JPS60113507A - トランジスタ回路 - 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】 本発明はトランジスタ回路に関し、特にいわゆる二重平
衡差動増幅器に関するものである。

一般的な二重平衡差動増幅器を第１図を用いて説明する
。トランジスタ１，２は第１の差動増幅器を栴成し、ト
ランジスタ３，４は第２の差ｔＪｈ　増幅器を構成する
。トランジスタ１，４の各ペーストランジスタ２，３の
各ペースはそれぞれ共通接続され、各々端子１０１．１
０２に接続されて（・る、各端子１０１，１０２にはバ
イアス電源５がら抵抗６，７を介してバイアスを与えら
れており、端子１０１，１０２間に第２の入力信号源１
０８が接続されて（・る。トランジスタ１．２の共通エ
ミッタはトランジスタ８のコレクタに、トランジスタ３
，４の共通エミッタはトランジスタ９のコレクタにそれ
ぞれ接続される。トランジスタ８゜９のベースは端子１
０３，１０４にそれぞれ接続され、バイアス源１ｏより
抵抗１１，１２を介してバイアスが与えられている。ト
ランジスタ８゜９の各エミッタは抵抗１３．１４を介し
てそれぞれ接地され、それらはエミッタ接地動作す石。

端子１０３，１０４間に第１の入力信号源１０７が接続
されている。トランジスタ１，３のコレクタは共通接続
され、トランジスタ２．４のコレクタも共通接続され、
それぞれトランジスタ＋５．ｉ６及び１７，１８がら成
る電流反転回路に接続されて（・る。トランジスタ１６
　＊　ｉ　ｓのコレクタと接地１００間にそれぞれ抵抗
１９．２０が設けられ、抵抗１９．２０（７）一端は出
方端子１０５，１０６に各々接続されて（・る。このオ
ｈ成により、二１を平衡差動増幅器が構成され、端子１
０３　、　：１０４間に入力される第１の入力信号源１
０７と端子１．０１゜１０２間に入力される第２の入力
信号ｋｌｏ８との積が出力される。

通常、第２の入力信号源１０８はトランジスタ１〜４を
スーイッチインク動作する為の信号が供給され、第１の
入力信号源１０７の入力振幅に比例（依存する）出力信
号が出力端子１０５，１０６に出力される。トランジス
タ８．９の無歪許容入力Ｖｉｍａｘ（ｐ　ｐ）は、トラ
ンジスタ８，９がエミッタ接地動作の為、バイアス電源
１０の電位をｖＡとすると ｙ璽バを投”＝　■Ｅ　（ＱＢ）ｘ　Ｒ，。

■ で表わされる。ここでＩＢはトランジスタのエミッタ電
流％　ＶＢＥはトランジスタのベース、エミッタ間の順
方向電圧、Ｒ，は抵抗１３の抵抗値、几、４は抵抗１４
の抵抗値である。従って、Ｖｉｍａｘを決めるとバイア
ス電圧鬼は一σ（的に決定される。

例えば、Ｖｉｍａｘ　：ｉｖｐ　ｐとすると、ＶＡ＝　
Ｖｉｍａｘ（ｐ−ｐ）　＋ｖｎｇ２　■ −土（■ｐ−ｐ）＋ｏ、７ ＝　１．．２Ｖ となる。ところで、出力端１０５　、１０６の直流電圧
ＶＯｐＣは、電源ライン１０９の電淳矩、圧■。０から
、トランジスター６又は１８のコレクタ・エミッタ間飽
和電圧ＶｃＦ、５ａｔＱ１６を引いた電圧のイにある事
が望ましく・。即ち、 従って、無歪最大許容入力が規定された場合で、電流反
転回路の１ｉＬ流反転比が決才ると、おのずと二重平衡
差動増幅器の最大利得Ａｍａｘが決められる３、例えば
、Ｖ、＝　１２ｖ、　１も、ｓ＝　Ｒ，４：＝　１　ｋ
Ｏとすると’ＥＱ８−ＩＥ（Ｊ３　＝　（１５＋ｎＡで
あり、また電流反転回路を構成するトランジスタ１５’
、１６及０・１７，１８のエミツタ面積比をｌ：１とす
ると、電源反転比はｌ：］であるので、ＩＣ（Ｑｌ６）
＝］ｃ（Ｑ］８ル＝Ｉ　Ｆ、Ｑ、　８＝Ｉ啄２９−０．
５＋航となる、従って、トランジスタ（シ２．。

Ｑｌ８の”　ｒｎＡ時のＶＣＥ　（Ｓａｔ）　Ｑ１６＝
ｏ２ｖ　とすれは、Ｖｃｃ＝３ｖのとｄ　Ａｙｌｌｌａ
Ｘは次式でまる。

Ａｖ　”ｘ＝”’−ＶｃＥｓ”ｔ”　）Ａ／　Ｉ（’＋
ｓ　（−”ｑ＋）　■■。Ｑｌ−６ ：±ワρろ／　１（ｋＯ） ０．５ ＝　２．８４さ 又、前述の無京ボ１容彫犬人力Ｖｉｍａｘを維持ｕ４未
る最小の電源電圧ＶＣＣｍ　ｉ　ｎは、 十Ｖｓｇ　（Ｑｌ５）　■ ＝　１．０＋０．２＋０．１＋０．７ ＝２．Ｏｖ である。このように、従来の二重平衡差動増幅器では、
低電圧動作時でかつ又、無歪許容最大入力を確保しゲイ
ン設定する事は、非常にむすかしかりたＯ 本発明の目的は、低電圧動作時に有効でかつ又、無歪許
容最大入力の設計容易な二重平衡差動１７幅器を提供す
ることにある。

本発明は、二重平衡差動型式に接続された第１乃至第４
トランジスタの各共通エミッタ点に第５および第６トラ
ンジスタを接続し、さらに、第５および第６トランジス
タの各々のエミッタに定電流源を夫々接続したことを特
徴とする。

以下、本発明の実施例を図面により詳述に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示し、第１図の従来例と同
−機能部は同じ番号で示してそれらの説Ｅ！Ａは省略す
る。第１図と異なるところは、電源１０９とトランジス
タ８，９の各コレクタとの間に定′亀流源１１０，１１
１を夫々接続したことと、電流反転回路奮構成するトラ
ンジスタ１５−１６．１７−１８のエミツタ面積比を１
：１から１　：ｎ（ｎ）１　）としたこととの２点であ
る。

定電流１ｉ、１１０．ｌ１１を伺加し℃やることで、こ
の回路の前述した最大利萄Ａｖ□ｎａｘを低下させるこ
となく、また最小電源電圧ＶＣＣｍｉｎを増加さセるこ
となく無歪許容最大入力を増大できる　すなわち、無歪
に１−容量大入力を増大するには、トランジスタ８，９
の動作電流（エミッタ電流）を増加すればよい。従来の
回路においてトランジスタ８゜９の動作電流が増加する
ことは、トランジスタ１乃至４，１５乃至１８の電流を
増加させることにガる。トランジスタ１６．１８の動作
電流が増加すると、第３図に示したトランジスタのＩ　
Ｃ−ｖｃ　Ｅ（ｓａｔ）曲線から明らかなように、これ
らのコレクターエミッタ間飽和電圧Ｖｃｇ（ｓａｔ）が
増える。このため、０式および０式から明らかなように
、最大利得ＡＶｒｒｌａＸは低下し、最小電源電圧Ｖｃ
ｃｍｉ。が増作電流はこれらから供給される。したがっ
て。

Ａｖｍａｘは低下しないしＶｃｃｍｌ□も増大しない。

また、抵抗１３．１４を小さくすることにより、トラン
ジスタ８，９の動作電流が増加するので、バイアス源】
０からのバイアス電圧■４を増加さぜる必要がない。見
方をかえれば、従来と同じ信号レベルの入力信号が供給
されたとすると、トランジスタ８，９の動作電流が増加
しているので、それだけ歪特性が向上される。

なお、定電流源１】０．１１１０電流値を太ぎくすると
、トランジスタ８，９の動作電流はすべてこれらの定常
、流源から供給されて二重平衡差側増幅動作が行なわれ
ないことがある。よって、定電流源１１０，１１１の電
流値は、無歪許容入力によってきまるトランジスタ８，
９の動作電流よりも小さく選ぶ必要がある。

次に、エミッタ面積σヒ（（つぃて説明する、ｎの決定
方法はまず基本的には、トランジスタ８，９の三ミッタ
電流ＩＥ（Ｑ８）、■Ｅ（Ｑ９）をはＳ゛コレクタ電流
等しいとみなして、追加する定■流諒にｆ’）３５事で
決定される。１ここで　ｎ＝ｎ’＝２　に選ぶと、出力
端１０５．ｉｏ６での箱圧利得は、同じものが得られ、
０式で示される■ｉｒｒ＋ａｘは従来例と同じで、ＶＣ
ＣＩ？Ｉ　ｉ　ｎが改善出来る。即ち、トランジスタ１
〜４のＶｃＥ（ｓａｔ）としては、動作電流が’／１１
’　（＝２　’）の為第３図に示す様にトランジスタ１
〜４のｎｐｎトランジスタのエミッタ電流密度が％にな
るのでｖｃお（ｓａｔ）がｋＧとなり、さらにトランジ
スタ１５゜１７の順方向電圧Ｖ’ｎ　Ｅも動作電流が１
カ’（−２）の為、１８ｍｖ低くなる。従ってｖｃ　ｃ
ｍ　ｉ　ｎ’はＶｃＣｍｌ　ｉ／　＝：　Ｖｌ　ｆｌｌ
ａ７　＋　ＶＣＥ　ＳＢ　ｔ　（Ｑ８　）　＋ＶＣＥ（
Ｓａ　ｔ）　（Ｑｌ　）十ＶｎＢ　（Ｑ１５）＝　１．
０　＋　０．２　Ａ　０．０５十〇、６８＝　１．９３
ｖ と従来例より仏゛電圧動作となる。さらにコレクタ飽和
抵抗は通常＋３０００〜５０００．ｐｒｒｌ／ｃの温度
依存性を持つので常温での値が少さくなる事はメリット
となるｏ　Ｖｃｃｎ＋ｉｎ　２．０ｙと本願のｖｃｃ　
ｍｉｎ’　１．９３　ｖとは初期動作車圧３■の電池２
本動作の上で（ｄ、動作限界をのはす上でも非常に大き
いメリットとなる。

なお、トランジスタ３，４および９は、互（・に逆相の
出力を得るためと、ｌ１ｌｌ：１力の直υ１ｃ−圧久化
をおさえるためとの目的で挿入したもの−Ｃあるのてこ
れらは原理的に必要な（・。本発明で示した回路は、各
種り調回路や位相検出回路に応用できる、

【図面の簡単な説明】

第１図は従来向を示す回路図、第２図は本発す」の−実
施・丙を示す回路図、第３図は一却ｊ的ＮＰＮトランジ
スタのコレクタ量流工。−コレクタ・エミッタ間飽和電
圧Ｖｃｇ（ｓａｔ）特性を示すグラフである。。 トランジスタ１ｉ、２，３，４．８ｓ９．ｔ５，１６゜
１７＠ＩＬ抵抗：　６ｓ７ｔ１１＋］２＊１３ｓ１４，
１９ｓ２０、端子：　１０１，１０２，１．０３ｔ１０
４，１０５１１０６１接地：　１００．電源＝１０９、
信号諒：１０７゜１０８、バイアス源：５，１０、定電
流源：１１ｏ。 １　１　１゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、差動型式に接続され少なくとも一方に第１の信号が
   供給された第１および第２のトランジスタと、第２の信
   号を受けその出力信号を前記第１および第２のトランジ
   スタのエミッタ結合点に供給する第３のトランジスタと
   、該第３のトランジスタの出力端に接続された定電流詠
   とを有する事を特徴とするトランジスタ回路。 ２　前記第１および第２のトランジスタの少なくとも一
   方の出力は電流反転回路供給され、該電流反転回路を栴
   成する二つの素子のＰＮ接合面積がＮ〉 ＝１（但し、Ｎ（１）に選ばれて（・ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のトランジスタ回路。