JPS645369Y2 - - Google Patents

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JPS645369Y2
JPS645369Y2 JP1983012126U JP1212683U JPS645369Y2 JP S645369 Y2 JPS645369 Y2 JP S645369Y2 JP 1983012126 U JP1983012126 U JP 1983012126U JP 1212683 U JP1212683 U JP 1212683U JP S645369 Y2 JPS645369 Y2 JP S645369Y2
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transistor
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voltage
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JP1983012126U
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【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は増幅器、特に回路を低電圧駆動する
際に用いて好適な増幅器に関する。
背景技術とその問題点 斯の種増幅器として例えば第1図に示す様なも
のが従来提案されている。即ち、第1図におい
て、差動増幅回路を構成するトランジスタ1及び
2が設けられ、これらトランジスタ1及び2の各
エミツタが共通接続され、定電流源3を介して正
の電源端子+Bに接続される。また、トランジス
タ1のコレクタがトランジスタ4のコレクタ−エ
ミツタ路を介して接地され、一方、トランジスタ
2のコレクタがトランジスタ4のベースに接続さ
れると共に、このトランジスタ4と共にカレント
ミラー回路を構成するダイオード5を介して接地
される。又、トランジスタ1及び2の各ベース
は、夫々これらとダーリントン接続構成とされる
トランジスタ6及び7の各エミツタに接続され
る。またトランジスタ6のベースが入力端子8に
接続されると共にコレクタが接地され、トランジ
スタ7のベースが入力端子9に接続されるて共に
コレクタが接地される。そして、トランジスタ1
のコレクタ側より出力端子10が取り出される。
いま、入力端子8及び9より入力された信号
は、夫々トランジスタ6及び7を介してトランジ
スタ1及び2に供給され、出力端子10より差動
出力信号として取り出される。そして、一般に
NPN形のトランジスタのベース−エミツタ間電
圧は、PNP形トランジスタのベース−エミツタ
間電圧より大きいため、ダーリントン接続のトラ
ンジスタ6及び7がない場合には、通常IC回路
等ではNPN形のトランジスタのコレクタとベー
スを相互接続して構成されているダイオード5の
ベース−エミツタ間電圧によりトランジスタ2が
飽和状態となり、動作しなくなる。従つて、トラ
ンジスタ1及び2に対してトランジスタ6及び7
をダーリントン接続し、トランジスタ2のコレク
タ、エミツタ間電圧を確保し、入力信号が零でも
トランジスタ2が動作できる様にしている。つま
り、トランジスタ1のエミツタの電位は入力端子
8側又は接地側に接続された時、トランジスタ6
のベース−エミツタ間電圧にトランジスタ1のベ
ース−エミツタ間電圧を加算した値となり、トラ
ンジスタ2のコレクタ−エミツタ間電圧として、
上述のトランジスタ6及び1の各ベース−エミツ
タ間電圧の和からダイオード5のベース−エミツ
タ間電圧を差引いた値を確保し、トランジスタ2
が動作できる様にしている。
ところが、第1図のごとき回路構成において、
その動作可能電圧に着目して見ると、その電圧は
入力信号が零の時においてもトランジスタ6及び
1の各ベース−エミツタ間電圧の和に定電流源3
における電圧を加算した値となる。例えば、今ト
ランジスタ6及び1の各ベース−エミツタ間電圧
を夫々0.6Vとし、定電流源3における電圧を
0.2Vとすると、1.4Vの動作可能電圧となる。従
つて、第1図の回路の場合、この1.4V以下の電
圧ではもはや動作不可能となる。
考案の目的 この考案は斯る点に鑑み、従来に比し、低電圧
駆動が可能な増幅器を提供するものである。
考案の概要 この考案では、お互いのエミツタが接続される
と共に該エミツタに電流源が接続された各々のト
ランジスタのベース間に入力信号が供給され、上
記各々のトランジスタのコレクタはお互いのベー
スが接続された第1のトランジスタ及び第2のト
ランジスタのコレクタに対応して接続され、上記
第1のトランジスタのコレクタには直列接続され
た第1及び第2の電圧降下素子を介して第1の電
流源が接続され、上記第2のトランジスタのコレ
クタには第3のトランジスタのエミツタ−コレク
タを介して第2の電流源が接続され、上記第1及
び第2の電圧降下素子の直列接続部は上記第1の
トランジスタのベースに接続され、上記第3のト
ランジスタのベースは上記第1の電流源に接続さ
れており、上記第1及び第2の電流源によつて形
成される電流値はお互いに等しく設定されている
と共に該電流値は上記入力信号が供給されるトラ
ンジスタのエミツタに接続された電流源によつて
形成される電流値以上に設定され、上記第3のト
ランジスタのコレクタから上記入力信号に対応し
た出力信号を得るようにすることにより、低電圧
駆動が可能となる。
実施例 以下、この考案の一実施例を第2図に基づいて
詳しく説明する。
第2図において、差動増幅回路を構成するトラ
ンジスタ11及び12を設け、これらのトランジ
スタ11及び12の各ベースを夫々入力端子13
及び14に接続すると共に、トランジスタ11の
コレクタをトランジスタ15のコレクタ−エミツ
タ路を介して接地し、トランジスタ12のコレク
タをトランジスタ15と共にカレントミラー回路
を構成するトランジスタ16のコレクタ−エミツ
タ路を介して接地する。又、トランジスタ15の
ベースをトランジスタ16のベースに接続すると
共に、レベルシフト用の電圧降下素子例えば抵抗
器17を介してトランジスタ15のコレクタに接
続する。そして、トランジスタ16のコレクタを
トランジスタ18のエミツタに接続し、このトラ
ンジスタ18のコレクタ側より出力端子19を取
り出すようにする。更に抵抗器17及びトランジ
スタ15のベースの接続点を電圧降下素子例えば
抵抗器20を介してトランジスタ18のベースに
接続する。又、定電流源回路を構成するダイオー
ド21とトランジスタ22,23及び24を設
け、ダイオード21のアノード側及びトランジス
タ21〜24の各エミツタ側を正の電源端子+B
に接続し、ダイオード21のカソード側及びトラ
ンジスタ22〜24の各ベース側を共通接続した
後電流源25を介して接地する。また、トランジ
スタ22のコレクタをトランジスタ11及び12
の各エミツタの接続点に接続し、トランジスタ2
3のコレクタを抵抗器20及びトランジスタ18
のベースの接続点に接続し、トランジスタ24の
コレクタをトランジスタ18のコレクタと出力端
子19の接続点に接続する。
今、定電流源用のトランジスタ22〜24を流
れる電流を夫々I1,I2及びI3とする。この状態に
おいて、入力端子13及び14間に差相入力信号
Vcが入力されると、この差相入力信号Vcはトラ
ンジスタ11及び12のベースに供給され、次式
で表わされるような信号となる。
Vc=VBE1−VBE2=VTlni1/i2 …(1) ただし、上記(1)式において、VBE1,VBE2は夫々
トランジスタ11,12のベース−エミツタ間電
圧、VTは熱電圧(KT/q),i1,i2は夫々トランジ スタ11,12のコレクタ電流である。従つて、
この時トランジスタ11及び12の各コレクタ電
流i1,i2は夫々次式のごとく表わされる。
i1=exp(VC/VT)/1+exp(VC/VT)I1 …(2) i2=1/1+exp(VC/VT)I1 …(3) 従つて、Vc=0の時exp(Vc/VT)=1であるから トランジスタ11及び12のコレクタ電流i1,i2
は上記(2)及び(3)式より共に1/2I1となる。
そしてこれ等の電流i1,i2はトランジスタ15
及び16のコレクタ側に流れる。この結果トラン
ジスタ15に電流i1が流れることから、これとカ
レントミラー回路を構成しているトランジスタ1
6には略電流i1+I2が流れることになる。一方こ
のトランジスタ16のコレクタ側には電流i2が流
れ込んでいるので、これと直列のトランジスタ1
8には結果として電流i1−i2+I2が流れる。この
時トランジスタ18のコレクタ側には定電流源と
してのトランジスタ24より電流I3がながれてい
るので、出力端子19に得られる出力電流iOUT
次式の如くなる。
iOUT=I3−(i1−i2+I2) =I3−I2+i2−i1 …(4) そこで定電流I3とI2の関係をI3=I2とすれば、
出力電流iOUTは、上記(4)式及び(2),(3)式より次式
の如く表わされる。
iOUT=i2−i1=1−exp(VC/VT)/1+exp(VC/VT
)I1…(5) 従つて、出力端子19には、入力端子13及び
14に印加される差相入力信号が零(Vc=0)
の時は出力電流も上記(5)式より零となつて何等出
力は得られないが、或る差相入力信号が入つて来
れば、それに相当した電流が増幅されて取り出さ
れ、所望の出力が得られることになる。
なお、この時定電流I1,I2,I3はI1≦I2=I3とな
るように設定する。これは、例えばいま、トラン
ジスタ11がオフで、トランジスタ12がオンの
時トランジスタ12のコレクタ電流i2は定電流I1
と等価となり、この電流がトランジスタ16のコ
レクタ側に流れ、一方このトランジスタ16のコ
レクタ側に設けられたトランジスタ18のベース
には定電流I2から抵抗器20へ流れる電流を差し
引いた電流が流れており、従つてI1<I2だとトラ
ンジスタ18がカツトオフするので、少なくとも
定電流I2を定電流に等しいかこれより大きい値
(I1≦I2)に設定し、トランジスタ18がカツト
オフしないようにしている。
また定電流I2=I3の関係は、次のようにして設
定することができる。すなわち、トランジスタ1
5に定電流I2が流れて来ると、トランジスタ15
のベース−エミツタ間電圧VBE5は、次式の如くな
る。
VBE5=VTlnIE5/iS5 …(6) 但し、上記(6)式において、IE5及びiS5は夫々ト
ランジスタ15のエミツタ電流及び暗電流であ
る。
またトランジスタ15と実質的にカレントミラ
ー回路を構成するトランジスタ16のベース−エ
ミツタ間には、電圧VBE5と等価な電圧が与えられ
ており、従つてそのベース−エミツタ間電圧を
VBE6とすると次式で表される。
VBE6=VTlnIE6/iS6=VBE5 …(7) 但し、上記(7)式において、IE6及びiS6は夫々ト
ランジスタ16のエミツタ電流及び暗電流であ
る。
上記(6)及び(7)式より次の関係式が得られる。
IE5/iS5=IE6/iS6 …(8) こゝで、トランジスタ15及び16を例えば
IC内で隣接して作ればiS5=iS6とすることができ、
したがつて、IE5=IE6とすることができる。
また、こゝで、トランジスタ16の電流増幅率
をβ6とすれば、定電流I2,I3は次の関係式で表さ
れる。
I2=IE5+IE6/β6+1 …(9) I3=β6/β6+1IE6 …(10) 上記(9)式及び(10)式より、 I3=β6/β6+2I2 …(11) となる。上記(11)式において、β6≫1とすれば
I3=I2となる。よつて、トランジスタ15及び1
6を作る際にその位置関係等を配慮することによ
り、トランジスタ15に流れ込む定電流I2と等価
な定電流I3をトランジスタ16に流すことができ
る。
次に同相入力即ち入力端子13と接地間又は入
力端子14と接地間について考えて見ると、今入
力端子13及び14が共に接地されている場合、
トランジスタ15のコレクタ−エミツタ間電圧
VCE5は次式の如くなる。
VCE5=VBE5−R1I2 …(12) 但し、上記(12)式において、R1は抵抗器1
7の抵抗値である。
また、この場合、そのベースが接地されている
トランジスタ11のコレクタ−エミツタ間電圧
VCE1は次式の如くなる。
VCE1=VBE1−VCE5 =VBE1−(VBE5−R1I2) …(13) 一方、トランジスタ16のコレクタ−エミツタ
間電圧VCE6は次式の如くなる。
VCE6=VBE5+R2I2−VBE8 =VBE5−VBE8+R2I2 …(14) 但し、上記(14)式において、R2は抵抗器2
0の抵抗値、VBE8はトランジスタ18のベース−
エミツタ間電圧である。
また、この場合、そのベースが接地されている
トランジスタ12のコレクタ−エミツタ間電圧
VCE2は次式の如くなる。
VCE2=VBE2−VCE6 =VBE2−(VBE5−VBE8+R2I2) …(15) 従つて、トランジスタ11,12,15及び1
6の各コレクタ飽和電圧を夫々VCE1(S),VCE2(S)
VCE5(S),VCE6(S)とすれば、VCE5>VCE5(S),VCE1
VCE(S)となるように抵抗器17の抵抗値R1とトラ
ンジスタ23を流れる電流I2を設定し、またVCE6
>VCE6(S),VCE2>VCE2(S)となるように抵抗器20
の抵抗値R2とトランジスタ23を流れる電流I2
設定すれば、この第2図の回路は、入力端子13
及び14に印加される同相入力電圧が0Vでも動
作可能となる。
また、この時の動作可能電圧(電源電圧)は、
トランジスタ15のベース−エミツタ間電圧、抵
抗器20における降下電圧及びトランジスタ23
のコレクタ−エミツタ間電圧(電流I2の動作最低
電圧)で略々決定され、夫々の電圧を0.6V,
0.3V及び0.2Vとすれば、1.1Vとなり、第1図の
回路に比し、0.3Vの低電圧化が可能となる。
このように本実施例では、実質的にカレントミ
ラー回路を構成するトランジスタ15及び16の
一方のトランジスタ15のコレクタ側に上述の如
き接続関係で押入された抵抗器17及び20の抵
抗値とその定電流値を適宜設定して、同相入力信
号が零でも少くともトランジスタ15及び16が
飽和しないようにしたので、従来回路に比し、低
い電圧での動作が可能となる。
なお、上述の実施例において、電圧降下素子と
して抵抗器の代わりにシヨツトキバリアダイオー
ドの如き半導体素子を用いてもよい。
考案の効果 上述の如くこの考案によれば、従来回路に比し
低い電圧での動作が可能となり、ポータブル機器
等に用いて極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来回路の一例を示す接続図、第2図
はこの考案の一実施例を示す接続図である。 11,12,15,16,18,22,23,
24はトランジスタ、21はダイオード、17,
20は抵抗器である。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. お互いのエミツタが接続されると共に該エミツ
    タに電流源が接続された各々のトランジスタのベ
    ース間に入力信号が供給され、上記各々のトラン
    ジスタのコレクタはお互いのベースが接続された
    第1のトランジスタ及び第2のトランジスタのコ
    レクタに対応して接続され、上記第1のトランジ
    スタのコレクタには直列接続された第1及び第2
    の電圧降下素子を介して第1の電流源が接続さ
    れ、上記第2のトランジスタのコレクタには第3
    のトランジスタのエミツタ−コレクタを介して第
    2の電流源が接続され、上記第1及び第2の電圧
    降下素子の直列接続部は上記第1のトランジスタ
    のベースに接続され、上記第3のトランジスタの
    ベースは上記第1の電流源に接続されており、上
    記第1及び第2の電流源によつて形成される電流
    値はお互いに等しく設定されていると共に該電流
    値は上記入力信号が供給されるトランジスタのエ
    ミツタに接続された電流源によつて形成される電
    流値以上に設定され、上記第3のトランジスタの
    コレクタから上記入力信号に対応した出力信号を
    得るようにしたことを特徴とする増幅器。
JP1212683U 1983-01-31 1983-01-31 増幅器 Granted JPS59119622U (ja)

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JP1212683U JPS59119622U (ja) 1983-01-31 1983-01-31 増幅器

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JPS59119622U JPS59119622U (ja) 1984-08-13
JPS645369Y2 true JPS645369Y2 (ja) 1989-02-10

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JP1212683U Granted JPS59119622U (ja) 1983-01-31 1983-01-31 増幅器

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4998561A (ja) * 1972-12-26 1974-09-18

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4998561A (ja) * 1972-12-26 1974-09-18

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JPS59119622U (ja) 1984-08-13

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