JPS5957508A

JPS5957508A - 可変電流増幅回路

Info

Publication number: JPS5957508A
Application number: JP57167997A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Kikuchi; 正文菊池
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-09-27
Filing date: 1982-09-27
Publication date: 1984-04-03

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】産業上の利用分野この発明はＡＧＣ回路やＡＣＣｕ路々どに適用して好適
な可変電流増幅回路に関する。

背景技術とその問題点入力信号が小布、流でも電流利得が大きくとれる電流増
幅回路としては第１図に示すようにカレントミラー回路
を使用したものが知られている。

図において、（１）及び（２）は夫々カレントミラー回
路であって、第１のカレントミラー回路（１）は一対の
トランジスタＱ１ｅ　Ｑ２とトランジスタ構成のダイオ
ード１）１とで構成され、第２のカレントミラー回路（
２）も同じく、一対のトランジスタＱ３・Ｑ４とトラン
ジスタ構成のダイオード１）２とで構成される。

そして、第１の’Ｍｊ、流源（５）よりの信号電流工１
が第１のカレントミラー回路（１）に供給されると共に
、その一部が第２のカレントミラー回路（２）の−力の
トランジスタＱ３のコレクタに供給されるように、第１
の電流源（５）が接続される。同じく、第２の電流源（
６）よシの信号電流■２が第２のカレントミラー回路（
２）に供給されると共に、その一部が＠１のカレントミ
ラー回路（１）の一方のトランジスタＱ１のコレクタに
供給されるように、第２の電流源（６）が接続される。

トラン・クスタＱ２及びＱ４は出力トランジスタであり
、夫々の端子（力９（８）に得られる出力信号Ｓ３゜Ｓ
４は、さらに差動アンｆ（図示せず）に供給されて、出
力電流■３．■４の差の出力電流ｌ３−１４が形成され
る。

る。

このような電流増幅回路（１０）において、ダイオード
Ｄ１に電流Ｉ３が流れ、ダイオードＤ２に電流■４が流
れたとすれば、出力トランジスタＱ２　、　Ｑ４の各コ
レクタには夫々同一の電流■３．■４が流れる。

電流工３はトランジスタＱ３に分流して流れるコレクタ
電流によって変わり、また電流工４はトランジスタＱ１
に分流するコレクタ電流によって変るので、電流増幅回
路（１０）の電流利得Ｇは次のようになる。

すなわち、各素子に流れる電流を図のように定めると共
に、トランジスタＱ２　、　Ｑ４及びダイオ−）”ＤＩ
　、　Ｄ２に対するトランジスタＱ１−　Ｑａのエミッ
タ面積の比率をＡ（Ａ＜１）とすれば、１１＝　Ｉ３　
＋　ＡＩ４　　　　　　　　　　・・・四・・・・・・
・（１）Ｉ２　＝　Ｉ４　＋　ＡＩ３　　　　　　　　
　　・・・・１四・・（２）であるから、Ｉｆ　−Ｉ２＝（１−Ａ）（Ｉ３−Ｉ４）、、、Ｇ＝ｉ
３−Ｉ４−１１１−Ｉ２１−え　　　　　・・・・・・・・・・・・
・・・（３）このように第１図に示した電流増幅回路（
１０）では電流利得Ｇはエミツタ面積比Ａで決まるから
、（３）式で示されるように第１及び第２の電流源Ｔ５
）　、　（６）の各電流Ｉ】、　、　Ｉ２の差が小さく
ても、エミツタ面積比Ａさえ適当な値に選んでおけば、
大きな電流利得Ｇを得ることができる。

ところで、この電流増幅回路を可変形に構成して電流利
得Ｇを可変するには、（３）式から明らかなヨウにエミ
ッタ面積の異なる複数のトランジスタＱ１．Ｑ３を用意
し、これらを適宜選択する必要がある。しかし、実際に
エミッタ面積の異る複数のトランジスタを設け、これら
を選択すると々ると、とれらトランジスタの製造が容易
でなく、まだ選択回路などの周辺回路が複雑化すると共
に、設計通シのエミッタ面積を有する複数のトランジス
タを精度よく作るのはなかなか難しい。

従って、従来の電流増幅回路を単純に使用したのではこ
れを可変電流増幅回路としては構成できない。

発明の目的そこで、この発明は、小電流で大きな電流利得を得るこ
とのできる従来の電流増幅回路の特徴を生かしつつ、比
較的簡単な構成をもってその電流利得を可変できるよう
にしたものであ、る・発明の概侠そのため、この発明では新たに差動アンプを設けて、こ
の差動アンプに第１及び第２の１１１．流源の％５流を
分流させることにょシ、この差動アンプに設けられた電
流源によって雷、流利得Ｇを可変できるようにしたもの
である。

実施例続いて、この発明に係る可変電流増幅回路の一例を第２
図を参照して詳細に説明する。

この発明に係る可変電流増幅回路（２ｏ）は第１及び第
２の電流源（５）　、　（６）を有すると共に、第１及
び第２のカレントミラー回路（１υ、　＋１２）を有す
る。この例で使用されるカレントミラー構成はトランジ
スタの電流増幅率ｈｆｅの変動による出力電流Ｉ３．工
４への影響を避けるため、第１のカレントミラー回路旧
）は４個のトランジスタＱａ　”−Ｑａで構成される。

なお、この構成は周知なのでその詳細な説明は割愛する
。第２のカレントミラー回路（１２）も４個のトランジ
スタＱｅ　＝　Ｑｈが図のように接続されて構成される
。

この発明では差動アンプ（１５）が設けられ、−力の差
動トランジスタＱｉには第１のカレントミラー回路Ｉの
出力電流Ｉ３が供給されると共に、そのコレクタには第
２の電流源（６）よりの電流■２の一部が供給される。

分流するコレクタ電流をＩ６とする。他方の差動トラン
ジスタＱｊには第２のカレントミラー回路（１２１の出
力電流■４が供給されると共に、そのコレクタには第１
の電流源（５）よシの電流■１の一部が供給される。分
流するコレクタπ】、流を１５とする。

なお、０６）は電流源であって、この例ではその電流値
ＩＡが可変できるように構成されている。また、Ｑｍ　
、Ｑｎはバイアス用のトランジスタで、ＥＢはバイアス
電圧である。

このように、第１及び第２の電流１１．　Ｉ２の一部を
差動アンプ（Ｉ５）に分流させれば、電流源（１６）を
制御することによって分流止流たるコレクタ電流■５゜
Ｉ６の値を制御できるから、これによって電流利Ｈ（。

を可変することができる。

第１及び第２の電流ｉ１．　Ｉ２は１１　＝＝　Ｉ３　＋　Ｉ５　　　　　　　　　・・・
・・・・・・・・・・（４）Ｉ２　＝　Ｉ４　＋１６　
　　　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・（５）
である。上述と同じく入力信号電流が第１及び第２の電
流源（５）　、　（６）に差動入力するものとすれば、
入力信号電流は、（１１−Ｉ２）となり、これは、Ｉｆ
　−Ｉ２−（Ｉ３−Ｉ４　）＋　（Ｉｓ　−Ｉａ　）　
　・・・・・・・・・（６）−力、ｌ−ランノスタＱｉ
　、Ｑｊ　、Ｑｌｎ及びＱｎのベース・エミッタ間電圧
ＶＢＥ　（ＶＢｇｉ　、　ＶｎＥｊ　、　ＶＢＥｒｎｌ
ＶＢＥｎ　）は夫々のコレクタ飽和市、流をＩｓとすれ
ば、夫々次式で表わされることは周知である。

従って、トランジスタＱｉ、Ｑｊの各ペース電位の電位
差Ｖｉｊは、Ｖｉ　ｊ　−ＥＢ　　ＶＢＥｍ　　（ＥＢ　　ＶＢＥｎ
　）ＫＴＩ４　　　　　　　　・・・・・・・・・・・
・・・・（８）　　　Ｉ３一方、トランジスタＱｉ　、Ｑｊのエミッタ電位ＥＥを
用いて電位差ｖｉＪを表わすと、Ｖｉｊ　＝ＥＥ＋ＶＢＥｉ　　（ＥＥ＋ＶＢＥｊ　）Ｋ
Ｔ　　１ａ　　　　　　　　　・・・・・・・・・・・
・・（９）　　　１５＋８＋　、　（９）式は等しいので、これより次式が成
立する。

１！ＩＴ　　Ｉ　　ＫＴＩ６ｑＩａ　　ｑ　　　Ｉｓまた、 ■５＋■６＝ＩＡ　　　　　　　　　　　曲・・畦叩・
（１１）である。まだ、電流■３とＩ４の和は一定でな
いが、これを、 ■３＋工４＝工１＋■２−■Ａ＝ＩＢ・・・・曲・・聞
・ａ功とおけば、００）式は次のように変形できる。

同様に、００）式は次のようにも変形できる。

従って、（６）式は次のようになる。

電流利得Ｇは、第１図の場合と同様、入力信号電流（■
１−１２）と出力電流（Ｉａ−Ｉ４）の比で与えられる
ことから、このように、この発明の構成によれば、電流利得Ｇは回
路を構成するトランジスタのエミツタ面積比Ａには無関
係になると共に、電流源（１６）の電流値ＩＡによって
変化する。すなわち、電流値ＩＡを制御すれば、電流利
得Ｇを可変できる。

そして、この回路構成は従来例として示した第１図の構
成を踏襲しているので、寸た０７）式からも明らかなよ
うに入力（Ｍ対電流が小電流でも大きな電流利得Ｇがイ
句られる。

さらに、この回路構成によれば、駆動市源ＶＣＣは、電
流源（５）　、　（６）の電位差をＶＣＥとすると（°
、°これらは一般にトランジスタ回路で構成されるから
）、ｖｃｃ　＝　ＶＢＥａ　＋　ＶＢＥｃ　＋　ｖｃＥ
＝　２　Ｖｆ３Ｐｉ：　＋　Ｖｃｇ　　　　　　　　・
・・・・・・・・・・・・・（１８）となる０ここに％
　ＶＢＥａ　＋　’ＶＢＥｃはトランジスタＱａｌＱｃ
のＶＢＥでＮ　ＶＢＥａ　＝　ＶＢＥｃ　＝　ＶＢＥで
ある。

従って、■ｃｃとしては低電圧でよく、低電圧駆動がで
きる。

なお、上述した実施例では第１の電流■１の一部■５が
差動トランジスタＱ」に分流し、第２のトランジスタ■
２の一部■６が他方の差動トランジスタＱｉに分流する
ように構成しだが、これとは逆に、第１の電流エエの一
部■５を他力の差動トランジスタＱｉに、第２の電流■
２の一部■６を一方の差動トランジスタＱｊに夫々分流
するように構成しても、上述したと同様に電流源（［６
）を制御することによって電流利得Ｇを可変することが
できる。

ただし、この場合の雷、流利得Ｇは次式で与えられる。

第３図はこの発明のさらに他の実施例を示す接続図で、
この例は第１図において使用されるカレントミラーに類
似した構成のものを使用して第１及び第２のカレントミ
ラー回路ｔ２＋）　＋　＋３２）が構成される。

すなわち、図において、ダイオードＩ）１とトランジス
タ（シ２とで第１のカレントミラー回路（２υが構成さ
れ、またダイオードＩ）２とトランジスタＱ４とで第２
のカレントミラー回路（２つが構成される。第１及び第
２の電流源（５）　、　（６）の各電流通路に接続され
たトランジスタＱｓ　、Ｑ６はトランジスタＱ１．ＱＪ
に夫々所定のバイアスを与えるだめのものである。

このような回路構成でも上述したと同様の効果が得られ
ると共に、この構成によれば、第２図の場合よりもさら
に低電圧駆動を実現できる。すなわち、電流源（１６）
の両端電圧ＥＦ、はほぼＶＣｇであるから、この回路構
成では、ＶＢＥ＋２ＶＣＥを電飾電圧ＶＣＣに選べるか
らである。

発明の詳細な説明したように、この発明の構成によれば入力信号電
流が小電流であっても大きな電流利得Ｇが得られると共
に、この電流利得Ｇを電流源（ＩＩＩＤを制御するだけ
で可変することができるから、この発明に係る亜流増幅
回路はＡＧＣ回路やＡＣＣ回路に適用して極めて好適で
ある。

そしてこの発明によれば、電流利得を可変できるように
１−ても構成が比較的簡学であり、またこの可変１Ｆ１
流増幅回路を低電圧で駆動できるから、集積化するのに
好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の説明に供する電、流増幅回路の接続
図、第２図及び第３図は夫々この発明に係る可変電流増
幅回路の一例を示す接続図である。（５）、（６）は第１及び第２の電流源、１１１）　、
　＋１２＋は第１及び第２のカレントミラー回路、（１
５）は差動アンプ、（１６）は可変電流源である。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

第１の電流源からの電流が第１のカレントミラー回路に
供給されると共に、その一部の電流が差動アンプを構成
する一力のトランジスタのコレクタ電流として供給され
、第２の電流源からの電流が第２のカレントミラー回路
に供給されると共に、その一部の電流が差動アンプを構
成する他力のトランジスタのコレクタ電流として供給さ
れ、これらコレクタ電流は上記第１及び第２のカレント
ミラー回路の出力電流に対応した電流となされると共に
、上記差動アンプに設けられた電流源を制御することに
より隼、流利得を可変できるようにしたことを特徴とす
る可変電流増幅回路。