JPS592414A - リニア増幅回路 - 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】 技術分野 本発明ｔよりニア増Ｉ陥回ｆｌＱ％に関−４−るもので
ある。

従来技術 光ガイドを用いたパルス伝達システムにおいては、光ガ
イド内で生ずるパルスの減衰を回復するために信号全再
生することを目的とした、。広帯域の中継器が用いられ
る。システムの信号レベルは、部品の古さや周囲温度の
変化の結果として変るものであるから、中継器の内部で
自動利得制御を行なうことは有用である。光ガイドシス
テムの動作周波数はきわめて高いので、自動利得制御を
もつリニア増幅器を設計するには多くの問題がある。１
つの問題は、制御可能な集積回路で、非常に広い周波数
レンジにわたって平坦な特性をもつようなものを設計す
ることである。

発明の概要 本発明の一つの特徴によれば、リニア増幅回路の中に、
人力および出力信号ポートと一対の信号増幅回路が含ま
れていて、それぞれの信号増幅回路は人力信号ポートか
らの人力信号全出力ポートに結合するように設計されて
おシ、さらに、この信号増幅回路にバイアス′屯流を供
給するために、バイアス供給回路ケイｄ号増１ｉ（茜回
路に結合する手段が、うり、入Ｊｌおよび出力信号ポー
トが、コンデンサやインダクタを１史用ぜずに、上記の
バイアス結合手段からきり１１１１＃されている。

本発明の他の！１″ｆ、徴によれば、リニア増幅回路の
中に、人力信号を受信する手段と、コレクター接地方式
に配列された第１橿の伝導特性をもつ第１のトランジス
タ２、エミッター接地方式に配列された、第２種の伝導
特性をもつ第２のトランジスターと、ベース接地方式に
配列された、第１種の伝；：ｉ特性音もつ第３のトラン
ジスタと、前記受信手段を第１のトランジスタの人力に
結合することによシ、人力・Ｉｇ−号を第ｌのトランジ
スタに結合する手段と、Ｊｔのトランジスタの出力を第
２のトランジスタの人力に結びつけることによシ、１ｄ
号全第２のトランジスタに結合する手段と、第２のトラ
ンジスタの出力を、第３のトランジスタの人力に結びつ
けることによシ、信号音εβ３のトランジスタに結合す
る手段と、第３のトランジスタの出力と接続されて出力
信号を伝達させる手段とが潔まれている。

実施例の説明 さて第１図を参照するに、リニア増幅回路１０Ｆｉ、出
来ればモノリシック集積回路にしたほうが有利であるが
、その中には、一対の訂号増幅回ＩＩＶｉ８１１および
１２が含まれている。

信号増幅回路１１の中には３１１ｉ５１のバイポーラト
ランジスタ１５．１６および１７が含まれているが、ト
ランジスタ１６はトランジスタ１５および１７とは反対
の伝導特性をもっている。信号増幅回路１２もまた、３
個のバイポーラトランジスタ２５．２６および２１を含
んでいるが、そのそれぞｉｔは、信号増幅回路１１にお
ける対応するトランジスタ１５゜１６および１７とは反
対の伝導特性をもっている。これらのデバイス１５，１
６．１７゜２５．２６および２７は、広帯１或の動作特
性をもつものであれば、どんな特性であってもよい。そ
れらは、たとえば、光ガイドパルスの伝達システムにお
いては、マイクロ波領域で動作するような高速のデバイ
スであってもよい。また別の応用で低い周波数用域で動
作させる場合は、デバイスは、前述の非常に高速なデバ
イスであってもよいし、低速のデバイスでめってもよい
。

非常に高速のデバイスを用いた場合かよ、回路１０は固
定増幅器であってもよく、また前述した光力イトを用い
たパルス伝達システムのような、大容量の伝達システム
においては利得制御回路として利用してもよい。このシ
ステムは長さの短いシステムでも長いシステムであって
もよい。

回路１０の配列と動作の理解を簡単にするために、回路
１１と１２を、それぞれら１３２図と第３図に示される
ような同様な回路について別々に説明する。以後のＭｅ
述においては、第１図のリニア増幅回１］’？Ｇ　１０
における回路１１と１２の組合わせは、さらにその配置
と動作という観点から記述される。

きて第２図全参照するに、１ぎ号増幅回路６０が示きれ
ているが、それは、対応する回路１２と結線されていな
いという点を除けば第１図における信号増５幅回路１１
と同様のものである。出力負荷６５は、出力トランジス
タ１７のコレクタと、接地基準点２３との間に結合され
ている。

信号増幅回路６０においては、ＰＮ、Ｐ入力トランジス
タ１５はコレクタ接地になっておシ、通常の順方向バイ
アスで動作するようにバイアスされている。負極性のバ
イアス源１３ば、人力Ｉ・ランジスタのコレクタ′市極
に直結されている。正極性のバイアス源１４は、バイア
ス電流源１８を通して、トランジスタ１５の出カニミッ
タ電Ｉｌ祇に接続されている。

電源１８は、図１に示すように、固定電流源でもよいし
可変′電流源でもよい。「４ｉ、流源１８は、人力トラ
ンジスタ１５のエミッタ回路に挿入されておシ、この人
力トランジスタのエミッター・」レクタ経路にバイアス
電す、１）Ｉｂを供給している。人力トランジスタのエ
ミッタ電・画に１６４ｄに接続されている負荷はトラン
ジスタ１６のベース・エミッタ人力回路となっている。

ＰＮＰトランジスタ１５のバイアス電流Ｉｂ　は、正電
源１４から流′れ出て、バイアス電流源１８とトランジ
スタ１５のエミッタ・コレクタ経路を通って、負電源１
３に達している。トランジスタ１５の負荷は、トランジ
スタ１６のベース・エミッタ回路となっているので、こ
の負荷を流れるバイアス′屯流は小さく、本ｊｊｊａ明
の目的のためには無視してよい。

人力トランジスタ１５０よ電圧フォロアーとして動作し
、人力ベース電極に接続、されている入力１６号源２０
は、このベース′覗極に対して、入力端子Ｖｉｎ’に供
給している。このようにして、トランジスタ１５のへ・
−スは、回路６０に印加される人力信号全党けとる。人
力ｌ、Ａ号６ｆｐ、’ｌ　０１・１人力１自号電流源７
１を宮んで１いるが、それは並列に接続された抵抗２２
によってシャントされておシ、その抵抗は、接地捕隼点
２３と、トランジスタ１５のベース電僕との間につなが
れている。人力オフ−ビットは、トランジスタ１５のベ
ース市鉱が抵抗２２を通ることにより生−づ−るが、そ
れは小さいので、本イ蹟明の目的のためには；１４ｔｌ
ｉ祝してよい。

動１′Ｆ状態では、トランジスタ１５による電圧フォロ
ワの配置は、電源２０によって生み出式れる人力信号１
ｇ、　Ｉｆ　Ｖ　ｉ　ｎ　　に応答しているが、このＷ
、圧はトランジスタ１５のベース電極に印加きれる。小
さいエミッタ１．７号′屯流が、エミッタ・コレクタ経
ｂ“６’ｆｒ：　ｊＡｃれる。この電流はまた、トラン
ジスタ１６のベース・エミッタ接合部ケもｖｉシれるが
、それｔよ無視できるほど小さい。

信号増幅回路１１の人力インピーダンスは、トランジス
タ１５のそれと同じである。トランジスタ１５はコレク
タ接地になっているので、その人力インピーダンスＱよ
商く、負荷としてのエミッタ接地トランジスタ１６の人
力インピーダンスケ、トランジスタ１５のベータ倍した
ものにおおよそ等しい。

トランジスタ１ｂのベース電１１沢とコレクタ電極との
間に存在する寄生コレクタ接合部：ｔ゛は、回路１゛１
の広帯域かつリニアな１ｌｑ７性に対してはわずかな影
響しかＩｉえない。このような寄生容量は、トランジス
タ１５のベースにおける人力節点ど、−：１号準電位１
３における共通１１１１点との同にも存在”４−る。負
荷インピーダンスケイノ］乙れる゛電流が変化しても、
この容：１１が実効的に増大するようなことは・ｒい。

回路１１におけるＮＰＮトランジスタ１６はエミッタ接
地に配置されており、通常の順方向バイアス・唄域で動
作するようにバイアスびれている。トランジスタ１６の
エミッタ電極は、接地基準点２３には結されている。正
極性のバイアス源１４はバイアス電流源３０をとおして
トランジスタ１６の出力コレクタ電４ｊｆｉｊにつなが
っている。トランジスタ１７と抵抗６５はトランジスタ
１６の出力の負イｉｉｒと疫っているが、それらはトラ
ンジスタ１６のコレクタ電極と接地基準点２３との間に
つなかつ−Ｃいる。ＮＰＮ　ｔ−ランシスタ１６のバイ
アス電流ｎＩｂ　　は、正電＃１４から流れ出てバイア
ス電流源３０と、トランジスタ１６のコレクタ・エミッ
タ経：烙ヲとおり、接地基準点２３に達する。

入力トランジスタ１５は電圧フォロアとして動作するの
で、電源２０によって印加される人力１ｄ号１慨圧Ｖｉ
ｎ　　は、トランジスタ１５のエミッタに現ＩＬるとと
もに、トランジスタ１６のベース・エミッタ接合部にも
現れる。

バイアスについても信号についても、トランジスタ１５
および１６のベース・エミッタ接合部にかかる’ｔＬ圧
は本質的に同じになるが、その理由は、トランジスタ１
５のエミッタがトランジスタ１６のベースにＪ〆続ブれ
、トランジスタ１５のベースとトランジスタ１６のエミ
ッタの両者は接地基準点２３ケ基準としているからであ
る。これらの電圧は信号源抵抗２２にか−かる電圧の分
だけ異るが、これはすでに説明したごとく小さい。動杆
状態そはトランジスタ１６のベース・エミッタ接合にあ
られれる血圧降下によって、トランジスタ１６のコレク
タ・エミッタ経路ｋ　６ｆれる出力信号電流工０　の振
幅が制御１１４ｊされる。このベース・エミッタ接合電
圧は電ｉ１Ｂによって供給され、トランジスタ１５を流
れるバイアス電流１ｂ　によって決定される。信号電流
１゜ハ、トランジスタ１６から、トランジスタ１７のエ
ミッタ人力型１途に流れ込んでいる。

情は電圧は、トランジスタ１７のベース・エミッタ接合
部ケ流れる１を号屯流Ｉｏ　によシ、この接合部の両端
に生ずる。

Ｐ　’＋＼ＪＰ出力トランシスタ１７は、ベース接地の
配置に力っておシ、通常の順方向バイアス画成で動作す
る。すでに述べたように、このエミッタ人力亀、１帆は
、トランジスタ１６のコレクタ出力電極およびバイアス
電ｖＩＬ源３０に接続されている。トランジスタ１７の
コレクタ電極は負荷抵抗６５をとおして接地基準点２３
に接続芒扛ている。出刃信号は、トランジスタ１７のコ
レクタに接続された端子３８を通して回ｈ：ｒ’ｒ　６
０から伝達される。

トランジスタ１６と１７はカスコード回路になるように
配置されている。

ＰＮＰ出力トランジスタ１７のバイアス電流■ｄｏ　　
は、正電源１４から流れでて、バイアス電流＃３０、ト
ランジスタ１７のエミッタ・コレクタ経路、および抵抗
６５をとおって接地基準点２３に流れこんでいる。注目
すべきことは２つの並列分岐回路には同じバイアス′鑞
圧がかかつていることでアシ、この回路には、カスコー
ド回路を構成するトランジスタ１６および１７のコレク
タ・エミッタ経路が含まれている。この並列分岐回路を
バイアス′心流の回路として構成することにより、低い
バイアス′亀圧を用いることができる。電源１４と接地
基準点２３の間にかかるバイアス電圧の大きさは、これ
丑で知られている一連のカスコード回路構成に用いられ
ているバイアス電圧の大きさより小さい。

トランジスタ１γがベース接地になっていることの有利
な点は、出力電流の入力電流に対する比αが、広い周波
数帯にわたってかつ非常に広いバイアス電流領域におい
てほとんど１であるという点である。したがって、トラ
ンジスタ１７から出力信号電流は、トランジスタ１６か
らの出力１＄号電流Ｉｏ　と大きさが同じであシ、同じ
記号がつけられている。

トランジスタ１７の出力信号電圧毘の強度は、バイアス
電流のｎＩｂ　　の大きさに大きく依存しているが、バ
イアス電（ｌＫＩｂｏ　　の大きさにはほとんど依存し
ない。そｉｔ故、トランジスタ１７からの出力信号電流
Ｉｏｉ、バイアス電訊Ｉｂ　によってきまるバイアス’
ｒｉ　Ｏｉｉ、ｎ　Ｉ　ｂｔ制４ｉ１１１することによ
り、制御卸す、５ことができる。

同様な畳重特性をもったトランジスタを用いたカスコー
ド回路で知られて、いるものは、エミッタ接地トランジ
スタのバイアス電流が変化すると、バイアス源から流れ
出る電流もまた変化するものでのった。しかし、第２図
の回路では、゛電源１４から電６ｉｉ；源３０を通して
泥れ出る電流は一定である。バイアス電流ｎＩｂ　　が
少しでも増大または減少すれば、バイアス電流Ｉｂｏ　
　の減少または増大によるオフセット動作によって打消
される。こうして電流利得が制御ｌｌｌされると同時に
、供給電流は一定に保たオしており、しかも′電源１４
に要求される安定度は最小限ものでよく、とシわけ前述
したような海底の光ガイド伝達レステムで、陸」二の定
電流源から電力供給されている場合のように長い中継伝
達システムでは、特に最小の安定度ですますことができ
る。

前述したごとく、トランジスタ１６と１７はカスコード
回路を構成するように接続されでいる。トランジスタ１
７はベース接地になっているが、トランジスタ１６によ
るエミッタ接地回路構成にとっての負荷になっている。

ベース接地１１４成は低人力インピーダンスをもってい
るので、トランジスタ１７のベース接地構成はトランジ
スタ１６にとって都合のよい負荷となっている。このよ
うな低いインピーダンスが、トランジスタ１６のコレク
タ負荷として接続されていると、そうでガい場合にエミ
ッタ接地トランジスタ１６で生ずるであろうミラー効果
を低減させることができる。

エミッタ接地のトランジスタは、ミラー効果による出力
信号電圧の歪みを生ずる可能性があることは従来よシ知
られている。ミラー効果は、そのトランジスタのベース
とコレクタ間の信号電圧差によって生ずるとともに、ま
たそれに比例している。この信号電圧差は、不要な電流
を生ずるが、これはこの信号電圧差に比ρりするととも
に、ベース・コレクタ電極間の寄生容量を通して流れる
。高周波では各社性インピーダンスは低くなるので、ミ
ラー効果による電流は特に問題、である。このような不
要電流すよ、トランジスタのベースとコレクタ間の１ｄ
号電圧差を最小限におさえることによって低減させるこ
とができる。

いかなる広帯域の応用例に対しても、トランジスタ１６
のベース・コレクタ電圧を最小にすることは、トランジ
スタ１６の信号源および負荷のインピーダンスを非常に
低い値にすることによシ実現される。トランジスタ１５
によるエミッタ・フォロア一段は低い信号源インピーダ
ンスを与える。トランジスタ１６の出力につながる負荷
は、トランジスタ１７の人力インピーダンスであるがこ
れはまた低い値をもつ。

トランジスタ１７に対する低い人力インピーダンスは、
直列に接続された２つのインピーダンス部分からなる。

その１つは、エミッタ・ベース接合部の人力インピーダ
ンスであこでＫはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは
電子の電荷であシ、■ｂｅはベース・エミッタ電流であ
る。人力インピーダンスのもう１つの部分はバイアス回
路のインピーダンスでベース抵抗であり、βはトランジ
スタ１７の電流利得であって大きな数である。

これらの低い人力および出力インピーダンスによシ、ト
ランジスタ１６のベース人力およびコレクタ出力電極の
両方において′亀圧振幅は低くおさえられている。ベー
スとコレクター間の゛電圧が低いため、ベースとコレク
タとの間には信号電圧差はほとんどなく、微少％流がト
ランジスタ１６の寄生コレクタ・ベース容量を通じて流
れるにすぎない。この微小゛電流は、トランジスタ１６
０コレクタにおける１を号のいかなる本質的歪み金も生
せしめないように、十分に低い振幅におさえるように設
計されている。

トランジスタ１γの出力インピーダンスはベース接地の
ために非常に大きな値をもっているが、この値は広い周
波数領域においてはある程１礼変化する。低周波におい
ては、出力インピーダンスは、コレクタ・ベース接合の
インピーダンスによって決まる。低周波における出力イ
ンピーダンスの典型的な値は、数Ｃキロオームである。

高周波においては出力インピーダンスは寄生コレクタ・
ベース容量のインピーダンスによって決まる。回路６゜
が全体として旨い出力インピーダンスをもっていること
により、数百メガヘルツにわたる周波数領域において、
負荷６５に流れこむ電流の損失は無視できるほど小さく
なる。この周波数領域の中では、負荷インピーダンスは
、広帯域の中継回路で典型的にみられるように中程度の
値をもっていてもよい。

出力電圧Ｖ　ｏｕｔ　ｋ：ｊ：、負荷インピーダンス６
５０両端に現Ｊ’Ｌるが、トランジスタ１７の寄生コレ
クタ・ベース接合容量が存在してもこれにより、このト
ランジスタのエミッタへの入力信号■２と端子３８の出
力が結合するということはないので、ミラー効果の影響
は全く受けない。出力′電圧Ｖｏｕｔ　　は、負荷６５
のインピーダンスと負荷６５を流れる出力信号電流Ｉｏ
　　との積である。

トランジスタ１６からの出力信号Ｉｏ　の振幅は、以下
に述べるような理由によシ、トランジスタ１５のバイア
ス電流Ｉｂ　によって決まる。電流ＩＯは、トランジス
タ１６に印加される入力信号電圧Ｖｉ・　と、ｇ。＝址
　でＴ 定義される相互コンダクタンスｇｍ　との積に等しい。

この表現において、ｑはイ子の電荷、Ｋはボルツマン定
数、そしてＴは絶対温度である。′ｃＥ流はＩ＝ｎＩｂ
−Ｉｏ　　となるが、これはトランジスタ１６の全エミ
ッタ電流である。

この、全エミッタ７ｇ流は、トランジスタ１６０ベース
・エミッタ電圧Ｖｂｅ１６とよく知られた式 で関係づけられているが、ここに、ｌ８１６　　はトラ
ンジスタ１６の飽和電流である。この式から全エミッタ
゛「ｈｖｗ、は となる。同じ式に対応して、電圧Ｖｂｅ１６は、トラン
ジスタ１５の中を、電源１８によって供給されて流れて
いる電流によって決まる。

かくして、ベース・エミッタ電圧は となる。この式を全エミッタ電流Ｉについてなる。この
結果、出力信号電流は となるが、ここで、Ｉ　Ｉ”＋６　　とＩ　８＋５　は
、それぞれトランジスタ１６と１５の飽オロ電流である
。

トランジスタ１５と１６のエミッタ面積は互いに同じで
あっても異っていてもよい。第２図に記号的に示してい
るように、トランジスタ１５のエミッタ断面積は面積Ａ
であシ、トランジスタ１６のそれは、面積ｎＡである。

トランジスタ１６のエミッタ面積は、トランジスタ１５
のエミッタ面積のユ倍に等しいので、飽和７Ｊｆ、泥Ｉ
　８１６　　の大きさは、他の要因が同じである限シは
、飽和電流Ｉｓ、５　　の大きさの匹倍となる。従って
、出力信号電流は、Ｔ となる。よって、トランジスタ１６の相斤コンダクタン
スは、バイアス電流Ｉｂ　　と、エミッタのｉｆｉ薗’
Ｊｔ比で決められる。ここで採用した具体例ではエミッ
タ面積の比ユは１より大きい。

第４図に示すように、トランジスタ１６におけるｇｍ　
対■ｂ　　なる相互コンダクタンス制御特性は、対数的
なＶ−Ｉ関係が成立する領域にわたっては線型である。

この線型性の範Ｉｌｌ書」：、典型的には、バイアス電
流の数桁の範囲にわたっている。この領域外においては
制御特性は々めらかであるが線型ではない。第４に示し
た特性は、第２図に対応する回路のものであるが、ここ
では、エミッタ面積の比ｉｌ″ｊ：　ｎ　＝　３となっ
ている。

相互コンダクタンスは、トランジスタ１６の、外挿して
得られる利得ｌの周波数ｆＴに至る丑では周波数にはほ
とんど依存しない。

シリコンのバイポーラトランジスタではｆＴは数ギカヘ
ルツ程度でろろう。相互コンダクタンスのみが、増幅器
の周波数応答を制御しているような範囲では、増幅器に
周波数ｆＴに近い帯域を持たせることができる。増幅器
の応答全制限する池の安因は、トランジスタ１６のベー
タが高周波で小きくなること、および、寄生容量による
王女な信号電訊である。

高周波でのベータの減少に対しては、この回路では、ト
ランジスタ１５全屯圧フオロアとして接続することで対
処している。トランジスタ１５の人力インピーダンスは
、エミッタ接地のトランジスタ１６の人力インピーダン
スをベータ倍したものに大体等しい。こうして、エミッ
タ接地トランジスタフビけのときの入力インピーダンス
の場合と比べると、トランジスタ１５の人力インピーダ
ンスはずっと広い周波数領域において、垢号源抵抗２２
より大きくすることができる。

前述したような、素子の大ききとか伝導特性の違いを除
けばトランジスタ１５．１６および１７は同様な動作特
性をもっている。広い周波数領域と温度領域にわたって
似たような動作特性音もちながら、反対の伝、すｆ特性
をもつようなトランジスタ全製造する過程はよく知られ
ている。このような過程は同時に審査中の合衆国特許第
３３７．７０７号に説明されている。

さて第３図ケ参照すると、信号増幅回路７０が示されて
いるが、それは、以下に説明する差異を除けば、信号増
幅回路６０と同様のものである。人力トランジスタ２５
はコレクタ接地に配置きれていて、これはＮＰＮトラン
°ジスタでりる。バイアス電流Ｉｂは、正極性電源４３
から流れでて、コレクタ・エミッタ経路とバイアス電流
源４８をとおシ、負祇源４４に流れこんでいる。トラン
ジスタ２６はエミッタ接地に配置巾：されていて、これ
はＰＮＰトランジスタである。トランジスタ２６のバイ
アス電流ｎＩｂ　　は接地基準点２３から流れ出て、ト
ランジスタ２６のエミッタ・コレクタ経路と電流ａ＋　
５０　”ｔとおり、負極性電源４４に達している。出力
トランジスタ２７のベース・エミッタ接合部ハ、トラン
ジスタ２６のコレクタと基準電圧−ＶＲとの間の負荷に
なるように接続されている。記号で示すように、エミッ
タ接地トランジスタ２６のエミッタ断面積ｎＡは、入力
トランジスタ２５のエミッタ断面積Ａのｎ倍になってい
る。

出力トランジスタ２７はベース接地に配置されていて、
これはＮＰＮトランジスタである。

出力トランジスタ２７のバイアス電流Ｉｂｏは接地基準
電位２３から流れ出て、負荷７５、トランジスタ２７の
コレクタ・エミッタ経路およびバイアス電流源５０ｆ：
通して、負極性電源４４に流れこんでいる。トランジス
タ２６と２７によるカスコード回路の構成は、極性の差
異音別にすれば、第２図の回路６゜におけるトランジス
タ１６と１７による構成と同様である。

トランジスタ２５と２６との間の、前述したようなサイ
スの遣いを除けば、そして伝導特性の、違いからくる極
性の差異を除けば、トランジスタ２５．２６および２７
は、同様なパラメタと動作特性を有している。−見すれ
ば、回路７０における３個のトランジスタ２５．２６お
よび２７はそれぞれ、回路６０におけるトランジスタ１
５．１６および１７に対応して、逆の伝導特性をもつも
のになっていることがわかる。

増幅回路７０が動作するときは、極性の差異を除けば、
回路６０のようにふるまう。トランジスタ２６の相互コ
ンダクタンスｇ　は人力トランジスタ２５のエミッタを
流れるバイアス電流Ｉｂ　によって決まる。トランジス
タ２６のなめらかな相互コンダクタンス特性は１．非常
に広い周波数領域にわたって達成されている。

もう一度第１図を参照すると、リニアアンプ回路１０は
、それぞれ第２図上第３図に示した回路６０および７１
Ｊｋ結合させたものと同様である。結合されているとき
は、回路１１と１２は人力トランジスタ１５と２５のベ
ース電極において、共通の人力信号を受信する。出力ト
ランジスタ１７と２７のコレクタ電極には、ただ１つの
負荷３５が共通に接続されている。

人力トランジスタ１５および２５は、それぞれＰＮＰお
よびＮ１）Ｎの伝導特性をもつ。

これらのベース入力電極は、リード線５１に共に接続き
れて人力信号源２０に結線されている。反対の伝導特性
をもった人力トランジスタ１５と２５のベース電極が共
通の入力点５０をもっていることによる有利な点は、そ
れぞれのベース電極へ泥れる電流工１　が、互いに相手
のオフセットを打消しているという点である。これらベ
ース電極の人力節点は仮想的な接地電位となり、したが
って人力オフセット電圧はきわめてわずかであるかある
いはまったく存在しない。もしオフセットが生じたとす
るとそれは、トランジスタ１５と２５の！１ヶ性の違い
からくるものである。

エミッタ接地トランジスタ１６と２６はそれぞれＮＰＮ
とＰＮＰの伝導特性をもつ。それらのエミッタ〔ｂ極は
リード線５２によってつながっている。トランジスタ１
６と２６のコレクタ・エミッタ経路は直列援助回路関係
を構成するよう接続されている。トランジスタ１６と２
６のエミッタ電極が共通節点５２に接続されていること
による有利な点は、それらのコレクタ・エミッタバイア
ス電流ｎＩｂが立いに相手のオフセットを杓消すという
点である。トランジスタ１５，１６．２５および２６は
、伝導特性を除けば同等な特性をもつものでなければな
らず、またエミツタ面積比も等しくなければならない。

この条件下ではトランジスタ１６によって賀百点５４に
むかって流れているバイアス’ｔ＝ｎｒｂ　　は、トラ
ンジスタ２６によって節点５４から死出しているバイア
ス電流ｎＩｂ　　によるオフセットを拐消すであろう。

従って、’ａｉ１点５４点液４基準電位２３との間に有
限々負荷インピーダンス５３があろうとなかろうと、リ
ード線５２の節点５４は、仮想的々直流接地電位に保た
れることになる。

図示されるよう、に、出力トランジスタ１７と２７はそ
れぞれＰＮＰおよびＮＰＮの伝導特性をもつ。トランジ
スタ１７および２７のコレクタ電極はリード線５６と負
荷３５をとおして接地基準点２３に結線されている。ト
ランジスタ１Ｔと２７のコレクタ・エミッタ経路はリー
ド線５６ｔｊｒＬで、直列援助回路関係ｋ　ｉ’ｆ＋？
成するよう接続されている。トランジスタ１７により、
節点３２にむかって流入しているバイアス電流Ｉｂｏは
トランジスタ２７により節点３２がら流出しているバイ
アス電流Ｉｂｏ　　のオフセットを打消すように作用す
る。したがって、節点３２と接地基準点２３との間にイ
ンピーダンスがあるにせよないにせよ、リード線５６上
の節点３２は仮想的な直−流接地電位に保たれることに
なる。

このことは、負荷３５奮、信号とバイアス’ｒ６　ｈＬ
　’ｆｒ：きり離すための容量やインダクタンスを挿入
することなしに、直接にカ１１点３２に結線できるとい
うことを意味する。その結果、回ト・、＋１０の周波数
応答性は、直流からトランジスタの尚周波限界いっばい
にまでのびることになるが、後者は数百メガヘルツにま
でおよぶであろう。出力の接地基準点２３は入力のそれ
と同一のものであるが、使者においては、ただ一種類の
伝４！Ｊ＃性をもつトランジスタを用いた促米の回路に
おいて必賢とされていた結合コンデンサは不用である。

節点５５における人力信号ポートで受信される人力信号
に対しては、リニア増幅回路１０をとおって、出力端子
３８の出力信号ポートに達する経路は２通ｂ　ＩＴ在す
る。１つの信号経路は、トランジスタＩｓ、１６および
１７をとおって端子３８に達するものである。

いま１つの信号経路は、トランジスタ２５゜２６および
２７全とおって端子３８に達するものである。

回路１１および１２からの出力電流は、入力信号電圧Ｖ
ｉｎの結果として生じたものであるが、それらは負荷３
５においては加算された出力信号電流２Ｉｏ　　となシ
、したがって、ンスを持つことになる。これは、回路１
１または１２が独立に動作したときにＩＩＩられる出力
電力の大きさの２イ音になっている。こうして、回路１
０は嬉２図および第３図の回路６０または７０の一方だ
けの場合の利得の２倍の利得を持つことになる。

前述したように、バイアス電圧はバイアス・ポートを通
じて印加されるのであるが、それらは、電源ｉ３，１４
．４３および４４と接地基準点２３である。回路１１の
素子は、回路１２における反対の伝導特性をもつ素子と
対になっており、バイアス”ｔｔ　ＭＹのオフセットも
打消し合っているので、バイアス・ポートは節点５５に
おける人力信号ポートから分離されておシ、かつ出力端
子３８における出力信号ポートからも分離されている。

このような１６号ボートの分ＬＷｉＰは、インダクタや
コンデンサー全−切使うこてなしに実現されている。従
って、回路１０は容易に集積回路として製造することが
できる。

さて第５図を参照すると、第１図のリニア；ｌ′、／ｆ
幅回路１０における利得対周波数曲線が示されている。

低い信号源インピーダンス、高い負荷インピーダンス、
エミッタ接地トランジスタにおけるミラー効果を最小限
におさえていること、および反対の伝導特性をもつトラ
ンジスタがバイアス電流のオフセットを打消しているこ
とによって、第１図に示されたリニア増幅回路１０は、
直流から数百メガヘルツにわたる広い周波数・領域にお
いて、なめらかな利得特性をもっている。バイアス電流
源１８および４８によって流れているバイアス電流Ｉｂ
が変化しても、回ｈ’６１０の利得対周波数特性は広い
周波数領域にわたってなめらかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した回路の模式図であシ、 第２図は第１図に示された回路の一部についての模式図
であシ、 第３図は第１図に示された回路の別の一部の模式図であ
り、 第４図は相互フンダクタンスの制御特性であシ、そして 第５図は周波数応答特性である。 〔主要部分の符号の説明〕 リニア増幅回路・・・１０ 出力信号ポート・・・３８ 信号増１１幅回路・・・１１．１２ バイアス諒・・１Ｂ、３０．４８．５０第１のトランジ
スタ・・１５ 第２のトランジスタ・・・１６ 第３のトランジスタ・・・１７ 第４のトランジスタ・・・２５ 第５のトランジスタ・・・２６ 第６のトランジスタ・・・２７ ＋ｌ＋　ｌｏｆｉ人　　　ウェスターン　エレクトリッ
クカムパニー、インコーポレーテツド ＲＣ２ ＦＩＧ、　　４ ＦＩＧ、　　５ 周波数１Ｈｚ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　リニア増幅回路であって、 人力および出力信号ポートと、 一対の信号増幅回路と全含み、 それぞれの信号増幅回路は、該人力信号ポートからの人
   力信号を該出力信号ポートに結びつけておシ、 さらに、バイアス源を該信号増幅回路に結合させて該信
   号増幅回路にバイアス電流全供給する手段を含み、 該人力およ、び出力信号ポートは、キャパシタまたはイ
   ンダクタを使用すること々しに、該バイアス結合手段か
   らきシ離されているリニア増幅回路。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された回路であって、 第１の信号増幅回路が、第１．第２および第３のトラン
   ジスタを順にとおして信号を該人力ポートから該出力ポ
   ート１で伝達し、第１および第３のトランジスタは、第
   １の伝導特性音もち、第２のトランジスタは反対の伝導
   特性をもち、 第２の信号増幅回路が第４．第５および第６のトランジ
   スタを含み、該第４．第５および第６のトランジスタを
   順にとおして信−号を該人力ポートからｈ亥出力ポート
   まで伝達し、第４および第６のトランジスタは該反対の
   伝導特性をもち、第５のトランジスタは該第１の伝導特
   性をもっているリニア増幅回路。 ３、　特許請求の範囲第１項に記載された回路であって
   、 第１の信号増幅回路が、第１．第２および第３のトラン
   ジスタを含み、信号を該入力ポートから該出力ポートに
   伝達し、第１および第３のトランジスタは第１の伝導特
   性をもち、第２のトランジスタは反対の伝導特性をもち
   、 第２の信号増幅回路が第４．第５および第６のトランジ
   スタを含み、ＩＲ号を該人力ボートから該出力ポートに
   伝達し５、第４および第６のトランジスタは該反対の伝
   導特性をもち、第５のトランジスタは該第１の伝導特性
   をもっておシ、 第１および第４のトランジスタのベースを結合して第ｌ
   および第４のトランジスタのベース・エミッタ接合を、
   直列援助回路関係を構成するよう相互接続する手段と、
   第１のバイアス電流分岐回路における第２および第５の
   トランジスタのエミッタを結合し、ｉ区列援助回路関係
   全構成する第２および第５のトランジスタのコレクタ・
   エミッタ経路を弁してバイアス電流を流す手段と、 第２のり（イアスミ流分枝回路における第３および第６
   のトランジスタのコレクタを結合し、直列援助回路関係
   を構成する第３および第６のコレクタ・エミッタ経路を
   介してバイアス電流を流す手段とを含むリニア増幅回路
   。 ４、特許請求の範囲第３項に記載された回路であって、 動作する際には、第１のトランジスタをυＩ１．れるベ
   ース・エミッタ接合部バイアス電流が、第４のトランジ
   スタを流れるベース・エミッタ接合部バイアス電流によ
   ってオフセットが打消されており、箒２のトランジスタ
   においてコレクタ・エミッタ経路を匠れるバイアス電流
   が、第５のトランジスタにおけるコレクタ・エミッタ経
   路ヲ流れるバイアス電流によってオフ・ヒツトが杓消さ
   れており、第３のトランジスタを流れるコレクタ・エミ
   ッタ経路バイアス電流が、第６のトランジスタを流れる
   コレクタ・エミッタ経路バイアス電流によって打消され
   ているリニア増幅回路。 ５、特許請求の範囲第２．第３または第４項に記載され
   た回路であって、 第１および第４のトランジスタはコレクタ接地回１−６
   に配列されており、第２および第５のトランジスタはエ
   ミッタ接地回路に配列されておシ、ｖｊ３および第６の
   トランジスタはベース接地回路に配列されておシ、第１
   および第４のトランジスタは、それぞれ、第２および第
   ５のトランジスタに対して低い信号源インピーダンスを
   与えておシ、さらに、第３および第６のトランジスタが
   、それぞれ、第２および第５のトランジスタに対して低
   い負荷インピーダンスを与えるリニア増幅回路。 ６、　リニア１湾幅回路であって、 人力信号を受信する手段と、 コレクタ接地に配列された第１の伝導特性をもつ第１の
   トランジスタと、 エミッタ接地に配列された第２の伝導特性をもつ第２の
   トランジスタと、 ベース接地に配列された、第１の伝導特性をもつ第３の
   トランジスタと、 該受信手段を第１のトランジスタに接続して人力１ｄ号
   を第１のトランジスタに結合する手段と、 第１のトランジスタの出力金弟２のトランジスタの人力
   に接続して信号全第２のトランジスタに結合する手段と
   、 第２のトランジスタの出力′ｆｆ：ｉ３のトランジスタ
   の人力に接−続して信号ケ第３のトランジスタに結合す
   る手段と、 第３のトランジスタの出力と接続して出力１ｇ号を伝達
   する手段とを含むリニア増幅回路。 ７、！１ケ許請求の範囲第６項に記載された回路であっ
   て、 第２および第３のトランジスタのエミッタ・コレクタ経
   路を独立した並列な分岐になるように結線してバイアス
   電訛ｆ：流す手段を含むリニア増幅回路。 ８、ｌ特許請求の範囲第６または第７項に記載された回
   路であって、 第１のトランジスタは第２のトランジスタに対して低い
   信号源インピーダンスを供給し、第３のトランジスタは
   第２のトランジスタにに＝Ｊ　して低い負荷インピーダ
   ンスを供給しているリニア増幅回路。