JPS6322733B2 - - Google Patents

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JPS6322733B2
JPS6322733B2 JP57149686A JP14968682A JPS6322733B2 JP S6322733 B2 JPS6322733 B2 JP S6322733B2 JP 57149686 A JP57149686 A JP 57149686A JP 14968682 A JP14968682 A JP 14968682A JP S6322733 B2 JPS6322733 B2 JP S6322733B2
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JP
Japan
Prior art keywords
transistor
current
base
voltage
constant current
Prior art date
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Expired
Application number
JP57149686A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5939111A (ja
Inventor
Yojiro Fukushima
Kinji Kawamoto
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57149686A priority Critical patent/JPS5939111A/ja
Publication of JPS5939111A publication Critical patent/JPS5939111A/ja
Publication of JPS6322733B2 publication Critical patent/JPS6322733B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/302Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in bipolar transistor amplifiers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トランジスタ回路の入力バイアス電
流をみかけ上小さくするとともに低電圧で動作可
能な増幅装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来トランジスタのベース電流を小さくする方
法としてはダーリントン接続が良く知られてい
る。ダーリントン接続をオペアンプの入力段に使
用した例を第1図に示す。オペアンプにおけるト
ランジスタ(第1図のトランジスタ6に相当)の
ベース電流は、入力端子の外部に接続された抵抗
に流れることにより入力電圧オフセツトを発生さ
せて出力信号の誤差を生ずる。したがつて外部抵
抗の値を大きくすることはできない。しかしなが
ら一般的には、外部の接続条件に自由度をもた
せ、また出力信号の誤差をなくすためにも、入力
端子のベース電流はできるだけ小さいことが望ま
しい。第1図の従来例においては正の入力端子2
と負の入力端子1に流れるベース電流を小さくす
るために、トランジスタ6および7、トランジス
タ8および9を各々ダーリントン接続の差動アン
プとして構成している。ここで10は差動アンプ
のエミツタ電流を決める定電流源、11と12は
差動アンプの負荷を構成するカレントミラーのト
ランジスタ、13は差動アンプの出力により駆動
される2段目増幅段のトランジスタ、14は2段
目増幅段のコレクタ電流を決める定電流源、3は
出力端子、4は正の電源端子、5は負の電源端子
である。
ここでこの回路の最低動作電圧をみると、正の
電源端子4から定電流源10、トランジスタ7の
エミツタ ベースを経てトランジスタ6のエミツ
タ ベースから負の入力端子1に至る電流の経路
に、2つのベースエミツタ間電圧と、一つの定電
流源の電圧がある。ベースエミツタ間電圧を
VBE、定電流源をトランジスタのカレントミラー
で構成したときの動作電圧の最小値はVCESATであ
るので、この回路が動作するために最小限必要な
電源電圧は2VBE+VCESATとなる。一般的にVBE
約0.7V、VCESATは約0.2Vであるからこの回路の最
低動作電圧は2×0.7+0.2=1.6(ボルト)となる。
この電圧は乾電池2個(3V)では動作するが電
池寿命を長くするためにはもつと低い電源電圧で
も安定に動作する増幅装置が望まれる。
発明の目的 本発明は、従来例よりもベース電流を低減さ
せ、かつ更に低い電源電圧で動作するベース電流
補正装置を提供することを目的とする。
発明の構成 本発明は第1の定電流源を第1のトランジスタ
のベースとカレントミラーの入力とに接続し、前
記第1の定電流源と所定の比率の電流比を有する
第2の定電流源を、第2のトランジスタのベース
と前記カレントミラーの出力とに接続し、第1の
トランジスタのベース電流と等価な電流を、第2
の定電流源とカレントミラーの出力電流との差に
より発生させ、第2のトランジスタのベースに供
給するように構成し、低い電圧で動作可能とした
ベース電流補正装置である。
実施例の説明 第2図に本発明の一実施例の構成を示す。第1
のトランジスタ21のベースと、トランジスタ2
2とトランジスタ23より成るカレントミラーの
入力であるトランジスタ22のコレクタとに、第
1の定電流源25を接続し、第2のトランジスタ
20のベースと、カレントミラーの出力であるト
ランジスタ23のコレクタとに、第2の定電流源
26を接続する。さらに第1のトランジスタ21
に定電流源24を接続し、第2のトランジスタ2
0のコレクタに定電流源27を接続し、この定電
流源24と27の電流値を同一とする。ここで、
第1、第2の定電流源25,26の電流をともに
Ir、定電流源24と27の電流をともにIcとし、
各トランジスタの直流電流増幅率をhFEとし、ト
ランジスタ22のコレクタ電流をIMとおくと、次
の(1)式が成立する。
(1+2/hFE)IM=Ir−Ic/hFE ……(1) 通常hFEは約100であるので(2)式で近似できる。
IM=Ir−Ic/hFE ……(2) ここでトランジスタ22と23は同じ特性とす
ると、トランジスタ23のコレクタ電流はトラン
ジスタ22のコレクタ電流に等しいからトランジ
スタ20のベースに流れ込む電流はIr−IMであり
(2)式を使うと、Ic/hFEとなる。またトランジスタ2 0と21は同じ特性であるとするとこの値は、ト
ランジスタ20のコレクタ電流とベース電流の関
係に等しい。従つてトランジスタ20のベース電
流は、第2の定電流源26の電流Irとカレントミ
ラーの出力電流IMとの差でもつて発生した電流
(Ir−IM)で供給される。
第3図に本発明をオペアンプに使用した実施例
の回路図を示す。第1のブロツク58と第2のブ
ロツク59のそれぞれに第2図の構成を用いてい
る。他の部分は従来例と同じである。定電流源4
1(第1図の定電流源10に相当)はトランジス
タ39および40より成る差動増幅器のエミツタ
電流を決め、トランジスタ42と43は差動増幅
器の負荷であつてカレントミラー型式に接続され
ている。差動増幅器の出力により駆動されるトラ
ンジスタ54(第1図のトランジスタ13に相
当)は2段目増幅段であつて定電流源53(第1
1図の14に相当)によりコレクタ電流を決定す
る。また55は出力端子、56は正の電源端子、
57は負の電源端子である。
まず第1のブロツク58について説明する。本
実施例においては第1のトランジスタ31のベー
スとカレントミラーの入力であるトランジスタ3
3のコレクタとが第1の定電流源36に接続さ
れ、第2のトランジスタ39のベースとカレント
ミラーの出力であるトランジスタ34のコレクタ
とが第2の定電流源37は接続されている。定電
流源30の電流値は、トランジスタ39のエミツ
タ電流に等しく、かつ定電流源41の1/2の値に
設定されている。こうすることにより前記の如く
トランジスタ39のベース電流は、第2の定電流
源37とカレントミラーの出力であるトランジス
タ34の各電流の差で供給される。ここでダイオ
ード32として順方向電圧がトランジスタ42の
コレクタエミツタ電圧に等しいものを用い、定電
圧源35の電圧としてトランジスタ39のベース
電圧からトランジスタ33のベースエミツタ間電
圧を引いた値とすることによつてトランジスタ3
1のエミツタ電圧をトランジスタ39のエミツタ
電圧に等しくする。こうしてトランジスタ31と
トランジスタ39のコレクタエミツタ電圧を等し
くすることができ、トランジスタ31およびトラ
ンジスタ39のアーリー効果によるhFEの変化が
トランジスタ39のベース電流の誤差を生ずるの
を防ぐことができる。
第2のブロツク59は第1のブロツク58と同
様の構成であるので動作もまつたく同様である。
構成素子は、40,45,46,51がトランジ
スタ、48,49,50が定電流源、52がダイ
オード、47が定電流源である。
以上の様にトランジスタ39のベース電流とト
ランジスタ39のベース電流とトランジスタ40
のベース電流は、定電流源37とトランジスタ3
4の差電流および定電流源48とトランジスタ4
5の差電流でそれぞれ吸収されるため、負の入力
端子38、正の入力端子44に接続された外部抵
抗に電流が流入、流出することはない。即ちみか
け上の入力バイアス電流が無い状態となる。従つ
て外部抵抗として抵抗値に大きなものを使用した
場合でも、入力電圧オフセツトが発生せず、これ
によつて出力信号の誤差を生じることはない。更
に第1図の従来例においてはトランジスタ6と7
およびトランジスタ8と9の4素子の差動対にお
けるベースエミツタ間電圧の相対的なばらつきが
出力電圧オフセツトに影響するという欠点があつ
たが、第3図の実施例においてはトランジスタ3
9および40の2素子のベースエミツタ間電圧の
相対なばらつきのみが出力電圧オフセツトに影響
する。よつて本回路は、相対バランスを必要とす
る素子数が少なく生産性が向上する。
また本回路の最低動作電圧をみると、正の電源
端子56から負の電源端子57へ電流の流れる経
路のうち最低動作電圧が最も大きいのは、正の電
源端子56から定電圧源35、トランジスタ3
3、定電流源36を経て負の電源端子57に至る
経路である。この経路における最低動作電圧を検
討するために第3図における定電圧源35と定電
流源36の具体的な構成を第4図に示す。
第4図において、31a,33a,34a,3
9a,56a,57aは第3図の31,33,3
4,39,56,57と同じものである。第3図
における定電圧源35および定電流源36は各々
第4図において定電圧ブロツク69およびトラン
ジスタ65に相当する。第4図の構成における動
作を以下に説明する。トランジスタ63のベース
に接続された抵抗61の値R61と抵抗62の値
R62によつて、トランジスタ63のエミツタコ
レクタ電圧VCE63が決まり、トランジスタ63の
ベースエミツタ間電圧をVBE63とすると関係式は
(3)式となる。
VCE63=R61/R61+R62VBE63 …(3) 一般的にトランジスタのベースエミツタ間電圧
はほぼ定電圧とみなせるので(3)式よりVCE63は定
電圧源となる。ここで定電流源64はトランジス
タ63のベース電流を吸い込むものである。
VCE63の最低動作電圧をみると、トランジスタ6
3が飽和しない限り(3)式の関係は成立するのでト
ランジスタ63のコレクタエミツタ間飽和電圧
VCESAT63が最低動作電圧であるとみなせる。
次に定電流源を構成するトランジスタ65をみ
る。トランジスタ65と、トランジスタ66と、
トランジスタ67は一般的なカレントミラーを構
成し、各トランジスタの特性が同じであれば定電
流源68の電流値と等しい電流がトランジスタ6
5および66を流れる。このときトランジスタ6
5の最低動作電圧は、トランジスタ65のコレク
タエミツタ間飽和電圧VCESAT65となる。
ここで第3図の回路の最低動作電圧を決める経
路を再び考える。経路に存在する各素子の最低動
作電圧は、定電圧源35がVCESAT63、トランジス
タ33,33aがベースエミツタ間電圧VBE33
定電流源36がVCESAT65である。VCESAT63
VCESAT65を一般的なトランジスタのコレクタエミ
ツタ飽和電圧としてVCESATとし、VBE33は一般的
なトランジスタのベースエミツタ間電圧として
VBEとすると、全討を加え合わせて(1VBE
2VCESAT)とする。これが本回路の最低動作電圧
である。すなわち一般的な素子において1.1Vと
なり従来例の1.6Vを大きく下廻ることが可能で
ある。
発明の効果 以上の様に本発明は、みかけ上の入力バイアス
電流の低減を可能にするとともに低電圧動作をも
可能にするものである。更に本発明はIC化する
ことにより各素子の相対精度の向上が図れ、ベー
ス電流を低減させたものであり、IC化の特長で
あるシステムの合理化、高信頼性化に大きく寄与
するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の増幅装置の回路図、第2図は本
発明の一実施例の構成図、第3図は本発明を適用
した装置の回路図、第4図は第3図の定電圧源3
5および定電流源36の具体的な回路図である。 20……第2のトランジスタ、21……第1の
トランジスタ、22,23……カレントミラーを
構成するトランジスタ、25……第1の定電流
源、26……第2の定電流源、24,27,41
……定電流源、42,43……カレントミラーを
構成するトランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1の定電流源を第1のトランジスタのベー
    スとカレントミラーの入力とに接続し、第1の定
    電流源と所定の比率をもつた第2の定電流源を第
    2のトランジスタのベースとカレントミラーの出
    力とに接続し、第1のトランジスタのベース電流
    と等価な電流を、第2の定電流源とカレントミラ
    ーの出力電流との差により発生させ、第1のトラ
    ンジスタのコレクタ電流と等価なコレクタ電流が
    流れる第2のトランジスタのベースに供給する様
    に構成したことを特徴とするベース電流補正装
    置。
JP57149686A 1982-08-27 1982-08-27 ベース電流補正装置 Granted JPS5939111A (ja)

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JP57149686A JPS5939111A (ja) 1982-08-27 1982-08-27 ベース電流補正装置

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JP57149686A JPS5939111A (ja) 1982-08-27 1982-08-27 ベース電流補正装置

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JPS5939111A JPS5939111A (ja) 1984-03-03
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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