JPH0157525B2 - - Google Patents
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- JPH0157525B2 JPH0157525B2 JP13584283A JP13584283A JPH0157525B2 JP H0157525 B2 JPH0157525 B2 JP H0157525B2 JP 13584283 A JP13584283 A JP 13584283A JP 13584283 A JP13584283 A JP 13584283A JP H0157525 B2 JPH0157525 B2 JP H0157525B2
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
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- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/4508—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using bipolar transistors as the active amplifying circuit
- H03F3/45085—Long tailed pairs
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、電圧比較回路の入力段などに用いて
好適な差動増幅回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a differential amplifier circuit suitable for use in an input stage of a voltage comparison circuit.
従来、差動増幅回路は、使用されるトランジス
タの数が多く、また、対をなすトランジスタは厳
密に平衡が保たれなければならないが、IC(集積
回路)化が容易であり、IC化することによつて、
もはやトランジスタの数は問題ではなく、対をな
すトランジスタの平衡性も極めて優れたものとな
り、このために、電圧比較回路など演算回路の入
力段として広く用いられている。
Conventionally, differential amplifier circuits use a large number of transistors, and pairs of transistors must be strictly balanced, but they can be easily integrated into an IC (integrated circuit); According to
The number of transistors is no longer an issue, and the balance between the pair of transistors has become extremely good.For this reason, they are widely used as input stages of arithmetic circuits such as voltage comparison circuits.
また、従来、電圧比較回路に差動増幅回路を用
いた場合、動作速度に問題があつたが、差動増幅
回路に種々の改良が加えられ、演算回路に用いて
も、その動作速度を充分に高めることができるよ
うになつた。 In addition, conventionally, when differential amplifier circuits were used in voltage comparison circuits, there was a problem with the operating speed, but various improvements have been made to differential amplifier circuits, and even when used in arithmetic circuits, the operating speed can be increased sufficiently. It is now possible to increase
第1図は電圧比較回路を構成するかかる従来の
差動増幅回路一例を示す回路図であつて、1は電
圧比較回路、2は終段回路、3は出力端子、4は
定電流源、5は比較電圧源、6はバイアス電圧
源、7,8は負荷抵抗、9,10,11,12は
トランジスタ、13は電源電圧源、14は増幅回
路、15は入力端子、16は抵抗、17,18は
ダイオードである。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of such a conventional differential amplifier circuit constituting a voltage comparison circuit, in which 1 is a voltage comparison circuit, 2 is a final stage circuit, 3 is an output terminal, 4 is a constant current source, and 5 is a comparison voltage source, 6 is a bias voltage source, 7, 8 are load resistors, 9, 10, 11, 12 are transistors, 13 is a power supply voltage source, 14 is an amplifier circuit, 15 is an input terminal, 16 is a resistor, 17, 18 is a diode.
同図において、定電流源4、比較電圧源5、バ
イアス電圧源6、負荷抵抗7,8、トランジスタ
(以下、TRという)9,10,11,12が電
圧比較回路1の入力段である差動増幅回路を構成
する。TR11とTR12のエミツタは共通の定
電流源4に接続され、TR11のコレクタには
TR9のエミツタが、また、TR12のコレクタ
にはTR10のエミツタが接続されている。TR
9,10のコレクタは夫々負荷抵抗7,8を介し
て電源電圧源13に接続されている。すなわち、
TR9,10はTR11,12にカスケード接続
されている。TR11のベースには、入力端子1
5から前段の増幅回路14で増幅された一方の入
力電圧Viが供給され、また、TR12のベースに
は、比較電圧源5から他方の入力電圧、すなわ
ち、比較電圧VSが供給される。 In the figure, a constant current source 4, a comparison voltage source 5, a bias voltage source 6, load resistors 7, 8, and transistors (hereinafter referred to as TR) 9, 10, 11, and 12 are input stages of a voltage comparison circuit 1. Configure a dynamic amplifier circuit. The emitters of TR11 and TR12 are connected to a common constant current source 4, and the collector of TR11 is connected to a common constant current source 4.
The emitter of TR9 is connected to the collector of TR12, and the emitter of TR10 is connected to the collector of TR12. T.R.
Collectors 9 and 10 are connected to a power supply voltage source 13 via load resistors 7 and 8, respectively. That is,
TRs 9 and 10 are cascade-connected to TRs 11 and 12. The base of TR11 has input terminal 1
One input voltage V i amplified by the preceding stage amplifier circuit 14 is supplied from the TR 5, and the other input voltage, that is, the comparison voltage V S is supplied from the comparison voltage source 5 to the base of the TR 12.
TR9,10は、電圧比較回路1の動作を高速
化するためのものであつて、それらのベースにバ
イアス電圧源6から一定の等しいバイアス電圧
VBが印加される。 TRs 9 and 10 are intended to speed up the operation of the voltage comparator circuit 1, and have a constant equal bias voltage applied to their bases from a bias voltage source 6.
V B is applied.
この差動増幅回路の動作を説明すると、いま、
TR11のベースに印加される入力電圧Viが比較
電圧源5の比較電圧VSより大きいときには、TR
11はオンしてTR12はオフし、負荷抵抗7に
電流が流れて負荷抵抗8には電流が流れない。こ
のために、TR9のコレクタには、電源電圧源1
3の電源電圧VCCから負荷抵抗7による電圧降下
を差し引いた電圧が生じ、TR10のコレクタに
は、電源電圧源13の電源電圧VCCが生ずる。逆
に、入力電圧Viが比較電圧VSよりも小さいとき
には、TR11がオフしてTR12はオンし、TR
9のコレクタには、電源電圧源13の電源電圧
VCCが生じ、TR10のコレクタには、電源電圧
VCCから負荷抵抗8による電圧降下を差し引いた
電圧が生ずる。さらに、入力電圧Viが比較電圧
VSと等しいときには、TR11,12、したがつ
て、負荷抵抗7,8に等しい電流が流れ、負荷抵
抗7,8の抵抗値は等しく設定されていることか
ら、TR9,10のコレクタには等しい電圧が生
ずる。 To explain the operation of this differential amplifier circuit, now,
When the input voltage V i applied to the base of TR11 is larger than the comparison voltage V S of the comparison voltage source 5, TR
11 is turned on and TR12 is turned off, current flows through the load resistor 7 and no current flows through the load resistor 8. For this purpose, the collector of TR9 is connected to the power supply voltage source 1.
A voltage obtained by subtracting the voltage drop due to the load resistor 7 from the power supply voltage V CC of No. 3 is generated, and the power supply voltage V CC of the power supply voltage source 13 is generated at the collector of the TR 10. Conversely, when the input voltage V i is smaller than the comparison voltage V S , TR11 is turned off, TR12 is turned on, and TR
The collector of 9 is connected to the power supply voltage of power supply voltage source 13.
V CC is generated, and the collector of TR10 has the power supply voltage
A voltage is obtained by subtracting the voltage drop across the load resistor 8 from V CC . Furthermore, the input voltage V i is the comparison voltage
When equal to V S , equal current flows to TR11, 12, and therefore load resistors 7, 8, and since the resistance values of load resistors 7, 8 are set equal, the same current flows to the collectors of TR9, 10. A voltage is generated.
そこで、TR9,10の夫々のコレクタに生じ
た電圧を終段回路2に供給することにより、出力
端子3に、入力電圧Viが比較電圧VSに対して大
きいか小さいかに応じて極性の異なる出力電圧が
得られ、また、入力電圧Viと比較電圧VSとが等
しいときには、この出力電圧は中点電位となる。 Therefore, by supplying the voltages generated at the respective collectors of TRs 9 and 10 to the final stage circuit 2, the polarity changes depending on whether the input voltage V i is larger or smaller than the comparison voltage V S at the output terminal 3. When different output voltages are obtained and the input voltage V i and the comparison voltage V S are equal, this output voltage becomes the midpoint potential.
このようにして、この電圧比較回路1は入力電
圧Viと比較電圧VSとの比較が行なわれる。 In this way, the voltage comparison circuit 1 compares the input voltage V i and the comparison voltage V S .
ところが、かかる差動増幅回路が正常に動作す
るためには、入力電圧ViからTR11のベース・
エミツタ間電圧を差し引いたTR11のエミツタ
電圧よりも、TR11のコレクタ電圧(すなわ
ち、バイアス電圧源6のバイアス電圧VBからTR
9のベース・エミツタ間電圧を差し引いたTR9
のエミツタ電圧)が、TR11のオン時のコレク
タ・エミツタ間抵抗と定電流源4の電流との積だ
け、常に高くなければならない。 However, in order for such a differential amplifier circuit to operate normally, it is necessary to
The collector voltage of TR11 (i.e., the bias voltage V B of the bias voltage source 6 is
TR9 minus the base-emitter voltage of 9
(emitter voltage) must always be as high as the product of the collector-emitter resistance when the TR 11 is on and the current of the constant current source 4.
そこで、差動増幅回路が高い入力電圧Viを取り
扱う場合には、バイアス電圧VBを充分に高く設
定しなければないが、バイアス電圧VBを充分に
高く設定すると、電源電圧源13が変動した際
に、TR9のコレクタ電圧がエミツタ電圧よりも
低くなるようなことも生じ、差動増幅回路が正常
に動作しなくなつてしまう。 Therefore, when the differential amplifier circuit handles a high input voltage V i , the bias voltage V B must be set high enough, but if the bias voltage V B is set high enough, the power supply voltage source 13 will fluctuate. In this case, the collector voltage of TR9 may become lower than the emitter voltage, and the differential amplifier circuit will not operate properly.
かかる不都合を除くために、第1図の差動増幅
回路には、抵抗16とダイオード17,18によ
るリミツタが設けられ、高い入力電圧Viの振幅を
制限してバイアス電圧VBを余り高く設定する必
要がないようにしている。 In order to eliminate this inconvenience, the differential amplifier circuit shown in FIG. 1 is provided with a limiter consisting of a resistor 16 and diodes 17 and 18, which limits the amplitude of the high input voltage V i and prevents the bias voltage V B from being set too high. I'm trying not to have to.
ところが、抵抗16は増幅回路14と差動増幅
回路におけるTR11のベースに接続され、ま
た、ダイオード17,18によるリミツタは、抵
抗16とTR11のベースとの接続点と比較電圧
源5との間に接続されていることから、抵抗16
の抵抗値とダイオード17,18の寄生容量とに
よつて決まる遅延時間だけ入力電圧Viが遅延さ
れ、この遅延時間が電圧比較回路1の動作速度に
影響を与えることになる。また、比較電圧源5は
ダイオード17,18にも電流を供給しなければ
ならない。 However, the resistor 16 is connected to the amplifier circuit 14 and the base of TR11 in the differential amplifier circuit, and the limiter formed by diodes 17 and 18 is connected between the connection point between the resistor 16 and the base of TR11 and the comparison voltage source 5. Since it is connected, the resistance 16
The input voltage V i is delayed by a delay time determined by the resistance value of the diodes 17 and the parasitic capacitance of the diodes 17 and 18, and this delay time affects the operating speed of the voltage comparator circuit 1. The comparison voltage source 5 must also supply current to the diodes 17 and 18.
もちろん、抵抗16の抵抗値を充分大きくすれ
ば、バイアス電圧源5の電流供給能力を小さくす
ることができるが、遅延時間が長くなるために、
電圧比較回路1の高速性が損なわれることにな
る。 Of course, if the resistance value of the resistor 16 is made sufficiently large, the current supply capability of the bias voltage source 5 can be reduced, but since the delay time becomes longer,
The high speed performance of the voltage comparator circuit 1 will be impaired.
高速の電圧比較回路を構成するためには、抵抗
16として数百(Ω)程度の抵抗が用いられる
が、この場合の比較電圧源5の電流供給能力は数
(mA)程度を必要とする。抵抗16やダイオー
ド17,18を設けなければ、比較電圧源5の電
流供給能力は数(μA)程度でよいために、比較
電圧源5としては2個程度の抵抗ですむものであ
るのに対し、比較電圧源5の電流供給能力を数
(mA)程度とすると、比較電圧源5としては2
個程度の抵抗に加えて2個以上のトランジスタを
必要とする。 In order to construct a high-speed voltage comparison circuit, a resistor of about several hundred (Ω) is used as the resistor 16, but in this case, the current supply capacity of the comparison voltage source 5 is required to be about several (mA). If the resistor 16 and diodes 17 and 18 are not provided, the current supply capacity of the comparison voltage source 5 is only a few (μA), so the comparison voltage source 5 only needs about two resistors. Assuming that the current supply capacity of the source 5 is approximately several (mA), the comparison voltage source 5 is 2
It requires two or more transistors in addition to about two resistors.
そこで、第1図の電圧比較回路をモノリシツク
ICに内蔵する場合、抵抗16とダイオード17,
18は耐電流を考慮して標準サイズの数倍のサイ
ズのものを必要とし、また、比較電圧源5を構成
するトランジスタとしても、同様に、標準サイズ
の数倍のサイズのものを必要とする。 Therefore, we decided to create a monolithic version of the voltage comparison circuit shown in Figure 1.
When built into the IC, resistor 16 and diode 17,
18 requires a size several times the standard size in consideration of withstand current, and the transistor constituting the comparison voltage source 5 similarly requires a size several times the standard size. .
したがつて、モノリシツクIC内の素子数やチ
ツプサイズが増大して高価となり、しかも、ダイ
オード17,18によるリミツタに流れる電流の
変化にともなつて比較電圧源5の動作も変動し、
また、リミツタの温度による特性変化が電圧比較
器の比較電圧値に変動をもたらすことになる。 Therefore, the number of elements and chip size in the monolithic IC increase, making it expensive, and the operation of the comparison voltage source 5 also fluctuates as the current flowing through the limiter formed by the diodes 17 and 18 changes.
Further, a change in the characteristics of the limiter due to temperature causes a change in the comparison voltage value of the voltage comparator.
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、
高い入力電圧に対しても正常に動作し、かつ、迅
速な動作を行なうことができるようにした差動増
幅回路を提供するにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above-mentioned prior art,
It is an object of the present invention to provide a differential amplifier circuit which can operate normally even with high input voltages and can operate quickly.
この目的を達成するために、本発明は、入力電
圧と比較電圧とが供給される一対のトランジスタ
にカスケード接続された高速化のための一対のト
ランジスタに、電源電圧源からの電源電圧に応じ
て変化するベースバイアス電圧を印加するように
した点に特徴がある。
To achieve this objective, the present invention provides a pair of high-speed transistors cascaded to a pair of transistors supplied with an input voltage and a comparison voltage. The feature is that a varying base bias voltage is applied.
以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第2図は本発明による差動増幅回路の一実施例
を示す回路図であつて、19はバイアス電圧発生
回路であり、第1図に対応する部分には同一符号
をつけている。 FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the differential amplifier circuit according to the present invention, in which 19 is a bias voltage generating circuit, and parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.
第2図において、バイアス電圧発生回路19
は、電源電圧源13の電源電圧VCCが供給され、
この電源電圧VCCに応じたバイアス電圧VBを発生
する。このバイアス電圧VBはTR9,10のベー
スに共通に印加される。このために、TR9,1
0のベース電圧は電源電圧VCCの変動とともに変
化する。これらベース電圧は、電源電圧VCCが上
昇すると上昇し、また、電源電圧VCCが降下する
と降下し、このようなバイアス電圧VBを発生す
るように、バイアス電圧発生回路19が動作す
る。 In FIG. 2, bias voltage generation circuit 19
is supplied with the power supply voltage V CC of the power supply voltage source 13,
A bias voltage V B corresponding to this power supply voltage V CC is generated. This bias voltage V B is commonly applied to the bases of TRs 9 and 10. For this purpose, TR9,1
The base voltage of 0 changes with fluctuations in the power supply voltage V CC . These base voltages rise when the power supply voltage V CC rises, and fall when the power supply voltage V CC falls, and the bias voltage generation circuit 19 operates to generate such a bias voltage V B.
ところで、TR11の入力電圧Viが充分高くな
り、いま、TR9,10,11,12の夫々のベ
ース・エミツタ間電圧は無視することができる程
度に充分低いとすると、TR11のエミツタ電圧
が、そのコレクタ電圧から定電流源4の電流i4と
トランジスタ11のオン時のコレクタ・エミツタ
間抵抗(以下、オン抵抗という)RCEとの積によ
る電圧(以下、オン電圧降下という)を差し引い
た電圧よりも高いときには、TR11は、いわゆ
る、飽和して動作が不安定となる。すなわち、
TR11はオン状態ではなくなる。 By the way, if the input voltage V i of TR11 becomes sufficiently high and the voltage between the base and emitter of each of TR9, 10, 11, and 12 is now sufficiently low to the extent that it can be ignored, the emitter voltage of TR11 becomes The voltage obtained by subtracting the voltage resulting from the product of the current i4 of the constant current source 4 and the collector-emitter resistance (hereinafter referred to as on-resistance) R CE when the transistor 11 is turned on (hereinafter referred to as on-voltage drop) from the collector voltage. When TR11 is also high, the TR11 becomes saturated and its operation becomes unstable. That is,
TR11 is no longer on.
バイアス電圧発生回路19は、かかるTR11
が飽和状態となるのを防止するように、入力電圧
Viの上昇した最大値でもTR11が飽和しないよ
うに、バイアス電圧VBを高くしておく、また、
電源電圧VCCが降下しても、バイアス電圧VBも降
下してトランジスタ9,10が飽和しないように
する。 The bias voltage generation circuit 19
input voltage to prevent saturation.
Keep the bias voltage V B high so that TR11 does not saturate even when V i increases to its maximum value, and
Even if the power supply voltage V CC drops, the bias voltage V B also drops to prevent transistors 9 and 10 from being saturated.
すなわち、一般に増幅回路14は、その終段の
トランジスタのコレクタが電源に接続されたエミ
ツタフオロワで構成されていることが多いので、
増幅回路14の出力電圧は、そのエミツタフオロ
ワのエミツタの電圧と等しくなる。この出力電圧
が電圧比較回路1の入力電圧Viとして差動増幅回
路を構成するTR11のベースに供給される。こ
のために、増幅回路14の最大出力電圧VMは、
増幅回路14の出力電圧の最大電圧であり、電圧
源13の電源電圧VCCから上記終段のトランジス
タのベース・エミツタ間電圧VBEを差し引いた電
圧であり、したがつて、次式で表わされる。 That is, since the amplifier circuit 14 is generally composed of an emitter follower in which the collector of the final stage transistor is connected to the power supply,
The output voltage of the amplifier circuit 14 becomes equal to the voltage at the emitter of its emitter follower. This output voltage is supplied as the input voltage V i of the voltage comparison circuit 1 to the base of the TR 11 constituting the differential amplifier circuit. For this reason, the maximum output voltage V M of the amplifier circuit 14 is
This is the maximum output voltage of the amplifier circuit 14, and is the voltage obtained by subtracting the base-emitter voltage V BE of the final stage transistor from the power supply voltage V CC of the voltage source 13, and is therefore expressed by the following equation. .
VM=VCC−VBE ……(1)
なお、一般に、VBEは約0.7(V)である。増幅回
路14がかかる最大出力電圧VMを発生したとき
に、TR11が飽和しなければ、いかなる入力電
圧Viが供給されてもTR11は飽和しないから、
このときのバイアス電圧VBをVBMとすると、
VBM>VM+RCE×i4 ……(2)
でなければならない。なお、RCE,i4は、先にも
述べたように、夫々TR11のオン抵抗、定電流
源4の電流であり、したがつて、式(2)の右辺第2
項は、TR11のオン電圧降下である。 V M =V CC -V BE (1) Generally, V BE is about 0.7 (V). If TR11 is not saturated when the amplifier circuit 14 generates the maximum output voltage V M , TR11 will not be saturated no matter what input voltage V i is supplied.
If the bias voltage V B at this time is V BM , then V BM > V M + R CE ×i 4 ...(2) must be satisfied. As mentioned earlier, R CE and i 4 are the on-resistance of the TR 11 and the current of the constant current source 4, respectively, and therefore, the second
The term is the ON voltage drop of TR11.
ところで、VBE≫RCE×i4であるから、式(1)、(2)
より、
VBM>VCC−VBE ……(3)
となる。 By the way, since V BE ≫R CE ×i 4 , equations (1) and (2)
Therefore, V BM > V CC −V BE ……(3).
つまり、バイアス発生回路19は、TR11に
最大の入力電圧が供給されたときに、式(3)を満足
するバイアス電圧VBを発生する。 That is, the bias generation circuit 19 generates the bias voltage V B that satisfies equation (3) when the maximum input voltage is supplied to the TR 11.
さらに、電圧源の電源電圧VCCが変動しても、
この変動とともに変化するバイアス電圧VBは、
TR9,10のエミツタ電圧が、電源電圧VCCか
ら負荷抵抗7とTR9のオン抵抗との和に定電流
源4の電流i4を乗じたことによる電圧を差し引い
た電圧、および、電源電圧VCCから負荷抵抗8と
TR10のオン抵抗との和に定電流源4の電流i4
を乗したことによる電圧を差し引いた電圧より
も、常に低いように、負荷抵抗7,8の抵抗値お
よび定電流源4の電流値を設定する。このことに
より、TR9,10は飽和することはない。 Furthermore, even if the power supply voltage V CC of the voltage source fluctuates,
The bias voltage V B that changes with this fluctuation is
The emitter voltage of TRs 9 and 10 is the voltage obtained by subtracting the voltage obtained by multiplying the sum of the load resistance 7 and the on-resistance of TR 9 by the current i 4 of the constant current source 4 from the power supply voltage V CC , and the power supply voltage V CC to load resistance 8 and
The sum of the on-resistance of TR10 and the current of constant current source 4 i 4
The resistance values of the load resistors 7 and 8 and the current value of the constant current source 4 are set so that they are always lower than the voltage obtained by subtracting the voltage multiplied by . This prevents TR9 and TR10 from becoming saturated.
しかるに、入力電圧Viが上昇して充分に高くな
つても、この入力電圧Viは最大式(1)で示す値であ
つて、このときのバイアス電圧VBは式(3)を満足
するから、TR11,12は飽和することがな
く、また、電源電圧VCCが低下しても、これとと
もにバイアス電圧VBも低下してTR9,10は飽
和せず、この場合、入力電圧Viも低下するから、
TR11,12も飽和することがない。したがつ
て、充分に高い入力電圧Viは振幅を制限すること
もなく直接TR11のベースに供給することがで
き、また、電源電圧VCCの変動に対しても、差動
増幅回路は安定に動作する。このために、第1図
に示したようなリミツタを設ける必要がないか
ら、動作が高速であり、定電流源5は電流供給能
力の数(μA)と小さくすることができて動作も
安定化し、素子数が低減化されてチツプサイズの
小さいモノリシツクIC化が実現できる。 However, even if the input voltage V i rises and becomes sufficiently high, the input voltage V i remains at the maximum value shown in equation (1), and the bias voltage V B at this time satisfies equation (3). Therefore, TRs 11 and 12 do not saturate, and even if the power supply voltage V CC decreases, the bias voltage V B also decreases and TRs 9 and 10 do not saturate. In this case, the input voltage V i also decreases. Because it decreases,
TRs 11 and 12 are also never saturated. Therefore, a sufficiently high input voltage V i can be directly supplied to the base of TR11 without limiting the amplitude, and the differential amplifier circuit remains stable even when the power supply voltage V CC changes. Operate. For this reason, there is no need to provide a limiter as shown in Figure 1, so the operation is fast, and the constant current source 5 can be made as small as the current supply capacity (μA), making the operation more stable. By reducing the number of elements, it is possible to realize a monolithic IC with a small chip size.
第3図は1つの具体的なバイアス発生回路を示
した第2図の実施例の回路図であつて、20は電
流源、21は抵抗であり、第2図に対応する部分
には同一符号をつけて説明を一部省略する。 FIG. 3 is a circuit diagram of the embodiment of FIG. 2 showing one specific bias generation circuit, in which 20 is a current source, 21 is a resistor, and parts corresponding to those in FIG. 2 have the same reference numerals. Some explanations will be omitted.
第3図において、電流源20と抵抗21とがバ
イアス電圧発生回路19(第2図)を構成してお
り、いま、抵抗21の抵抗値をR2、電流源20
の電流値をi20,TR9,10のベース電流をiBと
すると、TR9,10のベース電圧V9,V10は、
V9=V10=VCC−R21×(i20+iB)
となり、電源電圧VCCの変動とともに変化する。
そこで、このベース電圧V9,V10の最大値が上記
式(3)を満足するように抵抗21の抵抗値R21を設
定し、かつ、抵抗7,8の抵抗値および定電流源
4の電流値を、第2図で説明したように、設定す
ることにより、TR9,10,11,12は飽和
することがない。 In FIG. 3, a current source 20 and a resistor 21 constitute a bias voltage generation circuit 19 (FIG. 2 ).
If the current value of is i 20 and the base current of TRs 9 and 10 is i B , then the base voltages of TRs 9 and 10 V 9 and V 10 are V 9 = V 10 = V CC −R 21 × (i 20 + i B ) and changes with fluctuations in the power supply voltage V CC .
Therefore, the resistance value R 21 of the resistor 21 is set so that the maximum value of the base voltages V 9 and V 10 satisfies the above formula (3), and the resistance value of the resistors 7 and 8 and the constant current source 4 are set. By setting the current values as explained in FIG. 2, TRs 9, 10, 11, and 12 will not become saturated.
第4図は他の具体的なバイアス電圧発生回路を
示した第2図の実施例の回路図であつて、22は
抵抗、23はダイオードであり、第2図に対応す
る部分には同一符号をつけて説明を一部省略す
る。 FIG. 4 is a circuit diagram of the embodiment of FIG. 2 showing another specific bias voltage generation circuit, in which 22 is a resistor, 23 is a diode, and parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. Some explanations will be omitted.
第4図において、抵抗22とダイオード23と
がバイアス電圧発生回路19(第2図)を構成し
ており、いま、ダイオード23の順方向電圧を
VFとすると、TR9,10のベース電圧V9,V10
は、
V9=V10=VCC−VF
となり、電源電圧VCCの変動とともに変化する。
そこで、このベース電圧V9,V10の最大値が上記
式(3)を満足するような順方向電圧VFのダイオー
ドをダイオード23に用い、かつ、抵抗7,8の
抵抗値と定電流源4の電流値を、先に説明したよ
うに、設定することにより、TR9,10,1
1,12は飽和することはない。 In FIG. 4, a resistor 22 and a diode 23 constitute a bias voltage generation circuit 19 (FIG. 2), and the forward voltage of the diode 23 is now
Assuming V F , the base voltages of TR9 and 10 are V 9 and V 10
V 9 =V 10 =V CC −V F , which changes with fluctuations in the power supply voltage V CC .
Therefore, a diode with a forward voltage V F such that the maximum value of the base voltages V 9 and V 10 satisfies the above formula (3) is used as the diode 23, and the resistance values of the resistors 7 and 8 and the constant current source By setting the current value of 4 as explained earlier, TR9, 10, 1
1 and 12 are never saturated.
なお、上記実施例は、電圧比較回路の入力段と
して用いた場合について説明したが、本発明は、
これに限られるものではない。 In addition, although the above-mentioned example explained the case where it was used as an input stage of a voltage comparison circuit, the present invention
It is not limited to this.
以上説明したように、本発明によれば、高い入
力電圧に対しても、振幅制限を加えることなく直
接取り扱うことができ、動作が高速化かつ安定化
するとともに、素子数も削減することができてモ
ノリシツクIC化に際してチツプサイズの小型化、
低コストが実現でき、上記従来技術の欠点を除い
て優れた機能の差動増幅回路を提供することがで
きる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to directly handle high input voltages without imposing amplitude restrictions, speeding up and stabilizing the operation, and reducing the number of elements. When making monolithic ICs, the chip size is reduced,
It is possible to realize a low cost, and to provide a differential amplifier circuit with excellent functions without the drawbacks of the above-mentioned conventional technology.
第1図は電圧比較回路の入力段として用いた従
来の差動増幅回路の一例を示す回路図、第2図は
電圧比較回路の入力段として用いた本発明による
差動増幅回路の一実施例を示す回路図、第3図お
よび第4図は夫々具体的なバイアス回路を示した
第2図の実施例の回路図である。
1…電圧比較回路、4…定電流源、5…比較電
圧源、7,8…負荷抵抗、13…電源電圧源、1
4…増幅回路、19…バイアス電圧発生回路、2
0…電流源。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional differential amplifier circuit used as an input stage of a voltage comparison circuit, and FIG. 2 is an embodiment of a differential amplifier circuit according to the present invention used as an input stage of a voltage comparison circuit. FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams of the embodiment of FIG. 2, each showing a specific bias circuit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Voltage comparison circuit, 4... Constant current source, 5... Comparison voltage source, 7, 8... Load resistance, 13... Power supply voltage source, 1
4...Amplification circuit, 19...Bias voltage generation circuit, 2
0...Current source.
Claims (1)
た第1、第2のトランジスタと、エミツタが該第
1のトランジスタのコレクタに接続されてコレク
タが第1の負荷を介して電圧源に接続された第3
のトランジスタと、エミツタが該第2のトランジ
スタのコレクタに接続されてコレクタが第2の負
荷を介して該電圧源に接続された第4のトランジ
スタを備え、該第1、第2のトランジスタのベー
スに夫々第1、第2の入力電圧を供給するように
した差動増幅回路において、該電圧源の電圧が供
給され該電圧に応じたバイアス電圧を発生するバ
イアス電圧発生回路を設け、該バイアス電圧を前
記第3、第4のトランジスタのベースに印加する
ように構成したことを特徴とする差動増幅器。1 first and second transistors whose respective emitters are connected to a common constant current source; whose emitters are connected to the collector of the first transistor and whose collectors are connected to a voltage source via a first load; The third
a fourth transistor whose emitter is connected to the collector of the second transistor and whose collector is connected to the voltage source via a second load, the bases of the first and second transistors; In a differential amplifier circuit configured to supply first and second input voltages, respectively, a bias voltage generation circuit is provided which is supplied with the voltage of the voltage source and generates a bias voltage according to the voltage. is applied to the bases of the third and fourth transistors.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13584283A JPS6028309A (en) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | Differential amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13584283A JPS6028309A (en) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | Differential amplifier circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6028309A JPS6028309A (en) | 1985-02-13 |
| JPH0157525B2 true JPH0157525B2 (en) | 1989-12-06 |
Family
ID=15161033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13584283A Granted JPS6028309A (en) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | Differential amplifier circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6028309A (en) |
-
1983
- 1983-07-27 JP JP13584283A patent/JPS6028309A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6028309A (en) | 1985-02-13 |
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