JPS6042647B2 - 低電圧動作増幅回路 - Google Patents
低電圧動作増幅回路Info
- Publication number
- JPS6042647B2 JPS6042647B2 JP51129683A JP12968376A JPS6042647B2 JP S6042647 B2 JPS6042647 B2 JP S6042647B2 JP 51129683 A JP51129683 A JP 51129683A JP 12968376 A JP12968376 A JP 12968376A JP S6042647 B2 JPS6042647 B2 JP S6042647B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- power supply
- collector
- voltage
- supply voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
- H03F1/302—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in bipolar transistor amplifiers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電源電圧の変動補償機能を有する低電圧動作増
幅回路に関する。
幅回路に関する。
従来、トランジスタ増幅回路の電源電圧の変動補償は、
第１図に示すように抵抗ＲｌＯによるコレクタ帰還、抵
抗Ｒｌｌによるエミッタ帰還による方法、或いはトラン
ジスタＱ１のベースエミッタ間電圧■ＢＥの温度変化を
ダイオードＤ１で補償する方法等により実現されている
。
第１図に示すように抵抗ＲｌＯによるコレクタ帰還、抵
抗Ｒｌｌによるエミッタ帰還による方法、或いはトラン
ジスタＱ１のベースエミッタ間電圧■ＢＥの温度変化を
ダイオードＤ１で補償する方法等により実現されている
。
しかしながら、これらの方法は直結増幅器に適用するこ
とは難しい。また、電源電圧変動に対して出力のダイナ
ミックレンジを一定にすることも困難であつた。第２図
に示す例は、増幅用トランジスタＱ１に対し、そのコレ
クタ電圧を一定とするトランジスタＱ２″による負帰還
タイプの安定化回路を付加したものであるが、こような
安定化回路は基準点が２つになるので直流帰還を用いた
増幅回路のループ内に入れることはできない。またトラ
ンジスタＱ２″のコレクタ電圧はＱ２″のベースエミッ
タ間電圧以上でないと動作しない欠点もある。本発明は
上記事情に着目してなされたもので、その目的とすると
ころは、低電源電圧下で作動する際の電源電圧変動に対
し、増幅用トランジスタのコレクタ電流および出力ダイ
ナミックレンジの安定化をはかるとともに、増幅用トラ
ンジスタのバイアスを直流帰還をかけることにより安定
化できるようにして総合的な安定度の向上を可能とし、
かつ特性を決定するパタメータが抵抗比だけ．てよく集
積化し易くて小形電子機器に好適な低電圧動作増幅回路
を提供することにある。
とは難しい。また、電源電圧変動に対して出力のダイナ
ミックレンジを一定にすることも困難であつた。第２図
に示す例は、増幅用トランジスタＱ１に対し、そのコレ
クタ電圧を一定とするトランジスタＱ２″による負帰還
タイプの安定化回路を付加したものであるが、こような
安定化回路は基準点が２つになるので直流帰還を用いた
増幅回路のループ内に入れることはできない。またトラ
ンジスタＱ２″のコレクタ電圧はＱ２″のベースエミッ
タ間電圧以上でないと動作しない欠点もある。本発明は
上記事情に着目してなされたもので、その目的とすると
ころは、低電源電圧下で作動する際の電源電圧変動に対
し、増幅用トランジスタのコレクタ電流および出力ダイ
ナミックレンジの安定化をはかるとともに、増幅用トラ
ンジスタのバイアスを直流帰還をかけることにより安定
化できるようにして総合的な安定度の向上を可能とし、
かつ特性を決定するパタメータが抵抗比だけ．てよく集
積化し易くて小形電子機器に好適な低電圧動作増幅回路
を提供することにある。
本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明の一実施例を示す回路図である。同図に
おいて、Ｑ１は増幅用トランジスタであり、そのコレク
タは負、荷抵抗Ｒ１を介して電源Ｖｃｃに接続される一
方、コンデンサＣ１を介して出力端０ＵＴに接続されて
いる。Ｑ２は安定用トランジスタであり、そのコレクタ
は抵拍只，（その一部でもよい）を介して電源■Ｃｃに
接続され、またベースは抵抗Ｒ２を介して・電源Ｖｃｃ
に接続されている。また、トランジスタＱ２のベースお
よびエミッタはそれぞれ抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して接地さ
れている。上記構成において、トランジスタＱ２および
抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４からなる回路は、抵拍只，との積
が電源電圧■Ｃｃと同じ変化分を有するような電流を、
抵抗Ｒ１を通してトランジスタＱ２側へ流入せしむる電
流源回路として機能する。
おいて、Ｑ１は増幅用トランジスタであり、そのコレク
タは負、荷抵抗Ｒ１を介して電源Ｖｃｃに接続される一
方、コンデンサＣ１を介して出力端０ＵＴに接続されて
いる。Ｑ２は安定用トランジスタであり、そのコレクタ
は抵拍只，（その一部でもよい）を介して電源■Ｃｃに
接続され、またベースは抵抗Ｒ２を介して・電源Ｖｃｃ
に接続されている。また、トランジスタＱ２のベースお
よびエミッタはそれぞれ抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して接地さ
れている。上記構成において、トランジスタＱ２および
抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４からなる回路は、抵拍只，との積
が電源電圧■Ｃｃと同じ変化分を有するような電流を、
抵抗Ｒ１を通してトランジスタＱ２側へ流入せしむる電
流源回路として機能する。
つまり、トランジスタＱ２は電源電圧Ｖｃｃが変動する
と、その変化に対応してコレクタ電流１。１が変化し、
増幅用トランジスタＱ１のコレクタ電流１０１を安定化
して等価的にトランジスタＱ１の電源電圧を一定とする
ものである。
と、その変化に対応してコレクタ電流１。１が変化し、
増幅用トランジスタＱ１のコレクタ電流１０１を安定化
して等価的にトランジスタＱ１の電源電圧を一定とする
ものである。
即ち、トランジスタＱ２のベースエミッタ間電圧を■Ｂ
５２とすると、トランジスタＱ２のベース電流１Ｂ２お
よびエミッタ電流１。
５２とすると、トランジスタＱ２のベース電流１Ｂ２お
よびエミッタ電流１。
２は下記（１）式、（２）式で表わされる。
ここでβ２はＱ２の直流電流増幅度であり、β２＝ＩＣ
２／ＩＢ２である。
２／ＩＢ２である。
上記（１），（２）式より
となり、またコレクタ電流１Ｃ２は
と表わせるので、（３），（４）式よりβ〉１である場
合ＩＣ２は近似的にと表わせる。
合ＩＣ２は近似的にと表わせる。
従つて、電源電圧Ｖｃｃの一定値ＶｃｃＯ以上の領域に
おける（Ｒ１×Ｉｃ２）の傾きを、第４図に示すように
、電源電圧Ｖｃｃの傾き（変化）と等しくすれば、トラ
ンジスタＱ１に対する等価的な電源電圧Ｖｃｃ″＝ＶＣ
Ｃ−Ｒ１×ＩＣ２は、電源電圧Ｖｃｃの一定値ＶｃｃＯ
以上では一定に保たれる。また、ＩＣ２くＯではトラン
ジスタＱ２が遮断状態にあるので、結局コレクタ電流１
Ｃ２と抵抗Ｒ１の積（Ｒ１×Ｉｃ２）は電源電圧Ｖｃｃ
の変化に対し、第４図に実線で示すように変化する。以
上述べたように、トランジスタＱ２は遮断もしくは能動
領域で動作するため、電源電江Ｎｃｃに応じて変化する
定電流源とみなすことができる。
おける（Ｒ１×Ｉｃ２）の傾きを、第４図に示すように
、電源電圧Ｖｃｃの傾き（変化）と等しくすれば、トラ
ンジスタＱ１に対する等価的な電源電圧Ｖｃｃ″＝ＶＣ
Ｃ−Ｒ１×ＩＣ２は、電源電圧Ｖｃｃの一定値ＶｃｃＯ
以上では一定に保たれる。また、ＩＣ２くＯではトラン
ジスタＱ２が遮断状態にあるので、結局コレクタ電流１
Ｃ２と抵抗Ｒ１の積（Ｒ１×Ｉｃ２）は電源電圧Ｖｃｃ
の変化に対し、第４図に実線で示すように変化する。以
上述べたように、トランジスタＱ２は遮断もしくは能動
領域で動作するため、電源電江Ｎｃｃに応じて変化する
定電流源とみなすことができる。
従つて、第３図の回路は等価的に第５図のようになる。
尚、■Ｃｃを一定にする条件は、てあり、 である。
尚、■Ｃｃを一定にする条件は、てあり、 である。
実際には、■Ｉ３Ｅｌ２の非直線性により、第４図の特
性は図示破線のようになるが、安定化の効果は実用上変
らない。第６図は本発明の他の実施例を示す回路図であ
る。
性は図示破線のようになるが、安定化の効果は実用上変
らない。第６図は本発明の他の実施例を示す回路図であ
る。
前記実施例では電源電圧■Ｃｃが高くなるとトランジス
タＱ２のエミッタ電圧が上昇し、トランジスタＱ２が飽
和する虞れがある。この実施例ではこの点を解決するた
めに、第１の電流源回路たるトランジスタＱ２のエミッ
タを接地し、トランジスタＱ２のＶＣＩＣが飽和電圧Ｖ
ＣＥｓａｔに達するまでは出力を飽和させないようにし
たものである。また、この実施例では、安定化回路で消
費する電流を減らすため、トランジスタＱ２のエミッタ
面積をダイオード接続されたトランジスタαのエミッタ
面積のｎ倍にすることにより、ＩＣ２＝ＮＩＣ８とし、
第２の電流源回路たるトランジスタＱ２のコレクタ電流
１Ｃ３を減少させている。尚、第６図中第３図と同一部
分には同一符号を付してある。従つて、この実施例にお
いて増幅用トランジスタＱ１への電源電圧■Ｃｃ″を一
定化する条件はおよびである。
タＱ２のエミッタ電圧が上昇し、トランジスタＱ２が飽
和する虞れがある。この実施例ではこの点を解決するた
めに、第１の電流源回路たるトランジスタＱ２のエミッ
タを接地し、トランジスタＱ２のＶＣＩＣが飽和電圧Ｖ
ＣＥｓａｔに達するまでは出力を飽和させないようにし
たものである。また、この実施例では、安定化回路で消
費する電流を減らすため、トランジスタＱ２のエミッタ
面積をダイオード接続されたトランジスタαのエミッタ
面積のｎ倍にすることにより、ＩＣ２＝ＮＩＣ８とし、
第２の電流源回路たるトランジスタＱ２のコレクタ電流
１Ｃ３を減少させている。尚、第６図中第３図と同一部
分には同一符号を付してある。従つて、この実施例にお
いて増幅用トランジスタＱ１への電源電圧■Ｃｃ″を一
定化する条件はおよびである。
ここで■ＢＥ３はトランジスタＯのベース・エミッタ間
電圧であり、Ｒ４″はトランジスタＯのエミッタと電源
Ｖｃｃ間に介在した抵抗であり、Ｒ４″＝ＮｘＲ４に選
定される。上述した各実施例のような電源電圧の変動補
償機能を有する増幅回路には以下の利点がある。
電圧であり、Ｒ４″はトランジスタＯのエミッタと電源
Ｖｃｃ間に介在した抵抗であり、Ｒ４″＝ＮｘＲ４に選
定される。上述した各実施例のような電源電圧の変動補
償機能を有する増幅回路には以下の利点がある。
（１）増幅用トランジスタＱ１の等価的な電源電圧■Ｃ
ｃ″が一定とみなせるので、増幅用トランジスタＱ１が
飽和動作する場合でも電源電圧Ｖｃｃの変動に対して出
力が変化しない。（２）ＶＣＣ″一定化の条件は全て抵
抗比で決定されるので、トランジスタＱ１を含めてモノ
リシックＩＣ化を図り安定な動作が期待できる。（３）
バイアス回路は増幅用トランジスタＱ１のバイアス回路
とは独立して並列に接続されるので、定電流源回路自体
による電圧降下を必要としない。従つて低い電源電圧の
回路に適用することができる。ちなみに従来は電源電圧
が１．５Ｖ以下で良好な動作をするＩｃ化された回路は
なかつたが、本発明によれば電源電圧Ｖｃｃが０．８Ｖ
程度ても良好に動作する。（４）第３図あるいは第６図
のＡ点から直流帰還をかける場合でもトランジスタＱ１
のコレクタ電圧が変化しない。そのため第７図に示すよ
うにＡ点から入力段のトランジスタｑに直流帰還をかけ
ることができ、トランジスタＱｌ，Ｑ２からなる増幅部
をループ内に置くことができる。ちなみにベースバイア
スを安定化する従来の方式では、電源電圧Ｖｃｃの変化
に対しダイナミックレンジが変化してしまうので、出力
が飽和もしくは遮断領域に入ると出力の平均電圧が変化
し、直流帰還をかける場合に不都合であつた。尚、第７
図に示す実施例回路のように出力段にトランジスタＱ５
を接続すれば帰還ループ外に更に一段直結で増幅回路を
付加することも可能となる。
ｃ″が一定とみなせるので、増幅用トランジスタＱ１が
飽和動作する場合でも電源電圧Ｖｃｃの変動に対して出
力が変化しない。（２）ＶＣＣ″一定化の条件は全て抵
抗比で決定されるので、トランジスタＱ１を含めてモノ
リシックＩＣ化を図り安定な動作が期待できる。（３）
バイアス回路は増幅用トランジスタＱ１のバイアス回路
とは独立して並列に接続されるので、定電流源回路自体
による電圧降下を必要としない。従つて低い電源電圧の
回路に適用することができる。ちなみに従来は電源電圧
が１．５Ｖ以下で良好な動作をするＩｃ化された回路は
なかつたが、本発明によれば電源電圧Ｖｃｃが０．８Ｖ
程度ても良好に動作する。（４）第３図あるいは第６図
のＡ点から直流帰還をかける場合でもトランジスタＱ１
のコレクタ電圧が変化しない。そのため第７図に示すよ
うにＡ点から入力段のトランジスタｑに直流帰還をかけ
ることができ、トランジスタＱｌ，Ｑ２からなる増幅部
をループ内に置くことができる。ちなみにベースバイア
スを安定化する従来の方式では、電源電圧Ｖｃｃの変化
に対しダイナミックレンジが変化してしまうので、出力
が飽和もしくは遮断領域に入ると出力の平均電圧が変化
し、直流帰還をかける場合に不都合であつた。尚、第７
図に示す実施例回路のように出力段にトランジスタＱ５
を接続すれば帰還ループ外に更に一段直結で増幅回路を
付加することも可能となる。
第１図および第２図はそれぞれバイアス安定化機能を有
する従来の増幅回路を示す回路図、第３図は本発明の一
実施例を示す回路図、第４図は同実施例の動作説明に用
いた特性図、第５図は第３図に示した増幅回路の等価回
路図、第６図は本発明の他の実施例を示す回路図、第７
図は本発明の異なる実施例を示す回路図である。 Ｑ１・・・・・増幅用トランジスタ、Ｑ２・・・・・・
第１のトランジスタ、ｑ・・・・・・第３のトランジス
タ、Ｑ４・・・・・・第２のトランジスタ、Ｒ１・・・
・・・負荷抵抗、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４・・・・・・抵抗。
する従来の増幅回路を示す回路図、第３図は本発明の一
実施例を示す回路図、第４図は同実施例の動作説明に用
いた特性図、第５図は第３図に示した増幅回路の等価回
路図、第６図は本発明の他の実施例を示す回路図、第７
図は本発明の異なる実施例を示す回路図である。 Ｑ１・・・・・増幅用トランジスタ、Ｑ２・・・・・・
第１のトランジスタ、ｑ・・・・・・第３のトランジス
タ、Ｑ４・・・・・・第２のトランジスタ、Ｒ１・・・
・・・負荷抵抗、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４・・・・・・抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 集積化して小形電子機器に使用される低電圧動作増
幅回路において、増幅用トランジスタと、この増幅用ト
ランジスタのコレクタと低電圧電源との間に接続される
負荷抵抗と、この負荷抵抗の電源側で前記増幅用トラン
ジスタのバイアス回路とは独立して電源電圧の変化を検
出し、電源電圧変化時に負荷抵抗との積が上記電源電圧
の変化分に等しくなる電流を前記負荷抵抗を通して側流
する電流源回路とを具備したことを特徴とする低電圧動
作増幅回路。 ２ 前記電流源回路は、コレクタを前記増幅用トランジ
スタのコレクタに接続したエミッタ接地の第１のトラン
ジスタと、この第１のトランジスタのベース・エミッタ
間にダイオード接続された第２のトランジスタと、この
第２のトランジスタのコレクタと前記電源との間に必要
な抵抗を介して接続された第３のトランジスタとを備え
、前記第１のトランジスタのエミッタ面積を前記第２の
トランジスタのエミッタ面積のｎ倍とすることにより、
前記第３のトランジスタのコレクタ電流を前記第１のコ
レクタ電流の１／ｎとしたものであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の低電圧動作増幅回路。 ３ 集積化して小形電子機器に使用される低電圧動作増
幅回路において、増幅用トランジスタと、この増幅用ト
ランジスタのコレクタと、低電圧電源との間に接続され
る負荷抵抗と、この負荷抵抗の電源側で前記増幅用トラ
ンジスタのバイアス回路とは独立して電源電圧の変化を
検出し、電源電圧変化時に負荷抵抗との積が上記電源電
圧の変化分に等しくなる電流を前記負荷抵抗を通して側
流する電流源回路と、前記増幅用トランジスタのコレク
タ出力を入力側へ帰還する直流負帰還ループとを具備し
たことを特徴とする低電圧動作増幅回路。 ４ 集積化して小形電子機器に使用される低電圧動作増
幅回路において、増幅用トランジスタと、この増幅用ト
ランジスタのコレクタと低電圧電源との間に接続される
負荷抵抗と、この負荷抵抗の電源側で前記増幅用トラン
ジスタのバイアス回路とは独立して電源電圧の変化を検
出し、電源電圧変化時に負荷抵抗との積が上記電源電圧
の変化分に等しくなる電流を前記負荷抵抗を通して側流
する電流源回路と、前記増幅用トランジスタのコレクタ
出力を入力側へ帰還する直流負帰還ループと、この直流
負帰還ループ外で前記増幅用トランジスタのコレクタに
対し必要な抵抗を介して接続されたトランジスタとを具
備したことを特徴とする低電圧動作増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51129683A JPS6042647B2 (ja) | 1976-10-28 | 1976-10-28 | 低電圧動作増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51129683A JPS6042647B2 (ja) | 1976-10-28 | 1976-10-28 | 低電圧動作増幅回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5354453A JPS5354453A (en) | 1978-05-17 |
| JPS6042647B2 true JPS6042647B2 (ja) | 1985-09-24 |
Family
ID=15015584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51129683A Expired JPS6042647B2 (ja) | 1976-10-28 | 1976-10-28 | 低電圧動作増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042647B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2577946B2 (ja) * | 1988-02-17 | 1997-02-05 | ローム株式会社 | 増幅回路 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5018155A (ja) * | 1973-06-20 | 1975-02-26 | ||
| JPS5036054A (ja) * | 1973-08-02 | 1975-04-04 | ||
| JPS5132248A (ja) * | 1974-09-13 | 1976-03-18 | Alps Electric Co Ltd |
-
1976
- 1976-10-28 JP JP51129683A patent/JPS6042647B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5018155A (ja) * | 1973-06-20 | 1975-02-26 | ||
| JPS5036054A (ja) * | 1973-08-02 | 1975-04-04 | ||
| JPS5132248A (ja) * | 1974-09-13 | 1976-03-18 | Alps Electric Co Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5354453A (en) | 1978-05-17 |
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