JPS63214009A - 複合トランジスタ - Google Patents
複合トランジスタInfo
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- JPS63214009A JPS63214009A JP63024877A JP2487788A JPS63214009A JP S63214009 A JPS63214009 A JP S63214009A JP 63024877 A JP63024877 A JP 63024877A JP 2487788 A JP2487788 A JP 2487788A JP S63214009 A JPS63214009 A JP S63214009A
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- Japan
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- transistors
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- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 35
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
- H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本発明は複合トランジスタ、特にPNP形トランジスタ
を用いて単一トランジスタと同様に使用する能動素子に
関する。
を用いて単一トランジスタと同様に使用する能動素子に
関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕複合ト
ランジスタに好適なモノリシック集積回路(IC)は、
一般に4l−NPN形トランジスタの動作特性を強化な
いし改善する為にり8発された。その1例は本特許出願
人の出願に係る実公昭62−18977号公報に開示さ
れている如く、3個のNPN形トランジスタを含む3端
子型複合NPN形トランジスタである。この複合トラン
ジスタの電流利得と周波数応答特性とは単一のNPN形
トランジスタのこれらの特性を約2倍にする。
ランジスタに好適なモノリシック集積回路(IC)は、
一般に4l−NPN形トランジスタの動作特性を強化な
いし改善する為にり8発された。その1例は本特許出願
人の出願に係る実公昭62−18977号公報に開示さ
れている如く、3個のNPN形トランジスタを含む3端
子型複合NPN形トランジスタである。この複合トラン
ジスタの電流利得と周波数応答特性とは単一のNPN形
トランジスタのこれらの特性を約2倍にする。
また、ロバート・ドブキン発明の米国特許には2個のN
PN形トランジスタと2個のPNI’形トランジスタと
を有し1従来の単一のNI’N形トランジスタの特性を
しのぐ特性を得ている。
PN形トランジスタと2個のPNI’形トランジスタと
を有し1従来の単一のNI’N形トランジスタの特性を
しのぐ特性を得ている。
電子回路の設計にあっては、回路構成及び利用できるバ
イアス電圧の制約からI’NP形トランジスタを使用せ
ざるを得ない場合がある。しかし、PNP形トランジス
タの特性はNPN形トランジスタに比して一般に特性が
劣り、特にβが極めて低く直線性も悪い、そこで回路設
計者は何とかしてNPN形トランジスタが圧倒している
問題の解決策を模索して来た。
イアス電圧の制約からI’NP形トランジスタを使用せ
ざるを得ない場合がある。しかし、PNP形トランジス
タの特性はNPN形トランジスタに比して一般に特性が
劣り、特にβが極めて低く直線性も悪い、そこで回路設
計者は何とかしてNPN形トランジスタが圧倒している
問題の解決策を模索して来た。
従って本発明の目的はPNP形トランジスタを使用する
複合トランジスタを提供することである。
複合トランジスタを提供することである。
本発明の他の目的は単一のPNP形トランジスタに比し
て電流利得及び相互コンダクタンス特性の優れた複合ト
ランジスタを提供することである。
て電流利得及び相互コンダクタンス特性の優れた複合ト
ランジスタを提供することである。
本発明の複合トランジスタによると、基本的には1個の
PNP形トランジスタと3個のNPN形トランジスタを
使用し、2個のNPN形トランジスタをカスコード接続
して入力段とし、l’NI’形及びNPN形トランジス
タを直列接続して出力段とする。この複合トランジスタ
はIC化が容易であり、単純にIC化したPNP形トラ
ンジスタより極めて大きいβ、1を超す大きさのα及び
無限大に近い相互コンダクタンスを呈する。また、エミ
ッタベース電圧は0に近く、よって温度係数は低い。
PNP形トランジスタと3個のNPN形トランジスタを
使用し、2個のNPN形トランジスタをカスコード接続
して入力段とし、l’NI’形及びNPN形トランジス
タを直列接続して出力段とする。この複合トランジスタ
はIC化が容易であり、単純にIC化したPNP形トラ
ンジスタより極めて大きいβ、1を超す大きさのα及び
無限大に近い相互コンダクタンスを呈する。また、エミ
ッタベース電圧は0に近く、よって温度係数は低い。
〔実施例〕
第1図乃至第3図は本発明による複合トランジスタの異
なる実施例を示す、先ず第1図を参照して本発明の複合
トランジスタの基本回路を説明する。1個のPNP形ト
シトランジスタロ2個のNPN形トランジスタQ、、Q
、及び口、が夫々外部エミッタ(IE)、ベース(B)
及びコレクタ(C)端子01. Qfi及びa旬を有す
る複合トランジスタを構成する。トランジスタロ、のベ
ースは端子Uに接続し、複合トランジスタのベース端子
(B)とする。トランジスタものエミッタ及びコレクタ
は夫々トランジスタatのベース及びエミッタに接続し
トランジスタ01のコレクタとトランジスタQ、のエミ
ッタが複合トランジスタのエミッタ端子O1となる。ト
ランジスタQ、及び口、のエミッタは、互に接続して複
合トランジスタのコレクタ端子00となる。トランジス
タ0.と04は周知のカレントミラー接続される。即ち
、両トランジスタQs−Qtのベースを相互接続すると
共にトランジスタ0.のベース・コレクタを結線してダ
イオード接続となす、トランジスタロコと04のエミッ
タ・ベース接合面積は夫々予め定めたA及びkAの比例
関係にあり、その結果トランジスタ0.と口、のコレク
タにはleg及びklczの電流が流れる。トランジス
タQ3のコレクタはトランジスタatのコレクタに接続
して相補接続となし、静止電流1ctを流す、またトラ
ンジスタロ、と口、はカスコード型接続、即ち、トラン
ジスタロオのコレクタをトランジスタOIのエミッタに
接続して、トランジスタQ、のエミッタに静止電流kl
ctを流すようにする。
なる実施例を示す、先ず第1図を参照して本発明の複合
トランジスタの基本回路を説明する。1個のPNP形ト
シトランジスタロ2個のNPN形トランジスタQ、、Q
、及び口、が夫々外部エミッタ(IE)、ベース(B)
及びコレクタ(C)端子01. Qfi及びa旬を有す
る複合トランジスタを構成する。トランジスタロ、のベ
ースは端子Uに接続し、複合トランジスタのベース端子
(B)とする。トランジスタものエミッタ及びコレクタ
は夫々トランジスタatのベース及びエミッタに接続し
トランジスタ01のコレクタとトランジスタQ、のエミ
ッタが複合トランジスタのエミッタ端子O1となる。ト
ランジスタQ、及び口、のエミッタは、互に接続して複
合トランジスタのコレクタ端子00となる。トランジス
タ0.と04は周知のカレントミラー接続される。即ち
、両トランジスタQs−Qtのベースを相互接続すると
共にトランジスタ0.のベース・コレクタを結線してダ
イオード接続となす、トランジスタロコと04のエミッ
タ・ベース接合面積は夫々予め定めたA及びkAの比例
関係にあり、その結果トランジスタ0.と口、のコレク
タにはleg及びklczの電流が流れる。トランジス
タQ3のコレクタはトランジスタatのコレクタに接続
して相補接続となし、静止電流1ctを流す、またトラ
ンジスタロ、と口、はカスコード型接続、即ち、トラン
ジスタロオのコレクタをトランジスタOIのエミッタに
接続して、トランジスタQ、のエミッタに静止電流kl
ctを流すようにする。
もしトランジスタ01及びQ!のベース電流を無視する
と、トランジスタO1はトランジスタロ、の電流のに倍
の電流を強制的に流す、よって、E端子01への入力電
流が変調されると、トランジスタOI及びOlのエミッ
タ電流は全く同じ割合で変調される。
と、トランジスタO1はトランジスタロ、の電流のに倍
の電流を強制的に流す、よって、E端子01への入力電
流が変調されると、トランジスタOI及びOlのエミッ
タ電流は全く同じ割合で変調される。
その結果、トランジスタ01のVba (ベース・エミ
ッタ電圧)が変化すると、これを補償すべくトランジス
タロ2のVbeが変化して、複合トランジスタの正味の
V、い即ちB端子亜とE端子Q1間の電圧は、イ政えエ
ミッタ電流が変化したとしても実質的に一定である。複
合トランジスタのベース・エミッタ間電圧V□はrct
や出力電流に無関係であることは教科書にあるトランジ
スタ解析手法を用いて実証することも可能である。この
ことは、この複合トランジスタの相互コンダクタンスg
ヨが数式解析上は無限大となることを示す、よって、本
発明の複合トランジスタを実際に製造すると、その相互
コンダクタンスは極めて高い値となる。
ッタ電圧)が変化すると、これを補償すべくトランジス
タロ2のVbeが変化して、複合トランジスタの正味の
V、い即ちB端子亜とE端子Q1間の電圧は、イ政えエ
ミッタ電流が変化したとしても実質的に一定である。複
合トランジスタのベース・エミッタ間電圧V□はrct
や出力電流に無関係であることは教科書にあるトランジ
スタ解析手法を用いて実証することも可能である。この
ことは、この複合トランジスタの相互コンダクタンスg
ヨが数式解析上は無限大となることを示す、よって、本
発明の複合トランジスタを実際に製造すると、その相互
コンダクタンスは極めて高い値となる。
トランジスタロ8のベースに対してトランジスタa、の
ベースとトランジスタ0□のエミッタは、夫々ベース・
エミッタ端子の電圧降下分シフトしているので、理想的
には同電位であることに注目されたい、従って、B端子
025とE端子a1間の電圧差即ち複合トランジスタの
vlは素子の寸法(エミ。
ベースとトランジスタ0□のエミッタは、夫々ベース・
エミッタ端子の電圧降下分シフトしているので、理想的
には同電位であることに注目されたい、従って、B端子
025とE端子a1間の電圧差即ち複合トランジスタの
vlは素子の寸法(エミ。
夕面積)を正しく選定することにより殆んど0とするこ
とが可能である。また、トランジスタQ、と[1,とは
双方の順方向電圧が同一でなくとも相互に温度補償を行
うことに注目されたい。
とが可能である。また、トランジスタQ、と[1,とは
双方の順方向電圧が同一でなくとも相互に温度補償を行
うことに注目されたい。
第1図の複合トランジスタを更に良く見ると、そのベー
ス電流は単にトランジスタロ、のベース電流のみである
。エミッタ電流!■は殆んど(k/に+1)ICCであ
る。ここでIce ” (k+1) Ictlよって、
複合トランジスタのβはkの値を小さく選定することに
より最大値となし得る。もしkの値を極めて小さくし、
この複合トランジスタのエミッタ及びコレクタ電流の実
質的にすべてがトランジスタQ2及び口、を流れるよう
にすると、トランジスタQ、のベース電流は著しく小さ
く、即ち複合トランジスタのβを極めて高い値とするこ
とができる。
ス電流は単にトランジスタロ、のベース電流のみである
。エミッタ電流!■は殆んど(k/に+1)ICCであ
る。ここでIce ” (k+1) Ictlよって、
複合トランジスタのβはkの値を小さく選定することに
より最大値となし得る。もしkの値を極めて小さくし、
この複合トランジスタのエミッタ及びコレクタ電流の実
質的にすべてがトランジスタQ2及び口、を流れるよう
にすると、トランジスタQ、のベース電流は著しく小さ
く、即ち複合トランジスタのβを極めて高い値とするこ
とができる。
また、複合トランジスタのベース電流でもあるトランジ
スタQ1のベース電流1mlはエミッタ電流btに加算
されるので、αを1より大きく (βを負に)すること
にも注目されたい、これにより複合トランジスタのαが
トランジスタロ、のβの減少につれて増加する(その理
由は、トランジスタQ+のベース電流が増加するとC端
子041のコレクタ電流rccが増加する)、これは他
のNPN形トランジスタ段におけるαの損失を補償する
為に多くの回路設計上有用である。この良い例として、
この複合トランジスタのコレクタ電流をNPN形トラン
ジスタのカレントミラーの基準電流の確立に使用し、ま
たこの複合トランジスタで生じるα補償でカレントミラ
ー回路のベース接地段のα損失をオフセットすることが
挙げられる。α補償を最大にする為には、kは大きく
(例えば10以上)して、トランジスタロ、の静止電流
を最大にする。
スタQ1のベース電流1mlはエミッタ電流btに加算
されるので、αを1より大きく (βを負に)すること
にも注目されたい、これにより複合トランジスタのαが
トランジスタロ、のβの減少につれて増加する(その理
由は、トランジスタQ+のベース電流が増加するとC端
子041のコレクタ電流rccが増加する)、これは他
のNPN形トランジスタ段におけるαの損失を補償する
為に多くの回路設計上有用である。この良い例として、
この複合トランジスタのコレクタ電流をNPN形トラン
ジスタのカレントミラーの基準電流の確立に使用し、ま
たこの複合トランジスタで生じるα補償でカレントミラ
ー回路のベース接地段のα損失をオフセットすることが
挙げられる。α補償を最大にする為には、kは大きく
(例えば10以上)して、トランジスタロ、の静止電流
を最大にする。
トランジスタ01のエミッタ電流とトランジスタロ2の
エミッタ電流の比が動作点により変化する要因は、複合
トランジスタの実効相互コンダクタンスを低下する。1
つの主要誤差原因として、カレントミラートランジスタ
Q、 −Q、のアーリイ(1!arly)効果、即ちコ
レクタ電流による実効ベース幅の変化がある。第2図は
エミッタに電流負帰還抵抗を付加してこの誤差を低減す
る例を示す、ここで、抵抗(30)と(40)は夫々R
とkRの抵抗値を存し、トランジスタ6と04のエミッ
タとC端子aa間に接続される。勿論、この抵抗の付加
により、増幅器の直線性を改善する。第2図のその余の
回路部分は第1図と同じであるので、ここで詳細説明は
行わない。
エミッタ電流の比が動作点により変化する要因は、複合
トランジスタの実効相互コンダクタンスを低下する。1
つの主要誤差原因として、カレントミラートランジスタ
Q、 −Q、のアーリイ(1!arly)効果、即ちコ
レクタ電流による実効ベース幅の変化がある。第2図は
エミッタに電流負帰還抵抗を付加してこの誤差を低減す
る例を示す、ここで、抵抗(30)と(40)は夫々R
とkRの抵抗値を存し、トランジスタ6と04のエミッ
タとC端子aa間に接続される。勿論、この抵抗の付加
により、増幅器の直線性を改善する。第2図のその余の
回路部分は第1図と同じであるので、ここで詳細説明は
行わない。
第3図は米国特許第3,588,672号明細書(対応
日本特許特公昭54−9819号公Ig)に記載の所謂
ウィルソン電流源を用いてコレクタ電流tccの広いダ
イナミックレンジにわたる直線性を維持する簡便な手法
を示す、ここでは5番目のトランジスタ0、を付加し、
トランジスタ0.の代りにトランジスタ09をダイオー
ド接続とすることによりカレントミラーを変形する。こ
の付加トランジスタQ、が電圧変化を吸収して非直線性
を生じ得る電圧変化を吸収する。
日本特許特公昭54−9819号公Ig)に記載の所謂
ウィルソン電流源を用いてコレクタ電流tccの広いダ
イナミックレンジにわたる直線性を維持する簡便な手法
を示す、ここでは5番目のトランジスタ0、を付加し、
トランジスタ0.の代りにトランジスタ09をダイオー
ド接続とすることによりカレントミラーを変形する。こ
の付加トランジスタQ、が電圧変化を吸収して非直線性
を生じ得る電圧変化を吸収する。
以上、本発明の複合トランジスタを好適実施例に基づき
説明したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変
形変更が可能であること当業者には明白であろう0例え
ば、この複合トランジスタの安定性が問題であれば、ト
ランジスタQ、のエミッタからトランジスタ04のベー
ス間にRC(抵抗−コンデンサ)回路網を接続して高周
波補償を行ってもよい。
説明したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変
形変更が可能であること当業者には明白であろう0例え
ば、この複合トランジスタの安定性が問題であれば、ト
ランジスタQ、のエミッタからトランジスタ04のベー
ス間にRC(抵抗−コンデンサ)回路網を接続して高周
波補償を行ってもよい。
上述の説明から明らかな如く、本発明の複合トランジス
タに依ると、1個のPNP トランジスタと複数個のN
PN トランジスタを使用し、これらを有機的に相互接
続して3端子(c、 n及びE)を存する単−PNP形
トランジスタと同様に動作する。しかし、このトランジ
スタのβは単一トランジスタのそれより極めて大きく、
αも1を超す大きさとなすことができ、しかもエミッタ
・ベース電圧は実質的に0ボルトであるのでV口に起因
する各種の問題、例えば温度特性等が解消できる。更に
また、本発明の複合トランジスタは、実質的に能動素子
のみで構成されるのでIC化に好適である。
タに依ると、1個のPNP トランジスタと複数個のN
PN トランジスタを使用し、これらを有機的に相互接
続して3端子(c、 n及びE)を存する単−PNP形
トランジスタと同様に動作する。しかし、このトランジ
スタのβは単一トランジスタのそれより極めて大きく、
αも1を超す大きさとなすことができ、しかもエミッタ
・ベース電圧は実質的に0ボルトであるのでV口に起因
する各種の問題、例えば温度特性等が解消できる。更に
また、本発明の複合トランジスタは、実質的に能動素子
のみで構成されるのでIC化に好適である。
第1図は本発明による複合トランジスタの基本回路、第
2図は本発明による複合トランジスタの直線性改良回路
、第3図は本発明の複合トランジスタの更に別の改良回
路図である。 Qr Oaは第1〜第4のトランジスタである。
2図は本発明による複合トランジスタの直線性改良回路
、第3図は本発明の複合トランジスタの更に別の改良回
路図である。 Qr Oaは第1〜第4のトランジスタである。
Claims (1)
- カスコード形に接続したNPN形の第1及び第4トラン
ジスタを含む入力段と、相補接続したPNP形の第2ト
ランジスタ及びNPH形の第3トランジスタを含む出力
段とを具え、第3及び第4トランジスタをカレントミラ
ー接続し、第1トランジスタのエミッタに第2トランジ
スタのベースを接続し、第1トランジスタのコレクタと
第2トランジスタのエミッタを相互接続した複合トラン
ジスタ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US013,494 | 1987-02-11 | ||
US07/013,494 US4730124A (en) | 1987-02-11 | 1987-02-11 | High transconductance composite PNP transistor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63214009A true JPS63214009A (ja) | 1988-09-06 |
JPH0479166B2 JPH0479166B2 (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=21760252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63024877A Granted JPS63214009A (ja) | 1987-02-11 | 1988-02-04 | 複合トランジスタ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4730124A (ja) |
JP (1) | JPS63214009A (ja) |
NL (1) | NL8800182A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5858904A (en) * | 1993-03-31 | 1999-01-12 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Catalyst for production of vinyl-based polymer and process for production of vinyl-based aromatic polymer |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4994694A (en) * | 1989-08-23 | 1991-02-19 | Tektronix, Inc. | Complementary composite PNP transistor |
US4994758A (en) * | 1989-12-15 | 1991-02-19 | Motorola, Inc. | Alpha enhancement of a transistor using base current feedback to the emitter |
US5500615A (en) * | 1991-12-06 | 1996-03-19 | Tektronix, Inc. | Low power CCD driver with symmetrical output drive signal |
US5311146A (en) * | 1993-01-26 | 1994-05-10 | Vtc Inc. | Current mirror for low supply voltage operation |
US5347210A (en) * | 1993-03-31 | 1994-09-13 | Texas Instruments Incorporated | Current switch with bipolar switching transistor and β compensating circuit |
GB9617323D0 (en) * | 1996-08-17 | 1996-09-25 | Belyi Valerie | High gain, wide band amplifier |
KR20030033929A (ko) * | 2001-10-23 | 2003-05-01 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | 함수 회로 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3757137A (en) * | 1969-12-18 | 1973-09-04 | Rca Corp | Low voltage reference circuit |
US4236119A (en) * | 1978-09-11 | 1980-11-25 | Tektronix, Inc. | Monolithic wideband amplifier |
US4371792A (en) * | 1980-07-24 | 1983-02-01 | National Semiconductor Corporation | High gain composite transistor |
US4580068A (en) * | 1983-12-14 | 1986-04-01 | Rca Corporation | Keyed low impedance voltage source |
NL8400635A (nl) * | 1984-02-29 | 1985-09-16 | Philips Nv | Darlington transistorschakeling. |
-
1987
- 1987-02-11 US US07/013,494 patent/US4730124A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-01-26 NL NL8800182A patent/NL8800182A/nl not_active Application Discontinuation
- 1988-02-04 JP JP63024877A patent/JPS63214009A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5858904A (en) * | 1993-03-31 | 1999-01-12 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Catalyst for production of vinyl-based polymer and process for production of vinyl-based aromatic polymer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4730124A (en) | 1988-03-08 |
JPH0479166B2 (ja) | 1992-12-15 |
NL8800182A (nl) | 1988-09-01 |
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