JPS6130766B2 - - Google Patents

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JPS6130766B2
JPS6130766B2 JP10596280A JP10596280A JPS6130766B2 JP S6130766 B2 JPS6130766 B2 JP S6130766B2 JP 10596280 A JP10596280 A JP 10596280A JP 10596280 A JP10596280 A JP 10596280A JP S6130766 B2 JPS6130766 B2 JP S6130766B2
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JP
Japan
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transistor
current
circuit
output
transistors
Prior art date
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JP10596280A
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English (en)
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JPS5731210A (en
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Keishi Saito
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Publication of JPS5731210A publication Critical patent/JPS5731210A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3211Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion in differential amplifiers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は増幅回路に関し、特にバイポーラトラ
ンジスタを用いた増幅回路に関するものである。
バイポーラトランジスタを増幅素子として用い
た増幅回路においては、トランジスタのベース・
エミツタ間の特性が非直線性を示すために増幅出
力には歪が発生する。従つて、トランジスタの非
直線性による歪みを除くために負帰還方式が適用
されるが歪の除去を完全とするために大量の負帰
還を施せば発振等の現象を呈して回路が不安定と
なる。
よつて回路の安定性を維持しつつ能動素子の非
直線歪を除去することが要求される。
更には1対の入力信号の差に応じた増幅出力を
得て所定負荷を駆動する増幅回路の要求も多い。
かゝる差の増幅出力を可能な限り低歪率特性を
有するようにすることができれば好都合となる。
本発明の目的は回路動作の安定を維持しつつ能
動素子の非直線性を除きかつ1対の入力信号の差
に応じた増幅出力を得ることのできる増幅回路を
提供することである。
本発明による増幅回路は、ベースに入力信号が
印加された第1のトランジスタの出力を入力とし
このトランジスタと逆導電型の第2トランジスタ
を設け、これら両トランジスタに常に一定比の電
流を供給するようにして1つの増幅器を構成し、
更に第1及び第2トランジスタと同等接続構成と
されて互いに逆導電型第3及び第4トランジスタ
を設けてこれら両トランジスタに常に一定比の電
流を供給するようにして他の増幅器を構成し、前
者の増幅器に於ける第2トランジスタに流れる電
流と一定比の電流を回路出力端へ向けて出力する
手段を設け、また後者の増幅器に於ける第4トラ
ンジスタの電流と一定比の電流を回路出力端から
吸入する手段を設けるようにし、第1及び第3ト
ランジスタに加えられた1対の入力信号の差に応
じた出力を回路出力端の負荷へ供給するようにし
たことを特徴としている。
以下に本発明について図面を用いて設明する。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図であ
り、第1の入力信号v1はエミツタフオロワ構成の
NPNトランジスタQ1のベース入力となり、この
トランジスタのエミツタフオロワ出力は次段の
PNPトランジスタQ2のベース入力となつてい
る。これら両トランジスタQ1,Q2に一定比の電
流を供給する例えばカレントミラー回路1が設け
られている。このカレントミラー回路はベースが
互いに共通接続されたNPNトランジスタQ3,Q4
と各エミツタ抵抗R1,R2を有しており、トラン
ジスタQ4のベースとエミツタとが共通接続され
ることにより、トランジスタQ4のコレクタ電流
に対して一定比の電流がトランジスタQ3のコレ
クタ側へ伝達される。各エミツタ抵抗R1,R2
値の選定によりカレントミラー比が所望に設定可
能である。
トランジスタQ2のエミツタには抵抗R3を介し
て正電源+Bが印加されトランジスタQ1のコレ
クタには直接正電源+Bが印加されている。また
カレントミラー回路1の動作電源として負電源−
Bが供給されている。トランジスタQ2に流れる
電流と一定比の電流を得るために、更にトランジ
スタQ6が設けられて、ダイオード接続構成のト
ランジスタQ4とベースが共通接続されることに
よりカレントミラー回路を構成している。トラン
ジスタQ6のエミツタには抵抗R4を介して負電源
が印加され、、そのコレクタには抵抗R2,R4によ
るカレントミラー比により定まる電流が吸込電流
として得られる。
第2の入力信号v2はエミツタフオロワ構成の
NPNトランジスタQ7のベース入力となり、この
トランジスタのエミツタフオロワ出力は次段の
PNPトランジスタQ8のベース入力となる。これ
ら両トランジスタへ一定比の電流を供給するため
に例えばカレントミラー回路2が設けられてい
る。このミラー回路はNPNトランジスタQ9,Q10
と各エミツタ抵抗R5,R6から成り、トランジス
タQ10をダイオード構成とすることによつてトラ
ンジスタQ10のコレクタQ9へ伝達するものであ
り、カレントミラー比は抵抗R5,R6の選定によ
り決定される。
カレントミラー回路2の動作電源も負電源―B
であり、またトランジスタQ7,Q8の動作電源は
正電源+Bとなつており、トランジスタQ8はエ
ミツタ抵抗R7を介してバイアスが印加される。
更に、トランジスタQ11がトランジスタQ8とベー
ス共通接続されて設けられており、トランジスタ
Q8のコレクタ電流と一定比の電流を出力するよ
うになされる。そのために、エミツタ抵抗R8
設けられてこの抵抗により当該一定比が所望に選
定される。
トランジスタQ6及びQ11の両コレクタ出力は互
いに共通接続されて回路出力端となり、この出力
端と接地間に設けられた出力抵抗R9へ増幅出力
を供給する如き構成である。
入力信号v1に対する動作を考察するに、トラン
ジスタQ1,Q2のベース・エミツタ間電圧をVBE
,VBE2とし、両トランジスタQ1,Q2に流れる
電流をI1,I2として、I1/I2=α(αは一定)とす
ると、次式が成立する。
+B−I2・R3−VBE2=v1−VBE1 ……(1) よつて、I2は次式となる。
I2=(B−v1+VBE1−VBE2)/R3 ……(2) こゝで、一般にトランンジスタのコレクタ電流
IcとVBEとの関係は、 VBE≒kT/qInIc/Is ……(3) と表わされる。こゝに、qは電子電荷、Tは接
合部絶対温度、kはボルツマン定数、Isは逆方向
飽和電流である。よつて(2)式のVBE2−VBE2は次
式となる。
BE1−VBE2=kT/q(InI1/Is1−InI2/Is2)……
(4) (3)式において両トランジスタQ1,Q2のベー
ス・エミツタ接合部温度は等しいものとしてい
る。そしてI1/I2=1/αでありまたIs1/Is2=I/
β(βは一定)とすれば、(4)式は、 VBE1−VBE2=kT/qInβ/α ……(5) となつて、一定値となるから、これをγとおけ
ば(2)式は次の式となる。
I2=(B−v1+γ)/R3 ……(6) そして、トランジスタQ4とQ6とによるカレン
トミラー比をδとすればトランジスタQ6のコレ
クタ電流I6は、 I6=δ・I2=δ(B+v1+γ)/R3 ……(7) となつてこれが回路出力端からの吸入電流とな
る。
(7)式において交流信号成分のみを考えれば吸入
電流i6は次式となる。
i6=(−v1+γ)δ/R3 ……(8) すなわち、トランジスタQ6のコレクタ出力は
BEに無関係な信号電流となつて無歪となること
が判る。
第2の入力信号v2についても同様に次式が成立
する。
i11=(−v2+γ)δ/R7 ……(9) 尚、(9)式においてi11はトランジスタQ11から流
出する交流電流であり、各電流伝達比(ミラー
比)は第1の入力信号v1に対する回路を同等に選
定されているものとしている。
従つて、交流出力電流i0は、 i0=i11−i6=δ{(v1−γ)/R3−(v2−γ)
/R7} ……(10) となり、出力電圧v0は、 v0=R9・i0=δR9
{(v1−γ)/R3−(v2−γ)/R7}……(11) となる。従つて、入力信号v1,v2が無歪信号で
あれば出力v0も無歪となる。
こゝでR1=R2=R4,R5=R6,R7=R8=R3=R
とすると、δ=1,γ=0となつて (11)式は、 v0=(v1−v2)R9/R ……(12) となり、v1−v2=v1とすれば、 v0=v1・R9/R ……(13) となつて、1対の入力信号v1,v2の差の増幅出
力が無歪にて得られることになる。
第2図は本発明の他の実施例の回路図であり、
第1図と同等部分は同一符号により示している。
本例においては、増幅用のトランジスタQ1
Q2,Q7〜Q10の動作電圧を負電源―Bより供給
し、カレントミラー回路1及び2の各動作電圧を
正電源+Bより供給するようにして、第1図の各
トランジスタをすべてコンプリメンタリなトラン
ジスタに置換して構成したものである。
本例においては、第1の信号v1によりトランジ
スタQ2に流れる電流I2は次式となる。
I2=(B+v1+VBE1−VBE2)/R3 ……(14) 従つて、第1図の場合と同一条件下において、
トランジスタQ6から流出する交流信号電流i6は次
式で示される。
i6=δ・i2=δ(v1+γ)/R3 ……(15) 第2の入力信号v2によるトランジスタQ11のコ
レクタ吸入電流i11は、 i11=δ(v2+γ)/R7 ……(16) となるから、交流出力電流はi0は、 i0=i11−i6=δ{(v2+γ)/R7−(v1+γ)/
R3} ……(17) となる。よつて、R1=R2=R4,R5=R6,R7
R8=R3=Rとすれば、δ=1,γ=0となるか
ら (17)式は、 i0=(v2−v1)/R ……(18) となつて、無歪の増幅電流が出力抵抗R9へ供
給されることになる。この場合の出力電圧v0は、 v0=i0・R9=(v2−v1)R9/R ……(19) となり、1対の入力信号v2−v1=v1なる差の増
出力が無歪にて得られることになる。
第3図は本発明による第1図に示した無歪増幅
回路を用いてシングルエンドプツシユプル
(SEPP)型の出力段3を駆動する増幅回路を構
成した例である。第1図と同等部分には同一符号
が示されており、入力信号v1は初段の差動アンプ
4への印加されて差動増幅出力v1,v2が得られ
る。この差動アンプ4は互いにエミツタ抵抗
R11,R11を介してエミツタが共通接続された差動
トランジスタQ12,Q13を含んでいる。5は定電
流源を、抵抗R12,R13はトランジスタQ12,Q123
のベースバイアス抵抗を夫々示している。として
コレクタ抵抗R14,R15により一対の差動出力v1
v2が得られる。差動アンプの特性として、取扱う
信号が小なる領域では歪は微小であつて、差動対
出力はそのために低歪率となる。この低率信号
v1,v2が本発明になる低歪率増幅回路へ印加され
て増幅されてトランジスタQ6により信号v1に応
じた電流が吸入され、またトランジスタQ11によ
り信号v2に応じた電流が放出される。
これら電流出力によりSEPP出力段3のエミツ
タフオロワトランジスタQ14及びQ15がプツシユ
ブル駆動されて、エミツタ抵抗R16,RA7の共通
接続点である出力端OUTの負荷をプツシユプル
駆動する。尚、ダイオードD1,D2,抵抗R18
R19は出力段トランジスタQ14,Q15のベース・エ
ミツタ間バイアスを発生する。
こうすることにより低歪率の電力増幅回路が得
られるが、更に低歪率化を図るべく回路出力
OUTから抵抗R20を介して差動アンプ4のトラン
ジスタQ13のベースへ出力の一部を帰還してい
る。抵抗R20とR13とによる帰還量は小としても、
回路自体が本来低歪率であるが故に充分目的は達
成される。従つて、発振等の危険もなくまた
TIM (Transient Inter ModuIation)歪も少となる
ものである。
尚、差動アンプ4としては電界効果トランジス
タを差動トランジスタとして用いる構成でもよく
また他の平衡出力を得られる回路なら他の回路で
もよいものである。またカレントミラー回路に限
らず他の同等機能を有する回路を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の実施例の各回路
図、第3図は第1図の回路を用いた電力増幅回路
の例を示す図である。 主要部分の符号の説明、1,2……カレントミ
ラー回路、3……SEPP出力段、4……差動アン
プ、Q1,Q2,Q7,Q8……増幅素子用トランジス
タ、R9……出力抵抗。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ベースに第1の入力信号が印加される第1ト
    ランジスタと、前記第1のトランジスタのエミツ
    タ電圧をベース入力としかつ前記第1トランジス
    タと逆導電型の第2トランジスタと、前記第1及
    び第2トランジスタに夫々一定比の関係にある電
    流を供給する第1電流ミラー回路と、前記第2ト
    ランジスタとベースを共通接続しかつ前記第2ト
    ランジスタのコレクタ・エミツタ間に流れる電流
    に対して所定比のコレクタ電流を回路出力端へ向
    けて供給する電流供給トランジスタと、ベースに
    第2の入力信号が印加される前記第1トランジス
    タと同一導電型の第3トランジスタと、前記第3
    トランジスタのエミツタ電圧をベース入力としか
    つ前記第3トランジスタと逆導電型の第4トラン
    ジスタと、前記第3及び第4トランジスタに夫々
    一定比の関係にある電流を供給する第2電流ミラ
    ー回路と、前記第2電流ミラー回路を構成するト
    ランジスタとベースを共通接続しかつ前記第4ト
    ランジスタに流れる電流に対して所定比のコレク
    タ電流を前記回路出力端から吸入する電流吸入ト
    ランジスタと、前記回路出力端と基準電位点との
    間に接続された出力抵抗とを含む増幅回路。
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