JPS61154303A - バイアス回路 - Google Patents

バイアス回路

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JPS61154303A
JPS61154303A JP59273685A JP27368584A JPS61154303A JP S61154303 A JPS61154303 A JP S61154303A JP 59273685 A JP59273685 A JP 59273685A JP 27368584 A JP27368584 A JP 27368584A JP S61154303 A JPS61154303 A JP S61154303A
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transistor
voltage
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bias circuit
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寿一 人見
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剛 山本
Toshiharu Kawaguchi
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明はトランジスタのバイアス回路に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、出力電流が電源電圧に依存しないパイアス回路の
一例として、第8図に示すバイアス回路(80)が知ら
れている( JOHN WILIJY & 8ON8発
行、PAUL R、GRAY、ROBERT G、■Y
FiR著rANALY8I8AND DE8IGN O
F ANALOG INTBGRATBD CI靭IT
8J 。
P、246〜p、247参照)ッバイアス回路(80)
 11、NPN)ランジスタQl、Q2、PNP )ラ
ンジスタQ3゜Q4を有している。、ダイオード接続さ
れたトランジスタQlの、エミッタは接地されており、
そのベースはトランジスタQ2のベースに接続している
っトランジスタQ2のエミッタ面積はトランジスタQl
のn倍であり、そのエミッタは抵抗R1を介して接地さ
れている。また、PNP)ランジスタQ3.Q4のコレ
クタは共に電源電圧vccに接地されている。トランジ
スタQ4はダイオード接続されており、そのベースはト
ランジスタqのベースに接続する。こうしてトランジス
タQ3.Q4により構成されたカレントミラー回路の入
力、すなわちトランジスタQ4のコレクタはトランジス
タQ2のコレクタに接続され、上記カレントミラー回路
の出力、すなわちトランジスタqのコレクタはトランジ
スタQ1のコレクタに接続している。このように構成さ
れるバイアス回路(8Q)の出力は、第8図(a)に示
すようにベースが前記トランジスタQlのベースに接続
され。
エミッタが接地されてなるNPN出力トランジスタQa
を介してそのコレクタより導き出すか、第8図(b)に
示すようにベースがトランジスタQ4のべ一より導き出
される。
上記バイアス回路(堕)の出力電流Iou tは以下の
ように求められる。トランジスタのペース電流はコレク
タ電流に比して十分小さいとし、これを無視すると、ト
ランジスタQ3 、Q4で構成するカレントミラー回路
によシ、トランジスタQ1〜Q4のエミッタ電流は全て
等しくなっている。また第8図Q4とがそれぞれカレン
トミラー回路を構成しているため、結局全トランジスタ
を流れる電流は出力電流joutに等しい。よって、ト
ランジスタQl、Q2に流れる電流に注目すると、次式
が成立する。
マン定数、T:絶対温度、Is : )ランジスタQ1
の逆方向飽和電流である。
となる。
このように従来のバイアス回路(80)は、その出力電
流値とは独立して設定できないという欠点を有していた
〔発明の目的〕
本発明は上記従来の問題点に鑑み成されたものであり、
出力であるバイアス電圧が電源電圧に依存せず、かつそ
の温度係数をバイアス電圧値とは独立して設定すること
ができるバイアス回路を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は従来のバイアス回路(凹)の電流経路中に、第
9図cA)〜0に示す如く抵抗FL2を挿入することを
基本とする。抵抗R2の挿入位置はトランジスタQl、
Q3のコレクタ間もしくはトランジスタQ2゜Q4のコ
レクタ間またはトランジスタQ1のエミッタと基準電位
(接地趨)間もしくはトランジスタQ4のエミッタと基
準電位(電源)間である。このとき、第9図^、(Q、
([)においては抵抗R2の両端にしたがって、第9図
(ト)における出力電圧V。u tNsすなわちトラン
ジスタ印のコレクター接地間電圧並びに同図(Q、0に
おける出力電圧voutp、すなわちトランジスタQ2
のコレクターML源Vcc間電圧は共に等しく、 Vout = V outN =Voutp =VBI
l + B、 V7J、In ・・・(t)となる。ま
た、第9図(ハ)における出力電圧VOut(=Vou
tN)は・ vout=vOutN=vBIlt+xvTlnn  
 ・(5)となる。
上述の如〈従来のバイアス回路(80)に抵抗R12を
挿入することで、バイアス電圧Voutに(4) 、 
(5)式にるが、上記(4)、(5)式ではいずれもト
ランジスタのベース・エミッタ電圧vBIlの係数が1
個に固定されているため、出力電圧値の設定のために操
作できる係数はvTの項の係数のみであり、依然として
出力電圧V。utとその温度係数を各々独立して設定す
ることができない。
そこで本発明では、出力電圧V。utにKvBB(Kは
任意の定数)を加算できるように第9図に示したバイア
ス回路中にVBIの逓倍回路(1(Iを挿入するもので
ある。この逓倍回路的の挿入位置は抵抗几2が挿入され
た側のトランジスタのコレクタ間、もしくは同じく抵抗
R2が挿入された側:のダイオード接続トランジスタの
コレクタ・ベース間のいずれか2通りである。結局、本
発明に係るバイアス回路としては、第9図に示したバイ
アス回路を元に第1図、第2図に示す8種類のバイアス
回路が考えられる。
第1図(A−1) 、 (A−2)のバイアス回路の出
力電圧VOutN、及び第2図に示したバイアス回路の
出となり、第1図(B−1) 、 CB−2)のバイア
ス回路の出力電圧Vo13t (=voutN)は、V
out=V□glH=(柩)VBB+    ””  
  VTl nn   −=(7ン1−R2 となるo (6) 、 (7)弐において77項の係数
を便宜上人に置き換え、出力電圧V。utの温度ドリフ
トを求めとなる。従って、本発明に係るバイアス回路は
2フ 決めることができる。
〔発明の実施例〕
以下、第3図乃至第7図を用輪て本発明に係るバイアス
回路の具体的回路例を説明する。なお。
第3図(a−1)に示すバイアス回路は第1図(A−1
’)の具体的回路例であり、以下第3図(a−2−1)
(a−2−2>は第1図(A−2)、第3図(b−1)
は第1図(B−1)、第4図、第5図に示す(b−2−
1)〜(b−2−6)は第1図(B−2) 、第6図(
C−1)は第2図(C−1)、第6図(c−2−1) 
、 (c −2−2)は第2図(C−2)第6図(d−
1)はWJ2図(D−1)、第7図(d−2)は第2図
CD−2>のそれぞれ具体的回路例である。また以下の
説明に際してはトランジスタのベース・エミッタ間電圧
VBEは温度のみの関数であり、コレクタ電流には依存
しないと考え、トランジスタのベース電流はコレクタ電
流に比して十分小さいとしてこれを無視して考える。
ます、第3図(a−1)のバイアス回路の説明から始め
る。この例ではVBBの逓倍回路的はNPNトランジス
タQ5 、抵抗R3,R4によシ構成されており、トラ
ンジスタQ5のコレクタ・ベース間およびエミッタ・ベ
ース間にそれぞれ抵抗Ra 、R4が接続されている。
よ・て抵抗R3,R4の両端電圧”kBIは、VkBI
l”(1+  )VBI   、・・−(9)の電圧が
発生する。したがって、出力電圧VOutは前出の(4
)式の値に上記vkBIを加算し九ものとなシRrs 
           R2 Voui == (1+ 石)VBB + VBB +
 R,t vTz、nとなる。このように第3図(a−
1)のバイアス回路の出力電圧V。U【は(6)式と同
形となシ、2つの変温3図(b−1’)のバイアス回路
は、(a−1)と同じ逓倍回路を用いることにより、そ
の出力電圧VOutR3R2 は 、   voLIt=(2+T4)vBE十几、−
R2vTlnn ・・・αvを各々独立して設定できろ
う また、第6図(C−1)、(d−1)は逓倍回路を構成
するトランジスタ価としてPNP )ランジスタを用い
ておシ、第6図(C−1)における出力電圧はR1式と
同一であり、第6図(d−1)における出力電圧は09
式と同一となる、 次に第3図(a−2−1)のバイアス回路について説明
スル。このバイアス回路においては抵抗R2に流れる電
流を全てトランジスタQlのコレクタ電流とするため、
トランジスタQ5、抵抗R3,R4からなる逓倍回路に
トランジスタQ6、抵抗BSを用いて別系統のバイアス
電流を供給している。この例における出力電圧Vout
は、 (a−1)の例に比ベトランジスタQ6のVBI
が加算され、 83       R2 Vout = (3+  ) VBB + 、、 V−
11゜n  ・・−α2となる。
第6図(c−2−1)に示すバイアス回路は、上述の第
3図(a−2−1’)のバイアス回路に対応するもので
、出力電圧は同じく(12式で与えられる。
第3図(a−2−2)のバイアス回路は、(a−2−1
)のバイアス回路と殆んど同原理であるが、逓倍回路を
構成していたトランジスタQ5 、 R4の機能をトラ
ンジスタQl 、抵抗Rsの機能に含ませたものである
第6図(c−2−2)も同様の考えに基づき構成されて
おり、両バイアス回路のバイアス電圧は共に等しく、 となる。
第4図(b−2−1)のバイアス回路もトランジスタ価
、抵抗Ra 、 R4よシなる逓倍回路にトランジスタ
Q5 、抵抗Rsよシバイアスミ流を供給している。
ただし、トランジスタQl、Q2.Q5のベースヲ共通
としている点が第3図(a−2−1)と異なる。このと
きのバイアス電圧vou t 1は(111式に示した
ものと等しくなる。
また第7図(d−2)のバイアス回路は上述の第4図(
b−2−1)のバイアス回路に対応するもので、出力電
圧は同じく任υ式で与えられる0第4図(b−2−2’
)のバイアス回路は、同図(b−2−1)のバイアス回
路におけるトランジスタ価、抵抗R5の機能をトランジ
スタQ1、抵抗R2の機能と兼ねさせたものであり、バ
イアス電圧Voutlは、R2+R3R2 vouH= (2+    ) VBB + Rt B
、 VTlnn (14となる。
次に第4図(b−2−3)及び(b−2−4)のバイア
ス回路は、各々同図(b−2−1)及び(b−2−2)
のバイアス回路における抵抗R1の一端を抵抗R2を介
して接地した構成としたものである。このときの(b−
2−3)のバイアス電圧は。
となり、(b−2−4)のバイアス電圧は、となる。
第5図(b−2−5)はトランジスタQ5、抵抗几3゜
R4からなる逓倍回路とエミッタフォロアの出力トラン
ジスタQ6を単純に組み合せた例であり、出力電圧は、 となる。
第5図(b−2−6)は、上述の(b−2−5)におい
て逓倍回路としてm個のダイオードを直列接続したもの
を用いた例であり、出力電圧は、 voutl = (2+m )VBI + vVvT−
J、n ++・uとなる。
以上、第4図、第5図、第7図に示したバイアス回路は
いずれもその出力をトランジスタQ6のエミッタから取
り出すことができ、そのときの出力電圧Vout2は各
バイアス回路におけるvou t tよりvBBを減じ
た値、すなわち You 12 ” vout −vBB     ”’
  (1’1となる。また、このとき出力はトランジス
タQ6のエミッタフォロアを介して取り出すため、非常
に出力インピーダンスが低いという特徴を有する。
〔発明の効果〕
以上、本発明によれば、出力するバイアス電圧とその温
度係数をそれぞれ独立に設定することができ、しかも電
源電圧に依存しないバイアス回路を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明のバイアス回路の基本構成を示
す回路構成図、第3図乃至第7図は上記基本構成に基づ
く本発明のバイアス回路の具体的回路構成図、第8図は
従来のバイアス回路の構成図、第9図は本発明のバイア
ス回路の原理を説明するための回路構成図。 Ql 、Q2 、Q3 、Q4  ・・・トランジスタ
、R1,R12・・・抵 抗、 Vcc・・・電源電圧、 GND 出接地端、 世” vBB逓倍回路。 茅 1 口 第 2図 ′$3 図 (α−t)            l−/)(α−2
−1)         ((1−2−;りTs  図 (1%−2−6) 、yga CC−7)              C(L−1)
CC−2−1)            (C−2−2
)第 8 回 χ q (A) <C) 口 CB) CD)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 エミッタが第1の基準電位に接続され、コレクタとベー
    スが第1の線路により接続される第1のトランジスタと
    、この第1のトランジスタと同一極性でエミッタ面積が
    異なり、エミッタが前記第1の基準電位に第1の抵抗を
    介して接続され、ベースが前記第1のトランジスタのベ
    ースに接続される第2のトランジスタと、前記第1のト
    ランジスタと極性が異なり、エミッタが第2の基準電位
    に接続され、コレクタが前記第1のトランジスタのコレ
    クタに接続される第3のトランジスタと、この第3のト
    ランジスタと同一極性でエミッタが前記第2の基準電位
    に接続され、ベースが前記第3のトランジスタのベース
    に接続され、コレクタとベースが第2の線路により接続
    されると共にコレクタが前記第2のトランジスタのコレ
    クタに接続される第4のトランジスタを有し、 前記第1のトランジスタのエミッタと第1の基準電位間
    かもしくは前記第1のトランジスタと第3のトランジス
    タのコレクタ相互間のいずれかに挿入される第2の抵抗
    と共にトランジスタのベース・エミッタ間電圧の逓倍電
    圧を発生する電圧発生手段を前記第1のトランジスタと
    第3のトランジスタのコレクタ相互間かもしくは前記第
    1の線路中のいずれかに有して構成されてなるか、ある
    いは前記第2のトランジスタと第4のトランジスタのコ
    レクタ相互間かもしくは前記第4のトランジスタのエミ
    ッタと第2の基準電位間のいずれかに前記第2の抵抗を
    挿入接続し、前記電圧発生回路は前記第2のトランジス
    タと第4のトランジスタのコレクタ相互間かもしくは前
    記第2の線路中のいずれかに有して構成されてなること
    を特徴とするバイアス回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01143510A (ja) * 1987-11-17 1989-06-06 Burr Brown Corp 二端子温度補償式電流源回路
JPH05206755A (ja) * 1992-01-29 1993-08-13 Nec Corp 基準電圧発生回路

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JPH01143510A (ja) * 1987-11-17 1989-06-06 Burr Brown Corp 二端子温度補償式電流源回路
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JPH05206755A (ja) * 1992-01-29 1993-08-13 Nec Corp 基準電圧発生回路

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