JPS6222284B2 - - Google Patents

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JPS6222284B2
JPS6222284B2 JP52075698A JP7569877A JPS6222284B2 JP S6222284 B2 JPS6222284 B2 JP S6222284B2 JP 52075698 A JP52075698 A JP 52075698A JP 7569877 A JP7569877 A JP 7569877A JP S6222284 B2 JPS6222284 B2 JP S6222284B2
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JP
Japan
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transistor
current
diode
collector
base
Prior art date
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Application number
JP52075698A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS548952A (en
Inventor
Akira Usui
Kanji Tanaka
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.)
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Denki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Sanyo Denki Co Ltd
Priority to JP7569877A priority Critical patent/JPS548952A/ja
Publication of JPS548952A publication Critical patent/JPS548952A/ja
Publication of JPS6222284B2 publication Critical patent/JPS6222284B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高利得の電流増幅器に係り、特にPLL
(フエーズ・ロツクト・ループ)の位相比較回路
の電流増幅の為に用いて好適な電流増幅回路に関
する。 PLLの位相比較器に用いられる電流増幅回路
は、電圧制御発振器の電源電圧変動や温度変動に
対して十分余裕があるように、高利得でなければ
ならない。通常の差動増幅型の電流増幅回路は、
回路に流す電流を大とすることにより高利得を得
ているが、そのような高利得電流増幅回路を前記
位相比較器の電流増幅用に用いると、PLLのロツ
クレンジが広がりすぎるという欠点がある。又、
高利得を得る為に、差動増幅器を縦続接続するこ
とも考えられるが、そのような縦続型差動増幅回
路は、回路素子のアンバランスに起因するオフセ
ツトが、高利得化すればするほど大となるので、
使用に供することが出来なかつた。 本発明は上述の点に鑑み成されたもので、少な
い回路電流で高利得が得られ、しかも利得が回路
を流れる総合電流に依らず、回路素子の面積比で
決まるように構成された電流増幅回路を提供せん
とするものである。 以下本発明に係る電流増幅回路の一実施例に基
づき、図面を参照しながら説明する。 図においては一対の第1及び第2NPN型トラ
ンジスタ2及び3から成る入力段差動増幅回路、
4は前記一対のトランジスタ2及び3の共通エミ
ツタにコレクタが接続された定電流トランジス
タ、5は該定電流トランジスタ4のベースバイア
ス用のダイオード、はエミツタが共通接続され
た一対の第3及び第4PNP型トランジスタ7及び
8から成る主差動増幅回路、9は前記第3トラン
ジスタ7のベース・エミツタ間に接続された第1
ダイオード、10は前記第4トランジスタ8のベ
ース・エミツタ間に接続された第2ダイオード、
11はベースが前記第3トランジスタ7のベース
に、又エミツタが前記第3トランジスタ7のエミ
ツタに接続された出力トランジスタ、12は該出
力トランジスタ11のコレクタ電流を調整する為
の調整用トランジスタである。 しかして、前記第3トランジスタ7のベースは
第2トランジスタ3のコレクタに接続され、前記
第4トランジスタ8のベースは、第1トランジス
タ2のコレクタに接続されて前記主差動増幅回路
の入力端子と成されており、前記第3トランジ
スタ7のコレクタは前記第4トランジスタ8のベ
ースに接続されて第1正帰還回路と、又前記第4
トランジスタ8のコレクタは前記第3トランジス
タ7のベースに接続されて第2正帰還回路と成さ
れている。又、前記第3トランジスタ7のエミツ
タ電流と第1ダイオード9に流れる電流、前記第
4トランジスタ8のエミツタ電流と第2ダイオー
ド10に流れる電流、及び出力トランジスタ11
のエミツタ電流と前記第1ダイオード9に流れる
電流はそれぞれ互いに一定の関係となるように、
電流ミラー回路構成と成されている。 いま入力端子13及び14に印加される入力電
圧の値が等しいとすれば、第1及び第2トランジ
スタ2及び3のコレクタ電流も等しく、定電流ト
ランジスタ4のコレクタ電流をI0とすれば、前記
第1及び第2トランジスタ2及び3のコレクタ電
流はそれぞれI/2、第3及び第4トランジスタ7及 び8のエミツタ電流と第1及び第2ダイオード9
及び10に流れる電流とはそれぞれI/4となる。 この状態で入力端子13及び14の間に△Vの
電位差を有する入力信号が印加されると、第1及
び第2トランジスタ2及び3のコレクタ電流がそ
れぞれ△Iだけ変化する。いま、例えば第1トラ
ンジスタ2のベース電圧よりも第2トランジスタ
3のベース電圧の方が△Vだけ大となつたとすれ
ば、前記第2トランジスタ3のコレクタ電流は△
I増加し、第1トランジスタ2のコレクタ電流は
△I減少する。前記電流変化(△I)が主差動増
幅回路の入力電流となる。前記第2トランジス
タ3のコレクタ電流の増加(△I)は、第1ダイ
オード9の電流増加を招く。しかして、前記第1
ダイオード9の電流増加に従つて、該第1ダイオ
ード9と1:1の電流ミラー関係にある第3トラ
ンジスタ7のエミツタ電流も増加する。一方、第
1トランジスタ2のコレクタ電流の減少(−△
I)は、第2ダイオード10の電流減少を招き、
該第2ダイオード10と1:1の電流ミラー関係
にある第4トランジスタ8のエミツタ電流の減少
を招く。更に前記第1ダイオード9の電流増加
は、第3及び第4トランジスタ7及び8の正帰還
動作によつて助長される。第3トランジスタ7の
コレクタ電流の増加→第4トランジスタ8のコレ
クタ電流の減少→第1ダイオード9を流れる電流
の一層の増加→第3トランジスタ7のコレクタ電
流の一層の増加という正帰還動作が数回繰り返え
されると回路は安定点に達し、第1ダイオード9
を流れる電流は、第2トランジスタ3のコレクタ
電流の変化(△I)に応じたある一定の値とな
る。そして、前記第1ダイオード9と電流ミラー
関係にある出力トランジスタ11のエミツタ電流
もある一定の値となる。前記出力トランジスタ1
1のコレクタは、出力端子15に接続されるとと
もに、調整用トランジスタ12のコレクタに接続
されている。しかして、前記調整用トランジスタ
12のベースは定電流トランジスタ4のベースに
共通接続されるとともに、エミツタ面積比が1対
4となるよう構成されているから、前記調整用ト
ランジスタ12のコレクタ電流はI/4と成る。従つ て、出力端子15には、第2トランジスタ3のコ
レクタ電流の変化△Iに応じた出力電流△Ioutが
得られる。 ここで、図に示す実施例の電流利得Gについて
考える。入力段差動増幅回路の電流利得を
G1、主差動増幅回路の電流利得をG2とすれ
ば、全体の電流利得Gは、 G=G1・G2 ………(1) で表わされる。しかして、前記主差動増幅回路
の電流利得G2は、 G2=△Iout/△I ………(2) で表わされる。いま、第1トランジスタ2のコレ
クタ電流をI1、第2トランジスタ3のコレクタ電
流をI2、正の電源16から第2ダイオード10を
介して前記第1トランジスタ2のコレクタに流入
する電流と第4トランジスタ8のベース電流との
和電流をI3、第3トランジスタ7のコレクタ電流
をI4、正の電源16から第1ダイオード9を介し
て前記第2トランジスタ3のコレクタに流入する
電流と第3トランジスタ7のベース電流と出力ト
ランジスタ11のベース電流との和電流をI5、第
4トランジスタ8のコレクタ電流をI6、出力トラ
ンジスタ11のコレクタ電流をIout及び定電流ト
ランジスタ4のコレクタ電流をI0とすれば、I1
I3+I4、I2=I5+I6となり、I1+I2=I0、 I3=I6(1/hfe+1/n.hfe+1/n)、 I5=I4(1/hfe+2/n.hfe+1/n)である
から、I2とI4との 関係、すなわち、I2とIoutとの関係は、 〔ただし、n:第1及び第2ダイオードの面積S1
と第3及び第4トランジスタの
面積S2との比(S2/S1) hfe:トランジスタの電流増幅率〕 となる。従つて、第(2)式で示される電流増幅率
G2は、 となる。第(4)式において、例えばn=1、hfe=
20とすれば、 G2=7.9 ………(5) となり、 G=G1・G2=7.9G1 ………(6) となるから、入力段差動増幅回路の7.9倍の利
得を有する高利得電流増幅回路を得ることが出来
る。 しかも、第(4)式から明らかな如く、利得G2
要因として、総合電流I0が含まれていないから本
発明に係る電流増幅回路の総合電流は利得に関係
なく任意に設定出来るという利点を有する。すな
わち、これを言い換えれば、少ない総合電流で大
きな利得が得られるということになる。 一段の差動増幅回路を使用した場合、利得を
7.9倍に上げる為には、7.9倍の総合電流を必要と
する。しかして、PLLの位相比較器の電流増幅回
路に上述の如く、大きな総合電流を必要とする回
路を使用すると、ロツクレンジの拡大という不都
合を招く。しかしながら、本発明に係る電流増幅
回路は、総合電流を小さく押さえることが出来る
ので、ロツクレンジの拡大という不都合を生じな
い。 更に、第(4)式から明らかな如く、本発明に係る
電流増幅回路の利得G2は、第1及び第2ダイオ
ード9及び10の面積S1と第3及び第4トランジ
スタ7及び8の面積S2との比n(=S2/S1)、す
なわち第1ダイオード9と第3トランジスタ7と
から成る電流ミラー回路のミラー比、及び第2ダ
イオード10と第4トランジスタ8とから成る電
流ミラー回路のミラー比によつて決定される。特
に集積回路においては前記nを相当正確に設定す
ることが出来るので、前記利得G2を正確に決め
ることが出来るという利点を有する。 又、第1及び第2ダイオード9及び10は、発
振等の不安定要因を除去する効果を有する。第1
及び第2ダイオード9及び10は、それぞれ第4
及び第3トランジスタ8及び7のエミツタ・コレ
クタ間電圧を約0.7Vに押さえ、前記第1ダイオ
ード9の面積S1と第3トランジスタ7の面積S2
の関係、及び前記第2ダイオード10の面積S1
第4トランジスタ8の面積S2との関係を、 n=S2/S1≦1 ………(7) と設定すれば、開ループ利得を1以下にすること
が出来、発振を防止出来るので、電流増幅回路の
動作が非常に安定となる。 以上述べた如く、本発明に係る電流増幅回路は
様々な特徴を有する優れたものである。
【図面の簡単な説明】
図は本発明に係る電流増幅回路の一実施例を示
す回路図である。 主な図番の説明 ……入力段差動増幅回路、
……主差動増幅回路、9,10……ダイオー
ド、11……出力トランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ベースが第1入力端子に接続された第1トラ
    ンジスタ、ベースが第2入力端子に接続された、
    前記第1トランジスタと同導電型の第2トランジ
    スタ、前記第1トランジスタと電流ミラー関係に
    接続された第1ダイオード、前記第2トランジス
    タと電流ミラー関係に接続された第2ダイオー
    ド、及び前記第1ダイオードと電流ミラー関係に
    接続された出力トランジスタとから成り、前記第
    1トランジスタのコレクタを前記第2トランジス
    タのベースに接続して第1正帰還回路を構成し、
    かつ前記第2トランジスタのコレクタを前記第1
    トランジスタのベースに接続して第2正帰還回路
    を構成するとともに、前記第1トランジスタと前
    記第1ダイオードとのミラー比及び前記第2トラ
    ンジスタと前記第2ダイオードとのミラー比を所
    定値に設定することによつて、前記第1及び第2
    入力端子の電流変化に応じた出力電流を得る様に
    成したことを特徴とする電流増幅回路。
JP7569877A 1977-06-22 1977-06-22 Current amplifying circuit Granted JPS548952A (en)

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