JPS6338313A

JPS6338313A - 増幅回路

Info

Publication number: JPS6338313A
Application number: JP61182349A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Sato; 満佐藤; Tetsuya Iizuka; 哲也飯塚; Yoshihiro Furuya; 古屋　喜祥
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-08-02
Filing date: 1986-08-02
Publication date: 1988-02-18
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH0828627B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明はＩｌ’１幅回路に関Ｊる。

〔発明の概要〕

この発明は、１・）ンジスタの対数特性を用いた線形回
路において、所定の電流泡１を設４する、−とにより、
電流増幅率が小さく（ｂ４・１１ｊ１−が低１・しない
ようにしたものである。

〔従来の技術〕

利得Ｍｉ制御回路や乗算回路などに好適な増１１ｉ旧１
り路として１特公昭４８−２０９３２号公報１に示され
ているものがある。これは、ｉ−ランジスタの対数持重
を用いた線形回路であるが、例えば第べ図の、１、・）
に構成される。

ずなわら、同図におい゛（、トランジスタ（、ｌ・、１
Ｑ６と接地との間に定電流１１１ｉ１　（ｌ　ｎ　＋　
にｌ　１２が接続されるとともに、そのエミッタ間に抵
抗器ＩＲ＋が接続されて差動アンプ（１）が構成され、
トランジスタＱ６．Ｑ６のベースが入力電流’Ｉ’＋、
　　Ｆ２１こ接続される。また、所定の電位点、例えば
電源端イＴ６とトランジスタＱ５．（よ６の二ルクタと
の間に、ダイオード接続された１−ランシスタ（ユ、　
、　（１，、のベース・エミッタ間が接続される。

さらに、トランジスタ（ユ」、（ゴ４のエミッタが匂−
いに接続されるとともに、その：［ミッタと接地との間
に、定電流源Ｑ１３が接続され”ζ差動アンプ（２）が
構成され、そのベースがトランジスタＱ２゜Ｑｒのエミ
ッタに接続され、トランジスタＱ３゜０４のコレクタが
出力電流Ｔ　３　、　Ｔ　４に接続される。

なお、定電流源Ｑ、ｉ、Ｑ１２には定電流ＩＩが流れ、
定電流源Ｑ１３には定電流２１２が流れるものとする。

すると、ＰＮ接合について一般に、Ｉｐ　＝Ｉｓ−ｅｘｐ　　（ＶＦ／ＶＴ）Ｉｐ：ＰＮ接
合の順方向電流Ｉｓ　：ＰＮ接合の逆方向飽和電流Ｖｒ：ＰＮ接合の順方向電圧ＶＴ−ＫＴ／ｑであるから、トランジスタロｊ（ｊ＝１〜４）についてＶＢＥＩ　　−ＶＴ　７！ｎ（（ｒ＋　　＋ｉ１　　＋
１Ｂ４）／　＋５）Ｖｔ＋ｔ２　＝ＶＴ　　Ａｎ（（Ｉ
ｔ　　−ｉｔ　　＋１Ｂ３）／ｌ５）ＶＨｉ３−ＶＴ　
／ｎ　（（＋２　＋ｉ２）　／　１ｑ）ＶＲＥ４　　＝
ＶＴ　　６ｎ（（Ｉ２−１２）／　Ｉｓ）・・・・　（
ｉ）ＶＢｉｊ：）ランジスタｆｌｊのベース・エミッタ間電
圧１１　　：人力ｆｄ号雷電流交流分）１２　１出力信号電流（交流分）ｉＲ３，ｉＲ４：）ランジスクＱ３．ＩＱ４のベースの
（Ｈ号電流が成立する。また、ＶＲＥＩ　　　−ＶＢ！：２　　　　　　Ｖ　Ｒｔ　３
　　　　　Ｖ　　Ｒ＋：　４　　”　　　（ｉｉ）も成
立する。

したがって、（ｉ）、　　（ｉｉ）代からＩＨ−ｉｔ　
＋ｉＢｇ　　　　＋２−ｉｔが得られる。

そして、ここで、１Ｂｉ＝　（１２４−１２）／　（１＋β）ｉｔｎ−（
１２＋２）／　（１４β）・・・・（ｉｖ　）Ｂ：トランジスタ（ユ３．Ｑ４の電流増幅率Ｃあるから、（ｉｉｉ＞、　　（ｉｖ）式から■うとなる。

そして、今、？Ｌｊ流増幅率βが十分に大きいとすれば
、（ｖ）式は、１２−ｉｔ　　・１２　／　１１　　・＝・（ｖｉ）と
なり、１２／　ｉｔ　＝　１２　／　ＴＩ　　　・・”　（ｖ
ｉ）となる。

したがって、この回路は、電流利得＾１＝ｉ２／１１が
（ｖｉｉ）式で示される電流アンプとして働く。

そして、このとき、例えば電流２１２を制御すれば、電
流利得旧を制御でき、あるいは電流２＋２が別の入力電
流であれば、電流１２が電流１１と電流Ｉ２との乗算出
力となる。

また、トランジスタＱ　３　＋　Ｑ　４の負萄抵抗を値
Ｒ２とすれば、この回路は、電圧利得が（２Ｒ２Ｉ２）
／　（ＲＩ　　ＩＩ　＞の電）七了ンブとして慢１く。

〔発明が解決しようとする問題点〕

とごろで、」二連の回路をディスクリ−１一部品で構成
した場合には、Ｉ・ランジスタＱａ、Ｃ＾４として電流
増幅率βの大きいもの、例えばβ−・２００へ・３００
のものを使用でき、したがって、（ｖｉ　）式が成立す
る。

ところが、上述の回路をＩＣで構成Ｌ７た場合には、一
般にトランジスタＱ３．Ｑ４の電流１１９幅率βがβ−
２０〜３０と小さくなるので、（ｖｉ）式は成立せず、
電流利得Ａｔは、（ｖ）式から、八ｉ＝ｉ　　２　／ｉ
　ｊ ■？となり、電流利得＾ｉが低トシてしまう。しかも、電流
増幅率βは温度依存性があり、温度が低くなると下がる
傾向があるので、なおさら電流利得＾ｉは低ドしてしま
う。また、温度変化に対する電流利得信の変化が顕著に
なっ”ζしま・）。

この発明は、このような間ｌＩ！！１＋：、ｊを解決し
ようとするものである。

〔問題１１人を解決するだめの手段〕今、（ｖｉｉ　）式について考えると、その分母の第２
項である２１２／（］＋β）は、トランジスタＱ３　。

Ｑ４のベースに流れる直流電流である。

したがって、このベース電流に相当する電流を、外部か
ら′１１：人ずれば、電流増幅率βにかかわらず（ｖｉ
）式が成立するごとになる。

すなわち、例えば第３図に示すように、トランジスタＱ
３　、Ｑ４のベースに吐き出し型の定電流源Ｑ２１１Ｑ
２２を接続し、これから定電流Ｉ３を出力したとすると
、ＶＲＥＬ　−■ｙ　ｎｎ（（Ｉｔ　＋１１　１３＋　（
Ｔ２−＋２）／　（１＋β））／ｌ５）ＶＢｉ２−Ｖｖ
　１ｎ（（１＋　　　ｉｔ　　　１３＋　　（■　２　
　→　＋２　　＞　　／　＜　　１　＋　β　））／ｌ
５）ＶＲＥ３−ＶＴＡｎ（（１２＋ｉ２）／ｌ５）ＶＲ
Ｅ４−Ｖｔ７！ｎ（（１２＋２＞／Ｉｓ）・・・・（ｉ
に）が成）ｆする。

したがって、（ｖｉｉ　）　、　　（ｖｉｉ　）式から
（１１４ｈ　−ｈ　）（］ｌβ））（＋２−＋２）　　
　　　　＋２　　＋−＋２（１ｌ−ｉｔ　−１３）　（
１，４０））（［２４１２）　　　　　　＋２−：ｙｌ
つ１３　＝２１２　／　（］＋β）・・・・（ｘ＋）であ
れば、（ｘ）式は（ｖｌ）式に一致し、したがって、（
ｖｉｉ　）式でボずように電流増幅率βにかかわらず所
定の電流利得Ａｉを得ることができる。

そして、（×１）式でボされる電流Ｉ３は、トランジス
タＱ３　、Ｑ４のベース電流（直流分）である。

この発明は、以上のような点に着１」シたものである。

〔作用〕

トランジスタＱ３　、Ｑ４のベース電流がキャンセルさ
れて（ｖｉｉ　）式が成）ｆする。

〔実施例〕

第１図において、定電流源Ｑ　Ｈ、Ｑ　＋２がエミッタ
接地のトランジスタＱ　１１１　Ｑ　１２により構成さ
れるとともに、これらトランジスタＱ　ｎ、　＋　Ｑ　
１２とトランジスタＱ１４とにより接地を基準電位点と
し、かつ、トランジスタＱ１４を入力側としてカレント
ミラー回路（１’ｌ）が構成され、抵抗器Ｒｔｔにより
定電流■１が設定される。

また、定電流源Ｑｔ３がエミッタ接地のトランジスタＱ
　Ｂｉ　、　Ｑ　ｓｇ２により構成されるとともに、こ
れらトランジスタＱ　＋３１１　Ｑ　１３２とトランジ
スタＱ１５とにより接地を基準電位点とし、かつ、トラ
ンジスタＱＩＧを入力側としてカレントミラー回路（１
２）が構成され、抵抗器Ｒ１２により定電流２■２が設
定される。

さらに、定電流源Ｑ　２１１　Ｑ　２２としてトランジ
スタＱ２１１Ｑ２２が設けられ、それらのコレクタがト
ランジスタＱ３　、Ｑ４のベースに接続されるととに、
これらトランジスタＱ　２１１　Ｑ　２２とトランジス
タＱ２３とにより電流Ｔ５の電位を基準電位点とし、か
つ、トランジスタＱ２３を入力側としてカレントミラー
回路（１３）が構成される。

そして、トランジスタＱ２３のコレクタがトシンジスタ
Ｑ２４のベースに接続され、１−ランジスタＱ）４の：
】レクタが電流Ｔ５に接続されるととも、そのエミッタ
がトランジスタＱ２ｒ　、　Ｃ’：Ｌ　２Ｇのコレクタ
に接続される。このトランジスタ（：ｌ　ｚ５．　（ｌ
　ｙｓもトランジスタＱ　１３１１　Ｑ　１３２と同（
φにトシンジスタ（λＩ６を入力端とし、かつ、接地を
Ｊ＆準電位貞とし゛ζカレントミラー回路（１２）を構
成し′（いるものである。

なお、トランジスタＱ２４の電流増幅率βは、トランジ
スタＱ３　、Ｑ４の電流増幅率βに等しくされる。

このような構成によれば、ｌ・ランジスタＱ２５゜Ｑ２
Ｇのコレクタ電流の和は、トランジスタＱ　１３１１Ｑ
１３２のコレクタ電流の和に等しくなり、２１２となる
。したがって、トランジスタ（，１２，のエミッタ電流
が２１２となるので、このＩ・ランジスタ（ユ２４のベ
ース電流ＩＢは、Ｔｇ　＝２１２　／　（１＋β）　　　・・・・（％、
１）となる。

そして、トランジスタＱ２４のベース電流は、カレン１
−ミラー回路（１３）の入力側のトランジスタＱ２３を
流れるので、１−ランジスタＱ２１　、　Ｑ２２のコレ
クタ電流Ｉ〕は、（×＋＋　）式から１３　＝２１２　
／　（１＋β）　　　・・・・（顧＋＋）となる。

そして、この（ｘ＋＋＋　）式は、（×、）式にほかな
らないので、トランジスタＱ３　＋　Ｑ４　＋　Ｑ２４
の電流増幅率βにかかわらず、（ｘ）式は（ｖｉ　）式
に一牧し、したがって、電流増幅率βにかかわらず、（
ｖｉ　）式が成立する。

こうして、この発明によれば、トランジスタＱ３．Ｑ４
の電流増幅率βにかかわらず、八ｉ＝Ｉ　　２　／Ｉｔでボされる一定の電流利得＾ｉを得ることができる。

したがって、この回路をＩｃ化した場合でも、あるいは
さらに電流増幅率βに温度依存性があっても所定値の安
定な電流利得Ａｉを得ることができる。

第２図にボず例におい′（は、２つの入力信号を加算し
た出力が得られるようにした場合である。

すなわち、トランジスタＱｖ　、　Ｑｅ　、定電流源Ｑ
　３１　、　Ｑ　３２及び抵抗器Ｒ３により差−リフア
ンプ（３）が構成され、トランジスタＱｖ　、Ｑｓのベ
ースカ別の入力電流Ｔｖ、Ｔ８に接続され、その−ｌレ
クタがトランジスタＱ４　、Ｑ〕のベースに接続される
。

また、トランジスタＣ，１４１、Ｑ４２により、Ｉ・ラ
ンジスタＱ４３を入力側、Ｉ・ランジスタＱ４１　、　
Ｑ４２を出力側、トランジスタＱ４４をバッファとし７
、かつ、電流Ｔ５の電位を基準電位点としてカレン１−
ミラー回路（１４）が構成され、（・ランジスタ（１４
１＋　Ｑ４２のコレクタがトランジスタＱ３　、　に１
４のベースに接続される。さらに、ｌ−ランジスタＱ４
１の二ルクタが定電流源Ｑ４５及びトランジスタＱ４？
のベースに接続されるとともに、Ｉ−ランシスタ（ゴ１
７のコレクタが電流Ｔ５に接続され、そのエミッタが定
電流源Ｑ４Ｇに接続される。

したがって、トランジスタＣａ１．０２には、電流Ｔ１
．Ｉ２の人力信号による信号電流と、電流一１’ｔ　、
　Ｉ８の入力信号による信号電流との和の信号電流が流
れるので、電流Ｔ３　＋　Ｉ４にはその和の信号電流の
増重１出力が取り出される。

そして、この場合、とすれば、Ｖｈｇ＋　　＝Ｖｙ　　＃ｎ　　（（ＩＩ　＋Ｌ　　−
Ｉｓ　　÷ｂ　　−Ｔｓ　　／（１＋　β）＋（［２−
＋２）　／（１＋β））／Ｉｓ）Ｖｏｗ２−ＶＴ　　Ｉ
ｌｎ　　（（ＩＩ　　＋＋４　−Ｉｓ　　−ｉｔ　　−
１６／（１＋　β）＋（＋２　＋ｉ２）　／（１＋β）
）／Ｉｓ）ｖＨｇ＊　　−Ｖｔ　　７！ｎ　　（（Ｉ２
　千ｉ２　）　　／　＋５）ＶＲＥ４　＝　Ｖｔ　７！
ｎ　（（＋２−＋２）　／　Ｉｓ）・・・・（ｘＩｖ）である。

したがって、この（ｘＩｖ）式と（１１）式とがら（１
＋　＋Ｌ＋　−Ｉｓ　＋ｉ＋　）　（１＋β））（Ｉ２
４ｅ−＋２）となるので、これを変形して、したがって、この（ｘｖｉ）式において１ｇ　＝２ｈ　
　　　　　　　−（ｘｖｉｉ）であれば、電流利得＾ｉ
は（ｘｖｉ）式から＾１＝ｉ２／ｉｔ＝＋２／　（ＩＩ　＋１４　　　ＩＩ；）となる。

そして、（ｘ　ｖｉ　）式が成立するには、定電流源Ｑ
　４６　、　Ｑ　１３を例えば第１図のカレン２ラ一回
路のように構成すればよい。

また、電流Ｔｖ　、Ｔｅの人力信号についても同様とな
る。

したがって、この場合にも、トランジスタＱ３　。

Ｑ４の電流増幅率βにかかわらず所定値の安定な電流利
得＾ｉを得ることができるもととに、２つの人力信号の
加算信号を得ることができる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、トランジスタＱ３１　Ｑ４の電流増
幅率βにかかわらず、八ｉ＝＋　　２　／＋　　１で示される一定の電流利得＾ｉを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の一例の接続図、第３図、第
４図はその説明のための図である。（１）〜（３）は差動アンプ、（１１）〜（１４）はカ
レントミラーＩｎ回路である。

Claims

【特許請求の範囲】１対のダイオードが、差動アンプを構成する１対のトラ
ンジスタのベースに接続され、上記１対のダイオードに差動の入力電流が供給されて上
記差動アンプから上記入力電流の増幅出力が取り出され
るとともに、上記１対のトランジスタのベースに１対の電流源が接続
され、この１対の電流源の電流が、上記１対のトランジスタの
ベース電流に実質的に等しくなるように選定された増幅
回路。