JPS60132408A - 可変利得回路 - Google Patents

可変利得回路

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Publication number
JPS60132408A
JPS60132408A JP24163383A JP24163383A JPS60132408A JP S60132408 A JPS60132408 A JP S60132408A JP 24163383 A JP24163383 A JP 24163383A JP 24163383 A JP24163383 A JP 24163383A JP S60132408 A JPS60132408 A JP S60132408A
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JP
Japan
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current
variable
diode
bases
diodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP24163383A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Nakamura
仲村 徹
Keijiro Jinno
神野 啓二郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS60132408A publication Critical patent/JPS60132408A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00Details of arrangements for controlling amplification
    • H03G1/0005Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
    • H03G1/0017Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier
    • H03G1/0023Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier in emitter-coupled or cascode amplifiers

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】 (利用分野) 本発明は、低歪率かつ低電源電圧にて動作可能な可変利
得回路に関し、特にモノリシック集積回路において使用
されるAGC回路に好適な差動型の可変利得回路に関す
る。
(背 景) 従来のこの種の回路の一例を第1図に示す。図において
、卜2ンジスタQ+ 、Q2 は差動対を構成し、トラ
ンジスタQ8.Q4 は緩衝増幅を行う。
Dl 〜D2は可変抵抗として動作するダイオードであ
シ、信号に対する動作抵抗rdは順方向電流■、によシ
次の様に表わされる。
ただし、kはボルツマン定数Tは絶対温度、qは電気素
量である。上記fi1式は、常温でIll方向電流IF
をmAで用いれば、動作抵抗rdは、rd中26/IF
 rΩ〕となる。
抵抗R,,R2は信号径路に直タリに挿入される抵抗で
あり、ダイオードIJ1.D2 の動作抵抗rd+ +
 rd2 と協同することにより、トランジスタQI、
Q2 に伝達する信号の減衰率を可変する働き、をする
。また、これと共に、該抵抗R1+R2は、本例に於い
ては、直流バイアスの径路も兼ねtいる。抵抗R4,R
8はトランジスタQIrQ2 の負荷抵抗である。抵抗
R,、R,はトランジスタQ8 、 Q4のエミッタ抵
抗、血抗均〜RIOは直流バイアスを決定する抵抗であ
る。
このような回路において、入力信号はvi++ Vi一
端子間に加えられ、V0++ Vg−端子間よシ出力を
得る。■、はトランジスタQ+ 、Q2 による差動対
の動作電流を与える第1のT!L流源であシ、I2はダ
イオードD1. D2の順方向電流を決定する第2の電
流源である。この第2の電流源の電流を可変することに
より、vi からV。への電圧利得が可変可能になる。
次に上記第1図の回路の電圧利得を算出する。
先ず、次の条件を設定する。各トランジスタのエミッタ
接地電流増幅率βは充分大きく、ベース電流は無視しつ
るものとする。また、トランジスタQ+ 、Q2及びQ
s 、Q4の各々のベース・エミッタ間電圧も等しいも
のとする。さらに、ダイオードI)l + D2 の特
性もそろっCおシ、各抵抗は、肉 =l煽+−g、 =
 It4. iζ5 = R6+ R7= R9r R
g = Rtoであるとする。
この時、差動対トランジスタQ+ −Q20入力には、
第2図の等価回路が接続されたものと見なすことができ
る。したがうて、トランジスタQ、1+Q2 のベース
間に加わる信号入力は・となる。
ここで、R1−R2=R1r rdi =rdll =
rd該(2)式は、 となる。
また、差動対トランジスタQB r Q2 の電圧利得
は、大略、 となる。ここで、”lQl 1 rlQ2 ’まトラン
ジスタQ1+Q2 のエミッタ抵抗であり、上記ダイオ
ードの動作抵抗と同様に、 にて表わされる。
今、トランジスタQ1 、Q2 のエミッタ抵抗rlQ
l l JQ2 が互に等しいとすると、トランジスタ
Q+ 、Q2 のエミッタ電流の総和が 11となるこ
とから、各々のエミッタ電流IEは エ、/2となる。
したがって1次の(6)式が成り立つ。
また、前記のように、R,=R,=RLであるから・上
記電圧利得は、前記(4)式に該(6)式を代入するこ
とにより、次のようになる。
したがって、”10+−VO= Vgとし、第1図の電
圧利得 V。/vl をめれば、出力電圧V。は、(2
1式の信号入力と(7)式の電圧利得とを掛は合わすこ
とによ請求まるので、次のようになる。
上記(8)式より、第2の電流源の電流工2を変化させ
ることにより、rdが変化して電圧利得が可変出来るこ
とが明らかとなる。電圧利得が最大になるのは■2が充
分小さく R1<: r、1なる関係がところで、第1
図の町変利得回路の様な場合には、利得を制御する電流
工2によって、トランジスタQ1及びQ2のベース電位
が変動する。これ■ は、抵抗■モ、及びR2の両端に、それぞれRix −
:の電位差を生じる。したがって、直流動作点を設定す
る際にとのR,、R2に生ずる電位差を考慮しなければ
ならない。
第1図の従来例に於いては、トランジスタQg+Q4 
のベース市1位を決定する抵抗R7,R8及びRe r
 1t1o は、必要とする最小の利得を与える第X 
R4以上高く設定しなければならない。これに伴い、ト
ランジスタQB + Q4 のコレクタの動作可能範囲
は、応分狭くなシ、電#電圧の有効利用の防げとなって
いた。
以上のように、従来の町変利得回路は、利得の変更に伴
って動作点が変化するという欠点、およびトランジスタ
Qユr QB のコレクタの動作可能絶間は狭くなり、
ia IIGI ’E圧の有効利用が十分に行なわれな
いという欠点があった。
(目 的) 本発明の目的は、i1J記した従来技術の欠点を除去し
、可変利得回路に於ける、利得の変更に伴う動作点の変
化を最少限にすること、および電源電圧の有効利用が十
分に行なわれるようにすることにある。
(概 要) 本発明の特徴は、差動対を41り成する第1および:P
J2のトランジスタ、該第12よυ■2のトランジスタ
のベースのそれぞれに一方の側が接続され、他方の側の
それぞれに信号佇が接続された互に等しい抵抗値を有づ
−る第1および第2の抵抗、lIi]記第1のトランジ
スタのベースと前記6% 1の抵抗との接続点に接続さ
れた第1のダイオード、前記第2のトランジスタのベー
スとniJ記第2の抵抗との接続点に接続された第2の
ダイオード、前記第1のダイオードの一方の端子と第2
のダイオードの該端子と同じ極(jllの端子とに共通
接続された第1の可変電流源、前記第1のダイオードの
他方の端子に接続された第2の可変電流源、およびAi
J記第2のダイオードの他力の端子に接続された第3の
可変電流源を具備し、I]i+記第1〜第3の可変電流
源は前記第1および第2のダイオードに順方向電流を流
すと共に、前記第1〜第3の可変電流源は下式の関係を
保って可変可能にした点にある。
I、/2=I2=I。
(ここに、11j I、およびIsは、それぞれ第1、
第2および第3の可変電流源の電流値を示も)(実施例
) 以下、本発明の一実施例と第3図により説明する。同図
に於いて、第1図と同一部分には、同一の符号が付けら
れている。
本実施例が前記従来回路と異なる点は、第3の可変電流
源I、 (電流値 Is )と、第4の可変電流源 I
、(電流値 I4)を追加し、該第3および第4の電流
源が第2の電流源と連動して変化するようにした点であ
る。これら第3、及び第4の電流源の供給する電流工、
およびI4は、第1図と同じ条件の下で、常に第2の電
流源I2の半分になる様l?:設定されている。すなわ
ち、I、= I4−内−となる。
したがって、本実施例によれば、第1のダイオード D
lの順方向電流は、■oc→■8 →D1→I2′→G
NDと流れ、第2のダイオードD2の順方向電流は、v
cc→■4→ D、−4I2→GNDと流れるから、同
図に於ける抵抗R1,l′L2に利得制御 ・の電流は
殆んど流れない。このため、トランジスタ” Qr 、
Q2 のベース動作点も変動しなくなる。
第4図は、本発明の第2実施例を示す。同図に′おいて
第1と同一部分には、同一の符号が付されている。
この実施例はlii]記第1実施例の各口J変′Ii 
o+f、0エ、。
I8 およびI4 をそれぞ汎トランジスタQs 、Q
gおよびQ7に置換すると共に、1ランジスタQ5のベ
ースに接続された端子に加えられる制御信号vo に応
じてダイオードD、、lD、の順方向電流が与えられる
ようにしたものである。なお、本実施例に於いては、ト
ランジスタQ&とQ5のエミッタの面積比は1対2とさ
れている。
一般に・同一の製造プロセスによって形成されたトラン
ジスタに、等しいベース・エミッタ電圧を印加すると、
エミッタ電流がほぼエミツタ面積比に比的することは周
知である。したがって、本実施例では、トランジスタQ
s ”’−Qeのエミッタ電流 IEQ5〜IEQ、の
間に、次の関係が成立する。
IEQs = 21 EQ@°2I角9 =2zEQ、
 =21EQ’1したがって、ダイオードDI l D
2 の各々には、IIi、QIl/2 の′F1L#が
流れ、mr記ダイオ−トノ喧方向電流の条件が満足さA
[ている。
この実施例においても、抵抗R1,fζ2に、利得制御
の@流は殆んどvLれな〜・ので、トランジスタ Qr
 、Q2 のベース動作点は変動しない。
また・第5図は・本発明の第3実施例を示す。
同図において、第1図と同一部分には、同一の符号が付
されている。
この実施列は、前記第1および第2実施例では、ダイオ
ード Dl及びD2のカソードを共通に接続した例であ
ったのに対し、r)−ドを共通に接続して構成したもの
である。本実施例に於いては、トランジスタQ、とQs
のエミノタナイズ比をl:2とし、前記ダイオ−゛ド順
方向電流の条件を満足している。
この第3実施例の利得特性および動作点の特性は前記第
1および第2実施例と同様であるので、説明を省略する
なお、前記各実施例においては、ダイオードD、1D2
を用いたが、ダイオードD、 、 D2 としては、ベ
ースとコレクタを接続する等のダイオード接続されたト
ランジスタを使用してもよい。
本発明の差動型の可変利得回路は、モノリシック集積回
路に用いると好適である。
(効 果) 本発明によれば、直流電位、すなわちトランジスタQ+
 −Q20ベース電位が安定し、出力のゲインを変えた
時の該直流電位の変動が小さくなり・利得の変更に伴う
動作点の変化を最小に留めることが可能な可変利得回路
を提供することが可能になる。また、本発明の回路によ
れば、直流バイアスの設定に余裕がまじると共に電源電
圧の低電圧化の対応も可能となる。したがって・電源電
圧を十分に有効利用することができる。
さらに、本発明の回路はコンデンサを入れずに作成でき
るが・素子相互間の特性は揃える必要がある。これに対
して、モノリシック集積回路は、一般に、素子相互間の
特性は揃え易く、回路にコンデンサが存在しない方が作
り易いという性質を有している。したがって、本発明の
回路は、モノリシック集積回路において使用すると好適
である。
【図面の簡単な説明】
vJ1図は従来の可変利得回路の一例を示す回路図、第
2図は第1図の可変抵抗部の等何回路を示す回路図、第
3図、第4図および第5図はそれぞれ本発明の第1.第
2および第3実施例の回路図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)差動対ダ構成する第1および第2のトランジスタ
    、該第1および第2のトランジスタのベースのそれぞれ
    に一方の側が接続され、他方の側のそれぞれに信号源が
    接続された互に等しい抵抗値を有する@1および第2の
    抵抗、前記第1のトランジスタのベースと前記第1の抵
    抗との接続点に接続された第1のダイオード、前記第2
    のトランジスタのベースとM記第2の抵抗との接続点に
    接続された第2のダイオード、前記第1のダイオードの
    一方の端子と第2のダイオードの該端子と同じ甑例の端
    子とに共通接続された第1の町変電流匁、Ail記第1
    のダイオードの他方の端子に接にう℃された第2の可変
    電流源、および前記第2のダイオードの他方の端子に接
    続された第3の可変電流源を具備し、前記@1〜第3の
    可変電流源は前記第1および第2のダイオードに順方向
    電流を流すと共に、下式の関係を保って可変可能にされ
    ていることを特徴とする可変利得回路。 11/2−I2= I。 (ここに、I、、 I、およびI8 は、それぞれ第1
    、第2および第3の可変電流源の電流値を示す。)
JP24163383A 1983-12-21 1983-12-21 可変利得回路 Pending JPS60132408A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6269712A (ja) * 1985-09-24 1987-03-31 Hitachi Ltd 利得制御回路
EP0352009A2 (en) * 1988-07-18 1990-01-24 Sony Corporation Amplifier circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6269712A (ja) * 1985-09-24 1987-03-31 Hitachi Ltd 利得制御回路
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