KR940003081Y1

KR940003081Y1 - 차동증폭기

Info

Publication number: KR940003081Y1
Application number: KR2019910015120U
Authority: KR
Inventors: 홍성룡
Original assignee: 금성일렉트론 주식회사; 문정환
Priority date: 1991-09-16
Filing date: 1991-09-16
Publication date: 1994-05-12
Also published as: KR930007646U

Abstract

내용 없음.

Description

차동증폭기

제1도는 종래의 차동증폭기 회로도.

제2도는 본 고안의 차동증폭기 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

D1,D2 : 다이오드 Is : 전류원

P₁₁-P_1n,P₂₁-P_2n: 트랜지스터 Q₁,Q₂: 트랜지스터

본 고안은 차동증폭기에 관한 것으로, 특히 넓은 다이나믹레인지(Dynamic Range)를 유지하면서도 이득(G)을 높일 수 있게 한 차동증폭기에 관한 것이다.

종래의 차동증폭기는 제1a도에 도시된 바와같이 전원전압(Vcc)이 저항(Rc₁)(Rc₂)을 각기 통해 콜렉터에 접속되는 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 베이스에 입력신호전압단자(+Vi)(-Vi)가 접속되고, 상기 트랜지스터(Q₁), (Q₂)의 에미터는 저항(R_E1), (R_E2)통해 전류원(Is)에 접속되며, 상기 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터에서 출력 신호전압(Vo)을 얻을 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 제1b도는 상기 제1a도의 변형회로도로서, 이에 도시된 바와같이, 상기 트랜지스터(Q₁),(Q₂)의 에미터가 다이오드(D₁), (D₂)를 각기 통해 전류원(Is)에 접속되어 구성되고, 제1c도는 상기 제1a도의 또다른 변형회로도로서, 이에 도시된 바와같이 상기 트랜지스터(Q₁), (Q₂)의 에미터가 전류원(Is)에 직접 연결되어 구성되었다.

이와같이 구성된 종래 차동증폭기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제1a도에서 입력신호전압(+Vi)(-Vi)이 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 베이스에 인가될 경우 상기 트랜지스터(Q₁), (Q₂)의 콜렉터전류를 I라 하면 그 트랜지스터(Q₁), (Q₂)를 통해 전류원(Is)에 흐르는 전류는 2I가 된다.

따라서, 이때 다이나믹레인지(DR) 및 이득(G)은 하기의 식(1) 및 식(2)와 같이 나타낼 수 있다.

결국, 위 식(1)으로부터 알 수 있는 바와같이 다이나믹레인지(DR)는 트랜지스터(Q₁), (Q₂)의 에미터측 저항(R_E1), (R_E2)에 의해 2R_EI만큼 넓어지며, 또한 이득(G)은 상기 식(2)로부터 알 수 있는 바와같이 그 에미터측 저항(R_E1), (R_E2)에 의해만큼 감소된다.

또한, 제1b도에서 트랜지스터(Q₁), (Q₂)의 콜렉터전류를 I라 하면 그 트랜지스터(Q₁), (Q₂)를 통해 전류원(Is)에 흐르는 전류는 2I가 된다. 따라서 이때 다이나믹레인지(DR) 및 이득(G)은 하기 식(3) 및 식(4)와 같이 나타낼 수 있다.

또한, 제1c도에서 트랜지스터(Q₁), (Q₂)의 콜렉터전류를 I라 하면, 그 트랜지스터(Q₁), (Q₂)를 통해 전류원(Is)에 흐르는 전류는 2I가 된다.

따라서, 이때 다이나믹레인지(DR) 및 이득(G)은 하기의 식(5) 및 식(6)과 같이 나타낼 수 있다.

상기 각각의 다이나믹레인지와 이득을 비교하면 하기의 표1과 같이 나타낼 수 있다.

상기와 같은 종래의 차동증폭기에 있어서는 상기 표1에서 알수 있는 바와같이 다이나믹레인지와 이득은 서로 반비례 관계에 있기 때문에 다이나믹레인지를 넓게하면 이득은 낮아지고, 이득을 높이게 되면 다이나믹레인지는 좁아지는 결점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 결점을 해결하기 위하여, 다이나믹레인지를 줄이지 않고서도 이득을 높일 수 있는 차동증폭기를 안출한 것으로, 이들 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 고안의 차동증폭기 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 전원전압단자(Vcc)가 저항(Rc₁)(Rc₂)을 각기 통해 콜렉터에 접속된 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 베이스에 입력신호전압단자(+Vi)(-Vi)를 각기 접속하고, 상기 트랜지스터(Q₁),(Q₂)의 에미터가 다이오드(D₁),(D₂)를 각기 통해 전류원(Is)에 접속되어 구성된 차동증폭기에 있어서, 상기 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 에미터를 트랜지스터(P₁₁-P_1n)(P₂₁-P_2n)의 에미터 공통 접속점에 각기 접속하고, 상기 트랜지스터(P₁₁-P_1n)(P₂₁-P_2n)의 베이스 공통 접속점을 상기 전류원(Is)과 다이오드(D₁)(D₂)의 캐소드 접속점에 접속하여 구성한 것으로, 이와같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

전원전압(Vcc)이 인가되고, 입력신호전압(+Vi)과 (-Vi)이 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 베이스에 각기 인가되면 그 입력신호전압(+Vi)(-Vi)은 트랜지스터(Q₁)(Q₂)에서 차동증폭되어 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터에서 출력신호전압(Vo)으로 출력된다. 이때, 전류원(Is)에 흐르는 전류를 2I라 하고, 각 트랜지스터(P₁₁-P_1n)(P₂₁-P_2n)를 통해 흐르는 전류를 I라 하면 상기 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 콜렉터 전류는 nI가 된다.

따라서, 다이나믹레인지(DR) 및 이득(G)은 하기의 식(7) 및 식(8)과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, n은 트랜지스터(P₁₁-P_1n)(P₂₁-P_2n)의 갯수를 나타낸다.

상기 식(7), (8)에서 알 수 있는 바와같이 다이나믹레인지(DR)는 트랜지스터(P₁₁-P_1n)(P₂₁-P_2n)의 수(n)에 상관없이 일정값 4V_T를 유지시하나, 이득(G)은 그 트랜지스터(P₁₁-P_1n)(P₂₁-P_2n)의 수(n)에 비례하여 증가된다. 일예로, 트랜지스터(P₁₁)(P₂₁)만을 연결한 경우의 이득(G)을 계산하여 보면 하기의 식(9)과 같이 된다.

이와같이 동작되는 본 고안을 상기 제1b도에 도시된 차동증폭기와 비교해 보면 다이나믹레이지(DR)는 4V_T로서 서로 같지만, 이득(G)은 트랜지스터(P₁₁)(P₂₁)만을 접속한 경우에도 에 비해 2배인 가 된다.

즉, 본 고안은 종래의 차동증폭기에 비하여 다이나믹레인지(DR)는 4V_T로 같게 유지되면서도 이득(G)은 트랜지스터(P₁₁-P_1n)(P₂₁-P_2n)의 갯수(n)에 해당하는 n배만큼 증가된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 다이나믹레인지(DR)는 그대로 유지시키면서 이득(G)을 증가시키게 되므로 다이나믹레인지(DR)를 줄이지 않고, 높은 이득(G)을 필요로 하는 회로에 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

전원전압단자(Vcc)가 저항(Rc₁)(Rc₂)을 각기 통해 콜렉터에 접속된 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 베이스에 입력신호전압단자(+Vi)(-Vi)를 각기 접속하고, 상기 트랜지스터(Q₁), (Q₂)의 에미터가 다이오드(D₁), (D₂)를 각기 통해 전류원(Is)에 접속되어 구성된 차동증폭기에 있어서, 상기 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 에미터를 트랜지스터(P₁₁-P_1n)(P₂₁-P_2n)의 에미터 공통 접속점에 각기 접속하고, 상기 트랜지스터(P₁₁-P_1n)(P₂₁-P_2n)의 베이스 공통 접속점을 상기 전류원(Is)과 다이오드(D₁)(D₂)의 캐소드 접속점에 접속하여 구성한 것을 특징으로 하는 차동증폭기.
제1항에 있어서, 상기 트랜지스터(P₁₁-P_1n)(P₂₁-P_2n)의 갯수(n)는 원하는 이득(G)에 따라 조절가능한 것을 특징으로 하는 차동증폭기.