JPS60120606A - 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】 し技術分野〕 本発明しま、低′亀′ｆｆｉλ゛ロ１．圧を使用１−る
テープレコーダ、ラジオ受信機等の各種電子機器に用い
て好適な増幅回路に関１−る。

し背景技術〕 電子機器に関する現在の技術動向の一つに、小形軽量化
がある。従って、ポータプルテープレコーダやラジオ受
信機等は、低箪餘電圧のバッテリを使用することが望ま
しい。こσ）ような観点から、本願発明に先立ち１本発
明者は各種増幅回路について種々の技術的検討を行った
。

その第１の例を第１図について述べると、回路ブロック
１は２重平衡形差動増幅器であり、カラー復調器、ＦＭ
ステレオ復調器、アナログマルチプレクザー位相比較器
として多用されて℃・るものて・ある。トランジスタＱ
、は、基準′市圧鳳。２ととも妬定電流回路ア構成する
。トランジスタＱ２　＋Ｑ３は入力端子Ｔ、、Ｔ４に供
給ばれる入力信号ｖ１ｏ（図示せず）を差動増幅するも
のである。トランジスタＱ４　、Ｑ−は、入力端子Ｔ、
、Ｔ２に供給される制御信号（図示せず）により１交互
にオン・オフ動作を行う。そして、トランジスタＱ。

がオン状態ニ動作しているとき、コレクタ宵流１１を負
荷抵抗［ｔＩ、１，１え、。Ｋ、振り分けて流すように
動作する。また、ｌ−ランジスタＱＩｌ、Ｑ７は、入カ
！１１ｊ子７ｐ、　、Ｅ）２　に供給される制御信号に
もとづき”父臣にオン・オフ動作を行う。そして、トラ
ンジスタＱ２かオン状態に動作しているとき、コレクタ
’ｉｌＪ流１２ｙ負荷抵抗ＲＬ□、　Ｒ，，２に撮り分
けて流すように動作する。

前記増ＩＩＶ６回路が充分に動作１′”るための最小電
源＠川Ｖ。Ｃｍｉ□１は、以−千に述べるようにし又決
定される。

すなわち、トランジスタＱｔ　Ｊ　Ｑ、Ｈ？駆動１−る
ためには、アースラインからみて２ｖＢＥｏ）バイア７
、　’）ｉ；圧が必戟である。更に、トランジスタ０．
４　＋Ｑ、　、　Ｑ、ＩＩ、　Ｑ７を充分ＫＪｉｍ　ｉ
／ｌするタメＫ　ｌｊ、アースラインからみて３ｖＩ、
Ｐ、のバーイアス？Ｆ圧が必要である。

そして、負荷抵抗Ｒ，１，，ｉｔ、、□をｔｊＴ流１．
（１２，）が反乱に流れたときσ）市、圧降下（すなわ
ち出力電圧）を・αと１−ると、前記ノ１）小゛酊の電
圧Ｖ。ｃｍｉｎはＶ、＝３ｖ　４−α　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）ＣＣｌ＋ｌ
Ｉｎ　ＩＩＥ となる。前記（１）式において３ＶＢＥは制定されてい
るσ）で−低電圧電鯨で駆動する１ｃはαを低レベルに
しｌｒければならない。しかるＩＣ，電圧降下αを小レ
ベルにすることは、電圧利得の低減を意味１゛る。

すなわち、前述した第１例の％ｌｊ輻１ｒ！１路を低宵
源電圧で使用した場合、トランジスタＱ、、Ｑ、に供給
される入力信号に対Ｉ〜、充分な電、圧利得が得られな
い、という欠陥を有していることが、本発明者の検討に
より明らかπこれた。

次ｒ１本発明者が検討した増幅回路σ）第２例を第２図
について述べる。なお、前記第１例と本例との相違点は
、負荷抵抗ＲＬｌ　＋　ＲＬ　２に代えてダイオードＤ
、を設け、単相の出力電圧をイ（する点にある。

第２図に示す増幅回路では、ダイオードＩ〕７の順方向
電圧ＶＦによって、トランジスタＱ１１を駆動する。そ
して、出力電圧Ｖ。は、負荷抵抗ＲＬの電圧降下として
得られる。この増幅回路は、出力を圧■ｏがＯｖ（トラ
ンジスタＱ　＋＋がオフ時）から’ｔｔｔ於ｊ、ｌｉ、
圧’−ｖｃｃσ）電圧レベル（トランジスタＱ　ｎの飽
和時）まで、大幅に振＠するという利点を有する。しか
るに、最小宙源箪ＬＩ：ｖｃｃ　ｍｉ　請求めると、 Ｖｃｃｍｉｎ　＝　３ＶＩＩＥ　＋■Ｆ　＝　４　”Ｒ
Ｅ　・・・・・・・・・・・・（２）となり、低？ｉ（
源電圧を用いるという観点では、前記第１例よりも不利
であることか、本発明者の検討に、Ｊ：り明らかにされ
た。

また、低箪諒電圧で増幅回路を駆動する場合、Ｓ／Ｎ比
の改善が極ｄ）て重要であることが１本発明者の検削Ｉ
Ｆ　Ｊ：り明らかにきれた。

し発明の目的コ 本発明の目的は、低電源電圧で駆動することができ、し
かも充分ｌｚ　ｉ′Ｑｆｆ幅利得がイ■られる十に、Ｓ
／Ｎ比の良好な」？′７幅回路を掛供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細岩のｍ２述および添付図面によって明らかＩＩＣ７
；ｃるであろう。

（発明の概を］ 本願において開示ばれる発明の概要７簡単に説明すれば
、下記のとおりである。

すなわち、信号υネとして設けられた２重平衡形差動増
幅器から得られる互いに逆位相の出力信号１ 一４ｏ−４−△■、−■。−△１を第１のカレントミ２ ラー回路（Ｑａ、０．０）と第２のカレントミラー回路
（Ｑ１２　、Ｑ、＋＊　）　Ｋ供給し、第１σ）カレン
トミラー回路σ）出力電流を第３のカレントミラー回路
（Ｑ、＋ｏ　、Ｑ、Ｉ、）　Ｋよって前記第２のカレン
トミラー回路の出力電流と合成し、基準１１■、圧■８
゜、。σ）電圧レベルを中心にし′℃−前記前記合成コ
ノ１．力電流から出力電圧を得て、低電源電圧を用いて
高利得の」や１１１ｉＡを行う、という本発明の目的を
達成するものである。

〔実施例〕

以１、第３図を参照して、本発明を適用した増幅回路θ
）一実施例を説明する。

なお、第３図に示す増幅回路は半導体集積回路（以下に
おいてＩ　、０という）Ｋて構成され、数字を囲んだ丸
は外部接続端子を示している。また−回路ブロック１と
して示した２重平衡形差動増幅器は、特にｌネ１示の回
路構成に限定されるものではなく＝ｉ５？明の便宜σ）
ため第１図および第２図に図示し、かつ説明したものを
援用した。従って、本実施例における増幅回路を駆動し
得る最小′屯の電圧Ｖｃｃｍｉｎは、前記（１）と同様
に３ｖＢＥ＋αで決定きれる。す１ｘわち、最小電画電
圧ｖ　Ｋついては、Ｃｍ１ｎ 前記第２例よりも優れている。

１番端子には＋ｖｃｃ電危屯圧を供給し、２番端子と３
番端子とに制御信号ＶＣを供給し、４番端子と５番端子
とに入力信号ｖｉｎを供給する。トランジスタＱ＋１Ｍ
抗ＲＦ、１＋　基ｍ’ｒｌＥＶＲ，，ハ、　前記同様に
定電流回路として動作する。また、トランジスタＱ２　
、Ｑ、ｓで構成された下段差動増幅回路は、入力信号Ｖ
ｉｎ′？差動増幅する。トランジスタＱ４−　Ｑ、−、
更にトランジスタＱｅ　、０．７で構成された２つの十
数差動増幅回路は、制御信号Ｖｏの位相変化にもとづと
、前記同様の回路動作を行う。なお、各負荷抵抗ＲＬ、
、ＲＬ□、　ＲＬ８．　ＲＬ４は、それぞれが同一抵抗
値であり、谷エミッタ抵抗−１，Ｒお２１　”ｇａ＋　
ＲＥ４１　Ｒつ、もそれぞれ同一抵抗値とする。また、
電流１ｏ、１．．１２については、電流■、＝ｉ−，＋
ｉ２であり、−１゜＝１゜＝Ｉ２の関係にある。

次に、増幅動作について述べる。

入力信号ｖｉｎσ）レベル変化と、制御信号Ｖ。のる。

カレントミラー回路を構成するトランジスタＱ、ｇ　、
Ｑｏは、同一エミッタサイズであり、負荷抵抗Ｒｒ、　
２　＝　ＲＬ　３であるから、負荷抵抗ＲＬ３、トラン
ジスタＱｏ　＝　ＱＩｏ　Ｋも一１ｏ→−△１の電流が
流ｔｌル。なお、基準電圧Ｖ□２□、トランジスタＱ、
Ｉｆｉ、エミッタ抵抗ＲＥ□は定電流回路を構成１゛る
。

トランジスタＱ、。、ＱＩｌはカレントミラー回路′？
構成し、それぞれのエミ’７タサイズが同一になされて
いる。トランジスタＱ＋ｏｌでは、−１ｏ十△ｌの′電
流が流れるのであるから、　トランジスター万、カレン
トミラー回路を構成１〜るトランジスタＱ１ｔｔ　Ｑ＋
ｓも同一エミッタサイズになされ、負荷抵抗”Ｌ　ｌ　
””　ＲＬ　Ｊの関係にある。従って、負荷抵抗ＩｔＬ
４、］・ランジスタＱ、＋５ＩＩＣも−■。−△ｌの笥
、流が流れる。プｘお、基準電圧■ＲＫＦ２、トランジ
スタＱ、１４、エミッタ抵抗ＲＦ、４は、定電流回路を
構成する。

以上に述べた動作状態では、トランジスタＱ＋＋が飽和
状態であるから、２　ｖＣＣに設定式れた基準電圧ＶＲ
ＥＦｏから負荷抵抗Ｒ８、トランジスタＱ、　＋　＋、
エミッタ抵抗Ｒ８６を介して電流ｌが流れる。このとき
、６番端子に表われる出力電ＥＬ：ｖｏｕ１は最小値ｖ
ｏｕ　ｔ　ｎ）ｉ　ｎとなり・ Ｖｏｕｔ　ｍｉｎ　−Ｖｃｇ（ｓａｔ）　”’キＯ・・
・・・・・・・・・・・・・（３）となる。

一△ｌとなった場合は、トランジスタＱＩＩ’ａ’　流
れ、Ｊ る電流かΣ■ｏ十△１となる。この場合、トランジスタ
Ｑ３、が飽第１１状悪に１より一６番端子に表われる出
力電圧Ｖ　の最大値Ｖ。ｕｔｍａｘばｕｔ Ｖｏｕｔｍａｘ−３ＶＢＫ＋α−α−ｖｃａ（ｓａｔ）
Ｑ＋ｓ・・・・・・（４）＝：＝３ｖＢＩ８ となる。前記（４）式の右辺における３ｖＢＥは、負荷
抵抗ＲＬ□＝ＲＬ４、更に前記（１１式の条件がそのま
ま適用される。従って、出力電圧Ｖ。ｕｔは、はぼ０■
から３ｖ□の間で得られることになり、リニア動作を行
う場合の出力電圧Ｖ。ｕｔは、■ｏｕｔ−ｖＲＦ、Ｆｏ
＋Ｒｏ・２△Ｉ・旧用・・・山・・・・・（５）でめら
れる。そして、前記＋３１＋４１（５１式から明らかな
ように、本実施例における電圧利得は前記第１例よりも
高利得である。

次に、前記増幅動作が行われるときのＳ／Ｎ比について
述べる。

ここで、カレントミラー回路を構成するトランジスタＱ
Ｒ、Ｑｏ及びＱ、。ＩＱＩＩＩ　更にＱ１２　ｅ　Ｑ＋
ｓがそれぞれ同一エミッタサイズであり、カレントミラ
ー比が１であることを想起する。

トランジスタＱ、ａ　、Ｑ、−のベース雑音が出力電で
決定されるので極め℃小さい。また、トランジスタ０．
１２　ｔ　Ｑ　＋ｓのベース雑音が出力電圧Ｖ。ｕｌに
表われる′重圧、利得も、前記同様にめられる。トラン
ジスタＱＩ？Ｑｎのベース雑音については、負こσ）場
合の電Ｈ二利得も小さい。史に、トランジスタＱ　１４
１　Ｑ＋＊のベース雑音につい又は、負荷抵抗合の１ｆ
、圧利得も小でい。また、トランジスタ０．２１Ｑ、の
ベース雑′＃については、負荷抵抗丸、。

でめられ、伺れσ）場合もベース雑音に対′１−る電圧
利得は小になる。

以」二妬述べた如く、本発明を適用した増幅回路は、低
小：河Ｉ飛圧で駆動し得るヒに電圧利得が高く、しかモ
ヘース４′１＃音の如き内部４”（Ｑ　＃　Ｆｒついて
は低利得となる０）で、Ｓ／Ｎ比が良好に７Ｚる。

し効　果］ （１）、互いに逆位相の信号を信号源に対し並列に設け
られた複数σ）力ｌ／ントミラー回路に供給し、前記複
数σ）力１／ソトミラー回路の出力電流を合ｂＭ、　し
て出力信号を得るように構成したθ）で、一対の電源間
に増幅手段を直列に構成する場合に比較し。

最小電源電圧を低−トし得る。という効果が得られる。

（２）、電源ｔｔＫ圧の因に設定された市川レベルを中
心に、前記複数のカレントミラー回路の出力可、流の合
成が行われるので、Ｃ１ぼ接地電位から前記最小１１源
電圧までの間で出力信号が振幅することになり、高利得
の増幅を行うことができる。

（３）、増幅作用を行う各トランジスタのベース雑音に
対し、高インピーダンスの負荷回路が構成されブｘいの
で、前記−・−ス雑音に対し低利得となり、Ｓ／Ｎ比の
良好な増幅動作を行うことができる。

以上に、本発明者ニ」二ってなされた発明？その実施例
にもとづき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定式れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であることはいうまでもない。

例えば、信号源としては、前記２屯平衡形差動増幅器に
限定されず、互いに逆位相の出力信号な供給１−るもσ
）であれは、１、い。

し利用分’ｊ＋ｌｆ　１ 以上の説明では、主として本発明者によってな孕；Ｈ，
た発明をその背−５３’、とフ、（った利用分野である
増幅回路に適用した場合（でつい又説明したが、それに
限定ζ、＋するものではＩｋい。

例えは、低’ａｌｌα電池で駆動されるポータブルテー
ゾレコーダσ）記録・再生アンプに利用することができ
る。

更に、ポ′−タフ“ルラジオ受イ言機、或いはテレビジ
ョン受信機等にも利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本１（ｉｌｉ発明に先立ち木発明者が検ｔＥ１
シた増幅回路σ）第１例を示す回路図を示し、第２図１
は本願発明に先立ち本発明者が検削した増幅回路σ）第
２例を示す回路図を示し。 εｆｌ、　３図は水元Ｆ３Ａを適用した増幅回路の一実
施例を示す回路図を示１゛。 １・・・２取平衡形増幅回路の回路ブロック、Ｑ、８゜
Ｑ、ｏ　！　Ｑ＋ａ＋　Ｑｏｙ　Ｑ１２＋　Ｑ＋＋１１
　Ｑ！４１　Ｑ＋ａ−トランジスタ、ｖｖｖｖｖ ＲＥＦＯＩ　ＩＩＦＩ　ＩｔＥＦｌｌ　ＲＦｉＦ２１　
ＲｇＦＢ・・・基準電圧、Ｖｏ・・・制御信号、ｖｌｎ
・・・入力信号。 ■ｏｕｔ”゛出力信号、ＲＩ−１１Ｒｂ２１　Ｒ１，３
＋　Ｉｔ＋、４・・・負荷抵抗、Ｒお、、　ＲＦ、２．
　Ｒ９３，町、ＩＲ，、・・・エミッタ抵抗、Ｉｏ、Ｉ
、、Ｉ、、Ｉ。十△ｌ、１ｏ−△１、■・・・電流、→
−ｖｃｃ・・・電源１に圧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　互いＩＣ逆位相の信号を発生するイｎ＠諒と、前
   記信号源妬対し並列に設けられ前記逆位相力信号が供給
   な才しる第１４ｄよび第２のカレントミラー回路ト、前
   記第１のカレントミラー回路の出力電流を入力重加とし
   、そσ）出力電流を前記＠２Ｑ）カレントミラー回路σ
   ）出力電流に合成する第３σ）カレントミラー回路と、
   前記第２のカレントミラー回路の出力「ｉＴ、　Ｉ＃、
   と第３の力１／ントミラー１す１路σ）合成電流により
   得らｔ’する出力電圧の中ル宙圧を規定する界７１１１
   ！、市゛１上ど仝・それぞ第１．具備し、　ｉｆｊ記基
   準基準電圧心にして前記第２および第３σ）力１／ント
   ミラー回路の出力型、流の合成により増幅された出力電
   圧を得ることを特徴とする増幅回路。