JPS5943612A - 演算増幅回路 - Google Patents

演算増幅回路

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JPS5943612A
JPS5943612A JP57154300A JP15430082A JPS5943612A JP S5943612 A JPS5943612 A JP S5943612A JP 57154300 A JP57154300 A JP 57154300A JP 15430082 A JP15430082 A JP 15430082A JP S5943612 A JPS5943612 A JP S5943612A
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NIPPON SHIGUNETEITSUKUSU KK
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    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03F3/30Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
    • H03F3/3066Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the collectors of complementary power transistors being connected to the output
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    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45346Indexing scheme relating to differential amplifiers the AAC comprising one or more FETs with multiple drains

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  • Power Engineering (AREA)
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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、トランジスタ全用いて構[戊ネれ、比較的低
い′電源電圧で動作する。1.うにな良れた演算増幅回
路に関する1、 背景技術とその問題点 多様な用途が考えらtLる、バイボーシ・l・′ノー′
ジスタが用いらニア′jて構6.7−fiれ八−煎′り
増幅回f+’iGが、集積回路の著しい発展のもとに伸
々すI′案キ11ている4、斯かる集積回路化をれfv
、演算増幅回路は、J1η常、差動人力段部、バイアス
回路部、出力段部舌に区分し得る構成とてれるが、従来
知らノシているものに、全体の構成が極めて複剋(で、
集積回路素子とてれた場合のチツゾτ1法が人と冷−り
、σらに、高い電源電圧を必要とするものが多い3.1
斤、′11j、j下の肩効利用かid:かれるような横
lJkとすることにより、比較的低い電源室Uf−のも
とに於いで動作するようVCをれたものもないわけ7″
はないが、そtlらも、全体の(再収が一段と複雑化し
たものとなる、出力信−号に歪ケ牛する、凸周、皮」寺
1住が良好でないツt々の問題を伴っており、各1ji
#−の7B′子機器の設L1者等にとって消尽できるも
のとはなっていない1、発明の1」的 111iかる点に鑑み本発明は、全体の(JN我が複雑
にてれることなく、比較的低い′i↓゛、1源′市1−
Eて動作するようにきれ、し−7かも、高いスルーレー
トが得られる等優れた特性を呈−仁るようにσれて、弥
めて使い易いものとされた、新規/S:構成全治する演
算増幅回路全提供すること全目的とする。
発明の似、要 本発明に係る演算増幅回tiは、差動形1ハ弓゛人力部
をイ1iiiえるとともにカレント・ミラー回路が接続
さ)また出力相1 f (iiijえて電+1E出力信
号全生ずる入力段部と、この市’、 EE fj−、!
力1菩号(′ζ対する第1の7b、圧−市:流変換都と
第1の出力素子−とケ(+ifiえ、この電用出7J信
−しに対して逆相の変化を−する第1の出力電流付生ず
る第1の1)1.流増幅形増幅系と+Jホの都、LF出
力鈷弓に対する第2の電+t−−’ta流変換部と第2
の出力素子とを倫え、上】ボの電j−1出力1バ号と同
相の変化ケ−4″る第2の出力′市?爪を生ずる第一〇
′屯電流幅形増幅系とが設けられて、これら第1及び第
λの出力素子の出力端;が共通接わ1−されで」(面接
fF4e点が設けられ、この共(111接続点から上ν
I)の21)/の出力電流と第2の出力電流との差の市
1流出力が・、19出されるようになで扛R出力段)1
1Sとをイ]1−て()1へ成される。このような人力
段部と出力段(爪との組合せによる構成により、簡Qj
−な構1戊で保柱fc−+i目it)4得ることができ
る1、 実  施  例 以ド、図全参照して本発明の実施例について述べる。
図は本発明に係る演算増幅回路の一3例を示す。、入力
端子/及び、2は、差動人力信号弓が供給さ2’する対
全なす端子−であり、NPN )シンジスタ3及びグ、
及び、差動増幅器紮+14或するI) N Pマルヂニ
ルクタ・トランジスタk及び乙は差動形侶シ号入力部全
形成している。、トう/ジヌタ、ダ及び乙の人々のエミ
ッタと電tp:、N、+Bとの間には電流、源フがl′
1lLj、−JNれており、丑た、トランジスタ、ダ及
び乙の人々の第1のコレクタ汐C/及び乙CIが共通接
続σノ′シ、ぞの共通摺:続点と接地部との間には、ベ
ースとコレクタとが結合7yれてダイオード接続された
N I) Nトランノ・スタざが配されている3、従っ
て、トランジスタざには、電流源7の電流帥Oて応じて
定する電流が流、れる、、そして、このトランジスタg
とて力し′/ト・ミラー回路ケ形成するN i) N 
トランジスタワ及び10が配をれ、それらの人々のコレ
クタが、[・ラン/メタ3及びグのエミッタに夫々接続
σ汎でいる3、こハらトランジスタ9及び10にはトシ
、/、;′スタgケ流れる電θft、に対応した電流が
流扛ること(こなり、これらの電流はトジンジスタ3及
びケタ:31(じて流れ、結局、トランジスタ3及びグ
にQま、電流0京りの電流1直により電められるアイド
ッング電流が流されるのである3、この」場合、)・う
/、;スタ3及びllはN P N形で比較的太なる’
fH・p:C電流増幅キー・)を有するものとσ扛、そ
れらのベースからエミッタへ流し込toる人カバイアス
′市流はへ)ヤめで小なるものと妬れている。
14v、hランジスタ汐及び乙の夫々の第3のコレクタ
5CJ及び乙C3が共JIn接続σfL、その共面接続
点と接地部との間に、ベースとコレクタが結合されてダ
イオード接続きれたN P N l−ラ/ジスタ//が
接続され、このトランジスタ//トでカレント・ミラー
回路全形成するNPN l・ランジスタ/2のコレクタ
が、トランジスタ乙の第2のコレクタ乙C,2に接続く
れて、このトランジスタ乙の第ユのコレクタ乙C2から
出力が嗜出ぺれる11、yらに、トランジスタ、夕の第
aのコし/クタ、ffC,zには、夕゛1オード/3が
接鼾A;さ扛て、トランジスタ乙の第一のコレクタ乙C
,2との電位バランスがとら71でおり、同相18号除
去比の改善がはかられている1、このようにして差動形
1を号入力部とカレント・ミラー回路が接続はれた出力
部ケ(+!4iえIC人力段部が形1戊をれているので
あり、入力端子/及びaからの差動入力1ハ号がトラン
ジスタ3及びqに供給され、この差動入力信号にもとず
<1g号がトランジスタ3及びダの夫々のエミッタから
トランジスタ、ケ及び乙の夫々のベースに供給さtzる
。ここで、この差動形1に号入力部で処理坏れ得る差動
人力信号の振幅は、工源十Bの電圧定Vと17トランジ
ス夕のベース・エミッタ出1電j十二(ベース・エミッ
タ間に於げるP N接合111i’を方向霜:If)を
■BEとすると、■からVBE壕での間となり、電圧利
用率に優れたものとなっている、そして、トランシフタ
汐及びろて構11父坏れる差動増幅器で増幅σれた電圧
出力が、カレント・ミラー回路ケ構成−(−るトランジ
ス97.2のコレクタが接続きれたトランシフタ乙の第
2のコレクタ乙C,yからゾl−出ておる。この場合、
トう:/ジスフタ及び乙の第3のコレクタ、りC3及び
乙C,?が共通イ夛ヤ売されてダイオード接続されたト
う/、;フタ//に接続埒れ、電流源7の電流4値に応
じて定するアイドリング電流がit Gれること、また
、このトランジスタ//とトランシフタ/2とで構ai
 gれるカレント・ミラー[L]1路の存在により、ト
ラノジフタS及び乙で構成される差動増幅器の、l−!
’T: (IiC動作点の安定化や広帯域化及び第1]
得の増大がはから77−でいる1、σらVこ、トランジ
スタ汐及び乙がマルヂコレクタ・トランシタとでれてい
て、伝達コンダクタンスの減少がはかられ、高いスルー
 レー1−がイ↓1られている1S 人力段部//lの出力部を形成するトラノジ2スタ乙の
第一のコレクタ乙C,!から導出σれる市:1丁出力は
、出力段部/汐のN P N l−ラ/ジ、′7.夕/
4のベースに供給される。出力段部15i7j、このト
ランシフタ/乙、l−シンジスノ/乙のエミッタと接地
部間に挿入された抵抗/7及びこのl・シン、;′フタ
/乙のエミッタに接続てΣれた第1の電流、増幅形増幅
系/gと第2の電流増幅形ji41111M系/9■含
んで1′外成される。なお、トランシフタ/乙のベース
と接地部との間に接続σれたツェナー ・ダイオード、
、20は、出力段部に対しての過大入力に対する保護ダ
イオードである。
第1の電流増幅形増幅系/gには、[・う/ジスタ/乙
のエミッタに得られる電H−に対しての、電圧−電流変
換部螢形りしするP N P l−ランシフタ、2/及
びN i−) N +−ランジフタ、2.2が設けられ
る1、トランジスタ22のコレクタと71イ源+Bとの
間には定電流源、23が配され、さらに、トランジスタ
22のコレクタは、ベース・エミッタ間(〆こダイオー
ド2’l−が挿入でれたN I) N l−ランジスタ
、2汐のベースに接続埒れる1、これにより、トランジ
スタ、、!、、2を流れる電γ)丁りが減少するときト
ランジスタ、2Sをml′4日する電i:ftr、が1
1J1″入し、l・ランシフタ2ノを流扛る電流が垢′
太するときl・ランジスタ、2汐ケ流れる7’5’雌が
減少する3、即ち、トう/ジスタ、2.2ffi流れる
71j;流(′こ対して逆相の変化をする電流がトラン
シフタ2Sを流れるのである。トラツク、フタ、、23
の=Jし′フタには、その第1のコレクタΩ6C)とベ
ースとが結合さ7’L、1几、−その第一のコレクタ、
2/、C,yがトランシタ2/のコレクタ及びトシノ・
ジフタ22・7′つベースに接続でれた、PNPマルチ
コレク々・トランジスタ、2乙の第1のコし/フタ2乙
Cノが4好M−される1、そして、トラ/−ジスタノ乙
υ′)エミッタは抵抗、27ケ介して市:源+−Bに接
続され、−く−ス(Lこは出力トシノジフタである11
) N P トランシフタ、2gのベースに接続されて
いて、このトラノジフタスろとトランシフタユgはカレ
ント・ミラー回路化形成する関係にfり枳、ここで、ト
ランジーフタ2汐ケγ扉3する′出目)1〔1はトラン
シフタΩろe)善3/のZlし・多夕記乙C/を・徂1
じて滝、才Tることになり、従つて、トランジスタ、2
りを流れる軍、流の増・城に応じてトランシフタス乙の
第1のコt/クタユ乙Citmれる電流が増・減し、こ
れに伴って、抵抗、27の値に依存する利得で、例えは
、n倍に増幅マΣれるトランシフタ2gを流れる出力電
流が増・7&−1−ることになる。丑た、このとき、ト
ランーンフタノ乙の第1のコレクター乙C/を流れる電
流の増・誠に伴って、第2のコレクタ氾乙C,2から流
出する電流も増・減する1、以上のようにして、第1の
電流増幅形増幅系/gが構改嘔れている。、 一方、第一の電流増幅形増幅糸/9に於いてしし、トラ
ンジスタ/乙のエミッタにイ4られる’Ft l−、f
に対[〜ての、電1丁−電流変喚部がI) N I? 
l・ランシフタ、29と出力トランジスタであるN I
) N l−ランシフタ30との組、及び、I) N 
P l−シ/、、;フタ29とNI)Nトランジスタ3
/との糸目で形1.+晃される。トランジスタ3/のコ
レクタには、その第1のコレクタ32C/とベースとが
結合され、1左、その第2のコレクタ32C2がトラン
シフタノフのコレクタ及びトう/ジメタ30及63/の
ベースに接AWJにσれ#−1PNPマル′f−コレク
ク・トランジスタ32の第1のコレクタ、’/、、2C
/が接続さ7’lる1、そL7て、トランジスタ、?ノ
の第1のコレクタ3ρC7と接地部との間i/r (d
、定電流1源、?3が接続さ)し、捷だ、トランジスタ
3.2.0エミンタは電源−1−Bに扱Mjeσれる。
、ここで、[・ラー′ジフタ3/ケ流れる電流の増・誠
に応じ、で、トう/7スタ、32の第1のコレクタ3.
2C/化流、れる、定電流k J 3 VCよる電数1
に重畳′2Σれる′11“」、瞳が増・減し、(、〕1
.に伴つ)て、トう/ジフタ、?氾の第」の二!レクタ
32Crから流出する′電流が増・誠−f乙、、こ(:
′)ようにU7て、第2の電流増幅形増’l’1Iii
系/qがt−j、? 、J之、さ扛ている1、−[述の
如くに溝5iされる第1及び第2の′1h、流増幅′形
増幅系/g及び/9ば、夫々、前述の入力段部//Iか
r、の電F1−出力にもとすき、この電圧出力と)1γ
i41し7)変化をイーる第1の増幅用ノJ電流及び同
相の変化”f fる第、2の増幅出力型?舟、孕生ずる
。そして、第1の市、流増幅形増(1G糸/gの出力ト
ランジスタであるトランジスタ、2gのコL/クタと第
2の市原、増幅;杉増11−゛1系/qのlj力トシン
ジスフタあるトランジスタ30のコt/クタとがnい9
に接)・売ン\才1て、その共面接続点かi:)ill
fJ、r2;イ、Rグがi、A I’旨NノL、寸−律
の第1の増I1帖出力市浦、と第、9の増’l#ii出
ノ1市1茄。
との差の7i;湧1j)1力が導出さJ′Lる。
次に、1(j[かる用力段玲(/夕の動作につい−(、
’l+l)べる。人力段pli(/ダの出力部からの電
圧量)J刀・(・−)7 ’/ スl / A (Q 
ヘ” ス9(4fl、給7Nれろと、トシ/7・=フタ
/乙のエミッタにQま、cGつ電U1出力と同月1の電
F:F′がイ!jられ、これがトう/ジスタ、、2/g
j、ひ逮〕のベースにイ共、拾さtLる0、こ才1&こ
より、1・5ツノ/スタ、2/及び、2..2はトラ/
、、;′フタ記/のベースに印加される箱1LFについ
ての電圧−市流変伊を1−]い、I・ン/ジフタ、2.
.2.にば、所定の変換利得をもって得うれる、トラン
ジスタ、、2/のベース(4印7Jl] # iする市
;+cpこ対し2て同相、従って、入力段部/ダからの
電圧出力と同相の変化ケ才る市、涼、かに7Lる4、そ
して、トランジスタ、2!5に(lづ1、トラン/ジフ
タ、2.2ケ流れる電流と逆相、従って、人力段j4i
5 /ダからの電圧量y)に対して逆([lの変化をす
る電流が、所定の利得で増幅された市2γ斤としてbi
「、fする1、このトう7 )スタフ、夕を261口す
る電流はトランジスタ21)の第1のコしy 、7 、
、Zノ乙C/を1川じてi蛮:l′V、これにより、ト
ラン、;:スク2gには、トラン7′スタシに合流れる
′市M仁とP] +11の4ゴ)二究、し2、トラ2/
ジスタ記、り合流fiる電1iff、 (Z) 11培
い二増幅され之出力電流が流れる4、1 ;’j、この
とき、l−ランジーフタ記乙のJ 2ノコレ−り7.2
4C,1から1iif、 tt、: t ル% ifも
、トシンジXタ、2j金流れる;ti: !l’AI′
と同イHの変化ケする直流となり、こノしか、トラ、・
′ジス、42 / &び、22(。C+−シンジフタ2
2ケ汐?i、 、B電r”fにλ寸して逆相の変化をす
る電流として供給?: jlして、1・′ンンジスメ、
2..2に対する負部1′俣がか(すl−):jL −
c :l−、−リ、トランジスタ2/及び、22((二
よる電Lf−電輔変1裟部及びトラ−/7;スタツタの
動作の安定1[−が(7j′力\も扛でいる5、この上
う((二り、、−i:、、n’+ /の電流増幅形増幅
系/gにより、ぞ1・−)出カドランシスターCあるト
ラ、/ジスメ、)!g fc、ト述の人ノJ段部/ηか
らの’iit; E出力に一21シて逆相の変111 
fi) iる第1の噌幅出勾′市流が得ら托る・、りC
、’イ・)イ)、、 一方、r C)と、N、トランジスタフ9及び、?0の
組、及び、トランジスタ2ノ伎び3 / v)イif’
(もトランジスタ、、29のベース(/こ印加さ−t1
.る電子(・(一ついての電圧−電流変換全行い、トラ
ンジスタ、Rθ及び3/には、!・ランジフタ、、29
のへ2−スト′こ印υ[1へ扛る電ITE tでえ↑し
て同相、(lfぐ)て、7(0段部77グ、′ハらの′
@j1:出力と同相の′電流、が流;nろ。こ【ブっと
へ、トランジス、1123.2の第、2の二?シ/クメ
、j)(2かト、血、 ft、’+ −’fる’NO所
、も、トランジフタ376可日りるrJ、: 141i
と11.、j 、j、、。
のR化金するものとなり、(−扛がトう//へ!−29
(7)−コレクタ及びトシ2.;スタ3θ及び、−?/
のベース(て供給さ石でI「帰還がかけらfしてj・・
す、トランジス1.29及び30で形51−5れる’+
ii’、 I−tE  TFi+ ?A変換部の変換利
得が効果的に増大され−C1]・う/ジスタ、J’ 0
 ’5 ?iir、れる′市原、(llli効率、1こ
ぐ贈斬+ 751’L fIものとなる1−1 このよう((シて、第。2の電流増幅1形増幅系/7に
より、その出力]・シアノ、ンフタであるトランジスタ
30に、−ヒ述の入力段部/ll−からの* !1.を
出力と同相の変化音1−る第2の増1i、B It−j
力′市蒲、がイlIらgるのである。、 そ[、て、トラン、/′スタ、、2gを流れる人力段p
li/4/からの市川出力(・て対[7て逆相の変化を
する第1の増幅出勾11イrと1−ラン7スタ13o螢
流れる人力段部//lからの宙、1「出力と同相○変化
音する第一の増幅出力室Mi′、との差のlJj 流出
力が、出jJ端子、?グからす1−i−t、jさ君、C
、z’) lj力端子3グに接続σノするD荷(′・二
供給σ?’Lる1、この電流出力は、第1の増幅出力室
ざ〔、の振幅変化と第2の増幅用カ市、γMt、の振幅
変1;−の′(11の振1’ii’l変化イ亡有する、
大振幅電流となる。、 子連の如< f=U Lで、入〕、1段部/I、/−の
人力端J二/及び、2B・こ供給される差動人力は号に
二もとすく、4中めて効くlよく増幅訟れた市−流出力
か、出力段部/Sの出力☆;h1子、−?ダから何ら扛
イ、のである1、発明の効果 以十の説明から明らかな如く、本発明によれば、’H!
−F ;f’ll用率に優れ、比較的低い電源重用のも
とにb争いても充分7ダ振幅を有−r−る′市川出力が
借られる人力段)<11と、人力段Mの箱ヨE出力にも
々ずく電(流出力か]・y(めて効率的な1)デ諦、増
幅により得ν)れる出力段部とのl1ill介ぜ(/こ
よる、比1咬的低い寅源市、1↑により、極めて良好な
増幅動作を行うこと一つ;できる演算増幅回路全実現す
るこ々かできる1、−才f―、4\発明に係る演算増幅
回路+a、全体の構成が1[!i jl’+″C1集積
回路化(7だ場合の集積回路素子・1−θ、が小とlす
、安価に得ることができるものとなる。、へらに、本発
明によ11ば、その人力段′都(lこ於&−jる六動月
’g lti号人力部に工大が施σれ7j 、低減1れ
たバイアス電流のもとに、1イいスルー レートと優れ
た同4[+ 1;r号除去比ケもって、広帯域にわたる
増幅を行うことができる演算増幅回路全実現−4゛るこ
とができる5、
【図面の簡単な説明】
図は本発明Vこ係る演p−増幅回路の一例を示′f′4
に続図である。 図中、/Elひ、2は人力1瑞子、3.グ2.夕及び乙
は差動形拮月人力部金形成−するトランジスタ、/lは
人力段部、/♀は出力段部、7gは第1の電流増幅形増
騙系、/91−1第2の軍Mt増幅形増幅系、2K及び
30は友々第1及び第2のIf力トランジスタとなるト
ラ/ジスタ1.?4/−は出力対、)了〜であるい 53 手続補正書 昭和3g年7月73日 1 事件の表示 昭和S7年特許願第1汐’1300号 2、発明の名称演算増幅回(賂 3 補正をする者 代表者 ロバート優ジエイ・ボーゲル 4、代 理 人〒150 イl 所  東京都c+1、容置c゛1、谷2J用11
4番16−号(第2111ビル)、IL話 束中、(0
3)498−3666氏名 (8390)弁理士神原貞
昭 5、補正命令の日付自発   昭和  年  月  日
6゜補正により増加する発明の数な し゛2″E” ”
 ” ’JhMI]@O’A”J40t4’mfx&#
Oa8補正の内容 (1)明細書中、第り頁、20行「第1のコレクタ5C
/及び乙C/jとある全「第3のコレクタ3℃3及び乙
C3」に訂正する。 (,2)同、第汐頁79行〜λθ行「第3のコI/クタ
3 C3及び乙C,,?Jとある孕「第1のコレクタ3
C/及び乙C/」にδ」圧する。3 (3)同、第9頁10行「コレクタ」とある全1エミツ
タ」に訂正する。 以−」−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 11゜′−動形慴’−”j入力部f (INえるととも
    にカレント・ミラー回1烙か接続され7)I出力9那を
    備えて電W出力匍号6牛する人力段部と、該人力段部の
    出力端側lに接1’Ti−,−さ:t−1、−I−記市
    、用出力1言十;ε・こ如1づ”−る第1の電U1−−
    −′ボ’、 if(、仰二換訃と第1の出力素子と金倫
    え、上記7b−圧出月1言けに対しで3更相の変化栄才
    る第1の出7−1 ”t’c叫A1.ン:牛する第1の
    市、流増幅形増幅系と上配電11−出)11.″;−シ
    ー4に対1゛−るgEノの電圧−電流変換部と第2の出
    力素子とを(+i!fえ、j記?i’r、 I”l−出
    力1g÷弓と同相の衆化呑“する第aの111力Ihi
    流ケ付する第3の昂、?A1゜1<!II暗1片2噌中
    品系とが設げら汎て、七吉〔[翁〕、/及び第2の出力
    素j:のill力端か共]用接続されて11川接続点か
    設(・−y−もれ、該共通j好e′C6点から十記第1
    の出り市、θIC,と第3の出力軍師r、との差の′亀
    iA’、出力が専出芒ハるようになされた出力堤“部と
    を:不して構OkされP演算増幅回路4.
JP57154300A 1982-09-04 1982-09-04 演算増幅回路 Granted JPS5943612A (ja)

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