i is converted into a large voltage change on the collector side of the transistor Qb, and the amplifier Ao, which is supplied with the signal having this large voltage change, outputs a large output signal to the output terminal 5. is sent out.

第5図は、本発明の増幅装置で最大の出力振幅を得るの
に必要とされるトランジスタQa、Qbの無信号時の動
作点の設定の仕方を説明する図表であって、この第5図
において横軸は入力電流、縦軸は出力電流であって、横
軸及び縦軸に示されているlは、最大の入力電流及び出
力電流を示しており、無信号時におけるトランジスタQ
a、Qbの入力電流及び出力電流が、最大の入力電流及
び出力電流の1/2となるように無信号時の動作点を設
定することにより、本発明の増幅装置からは最大の出力
振幅の出力が取出せるのである。
FIG. 5 is a chart explaining how to set the operating points of transistors Qa and Qb during no signal, which are required to obtain the maximum output amplitude in the amplifier device of the present invention. , the horizontal axis is the input current and the vertical axis is the output current, where l shown on the horizontal and vertical axes indicates the maximum input current and output current, and the transistor Q when there is no signal.
By setting the no-signal operating point so that the input current and output current of The output can be extracted.

本発明の増幅装置の利得特性Av(s)は、増幅器At
の利得をA(s)とし、増幅器Aoの入力インピーダン
スをZiとすると、次の(1)式のように示される。
The gain characteristic Av(s) of the amplifier device of the present invention is the amplifier At
When the gain of Ao is A(s) and the input impedance of the amplifier Ao is Zi, the following equation (1) is obtained.

1 AV(5)=A(8)    −・= (1)a 本発明の増幅装置における入力端子1と出力端子5との
間の電圧利得を示す前記の(1)式を見ると、本発明の
増幅装置を所望の電圧利得を有するものとして構成する
のには、増幅器A+の利得A (s)、増幅器Aoの入
力インピーダンスZj、トランジスタQaのエミッタに
接続されている抵抗Ra (一般的にはインピーダンス
)などを、それぞれ所要のように調節すればよいことが
判かるが、前記の調節によって所望の電圧利得を有する
増幅装置が得られたとした場合でも、それが直ちに良好
な出力振幅特性を有する増幅装置になっているとは限ら
ない。
1 AV(5)=A(8) −・= (1)a Looking at the above equation (1) indicating the voltage gain between the input terminal 1 and the output terminal 5 in the amplifier device of the present invention, the present invention In order to configure the amplifier with the desired voltage gain, the gain A(s) of the amplifier A+, the input impedance Zj of the amplifier Ao, and the resistor Ra connected to the emitter of the transistor Qa (generally It can be seen that it is only necessary to adjust the parameters such as impedance) as required, but even if an amplifier having the desired voltage gain is obtained by the above adjustment, it will immediately have good output amplitude characteristics. It does not necessarily mean that it is an amplification device.

すなわち、今、増幅装置の電圧利得が所望の値どなるよ
うに、例えば、前記した(1)式に示されている抵抗R
aの抵抗値が設定された場合を考えると、前記の場合に
抵抗Raの設定によって、増幅装置の電圧利得が所望の
ように設定されたとしても、その状態において無信号時
における入力電流と出力電流との電流値とが、第5図に
示されているような1/2の状態に設定されているとは
限らないのである。
That is, now, for example, the resistance R shown in the above equation (1) is adjusted so that the voltage gain of the amplifier device becomes a desired value.
Considering the case where the resistance value of a is set, even if the voltage gain of the amplifier is set as desired by setting the resistance Ra in the above case, the input current and output when there is no signal in that state The current value and the current value are not necessarily set to 1/2 as shown in FIG.

第6図は前記のような問題点に対する解決手段を例示し
た回路図であって、第6図の(a)と第6図の(b)と
には要部だけが示されており、第6図の(a)に示され
ている回路においては、トランジスタQaのベースがツ
ェナダイオードZDとダイオードD1との接続点に接続
されており、また、第6図の(b)に示されている回路
においては、トランジスタ(lのエミッタと抵抗Raと
の間にツェナダイオードZDが接続されている。
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a solution to the above-mentioned problem. Only the main parts are shown in FIG. 6(a) and FIG. 6(b). In the circuit shown in FIG. 6(a), the base of the transistor Qa is connected to the connection point between the Zener diode ZD and the diode D1, and the circuit shown in FIG. 6(b) In the circuit, a Zener diode ZD is connected between the emitter of the transistor (l) and the resistor Ra.

前記した第6図の(a)、(b)の何れの回路において
も、抵抗Raに流れる電流iの値を、ツェナダイオード
ZDとして適当なツェナ電圧を有するツェナダイオード
を用いて可変調節するこ、とができるので、所望の電圧
利得の増幅装置が構成できるような抵抗値の抵抗Raを
用いても、その抵抗Raに第5図中の1/2で示される
ような電流値の電流が流れるようにすることが容易であ
り、したがって1例えば第6図に示されているような手
段を用いることによって、所望の電圧利得を有するとと
もに、最大の出力振幅が得られるような本発明の増幅装
置を容易に提供することができる。
In both of the circuits shown in FIGS. 6(a) and 6(b), the value of the current i flowing through the resistor Ra can be variably adjusted using a Zener diode having an appropriate Zener voltage as the Zener diode ZD. Therefore, even if a resistor Ra with a resistance value that allows an amplification device with a desired voltage gain is used, a current with a current value as shown by 1/2 in FIG. 5 will flow through the resistor Ra. Therefore, by using means such as shown in FIG. can be easily provided.

以上の説明からも明らかなように、前記した第4図示の
本発明の実施例装置についてみても、それの構成が簡単
なことは勿論のこと、第2図示の従来例装置に比べても
構成が簡単であり、リニアICを増幅器AIに使用して
大出力の増幅装置を容易に構成することができ、また、
装置中にカレントミラー回路を使用しておらず、かつ、
縦続接続されている2つのトランジスタQa、Qbには
同一の電流値の電流が流れているから、相補特性を有す
る2つのトランジスタQa、Qbの相互コンダクタンス
の値が、トランジスタに流れる電流の大きさの変化に伴
なって変化しても、その変化の態様はトランジスタQa
とトランジスタQbとについて逆であるために互に打消
され、したがって、従来例装置においてカレントミラー
回路を使用していることによって生じていた諸問題点は
生じることがないし、さらに、従来例装置で問題になっ
た電源電圧の利用率の低下の問題も起こらず、さらにま
た、トランジスタQbの回路はベース接地型増幅回路で
あるために、コレクタ・ベース問の帰還インピーダンス
の影響を受は難く、リニアリティに優れている増幅装置
を構成している。
As is clear from the above description, the structure of the device according to the embodiment of the present invention shown in the fourth drawing is not only simple in structure, but also has a simpler structure than the conventional device shown in the second drawing. is simple, and a high-output amplification device can be easily configured by using a linear IC in the amplifier AI, and
No current mirror circuit is used in the device, and
Since the same current value flows through the two cascade-connected transistors Qa and Qb, the mutual conductance value of the two transistors Qa and Qb, which have complementary characteristics, is the magnitude of the current flowing through the transistors. Even if it changes with the change, the mode of the change is the transistor Qa.
and transistor Qb are opposite to each other, so they cancel each other out. Therefore, the various problems that have arisen due to the use of a current mirror circuit in the conventional device do not occur, and furthermore, the problems in the conventional device do not occur. Furthermore, since the transistor Qb circuit is a base-grounded amplifier circuit, it is not easily affected by the feedback impedance between the collector and the base, and the linearity is improved. It constitutes an excellent amplification device.

本発明の増幅装置がリニアリティに優れているという点
について、数式を参照して補足的に説明すると次のとお
のである。第4図示の回路配置において、トランジスタ
Qaの相互コンダクタンスをgm(Qa)とすると、ト
ランジスタQaと抵抗Raとの回路の電圧−電流変換係
数G+nは、前記の(2)式のように示される。
The superior linearity of the amplification device of the present invention will be supplementarily explained with reference to mathematical expressions as follows. In the circuit arrangement shown in FIG. 4, if the mutual conductance of the transistor Qa is gm(Qa), then the voltage-current conversion coefficient G+n of the circuit of the transistor Qa and the resistor Ra is expressed by the above equation (2).

また、トランジスタQbの回路の入出力特性にはトラン
ジスタQbの相互コンダクタンスをgm(Qb)とすれ
ば、次の(3)式で表わされる。
Further, the input/output characteristics of the circuit of transistor Qb are expressed by the following equation (3), where gm(Qb) is the mutual conductance of transistor Qb.

それで、総合の入出力特性G m Kは、次の(4)′
式で示されるものとなる。
Therefore, the overall input/output characteristic G m K is as follows (4)'
It will be as shown by the formula.

トランジスタQa、Qbには同一の動作電流が流れ、か
つ、それは両トランジスタにおいて互に逆向きに変化す
るので、前記の(4)式における2つのトランジスタQ
a、Qbの相互コンダクタンスgm(Qa)、 gm(
Qb)は、電流の変化によって互に打消すように変化す
るから、(4)式で示される総合の入出力特性は優れた
りニアリテイを有しているのである。
The same operating current flows through the transistors Qa and Qb, and changes in opposite directions in both transistors, so the two transistors Q in equation (4) above
The mutual conductance of a, Qb gm(Qa), gm(
Qb) change so as to cancel each other out as the current changes, so the overall input/output characteristics shown by equation (4) are excellent or have nearness.

第7図は1本発明の増幅装置の他の実施例回路図であっ
て、この第7図示の増幅装置では、増幅器Aiと増幅器
Aoとの間の回路部分をプッシュプル接続回路にして、
スルーレート(単位時間当りの電圧変化率)の向上と、
偶数次高調波歪の減少などが達成できるようにしたもの
である。なお、第7図においてQ a’#Q b’ は
トランジスタであり、トランジスタQa′はトランジス
タQaに対して相補対称性を有するトランジスタであり
、ま′た、トランジスタQb’ はトランジスタQbに
対して相補対称性を有するトランジスタである。トラン
ジスタQaとトランジスタQbについても、互に相補対
称性を有するトランジスタが用いられてもよい。
FIG. 7 is a circuit diagram of another embodiment of the amplifier device of the present invention. In the amplifier device shown in FIG. 7, the circuit portion between the amplifiers Ai and Ao is made into a push-pull connection circuit.
Improved slew rate (voltage change rate per unit time),
This makes it possible to reduce even-order harmonic distortion. In FIG. 7, Q a'#Q b' is a transistor, transistor Qa' is a transistor having complementary symmetry to transistor Qa, and transistor Qb' is a transistor having complementary symmetry to transistor Qb. It is a symmetrical transistor. As for the transistor Qa and the transistor Qb, transistors having mutually complementary symmetry may also be used.

(効果) 以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の増幅装置は従来例装置に比べて構成が簡単であり、
リニアICを増幅器Aiに使用して大出力の増幅装置を
容易に構成することができ、また、本発明の増幅装置で
はカレントミラー回路を使用しておらず、かつ、本発明
の増幅装置では縦続接続されている2つのトランジスタ
Qa、Qbの相互コンダクタンスの値が、トランジスタ
に流れる電流の大きさの変化に伴なって変化しても、そ
の変化の態様がトランジスタQaとトランジスタQbと
について互に逆で打消されるから、従来例装置において
カレントミラー回路を使用していることによって生じて
いた諸問題点は本発明の増幅装置では生じないのであり
、さらに、本発明の増幅装置では、従来例装置で問題に
なった電源電圧の利用率の低下の問題も起こらず、直線
性に優れた大出力の増幅装置を容易に提供することがで
きる。
(Effects) As is clear from the detailed explanation above, the amplifier device of the present invention has a simpler configuration than the conventional device, and
A linear IC can be used in the amplifier Ai to easily configure a high-output amplifier, and the amplifier of the present invention does not use a current mirror circuit, and the amplifier of the present invention does not use a cascade circuit. Even if the mutual conductance values of the two connected transistors Qa and Qb change with a change in the magnitude of the current flowing through the transistors, the manner of the change is opposite to that of the transistors Qa and Qb. Therefore, the various problems that occurred due to the use of a current mirror circuit in the conventional device do not occur in the amplifier device of the present invention. The problem of a decrease in the utilization rate of the power supply voltage, which was a problem in the above, does not occur, and it is possible to easily provide a high-output amplifier with excellent linearity.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図はそれぞれ従来装置のブロック回路図
、第3図は本発明の増幅装置の構成原理及び動作原理を
説明するためのブロック図であり。 また、第4図は本発明の増幅装置の一実施例のブロック
回路図、第5図は動作説明用の曲線図、第6図及び第7
図は本発明の増幅装置の他の実施例のブロック回路図で
ある。 A i p A o・・・増幅器、l・・・入力端子1
、zl・・・インピーダンス、Qa、Qb・・・第1.
第2の半導、体能動素子、Ra、Rh、2〜4.6〜9
.R1〜R3−・・抵抗、10,11.DI・・・ダイ
オード、12,13.ZD・・・ツェナダイオード、
1 and 2 are block circuit diagrams of conventional devices, respectively, and FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration principle and operating principle of the amplifier device of the present invention. Further, FIG. 4 is a block circuit diagram of an embodiment of the amplifier device of the present invention, FIG. 5 is a curve diagram for explaining the operation, and FIGS.
The figure is a block circuit diagram of another embodiment of the amplifier device of the present invention. A i p A o...Amplifier, l...Input terminal 1
, zl... Impedance, Qa, Qb... 1st.
Second semiconductor, body active element, Ra, Rh, 2-4.6-9
.. R1 to R3--Resistance, 10, 11. DI...Diode, 12, 13. ZD...Zena diode,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ベースまたはゲート(第1電極)と、エミッタまたはソ
ース(第2電極)と、コレクタまたはドレイン(第3電
極)との3電極を少なくとも備えている第1の能動素子
における第3電極と、ベースまたはゲート(第1電極)
と、エミッタまたはソース(第2電極)と、コレクタま
たはドレイン(第3電極)との3電極を少なくとも備え
ているとともに、前記した第1の能動素子とは異なる導
電型を有する第2の能動素子における第2電極とを接続
した接続点と基準電位点との間に定電流回路あるいは抵
抗を接続し、また、前記第1の能動素子の第2電極にイ
ンピーダンスを介して前段の増幅器の出力信号が供給さ
れる如くに構成し、さらに、前記した第1の能動素子の
回路と前記した第2の能動素子の回路との両回路が、と
もに第1電極接地接続型式の増幅回路を構成するように
し、さらにまた、前記した第2の能動素子の第3電極側
の回路より出力信号が得られるようにしてなる増幅装置
A third electrode in a first active element comprising at least three electrodes: a base or gate (first electrode), an emitter or source (second electrode), and a collector or drain (third electrode); Gate (first electrode)
and a second active element, which has at least three electrodes: an emitter or source (second electrode), and a collector or drain (third electrode), and has a conductivity type different from that of the first active element. A constant current circuit or a resistor is connected between the connection point where the second electrode is connected to the reference potential point, and the output signal of the previous stage amplifier is connected to the second electrode of the first active element via an impedance. furthermore, both the circuit of the first active element and the circuit of the second active element constitute a first electrode grounding type amplifier circuit. and furthermore, an amplifier device in which an output signal is obtained from the circuit on the third electrode side of the second active element described above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014179887A (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Tokyo Institute Of Technology Operational amplifier

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