JPS6342510A

JPS6342510A - Amplifier

Info

Publication number: JPS6342510A
Application number: JP61187101A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Asada; 和彦麻田; Hideki Omori; 英樹大森; Koichi Kanezaki; 金崎　孝一; Kiyoshi Izaki; 井崎　潔
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-08-08
Filing date: 1986-08-08
Publication date: 1988-02-23

Abstract

PURPOSE:To make it possible to use an amplifier even if the internal resistance of an input signal generator is high, by connecting an emitter follower input stage consisting of an n-stage Darlington transistor TR ((n) is equal to or larger than two and is an integer) to the base of an amplifying TR and connecting a series circuit of (n-1)-number of diodes to the emitter. CONSTITUTION:An n-stage Darlington TR 12, which is connected to the base of an amplifying TR 11 and has an overall current amplification factor hFEP, and a resistance 13 constitute an emitter follower input stage 14. A diode series circuit 15 where (n-1)-number of diodes are connected in series is connected to the emitter of the amplifying TR 11. The amplification factor hFEP is very high because the number of stages of the Darlington TR is equal to or larger than 2, and a current I0 flowing out from the base of the Darlington TR 12 can be reduced, and therefore, the voltage drop due to the internal resistance is small and the circuit is operated well even if the internal resistance of an input signal generator 19 is high.

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は各種電子機器に用いられる増幅器に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an amplifier used in various electronic devices.

従来の技術従来のエミッタ接地増幅器を第３図に示す。Conventional technology A conventional common emitter amplifier is shown in FIG.

第３図において、１は電流増幅率ｈＦＥ　の増幅用トラ
ンジスタ、２は増幅用トランジスタ１のエミッタに接続
された抵抗値Ｒ２の抵抗、３は増幅用トランジスタ１の
コレクタに接続された抵抗値Ｒ３の抵抗、４は出力電圧
ｖｃｃの直流電源、５は電圧■１　を発生する入力信号
発生器である。In FIG. 3, 1 is an amplification transistor with a current amplification factor hFE, 2 is a resistor with a resistance value R2 connected to the emitter of the amplification transistor 1, and 3 is a resistance value R3 connected to the collector of the amplification transistor 1. 4 is a DC power source with an output voltage vcc, and 5 is an input signal generator that generates a voltage 1.

以上の構成において動作を説明する。入力信号発生器５
によって増幅用トランジスタ１のペースに電圧■１が印
加されると、抵抗２の両端の電圧■２は・ｖ２＝■１−■ＢＥとなる。ここで■ＢＥ　は増幅用トランジスタ１のベー
スエミッタ間電圧で常温で約０．７■である。The operation in the above configuration will be explained. Input signal generator 5
When the voltage ■1 is applied to the pace of the amplification transistor 1, the voltage ■2 across the resistor 2 becomes .v2=■1-■BE. Here, ■BE is the base-emitter voltage of the amplification transistor 1, which is approximately 0.7■ at room temperature.

抵抗２に流れる電流工、は、である。増幅用トランジスタ１のベース電流工、とコレ
クタ電流Ｉ３はそれぞれとなる。したがって出力電圧■３は、・・・・・・・・・・・・・・・（４）となる。The current flowing through resistor 2 is: The base current and collector current I3 of the amplification transistor 1 are respectively equal to each other. Therefore, the output voltage ■3 is as follows: (4).

発明が解決しようとする問題点第４図、第３図に示した回路の入力電圧ｖ１　と出力電
圧ｖ３の関係を示す。Ｖｌ＜０．７Ｖの場合、増幅用ト
ランジスタ１がカットオフ状態となるため、Ｉ　、＝Ｏ
、Ｉ　３　＝Ｏ、Ｖ　３＝Ｖ　ＣＣとなる。即ち第３図
に示した回路においては、入力信号の電圧が低い場合（
Ｖｌ＜０．７Ｖ　）の場合には、増幅器として動作しな
いという問題点がある。また（　Ｖ、””）Ｃ）−７Ｖ
　）の場合においても増幅用トランジスタ１の温度が変
化した時には、ｖＢＥが変化し、前記（４）式から明ら
かなように出力電圧ｖ３が変動するという問題点もある
。さらに増幅用トランジスタ１の電流増幅率ｈＦＥ　が
小さい場合には、前記（巧式にみられるように１１が犬
となるため、入力信号発生器５の内部抵抗が大きい場合
には、内部抵抗による電圧降下が大きく増幅器として正
常に動作しないという問題点もある。Problems to be Solved by the Invention FIGS. 4 and 3 show the relationship between the input voltage v1 and the output voltage v3 of the circuit shown in FIG. When Vl<0.7V, the amplification transistor 1 is in the cutoff state, so I,=O
, I 3 =O, V 3 =V CC. That is, in the circuit shown in Fig. 3, when the voltage of the input signal is low (
If Vl<0.7V), there is a problem that it does not operate as an amplifier. Also (V,””)C)-7V
Even in the case of ), when the temperature of the amplifying transistor 1 changes, vBE changes, and as is clear from the above equation (4), there is a problem that the output voltage v3 changes. Furthermore, when the current amplification factor hFE of the amplification transistor 1 is small, 11 becomes a dog as seen in the above-mentioned (Takumi formula), so if the internal resistance of the input signal generator 5 is large, the voltage due to the internal resistance Another problem is that the drop is so large that it does not function properly as an amplifier.

本発明は、前記問題点に鑑み、入力信号の電圧が低い場
合でも増幅器として動作し、かつ入力信号発生器の内部
抵抗が大きい場合でも使用可能で、しかも素子の温度変
化に対しても出力電圧が安定な増幅器を提供するもので
ある０問題点を解決するための手段この目的を達成するために本発明の増幅器は、増幅用ト
ランジスタのペースに、２以上の整数ｎ段のダーリント
ントランジスタよりなるエミッタホロワ入力段を接続し
、前記増幅用トランジスタのエミッタにｎ−１個のダイ
オード直列回路を接続したものである。In view of the above-mentioned problems, the present invention operates as an amplifier even when the input signal voltage is low, can be used even when the internal resistance of the input signal generator is large, and can maintain the output voltage even when the temperature of the element changes. Means for Solving the Problems In order to achieve this object, the amplifier of the present invention consists of Darlington transistors of n stages, an integer of 2 or more, in the pace of the amplification transistors. An emitter follower input stage is connected, and n-1 diode series circuits are connected to the emitter of the amplification transistor.

作　　用この構成により本発明の増幅器は、入力信号の電圧が低
い場合でも増幅器として動作し、かつ入力信号発生器の
内部抵抗が大きい場合でも使用可能で、しかも素子の温
度変化に対しても出力電圧が安定な増幅器を提供するこ
とができる。Operation With this configuration, the amplifier of the present invention operates as an amplifier even when the voltage of the input signal is low, can be used even when the internal resistance of the input signal generator is large, and moreover, the amplifier of the present invention can operate as an amplifier even when the voltage of the input signal is low. An amplifier with stable voltage can be provided.

実施例以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
すＳ０第１図に本発明の一実施例における増幅回路の回
路図を示す。第１図において、１１は電流増幅率ｈＦＥ
Ｎの増幅用トランジスタ、１２は増幅用トランジスタ１
１のペースに接続した総電流増幅率ｈＦＥＰのｎ段のダ
ーリントントランジスタ、１３は抵抗値Ｒ１３の抵抗で
、ダーリントントランジスタ１２と抵抗１３でエミッタ
ホロワ入力段１４を構成している。１６はｎ−１個のダ
イオードを直列接続したダイオード直列回路で、増幅用
トランジスタ１１のエミッタに接続している。Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit diagram of an amplifier circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 is the current amplification factor hFE
N amplification transistors, 12 amplification transistor 1
n-stage Darlington transistors with a total current amplification factor hFEP connected to a pace of 1, and a resistor 13 having a resistance value R13. The Darlington transistor 12 and the resistor 13 constitute an emitter follower input stage 14. 16 is a diode series circuit in which n-1 diodes are connected in series, and is connected to the emitter of the amplification transistor 11.

１６は抵抗値Ｒ１６の抵抗、１７は抵抗値Ｒ１□の抵抗
、１８は出力電圧ｖｃｃの直流電源、１９は心土■１　
を発生する入力信号発生器である。16 is a resistor with a resistance value R16, 17 is a resistor with a resistance value R1□, 18 is a DC power supply with an output voltage vcc, 19 is a subsoil ■1
This is an input signal generator that generates

以上の構成において動作を説明する。入力信号発生器１
つによって電圧■１　がエミッタホロワ人力段１４に印
加されると、エミッタホロワ入力段の出力電圧ｖ２は、ｖ２＝”１”ｖＥＢ（ＰＮＰ）　　＝°−−−（６）と
なる。ここでｖＥＢ　（ＰＮＰ　）は、ダーリントント
ランジスタ１４を構成しているＰＮＰ形トランジスタ１
個分のエミッターペース間電圧で、常温では約０．７Ｖ
である。この状態で抵抗１６の両端の電圧■３は、ｖ３＝■２−ｖＢＥ（ＮＰＮ）−（ｎ−１）　ＶＤ＝■
１”（”　　’　）（ｖＥＢ（ＰＮＰ）　−ｖＤ　）＋
（ｖｘｎ（ｐＮｐ）　　ＢＥ（ＮＰＮ））　−−°°−
°（ｅ）Ｖとなる◇上式においてＶＤはダイオード直列回路１６を
構成しているダイオード１個分のドロップ電圧、ｖＢＥ
　（ＮＰＮ　）は増幅用トランジスタ１１のベースエミ
ッタ間電圧である。ここでｖＥｎ（ｐＮｐ）＋ｖＤ−−−°゛°　　けフｖＥＢ（
ＰＮＰ）・ＢＥ（ＮＰＮ）　”””””””””（８）
＝Ｖが成り立ち、しかも式（７）、（８）は温度が変動した
場合でもダーリントントランジスタ１２と増幅用トラン
ジスタ１１とダイオード直列回路１５の温度差がなけれ
ば成立する。従って（６）式は、■３−■１・・・・・
・・・・・・・・山・・く９）と見ても問題はない。抵
抗１６に流れる電流工。The operation in the above configuration will be explained. Input signal generator 1
When the voltage ■1 is applied to the emitter follower manual stage 14 by one of the steps, the output voltage v2 of the emitter follower input stage becomes v2=“1”vEB(PNP)=°−−−(6). Here, vEB (PNP) is the PNP transistor 1 constituting the Darlington transistor 14.
The voltage between each emitter and pace is approximately 0.7V at room temperature.
It is. In this state, the voltage ■3 across the resistor 16 is v3=■2-vBE(NPN)-(n-1) VD=■
1”(”')(vEB(PNP)-vD)+
(vxn(pNp) BE(NPN)) −−°°−
°(e)V becomes ◇In the above formula, VD is the drop voltage of one diode configuring the diode series circuit 16, and vBE
(NPN) is the base-emitter voltage of the amplification transistor 11. Here vEn(pNp)+vD---°゛°kefuvEB(
PNP)・BE(NPN) ”””””””””(8)
=V holds true, and equations (7) and (8) also hold true if there is no temperature difference between the Darlington transistor 12, the amplification transistor 11, and the diode series circuit 15 even if the temperature fluctuates. Therefore, equation (6) is: ■3-■1...
There is no problem if you look at it as...Mountain...9). Current flowing through resistor 16.

は、となり、増幅用トランジスタ１１のベース’を流Ｉ２お
よびコレクタ電流Ｉ４は、となる。従って出力電圧ｖ４は、・・・・・・・・・　・・・・・・・（１３）となる。The base current I2 and the collector current I4 of the amplifying transistor 11 are as follows. Therefore, the output voltage v4 is as follows: (13).

第２図は入力電圧ｖ１　と出力電圧■４の関係を示す図
である。第２図から明らかなように、ｖｌが低い場合で
もｖ１＝０まで増幅器として動作する。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the input voltage v1 and the output voltage 4. As is clear from FIG. 2, even when vl is low, it operates as an amplifier until v1=0.

次にダーリントントランジスタ１２０ペースから流出す
る電流Ｉ０は、である。ここで１１は、Ｉ２の数倍から数十倍程度にな
るようＲ１３を決めることによって問題なく動作する。The current I0 flowing out of the Darlington transistor 120 pace is then I0. Here, 11 can operate without problems by determining R13 to be several times to several tens of times larger than I2.

ｈＦＥＰは、２段以上のダーリントントランジスタであ
るため非常に高く、Ｉｏ＜Ｉ２　　　　　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（１５）とすることができ、ダーリントントラ
ンジスタ１２の段数を増やすことによってさらにＩｏを
小さくすることができる。従って入力信号発生器１９の
内部抵抗が大きい場合でも内部抵抗による電圧降下が小
さく良好に動作する。Since hFEP is a Darlington transistor with two or more stages, it is very high, and Io<I2.
(15), and by increasing the number of stages of Darlington transistors 12, Io can be further reduced. Therefore, even if the input signal generator 19 has a large internal resistance, the voltage drop due to the internal resistance is small and the input signal generator 19 operates well.

なお本実施例においては、エミッタホロワ人力段１４に
抵抗１３を用いたが、別に抵抗でなくても良く例えばカ
レントミラーを用いた電流源なども可である。また本実
施例では、ダーリントントランジスタ１２はＰＮＰ形、
増幅用トランジスタ１１はＮＰＮ形のトランジスタで構
成しているが、逆にダーリントントランジスタ１２をＮ
ＰＮ形、増幅用トランジスタ１１をＰＮＰ形で構成して
もよい。また本実施例においては抵抗１６および抵抗１
７を用いているが、これらに例えばバイパスコンデンサ
を入れて、周波数特性を調整したものも可である。In this embodiment, the resistor 13 is used in the emitter follower manual stage 14, but it does not need to be a resistor, and for example, a current source using a current mirror can be used. Further, in this embodiment, the Darlington transistor 12 is of PNP type,
The amplification transistor 11 is composed of an NPN type transistor, but conversely, the Darlington transistor 12 is composed of an NPN type transistor.
The amplifying transistor 11 may be a PNP type. In addition, in this embodiment, the resistor 16 and the resistor 1
7 is used, but it is also possible to add a bypass capacitor to these to adjust the frequency characteristics.

発明の効果以上の実施例から明らかなように本発明の増幅器は特に
、増幅用トランジスタのベースに、２以上の整数ｎ段の
ダーリントントランジスタよりなるエミッタホロワ入力
段を接続し、前記増幅用トランジスタのエミッタにｎ−
１個のダイオード直列回路を接続したことにより、入力
信号の電圧が低い場合でも、増幅器として動作し、かつ
素子の温度が変動した場合でも各トランジスタ及びダイ
オードの温度が等しければ出力電圧にほとんど変動が生
じない。さらに入力端子に流入または入力端子から流出
する電流が小さいので、内部抵抗の高い入力信号発生器
を用いた場合でも満足な結果が得られるという効果があ
る。Effects of the Invention As is clear from the embodiments described above, the amplifier of the present invention is particularly characterized in that an emitter-follower input stage consisting of n stages of Darlington transistors, an integer of 2 or more, is connected to the base of the amplification transistor, and the emitter of the amplification transistor is connected to the base of the amplification transistor. ni n-
By connecting one diode series circuit, it operates as an amplifier even when the input signal voltage is low, and even if the temperature of the element fluctuates, the output voltage will hardly fluctuate as long as the temperature of each transistor and diode is the same. Does not occur. Furthermore, since the current flowing into or flowing out from the input terminal is small, satisfactory results can be obtained even when an input signal generator with high internal resistance is used.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例における増幅器の回路図、第
２図は第１図に示した増幅器の入力電圧と出力電圧の関
係を示す図、第３図は従来の技術における増幅器の回路
図、第４図は第３図に示した増幅器の入力電圧と出力電
圧の関係を示す図である。１１・・・・・・増幅用トランジスタ、１２・・・・・
・ダーリントントランジスタ、１４・・・・・・エミッ
タホロワ入力段、１６・・・・・・ダイオード直列回路
。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名：　
４＋　計　−？　噂ｏｏｅ？第　２　図 △７Ｊ／！！！及Ｖ。Ｎ　リ　寸　つ刊く１榊東りFIG. 1 is a circuit diagram of an amplifier according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between input voltage and output voltage of the amplifier shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram of an amplifier in a conventional technology. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the input voltage and the output voltage of the amplifier shown in FIG. 3. 11...Amplification transistor, 12...
- Darlington transistor, 14...Emitter follower input stage, 16...Diode series circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person:
4+ total -? Rumor ooe? Figure 2 △7J/! ! ! and V. N ri size 1 publication Higashi Sakaki

Claims

[Claims]

(1) The pace of the amplification transistor is an integer n of 2 or more.
An emitter follower input stage consisting of a Darling transistor is connected to the emitter of the amplification transistor, and an n-
An amplifier that connects one diode series circuit.

(2) The amplifier according to claim 1, wherein when the amplifying transistor is an NPN type, the Darlington transistor is a PNP type, and when the amplifying transistor is a PNP type, the Darlington transistor is an NPN type.