JPS6029229Y2 - 差動増幅器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はカスコード接続を有する差動増幅器の改良に関
する。

第１図に従来のカスコード接続された差動増幅器の一例
を示す。

第１図においてトランジスタＴ２及びＴ２′の各コレク
タは、それぞれ抵抗Ｒ１及びＲ２を介して正電圧源（十
Ｂ）に接続されるとともに増幅器Ａの差動入力端子に接
続される。

又該トランジスタＴ２及びＴ２′のエミッタはそれぞれ
トランジスタＴ□及びＴ１′のコレクタに接続されてい
る。

又トランジスタＴ１及びＴ１′の各エミッタは共通接続
されると共に、定電流源ＩＡを介して負電圧源（−Ｂ）
に接続され、又さらにツェナーダイオードＤ１を介して
前記トランジスタＴ２及びＴ２′の共通接続されたベー
スに接続される。

又前記共通接続されたベース及びツェナーダイオードＤ
１の接続点は定ｔｔ流源ＩＢに接続されている。

又トランジスタＴ□のベースは抵抗Ｒ３を介して接地さ
れるとともに所定の入力信号Ｖｉが印加される。

増幅器Ａの出力端子は２分岐して一方は図示しない外部
回路に接続されるとともにもう一方は負帰還をかけるた
めに抵抗Ｒ４及びＲ６よりなる分圧回路によって分圧さ
れてトランジスタＴ工′のベースに印加される。

今ツェナーダイオードＤ１のツェナー電圧を■２１とし
、トランジスタＴ２及びＴ２′のペースエミッタ間電圧
をＶＢＥ２とし、トランジスタＴ１及びＴ１′のコレク
タエミッタ間電圧を■。

０□とするとＶＣＥ１＝ Ｖ２１ ＶＢＥ２
（１）となり該コレクタエミッタ間電
圧Ｖ Ｃｔ、、１はほぼ一定の値に保持される。

トランジスタＴ□のベースに印加された入力信号Ｖｉは
、増幅されさらに増幅器Ａによって増幅された後、分圧
抵抗Ｒ４及びＲ６を介して帰還されるので、上記増幅度
が充分大きければ入力信号Ｖｉとほぼ同相同レベルの信
号となって、トランジスタＴ１′のベースに印加される
。

従ってトランジスタＴ□及びＴ□′の共通接続されたエ
ミッタに、前記入力信号Ｖｉと同相同レベルの信号が現
われ、さらにツェナーダイオードＤ□を介してトランジ
スタＴ２及びＴ２′のベースにも、前記入力信号Ｖｉと
同相同レベルの信号が現われる。

従って前記入力信号ＶｉがトランジスタＴ□のベースに
印加された場合、前記２つの定電流源■８及びＩｓの各
々の端子電圧は、一方が増加すれば他方が減少する関係
にある。

従って該各定電流源■６及びＩａの定電流特性が該端子
電圧の変化範囲にわたって一定に保持されないと、前記
入力信号Ｖｉが大きい場合は、入力信号Ｖｉに応じて該
定電流特性が変化する。

この場合定電流源■９及びＩａの電流■１及びＩ２の変
化は、一方が増大する場合は他方が減少する関係になる
。

ここで、ツェナーダイオードＤ□を流れる電流ＩＤ１は
ほぼ定電流源ＩＢの電流■２に等しいのでトランジスタ
Ｔ□及びＴ□′を流れる電流をそれぞれ■。

１及びＩ。２とすればＩ□＝ Ｉ ａｔ ＋ Ｉ Ｃ２
＋Ｉ ｏｌ” ■ｃｔ＋ Ｉ Ｃ２＋Ｉ２ 、”、 Ｉ ｃ１＋ Ｉ Ｃ２＝ＩＩ Ｉ２
（２）ここで電流１１とＩ２は前記のように
入力信号Ｖｉによって互に逆方向に変化するので、該電
流■ユとＩ２との差は入力信号Ｖｉによって変動するこ
とになるから、（２）式によって明らかなようにトラン
ジスタＴ１及びＩ２のコレクタ電流も又変動する。

以上のような従来例における欠点を除き大入力信号時に
おいても電流源ＩＢの変動による影響の少ない、カスコ
ード接続を有する差動増幅器を提供する為、第２図及び
第４図の様な回路が考えられている。

本考案はこの様な第２図の差動増幅器とその基本原理を
等しくするものであり、先づ第２図について説明する。

第１図の回路と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略する。

第２図において第３のトランジスタ即ちトランジスタＴ
３は第１図の従来例におけるツェナーダイオードＤ□の
かわりに挿入するもので、該トランジスタＴ３のエミッ
タは、ダイオードＤ２を介して、第２のトランジスタ即
ちトランジスタＴ２及びＴ２′のベース同志の接続点に
接続され、ベースは第１のトランジスタ即ちトランジス
タＴ１及びＴ□′のエミッタ同志の接続点に接続され、
コレクタは負電圧源−Ｂに接続される。

ここでトランジスタＴ３のペースエミッタ間電圧をＶＢ
Ｅ３としダイオードＤ２の順方向電圧をｖ２２とすれば
、 ＶＢＥ３＋ Ｖ２２＝ ＶＢＥ２＋ＶＣＥＩ−”−Ｖｃ
ｇｔ＝Ｖｎｚ３＋Ｖｚｚ Ｖａａｚ
（３１従ってトランジスタＴ１及びＴ１′のコレクタエ
ミッタ間電圧Ｖ ＣＥｌはほぼ一定の電圧に保持され、
しかも定電流源■８の電流Ｉ２は、第１図の従来例と異
なり定電流源■９に流れ込むことはないので、Ｉ Ｃ１
＋ Ｉ Ｃ２＝１１ （４
）となるるから入力信号Ｖｉによって変化する前記定電
流らの影響がトランジスタＴ１及びＩ２のコレクタ電流
に影響することがない。

従って定電流源■８は従来例における程良好な定電流特
性を有するものを用いる必要がない。

例えば抵抗をもって代用することが出来る。

なお前記コレクタエミッタ間電圧■。

ｏｌさらに大きく設定するにはダイオードＤ２は例えば
ツェナーダイオードを用いても良い。

又トランジスタＴ３はダーリントン接続された２つのト
ランジスタによって代用してもよいことは勿論で、この
ようにすればトランジスタＴ３の入力インピーダンスが
大になるのでトランジスタＴ３による影響をさらに小さ
く出来る。

なお第４図の回路は、第２図において差動接続されたト
ランジスタ’ｒ１’、 Ｔ２’及び抵抗Ｒ２省き且つ定
電流源■６としてエミッタ抵抗九を接続し、又定電流源
■８として抵抗Ｒ７を接続したもので、出力はトランジ
スタＴ２のコレクタより取り出される。

ここで、トランジスタＴ１のコレクタエミッタ間電圧■
。

。１は一定に保持されることは前述の通りである。

本考案はこの様な第２図の差動増幅器をさらに改良する
もので、トランジスタＴ１及びＴ□′のベースとエミッ
タにはほぼ同相同レベルの電圧変動を生じていることを
利用してトランジスタＴ３のベースをトランジスタＴ１
又はＴ１′のベースに接続するものである。

第３図は本考案の一実施例で第２図におけるトランジス
タＴ３のベースをトランジスタＴ１′のベースに接続す
る場合を示す。

この場合トランジスタＴ□′のベースは前記分圧抵抗Ｒ
４及びＲ５によって比較的低インピーダンスになされて
いるのでトランジスタＴ１のベースに接続するよりもト
ランジスタＴ３の入力インピーダンスの影響が少く好都
合である。

なお第３図においてダイオードＤ２を省略したのでトラ
ンジスタＴ１及びＴ□′のペースエミッタ間電圧をＶＢ
Ｅ□とすれば ■。

Ｅ１＋ＶＢＥ２＝ ＶＢＥ３＋ＶＢＥＩ・°・ＶＣＥ１
＝ ＶＢＥ３＋ＶＢＥＩ ＶＢＥ２
（５）となりトランジスタＴ１及びＴ１′のコレクタエ
ミッタ間電圧はほぼ一定に保持される。

又トランジスタＴ３とＴ１′とは互に導電型が異なるの
で、トランジスタＴ□′のベース電流の少くとモ一部が
トランジスタＴ３のベース電流より供給される。

即ち本来抵稙ス、を介して供給されるべきベース電流が
、トランジスタＴ３のベースより供給されるので、等価
的にトランジスタＴ□′のベースを見た入力抵抗が高く
なる。

又本考案はＦＥＴ回路に対しても適用出来ることは勿論
である。

以上のように本考案によればカスコード接続を有する差
動増幅器に用いるレベルシフト用トランジスタの定電流
源ＩＢの電流Ｉ２が差動トランジスタＴ１又はＴ１′の
エミッタ電路に流入しないので、定電流源りの電流変動
の影響が無視出来る。

従って定電流源■８を従来の如く高性能にする必要がな
いので構造を簡単にすることが出来る。

しかも、差動増幅回路の差動トランジスタの一方のベー
ス電流がレベルシフト用のトランジスタのベースより供
給されるので、上記差動トランジスタの一方のベースの
入力抵抗を高くすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図はこの考案の原理
を説明する回路図、第３図はこの考案の一実施例を示す
回路図、第４図はこの考案の原理を説明する回路図。 Ｔ□、Ｔ１′、Ｔ２．Ｔ２′、Ｔ３・・・・・・トラン
ジスタ、Ｒ１−Ｒ７・・・・・・抵抗、ＩＡ、ＩＢ・・
・・・・定電流源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 各エミッタが共通の第１の定電流源を介して第２の電源
   に差動接続された第１及び第２のトランジスタの各コレ
   クタに、ベース同志が共通接続された第３及び第４のト
   ランジスタのエミッタを接続してカスコード接続と威し
   、該第３及び第４のトランジスタのコレクタはそれぞれ
   負荷インピーダンスを介して第１の電源に接続したカス
   コード接続を有する差動増幅器において、エミッタが第
   ２の定電流源を介して上記第１の電源に接続され、コレ
   クタが上記第２の電源に接続された第５のトランジスタ
   を有し、該第５のトランジスタの導電型を上記第１及び
   第２のトランジスタと異なるものとし、上記第５のトラ
   ンジスタのベースを上記第１又は第２のトランジスタの
   ベースに接続し、上記第５のトランジスタのエミッタを
   上記第３及び第４のトランジスタのベースに接続したこ
   とを特徴とする差動増幅器。