JPS64846B2 - - Google Patents
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- JPS64846B2 JPS64846B2 JP58102173A JP10217383A JPS64846B2 JP S64846 B2 JPS64846 B2 JP S64846B2 JP 58102173 A JP58102173 A JP 58102173A JP 10217383 A JP10217383 A JP 10217383A JP S64846 B2 JPS64846 B2 JP S64846B2
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、増幅装置、特にアナログ信号用集積
回路(リニアIC)を用いて、高忠実度で大出力
の信号が容易に得られるような増幅装置、例えば
オーデイオ機器用の増幅装置に適する増幅装置を
容易に提供するものである。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is directed to an amplification device, in particular an analog signal integrated circuit (linear IC), which enables high-fidelity, high-output signals to be easily obtained. It is intended to easily provide an amplifying device suitable for an amplifying device, for example, an amplifying device for audio equipment.
(従来例と問題点)
オーデイオ機器においては、大出力の信号が高
い忠実度で得られるような増幅装置が必要とされ
ることが多く、従来から各種形式の増幅装置が提
供されていることは周知のとおりである。(Conventional Examples and Problems) Audio equipment often requires amplifiers that can obtain high-output signals with high fidelity, and various types of amplifiers have been provided. As is well known.
第1図は、個別部品を用いて構成されている増
幅装置として、現在最も一般的に用いられている
増幅装置の基本構成を示すブロツク図であつて、
この第1図において、1は入力端子、Q1〜Q9
はトランジスタ、CCは定電流源回路、1〜4は
抵抗、E1〜E3,+Vcc,−Vccは電源、Aoは
増幅器(通常、増幅器Aoとしては利得1の電力
増幅器が用いられている)、5は出力端子であり、
第1図示の増幅装置はトランジスタQ1,Q2と
定電流源回路CCと抵抗2,3などによつて構成
される差動増幅回路と、トランジスタQ7〜Q9
のカレントミラー回路と抵抗4とトランジスタQ
3〜Q6などによつて構成された差動増幅回路
と、利得が1の増幅器Aとによつて構成されてい
る。 FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of an amplifier currently most commonly used as an amplifier constructed using individual parts.
In this Figure 1, 1 is an input terminal, Q1 to Q9
is a transistor, CC is a constant current source circuit, 1 to 4 are resistors, E1 to E3, +Vcc, -Vcc are power supplies, Ao is an amplifier (usually a power amplifier with a gain of 1 is used as the amplifier Ao), 5 is the output terminal,
The amplifier device shown in the first diagram includes a differential amplifier circuit composed of transistors Q1 and Q2, a constant current source circuit CC, resistors 2 and 3, and transistors Q7 to Q9.
current mirror circuit, resistor 4 and transistor Q
3 to Q6, and an amplifier A having a gain of 1.
第1図示の増幅装置において、トランジスタQ
3,Q4の回路、及びトランジスタQ5,Q6の
回路、ならびにトランジスタQ8,Q9の回路な
どは、それぞれカスコード増幅回路として構成さ
れていて、大振幅時における信号の直線性の悪化
を防止している。 In the amplifier device shown in FIG.
The circuits of No. 3 and Q4, the circuit of transistors Q5 and Q6, and the circuit of transistors Q8 and Q9 are each configured as a cascode amplifier circuit to prevent deterioration of signal linearity at the time of large amplitude.
前記した第1図示の従来例の増幅装置は、部品
点数が多く、製作に時間が掛かり、コスト高にな
るという欠点がある他、抵抗4に発生する電圧
や、電源E1〜E3などの電圧などの存在が電源
電圧の有効利用率を低下させるために、増幅装置
から大出力を得ようとするときに不利益が生じる
などの問題点があり、それの改善が望まれてい
た。 The conventional amplifying device shown in FIG. 1 has a large number of parts, takes time to manufacture, and is expensive. In addition, the voltage generated in the resistor 4, the voltage of the power supplies E1 to E3, etc. Since the presence of the amplifier lowers the effective utilization rate of the power supply voltage, there are problems such as disadvantages when trying to obtain a large output from the amplifier, and there has been a desire to improve this problem.
また、第2図は、従来の増幅装置の他の構成例
のもののブロツク図であつて、この第2図におい
て、1は入力端子、Ai,Aoは増幅器であつて、
入力端子1に与えられた入力信号は増幅器Aiで
増幅されてから、ベース接地型式の増幅回路を構
成しているトランジスタQ10のエミツタに抵抗
R1を介して供給される。 Further, FIG. 2 is a block diagram of another example of the configuration of the conventional amplifier device, and in this FIG. 2, 1 is an input terminal, Ai, Ao are amplifiers,
An input signal applied to input terminal 1 is amplified by amplifier Ai, and then supplied via resistor R1 to the emitter of transistor Q10 constituting a common base type amplifier circuit.
周知のように、ベース接地型式の増幅回路の入
力インピーダンスは極めて低いから、増幅器Ai
の出力信号の電圧Voとすると、トランジスタQ
10のエミツタに抵抗R1を介して供給される信
号電流iの大きさは、i=Vo/R1で表わされる
ものとなるが、ベース接地増幅回路を構成してい
るトランジスタQ10のコレクタからの出力信号
電流もiとなる。 As is well known, the input impedance of a common base type amplifier circuit is extremely low, so the amplifier Ai
Let the voltage Vo of the output signal be the transistor Q
The magnitude of the signal current i supplied to the emitter of transistor Q10 via the resistor R1 is expressed as i=Vo/R1, and the output signal from the collector of the transistor Q10 constituting the common base amplifier circuit. The current also becomes i.
そして、ベース接地増幅回路を構成しているト
ランジスタQ10の出力信号電流iは、カレント
ミラー回路を構成しているトランジスタQ11〜
Q13を介して増幅器Aoの入力側回路に与えら
れる。 The output signal current i of the transistor Q10 constituting the common base amplifier circuit is transmitted through the transistors Q11 to Q11 constituting the current mirror circuit.
It is applied to the input side circuit of amplifier Ao via Q13.
ところで、増幅器Aoの入力側回路には、定電
流源回路CC1が設けられているから、増幅器Ao
の入力側には前記したカレントミラー回路を介し
て現われた出力信号iと対応して大きな電圧変化
を示す信号が生じる。なお、第2図中においてR
2,R3は補正抵抗、E4,E5は電源であつ
て、カレントミラー回路中のトランジスタQ1
2,Q13はカスコード増幅回路を構成してい
る。 By the way, since the constant current source circuit CC1 is provided in the input side circuit of the amplifier Ao, the input side circuit of the amplifier Ao
On the input side of the circuit, a signal is generated which shows a large voltage change corresponding to the output signal i appearing through the current mirror circuit described above. In addition, in Figure 2, R
2, R3 are correction resistors, E4, E5 are power supplies, and transistor Q1 in the current mirror circuit.
2 and Q13 constitute a cascode amplifier circuit.
前記した第2図示の増幅装置は、増幅器Aiの
出力信号によつてベース接地増幅回路を構成して
いるトランジスタQ10のエミツタに抵抗R1を
介して供給される信号電流iが、カレントミラー
回路を介して高インピーダンス回路に与えられる
ことにより、そこで大きな電圧変化に変換される
から、例えば、増幅器Aiとして大きな出力信号
電圧の発生できないリニアICを用いても、増幅
器Aoの入力側には大きな信号電圧を得ることが
でき、したがつて、第2図示の構成態様を有する
増幅装置は、大出力の増幅装置を少ない部品点数
の回路構成によつて、容易に提供できるという利
点があり経済的に優れた回路といえる。 In the amplifying device shown in the second diagram, the signal current i supplied via the resistor R1 to the emitter of the transistor Q10 constituting the common base amplifying circuit by the output signal of the amplifier Ai is transmitted via the current mirror circuit. This is applied to a high impedance circuit, where it is converted into a large voltage change. Therefore, for example, even if a linear IC that cannot generate a large output signal voltage is used as amplifier Ai, a large signal voltage cannot be applied to the input side of amplifier Ao. Therefore, the amplifying device having the configuration shown in the second diagram has the advantage that a high output amplifying device can be easily provided with a circuit configuration having a small number of parts, and is economically excellent. It can be called a circuit.
しかしながら、第2図示の増幅装置には、カレ
ントミラー回路の構成に使用されているトランジ
スタQ11,12の相互コンダクタンスの変化に
よつて直線性の悪化が生じたり、また、補正抵抗
R2,R3に生じる信号電圧が、寄生容量などを
通して高域特性の悪化を生じさせたり、さらに、
トランジスタQ13や電源E5の存在によつて、
マイナス側の電源利用率が悪化する、などの問題
点があり、それの改善が望まれた。 However, in the amplifier shown in FIG. 2, deterioration of linearity occurs due to changes in mutual conductance of transistors Q11 and Q12 used in the configuration of the current mirror circuit, and deterioration of linearity occurs in correction resistors R2 and R3. The signal voltage may cause deterioration of high frequency characteristics through parasitic capacitance, etc.
Due to the presence of transistor Q13 and power supply E5,
There were problems such as a worsening of the power utilization rate on the negative side, and improvements were desired.
(問題点を解決するための手段)
本発明は、ベースまたはゲート(第1電極)
と、エミツタまたはソース(第2電極)と、コレ
クタまたはドレイン(第3電極)との3電極を少
なくとも備えている第1の能動素子における第3
電極と、ベースまたはゲート(第1電極)と、エ
ミツタまたはソース(第2電極)と、コレクタま
たはドレイン(第3電極)との3電極を少なくと
も備えているとともに、前記した第1の能動素子
とは異なる導電型を有する第2の能動素子におけ
る第2電極とを接続した接続点と基準電位点との
間に定電流回路あるいは抵抗を接続し、また、第
2電極がインピーダンスを介して基準電位点に接
続されることにより第2電極接地型式の増幅回路
を構成する如くになされている前記第1の能動素
子の第1電極に対して、前段の増幅器の出力信号
を供給し、さらに、前記した第2の能動素子の回
路が第1電極接地接続型式の増幅回路を構成する
ようにし、さらにまた、前記した第2の能動素子
の第3電極側の回路より出力信号が得られるよう
にしてなる増幅装置を提供するものである。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a base or a gate (first electrode)
, an emitter or source (second electrode), and a collector or drain (third electrode).
It comprises at least three electrodes: an electrode, a base or gate (first electrode), an emitter or source (second electrode), and a collector or drain (third electrode), and the first active element described above. A constant current circuit or a resistor is connected between the connection point connecting the second electrode of the second active element having a different conductivity type and the reference potential point, and the second electrode is connected to the reference potential through the impedance. The output signal of the preceding stage amplifier is supplied to the first electrode of the first active element, which is connected to a point to constitute a second electrode grounded type amplifier circuit; The circuit of the second active element constitutes a first electrode grounding type amplifier circuit, and furthermore, the output signal is obtained from the circuit on the third electrode side of the second active element. The present invention provides an amplification device.
(実施例)
以下、添付図面を参照しながら、本発明の増幅
装置の具体的な内容を詳細に説明する。第3図は
本発明の増幅装置の構成原理及び動作原理を説明
するためのブロツク図であり、また、第4図は本
発明の増幅装置の一実施例のブロツク回路図、第
5図は動作説明用の曲線図、第6図及び第7図は
本発明の増幅装置の他の実施例のブロツク回路図
である。(Example) Hereinafter, specific contents of the amplifier device of the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration principle and operating principle of the amplifying device of the present invention, FIG. 4 is a block circuit diagram of an embodiment of the amplifying device of the present invention, and FIG. The explanatory curve diagrams, FIGS. 6 and 7, are block circuit diagrams of other embodiments of the amplifier device of the present invention.
第3図においてAiは増幅器であつて、入力端
子1に供給された入力信号は、増幅器Aiで増幅
された後に、第1の半導体能動素子Qaの第1電
極に与えられる。 In FIG. 3, Ai is an amplifier, and the input signal supplied to the input terminal 1 is amplified by the amplifier Ai and then applied to the first electrode of the first semiconductor active element Qa.
図示の例において、前記した第1の半導体能動
素子Qaと、後述されている第2の半導体能動素
子Qbとしては、互に導電型を異にしているトラ
ンジスタが用いられているが、本明細書中では第
1,第2の半導体能動素子として用いられている
各トランジスタQa,Qbにおける各電極につい
て、ベースを第1電極、エミツタを第2電極、コ
レクタを第3電極のように呼称されることもあ
る。なお、第1,第2の半導体能動素子Qa,Qb
として、互に導電型を異にしている電界効果トラ
ンジスタ(FET)を使用して本発明の増幅装置
が構成されるような場合には、第1,第2の半導
体能動素子Qa,Qbについて、それらの第1の電
極がゲートに、第2の電極がソースに、第3の電
極がドレインにそれぞれ対応するものであること
はいうまでもない。 In the illustrated example, transistors having different conductivity types are used as the first semiconductor active element Qa and the second semiconductor active element Qb, which will be described later. Among them, each electrode in each transistor Qa and Qb used as the first and second semiconductor active elements is referred to as the base as the first electrode, the emitter as the second electrode, and the collector as the third electrode. There is also. Note that the first and second semiconductor active elements Qa, Qb
In the case where the amplifier device of the present invention is configured using field effect transistors (FETs) having different conductivity types, the first and second semiconductor active elements Qa and Qb, It goes without saying that the first electrode corresponds to the gate, the second electrode corresponds to the source, and the third electrode corresponds to the drain.
さて、トランジスタQaのエミツタはインピー
ダンスZ1を介して接地されていて、トランジス
タQaの回路はエミツタ接地型増幅回路を構成し
ており、また、トランジスタQaのコレクタは、
第2の半導体能動素子Qbとして用いられている
トランジスタQbのエミツタに接続されるととも
に、定電流回路またはインピーダンスZ2を介し
て基準電位点(図示の例では接地点)に接続され
ている。また、前記したトランジスタQbのベー
スは接地されているので、トランジスタQbの回
路はベース接地型増幅回路を構成している。 Now, the emitter of the transistor Qa is grounded through the impedance Z1, the circuit of the transistor Qa constitutes a common emitter type amplifier circuit, and the collector of the transistor Qa is
It is connected to the emitter of the transistor Qb used as the second semiconductor active element Qb, and is also connected to a reference potential point (ground point in the illustrated example) via a constant current circuit or impedance Z2. Further, since the base of the transistor Qb described above is grounded, the circuit of the transistor Qb constitutes a common base type amplifier circuit.
第3図示の増幅装置においてトランジスタQa
の回路は、電流帰還抵抗として動作するインピー
ダンスZ1を介してエミツタが接地されていて、
エミツタ接地型増幅回路を構成しているから、ト
ランジスタQaのベース・エミツタ間電圧は略々
一定となり、したがつて、増幅器Aiからの出力
電圧VoがトランジスタQaのベースに供給された
ときに、トランジスタQaのエミツタに接続され
ているインピーダンスZ1にはi=Vo/Z1の電
流iが流れるが、トランジスタQaの電流増幅率
αは1に近いので、前記の電流iはトランジスタ
Qaのコレクタ側より出力されて、トランジスタ
Qbのエミツタには電流値iの電流が供給される。 In the amplifier shown in FIG. 3, the transistor Qa
In the circuit, the emitter is grounded via an impedance Z1 that acts as a current feedback resistor,
Since the emitter-grounded amplifier circuit is configured, the voltage between the base and emitter of the transistor Qa is approximately constant. Therefore, when the output voltage Vo from the amplifier Ai is supplied to the base of the transistor Qa, A current i of i=Vo/Z1 flows through the impedance Z1 connected to the emitter of Qa, but since the current amplification factor α of the transistor Qa is close to 1, the above current i flows through the impedance Z1 connected to the emitter of Qa.
It is output from the collector side of Qa, and the transistor
A current having a current value i is supplied to the emitter of Qb.
そして、前記のように電流値iの電流がエミツ
タに供給されたトランジスタQbの回路は、ベー
ス接地型増幅回路を構成しているから、トランジ
スタQbのコレクタ側の回路に流れる電流も電流
値がiとなるのである。 Since the circuit of the transistor Qb whose emitter is supplied with a current value i as described above constitutes a common base type amplifier circuit, the current flowing through the circuit on the collector side of the transistor Qb also has a current value i. It becomes.
このように、第3図に示されている回路配置で
は、既述した第2図示の従来例回路中で用いてい
たカレントミラー回路を使用しなくても、カレン
トミラー回路を使用した場合と同様な電流を、ト
ランジスタQbのコレクタ回路中に生じさせるこ
とができるから、トランジスタQbのコレクタ回
路に定電流回路が接続された場合には、電流iの
変化に伴なつてトランジスタQbのコレクタ回路
中に大きな電圧変化を生じさせうることは明らか
である。なお、第3図において前記した第1のト
ランジスタQaのコレクタと第2のトランジスタ
Qbのエミツタとの接続点と基準電位点(図示の
例では接地点)との間に接続される抵抗Z2は、
それに流れる電流がトランジスタQbを所定の動
作点で動作させるようにするベースバイアスとし
て用いられるようにするためのものである。 In this way, in the circuit arrangement shown in FIG. 3, even if the current mirror circuit used in the conventional example circuit shown in FIG. Therefore, when a constant current circuit is connected to the collector circuit of transistor Qb, as the current i changes, a current can be generated in the collector circuit of transistor Qb. It is clear that large voltage changes can occur. In addition, in FIG. 3, the collector of the first transistor Qa and the second transistor
The resistor Z2 connected between the connection point with the emitter of Qb and the reference potential point (ground point in the illustrated example) is
This is so that the current flowing therein can be used as a base bias to operate the transistor Qb at a predetermined operating point.
第3図示の本発明の増幅装置と、第1,第2図
示の従来例装置とを比較すれば明らかなように、
本発明の増幅装置は第1図示の従来例装置に比べ
て構成が簡単なことは勿論のこと、第2図示の従
来例装置に比べても構成が簡単であり、リニア
ICを増幅器Aiに使用して大出力の増幅装置を容
易に構成することができ、また、本発明の増幅装
置ではカレントミラー回路を使用しておらず、か
つ、本発明の増幅装置では縦続接続されている2
つのトランジスタQa,Qbの相互コンダクタンス
の値が、トランジスタに流れる電流の大きさの変
化に伴なつて変化しても、その変化の態様がトラ
ンジスタQaとトランジスタQbとについて互に逆
であつて打消されるから、従来例装置においてカ
レントミラー回路を使用していることによつて生
じていた諸問題点は本発明の増幅装置では生じな
いのであり、さらに、本発明の増幅装置では、従
来例装置で問題になつた電源電圧の利用率の低下
の問題も起こらないのである。 As is clear from a comparison between the amplifying device of the present invention shown in the third figure and the conventional devices shown in the first and second figures,
The amplifying device of the present invention has a simpler configuration than the conventional device shown in the first drawing, and also has a simpler structure than the conventional device shown in the second drawing.
It is possible to easily configure a high-output amplification device by using an IC for the amplifier Ai, and the amplification device of the present invention does not use a current mirror circuit, and the amplification device of the present invention does not use a cascade connection. being done 2
Even if the mutual conductance values of the two transistors Qa and Qb change with a change in the magnitude of the current flowing through the transistors, the manner of the change is opposite to that of the transistors Qa and Qb and is canceled out. Therefore, the various problems that occurred in the conventional device due to the use of a current mirror circuit do not occur in the amplifier device of the present invention. The problem of a decrease in the utilization rate of the power supply voltage, which has been a problem, does not occur.
次に、第4図以降に示されている図面を参照し
て、本発明の増幅装置の具体的な回路例について
説明する。まず、第4図示の本発明の増幅装置の
一実施例回路において、1は入力端子、5は出力
端子、Ai,Aoは増幅器であつて、前記した増幅
器Aiは例えばリニアIC、Aoは例えば利得が1の
出力増幅器であり、また、第4図においてQa,
Qb,Qcはトランジスタ、Ra,Rb,6〜9は抵
抗、10,11はダイオード、12,13はツエ
ナダイオード、+Vcc,−Vccは正負の電源であ
る。 Next, a specific circuit example of the amplifier device of the present invention will be described with reference to the drawings shown in FIG. 4 and subsequent figures. First, in the circuit of an embodiment of the amplifier device of the present invention shown in FIG. 4, 1 is an input terminal, 5 is an output terminal, and Ai and Ao are amplifiers, where the amplifier Ai is, for example, a linear IC, and Ao is, for example, a gain is the output amplifier of 1, and in Fig. 4, Qa,
Qb and Qc are transistors, Ra, Rb and 6 to 9 are resistors, 10 and 11 are diodes, 12 and 13 are Zener diodes, and +Vcc and -Vcc are positive and negative power supplies.
第4図示の増幅装置において、抵抗6とツエナ
ダイオード12とによる回路、及び、抵抗7とツ
エナダイオード13とによる回路などは、増幅器
Aiが例えばリニアICのように、比較的に低い動
作用電圧で動作するものとして構成されているも
のであつた場合に、前記した増幅器Aiの動作用
電圧よりも高い電圧値の電源+Vcc,−Vccから
増幅器Aiの動作用電圧を作り出すのに使用され
る電源回路である。 In the amplifier shown in FIG. 4, the circuit including the resistor 6 and the Zener diode 12, the circuit including the resistor 7 and the Zener diode 13, etc.
If Ai is configured to operate at a relatively low operating voltage, such as a linear IC, the power supply +Vcc, -, which has a voltage value higher than the operating voltage of the amplifier Ai described above, is used. This is a power supply circuit used to generate the operating voltage for amplifier Ai from Vcc.
第4図示の増幅装置において、入力端子1に与
えられた信号は増幅器Aiで増幅されて、トラン
ジスタQaのベースに与えられる。前記のトラン
ジスタQaのエミツタは電流帰還抵抗として動作
する抵抗Raを介して+Vccに接続されていて、
トランジスタQaの回路はエミツタ接地型増幅回
路を構成しているから、トランジスタQaのベー
ス・エミツタ間電圧は略々一定となる。 In the amplifier shown in FIG. 4, a signal applied to input terminal 1 is amplified by amplifier Ai and applied to the base of transistor Qa. The emitter of the transistor Qa is connected to +Vcc via a resistor Ra that operates as a current feedback resistor.
Since the circuit of the transistor Qa constitutes a common emitter type amplifier circuit, the voltage between the base and emitter of the transistor Qa is approximately constant.
これで、前記したトランジスタQaのベースに
与えられた増幅器Aiからの出力信号の電圧がVo
のときに、トランジスタQaのエミツタに接続さ
れている抵抗Raには、i=Vo/Raで表わされ
る電流が流れ、また、トランジスタQaの電流増
幅率αは略々1であるから、トランジスタQaの
コレクタからトランジスタQbのエミツタに流れ
込む電流はiとなる。 Now, the voltage of the output signal from the amplifier Ai applied to the base of the transistor Qa mentioned above is Vo
When , a current represented by i=Vo/Ra flows through the resistor Ra connected to the emitter of the transistor Qa, and since the current amplification factor α of the transistor Qa is approximately 1, the current amplification factor α of the transistor Qa is approximately 1. The current flowing from the collector to the emitter of transistor Qb is i.
第4図示の増幅装置において、+Vcc電源と−
Vcc電源との間に設けられているトランジスタ
Qc,抵抗8,ダイオード10とからなる回路と、
トランジスタQb,抵抗Rb,ダイオード11とか
らなる回路とは、抵抗9をも含めて、それぞれ個
別の定電流回路を構成している。 In the amplifier shown in Figure 4, +Vcc power supply and -
Transistor installed between Vcc power supply
A circuit consisting of Qc, resistor 8, diode 10,
The circuit consisting of the transistor Qb, the resistor Rb, and the diode 11, including the resistor 9, constitutes an individual constant current circuit.
ところで、トランジスタQbと抵抗Rbとダイオ
ード11(ダイオード10及び抵抗9の回路も含
めて)とからなる定電流回路において、トランジ
スタQbのベースには、+Vcc電源と−Vcc電源と
の間に接続されているダイオード10と抵抗9と
ダイオード11との直列接続回路中の抵抗9とダ
イオード11との接続点から常に一定の電圧が与
えられている。 By the way, in a constant current circuit consisting of a transistor Qb, a resistor Rb, and a diode 11 (including the circuit of the diode 10 and the resistor 9), the base of the transistor Qb is connected between the +Vcc power supply and the -Vcc power supply. A constant voltage is always applied from the connection point between the resistor 9 and the diode 11 in the series connection circuit of the diode 10, the resistor 9, and the diode 11.
それで、トランジスタQbの回路は実質的にベ
ース接地型増幅回路としての動作を行ない、それ
の入力インピーダンスは極めて小さいものとなる
から、トランジスタQbのエミツタに供給された
前記した電流iは、エミツタと電源−Vccとの間
に接続された抵抗Rbの影響を余り受けずに、ト
ランジスタQbのコレクタ側に出力される。 Therefore, the circuit of transistor Qb essentially operates as a base-grounded amplifier circuit, and its input impedance is extremely small. Therefore, the current i supplied to the emitter of transistor Qb is It is output to the collector side of the transistor Qb without being affected much by the resistor Rb connected between it and -Vcc.
トランジスタQbのコレクタと+Vcc電源との
間に接続されているトランジスタQcと抵抗8と
ダイオード10とからなる回路は定電流回路であ
るから、前記のようにトランジスタQbのコレク
タ側に出力された電流iの変化は、トランジスタ
Qbのコレクタ側で大きな電圧変化に変換される
のであり、この大きな電圧変化を有する入力信号
が供給される増幅器Aoからは、出力端子5に対
して大出力の信号が送出されるのである。 Since the circuit consisting of the transistor Qc, the resistor 8, and the diode 10 connected between the collector of the transistor Qb and the +Vcc power supply is a constant current circuit, the current i output to the collector side of the transistor Qb as described above The change in transistor
This is converted into a large voltage change on the collector side of Qb, and from the amplifier Ao to which the input signal having this large voltage change is supplied, a large output signal is sent to the output terminal 5.
第5図は、本発明の増幅装置で最大の出力振幅
を得るのに必要とされるトランジスタQa,Qbの
無信号時の動作点の設定の仕方を説明する図表で
あつて、この第5図において横軸は入力電流、縦
軸は出力電流であつて、横軸及び縦軸に示されて
いる1は、最大の入力電流及び出力電流を示して
おり、無信号時におけるトランジスタQa,Qbの
入力電流及び出力電流が、最大の入力電流及び出
力電流の1/2となるように無信号時の動作点を設
定することにより、本発明の増幅装置からは最大
の出力振幅の出力が取出せるのである。 FIG. 5 is a chart explaining how to set the operating points of transistors Qa and Qb during no signal, which are required to obtain the maximum output amplitude in the amplifier device of the present invention. , the horizontal axis is the input current and the vertical axis is the output current, where 1 shown on the horizontal and vertical axes indicates the maximum input current and output current, and the voltage of transistors Qa and Qb when there is no signal. By setting the operating point during no signal so that the input current and output current are 1/2 of the maximum input current and output current, the amplifier device of the present invention can output an output with the maximum output amplitude. It is.
本発明の増幅装置の利得特性Av(s)は、増幅
器Aiの利得をA(s)とし、増幅器Aoの入力イ
ンピーダンスをZiとすると、次の(1)式のように示
される。 The gain characteristic Av(s) of the amplifier device of the present invention is expressed by the following equation (1), where the gain of the amplifier Ai is A(s) and the input impedance of the amplifier Ao is Zi.
Av(s)=A(s)Zi/Ra ……(1)
本発明の増幅装置における入力端子1と出力端
子5との間の電圧利得を示す前記の(1)式を見る
と、本発明の増幅装置を所望の電圧利得を有する
ものとして構成するのには、増幅器Aiの利得A
(s)、増幅器Aoの入力インピーダンスZi、トラ
ンジスタQaのエミツタに接続されている抵抗Ra
(一般的にはインピーダンス)などを、それぞれ
所要のように調節すればよいことが判かるが、前
記の調節によつて所望の電圧利得を有する増幅装
置が得られたとした場合でも、それが直ちに良好
な出力振幅特性を有する増幅装置になつていると
は限らない。 Av(s)=A(s)Zi/Ra...(1) Looking at the above equation (1) showing the voltage gain between the input terminal 1 and the output terminal 5 in the amplifier of the present invention, the present invention To configure the amplifier device with the desired voltage gain, the gain A of the amplifier Ai is
(s), input impedance Zi of amplifier Ao, resistance Ra connected to the emitter of transistor Qa
(generally impedance), etc., as required, but even if an amplifier with the desired voltage gain is obtained by the above adjustment, it will immediately This does not necessarily mean that the amplifier device has good output amplitude characteristics.
すなわち、今、増幅装置の電圧利得が所望の値
となるように、例えば、前記した(1)式に示されて
いる抵抗Raの抵抗値が設定された場合を考える
と、前記の場合に抵抗Raの設定によつて、増幅
装置の電圧利得が所望のように設定されたとして
も、その状態において無信号時における入力電流
と出力電流との電流値とが、第5図に示されてい
るような1/2の状態に設定されているとは限らな
いのである。 That is, if we consider the case where, for example, the resistance value of the resistor Ra shown in equation (1) above is set so that the voltage gain of the amplifier device becomes a desired value, in the above case, the resistance value Even if the voltage gain of the amplifier is set as desired by setting Ra, the current values of the input current and output current when there is no signal in that state are shown in Figure 5. It is not necessarily set to a 1/2 state like this.
第6図は前記のような問題点に対する解決手段
を例示した回路図であつて、第6図のaと第6図
のbとには要部だけが示されており、第6図のa
に示されている回路においては、トランジスタ
Qaのエミツタに一端が接続されている抵抗の他
端がツエナダイオードZDとダイオードD1との
接続点に接続されており、また、第6図のbに示
されている回路においては、トランジスタQaの
エミツタと抵抗Raとの間にツエナダイオードZD
が接続されている。 FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a solution to the above-mentioned problem, and FIG. 6 a and FIG. 6 b only show the main parts, and FIG.
In the circuit shown in
One end of the resistor is connected to the emitter of Qa, and the other end of the resistor is connected to the connection point between Zener diode ZD and diode D1. Zener diode ZD between emitter and resistor Ra
is connected.
前記した第6図のa,bの何れの回路において
も、抵抗Raに流れる電流iの値を、ツエナダイ
オードZDとして適当なツエナ電圧を有するツエ
ナダイオードを用いて可変調節することができる
ので、所望の電圧利得の増幅装置が構成できるよ
うな抵抗値の抵抗Raを用いても、その抵抗Raに
第5図中の1/2で示されるような電流値の電流が
流れるようにすることが容易であり、したがつ
て、例えば第6図に示されているような手段を用
いることによつて、所望の電圧利得を有するとと
もに、最大の出力振幅が得られるような本発明の
増幅装置を容易に提供することができる。 In either of the circuits a and b in FIG. 6 described above, the value of the current i flowing through the resistor Ra can be variably adjusted by using a Zener diode having an appropriate Zener voltage as the Zener diode ZD. Even if a resistor Ra has a resistance value that allows an amplification device with a voltage gain of Therefore, by using the means shown in FIG. 6, for example, it is possible to easily create an amplifier device of the present invention that has a desired voltage gain and can obtain the maximum output amplitude. can be provided to
以上の説明からも明らかなように、前記した第
4図示の本発明の実施例装置についてみても、そ
れの構成が簡単なことは勿論のこと、第2図示の
従来例装置に比べても構成が簡単であり、リニア
ICを増幅器Aiに使用して大出力の増幅装置を容
易に構成することができ、また、装置中にカレン
トミラー回路を使用しておらず、かつ、縦続接続
されている2つのトランジスタQa,Qbには同一
の電流値の電流が流れているから、相補特性を有
する2つのトランジスタQa,Qbの相互コンダク
タンスの値が、トランジスタに流れる電流の大き
さの変化に伴なつて変化しても、その変化の態様
はトランジスタQaとトランジスタQbとについて
逆であるために互に打消され、したがつて、従来
例装置においてカレントミラー回路を使用してい
ることによつて生じていた諸問題点は生じること
がないし、さらに、従来例装置で問題になつた電
源電圧の利用率の低下の問題も起こらず、さらに
また、トランジスタQbの回路はベース接地型増
幅回路であるために、コレクタ・ベース間の帰還
インピーダンスの影響を受け難く、リニアリテイ
に優れている増幅装置を構成しているのである。 As is clear from the above description, the structure of the device according to the embodiment of the present invention shown in the fourth drawing is not only simple in structure, but also has a simpler structure than the conventional device shown in the second drawing. is simple and linear
It is possible to easily configure a high-output amplification device by using an IC for the amplifier Ai, and the device does not use a current mirror circuit, and two transistors Qa and Qb are connected in cascade. Since a current with the same current value flows through the Since the mode of change is opposite for transistor Qa and transistor Qb, they cancel each other out, and therefore, the various problems that occurred due to the use of a current mirror circuit in the conventional device do not occur. Furthermore, since the transistor Qb circuit is a base-grounded amplifier circuit, there is no feedback between the collector and the base. This constitutes an amplifying device that is not easily affected by impedance and has excellent linearity.
本発明の増幅装置がリニアリテイに優れている
という点について、数式を参照して補足的に説明
すると次のとおのである。第4図示の回路配置に
おいて、トランジスタQaの相互コンダクタンス
をgm(Qa)とすると、トランジスタQaと抵抗Ra
との回路の電圧―電流変換系数Gmは、
Gm=gm(Qa)/Ra.gm(Qa)+1 ……(2)
前記の(2)式のように示される。 The superior linearity of the amplifying device of the present invention will be supplementarily explained with reference to mathematical expressions as follows. In the circuit layout shown in Figure 4, if the mutual conductance of the transistor Qa is gm (Qa), then the transistor Qa and the resistor Ra
The voltage-current conversion system Gm of the circuit is expressed as Gm=gm(Qa)/Ra.gm(Qa)+1...(2) as shown in equation (2) above.
また、トランジスタQbの回路の入出力特性K
はトランジスタQbの相互コンダクタンスをgm
(Qb)とすれば、次の(3)式で表わされる。 Also, the input/output characteristics K of the circuit of transistor Qb
is the transconductance of transistor Qb gm
(Qb), it is expressed by the following equation (3).
K=Rb.gm(Qb)/Rb.gm(Qb)+1 ……(3)
それで、総合の入出力特性GmKは、次の(4)式
で示されるものとなる。 K=Rb.gm(Qb)/Rb.gm(Qb)+1 (3) Therefore, the overall input/output characteristic GmK is expressed by the following equation (4).
GmK={Rb.gm(Qa)}gm(Qb)/{Ra.gm(Qa)+1}
{Rb.gm(Qb)+1}
……(4)
トランジスタQa,Qbには同一の動作電流が流
れ、かつ、それは両トランジスタにおいて互に逆
向きに変化するので、前記の(4)式における2つの
トランジスタQa,Qbの相互コンダクタンスgm
(Qa),gm(Qb)は、電流の変化によつて互に打
消すように変化するから、(4)式で示される総合の
入出力特性は優れたリニアリテイを有しているの
である。GmK={Rb.gm(Qa)}gm(Qb)/{Ra.gm(Qa)+1}
{Rb.gm(Qb)+1} ...(4) The same operating current flows through transistors Qa and Qb, and it changes in opposite directions in both transistors, so 2 in equation (4) above Mutual conductance gm of two transistors Qa, Qb
(Qa) and gm(Qb) change as the current changes so as to cancel each other out, so the overall input/output characteristic shown by equation (4) has excellent linearity.
第7図は、本発明の増幅装置の他の実施例回路
図であつて、この第7図示の増幅装置では、増幅
器Aiと増幅器Aoとの間の回路部分をプツシユプ
ル接続回路にして、スルーレート(単位時間当り
の電圧変化率)の向上と、偶数次高調波歪の減少
などが達成できるようにしたものである。なお、
第7図においてQa′,Qb′はトランジスタ、Ra,
Ra′,Rb,Rb′は抵抗であり、前記のトランジス
タQa′はトランジスタQaに対して相補対称性を有
するトランジスタであり、また、トランジスタ
Qb′はトランジスタQbに対して相補対称性を有す
るトランジスタである。トランジスタQa,Qbに
ついても互に相補対称性を有するトランジスタが
用いられてもよい。 FIG. 7 is a circuit diagram of another embodiment of the amplifier device of the present invention. In the amplifier device shown in FIG. (voltage change rate per unit time) and a reduction in even-order harmonic distortion. In addition,
In Fig. 7, Qa′, Qb′ are transistors, Ra,
Ra', Rb, and Rb' are resistors, and the transistor Qa' is a transistor having complementary symmetry with respect to the transistor Qa.
Qb' is a transistor having complementary symmetry to transistor Qb. As for the transistors Qa and Qb, transistors having mutually complementary symmetry may also be used.
互に相補対称性を有するトランジスタが用いら
れてもよい。 Transistors having mutually complementary symmetry may also be used.
(効 果)
以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の増幅装置は従来例装置に比べて構成
が簡単であり、リニアICを増幅器Aiに使用して
大出力の増幅装置を容易に構成することができ、
また、本発明の増幅装置ではカレントミラー回路
を使用しておらず、かつ、本発明の増幅装置では
縦続接続されている2つのトランジスタQa,Qb
の相互コンダクタンスの値が、トランジスタに流
れる電流の大きさの変化に伴なつて変化しても、
その変化の態様がトランジスタQaとトランジス
タQbとについて互に逆で打消されるから、従来
例装置においてカレントミラー回路を使用してい
ることによつて生じていた諸問題点は本発明の増
幅装置では生じないのであり、さらに、本発明の
増幅装置では、従来例装置で問題になつた電源電
圧の利用率の低下の問題も起こらず、直線性に優
れた大出力の増幅装置を容易に提供することがで
きる。(Effects) As is clear from the detailed explanation above, the amplifier device of the present invention has a simpler configuration than conventional devices, and uses a linear IC for the amplifier Ai to achieve a high output amplifier device. can be easily configured,
Further, the amplifier device of the present invention does not use a current mirror circuit, and the amplifier device of the present invention uses two transistors Qa and Qb that are connected in cascade.
Even if the value of transconductance changes with the change in the magnitude of the current flowing through the transistor,
Since the mode of change is reversed and canceled by the transistor Qa and the transistor Qb, the various problems caused by using the current mirror circuit in the conventional device can be solved in the amplifier device of the present invention. Furthermore, the amplifier device of the present invention does not suffer from the problem of a decrease in the utilization rate of the power supply voltage, which was a problem with conventional devices, and it is possible to easily provide a large output amplifier device with excellent linearity. be able to.
第1図及び第2図はそれぞれ従来装置のブロツ
ク回路図、第3図は本発明の増幅装置の構成原理
及び動作原理を説明するためのブロツク図であ
り、また、第4図は本発明の増幅装置の一実施例
のブロツク回路図、第5図は動作説明用の曲線
図、第6図及び第7図は本発明の増幅装置の他の
実施例のブロツク回路図である。
Ai,Ao…増幅器、1…入力端子、Z1…イン
ピーダンス、Qa,Qb…第1、第2の半導体能動
素子、Ra,Rb,Ra′,Rb′,2〜4,6〜9,R
1〜R3…抵抗、10,11,D1…ダイオー
ド、12,13,ZD…ツエナダイオード。
1 and 2 are block circuit diagrams of conventional devices, FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration principle and operating principle of the amplifying device of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram of the amplifying device of the present invention. FIG. 5 is a curve diagram for explaining the operation, and FIGS. 6 and 7 are block circuit diagrams of other embodiments of the amplifier according to the present invention. Ai, Ao...Amplifier, 1...Input terminal, Z1...Impedance, Qa, Qb...First and second semiconductor active elements, Ra, Rb, Ra', Rb', 2-4, 6-9, R
1 to R3...Resistance, 10,11,D1...Diode, 12,13,ZD...Zena diode.
Claims (1)
タまたはソース(第2電極)と、コレクタまたは
ドレイン(第3電極)との3電極を少なくとも備
えている第1の能動素子における第3電極と、ベ
ースまたはゲート(第1電極)と、エミツタまた
はソース(第2電極)と、コレクタまたはドレイ
ン(第3電極)との3電極を少なくとも備えてい
るとともに、前記した第1の能動素子とは異なる
導電型を有する第2の能動素子における第2電極
とを接続した接続点と基準電位点との間に定電流
回路あるいは抵抗を接続し、また、第2電極がイ
ンピーダンスを介して基準電位点に接続されるこ
とにより第2電極接地型式の増幅回路を構成する
如くになされている前記第1の能動素子の第1電
極に対して、前段の増幅器の出力信号を供給し、
さらに、前記した第2の能動素子の回路が第1電
極接地接続型式の増幅回路を構成するようにし、
さらにまた、前記した第2の能動素子の第3電極
側の回路より出力信号が得られるようにしてなる
増幅装置。1 A third electrode in a first active element comprising at least three electrodes: a base or gate (first electrode), an emitter or source (second electrode), and a collector or drain (third electrode); Or, it has at least three electrodes: a gate (first electrode), an emitter or source (second electrode), and a collector or drain (third electrode), and has a conductivity type different from that of the first active element described above. A constant current circuit or a resistor is connected between the reference potential point and the connection point connecting the second electrode of the second active element having the second active element, and the second electrode is connected to the reference potential point via an impedance. supplying the output signal of the preceding stage amplifier to the first electrode of the first active element configured to constitute a second electrode grounding type amplifier circuit;
Furthermore, the circuit of the second active element described above constitutes a first electrode grounding type amplifier circuit,
Furthermore, an amplifier device is provided in which an output signal is obtained from a circuit on the third electrode side of the second active element described above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58102173A JPS59226508A (en) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | Amplifying device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58102173A JPS59226508A (en) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | Amplifying device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59226508A JPS59226508A (en) | 1984-12-19 |
JPS64846B2 true JPS64846B2 (en) | 1989-01-09 |
Family
ID=14320301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58102173A Granted JPS59226508A (en) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | Amplifying device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS59226508A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005260287A (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Fujitsu Ltd | Amplifier |
-
1983
- 1983-06-08 JP JP58102173A patent/JPS59226508A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005260287A (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Fujitsu Ltd | Amplifier |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS59226508A (en) | 1984-12-19 |
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