JPH0212051B2 - - Google Patents
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- JPH0212051B2 JPH0212051B2 JP56195180A JP19518081A JPH0212051B2 JP H0212051 B2 JPH0212051 B2 JP H0212051B2 JP 56195180 A JP56195180 A JP 56195180A JP 19518081 A JP19518081 A JP 19518081A JP H0212051 B2 JPH0212051 B2 JP H0212051B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、増幅回路の入力部バイアス供給源
に適するバイアス回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a bias circuit suitable as an input bias supply source for an amplifier circuit.
従来の信号増幅回路では、たとえば、第１図に
示される回路構成が用いられる。この回路は、３
つのnpnトランジスタ１，２，３および抵抗４，
５，６，７，８，９のそれぞれにより構成され、
入力交流信号は入力端子１０から、結合コンデン
サ１１を通じてトランジスタ２のベースに加えら
れ、さらに、出力信号は、トランジスタ３のコレ
クタに設けられた出力端子１２から得られる。そ
して、この回路では、トランジスタ１がそのコレ
クタ・ベース間共通接続のダイオード接続（以
下、単にダイオードと記す）で用いられ、そのア
ノード側を、前記抵抗４を介して、回路の電源
VCCの正極側に接続し、そのアノード電位VAを前
記抵抗５および同６によつて分割して、これを、
前記抵抗７を通じて、前記トランジスタ２のベー
スに加えて、入力交流信号のバイアス電圧VBと
して利用している。各トランジスタの直流電流増
幅率hFEが十分に大きいとして、この回路の動作
をみると、上記バイアス電位VBは、前記抵抗５
および同６の各抵抗値をR5およびR6として、次
式で与えられる。 In a conventional signal amplification circuit, for example, a circuit configuration shown in FIG. 1 is used. This circuit consists of 3
two npn transistors 1, 2, 3 and a resistor 4,
Consisting of each of 5, 6, 7, 8, and 9,
An input AC signal is applied from an input terminal 10 to the base of the transistor 2 through a coupling capacitor 11, and an output signal is obtained from an output terminal 12 provided at the collector of the transistor 3. In this circuit, the transistor 1 is used with a common diode connection between its collector and base (hereinafter simply referred to as a diode), and its anode side is connected to the circuit's power supply via the resistor 4.
Connected to the positive side of V CC , and dividing its anode potential V A by the resistors 5 and 6, this is
Through the resistor 7, in addition to the base of the transistor 2, it is used as a bias voltage VB of the input AC signal. Assuming that the DC current amplification factor h FE of each transistor is sufficiently large, and looking at the operation of this circuit, the above bias potential V B is
and R 5 and R 6 , respectively, are given by the following formula.
VB＝R6／R5＋R6×VA ……(1)
ここで、VA＝VBE1、すなわち、トランジスタ
１によるダイオードのアノード側電位VAは、同
トランジスタ１のベース・エミツタ間電位VBE1そ
のものである。各抵抗の温度依存性が無視できる
とすると、バイアス電圧VBの温度係数は、(1)式
から、次式で与えられる。 V B = R 6 / R 5 + R 6 × V A ... (1) Here, V A = V BE1 , that is, the anode side potential V A of the diode caused by transistor 1 is the base-emitter potential of transistor 1. V BE1 itself. Assuming that the temperature dependence of each resistance can be ignored, the temperature coefficient of bias voltage V B is given by the following equation from equation (1).
dVB／dT＝R6／R5＋R6×dVA／dT ……(2)
ところで、トランジスタ２の増幅作用は、ベー
スへの入力電圧がそのベース・エミツタ間電圧
VBE2をこえたときに生じる。ダイオードのアノー
ド側電位VAとトランジスタ２のベース・エミツ
タ間電圧VBE2はほぼ等しい電圧値であり、アノー
ド側電圧VAから抵抗分割したバイアス電圧VBを
トランジスタ２のベースに印加しただけの状態で
は、トランジスタ２は導通しない。トランジスタ
２を導通させるためには、信号入力端子１０か
ら、結合コンデンサ１１を介して、パルス的な交
流信号を印加して、その交流信号とバイアス電圧
VBとの和の電圧がトランジスタ２のベース・エ
ミツタ間電位VBE2を越えなければならない。そし
て、このときの交流入力信号を増幅回路のしきい
値とすると、この増幅回路のしきい値電圧は、
VBE2−VBである。そして、このしきい値電圧の
温度係数は次式で与えられる。 dV B /dT=R 6 /R 5 +R 6 ×dV A /dT ...(2) By the way, the amplification effect of transistor 2 is such that the input voltage to the base is equal to the voltage between its base and emitter.
Occurs when V BE2 is exceeded. The anode side potential V A of the diode and the base-emitter voltage V BE2 of transistor 2 are approximately the same voltage value, and the state is such that only a bias voltage V B obtained by dividing the anode side voltage V A by resistance is applied to the base of transistor 2. In this case, transistor 2 is not conductive. In order to make the transistor 2 conductive, a pulsed alternating current signal is applied from the signal input terminal 10 via the coupling capacitor 11, and the alternating current signal and the bias voltage are
The sum voltage with V B must exceed the base-emitter potential V BE2 of transistor 2. If the AC input signal at this time is the threshold of the amplifier circuit, the threshold voltage of this amplifier circuit is
V BE2 − V B. The temperature coefficient of this threshold voltage is given by the following equation.
dVBE2／dT−dVB／dT＝dVBE2／dT−R6／R5＋R6・dVBE1／
dT
……(3)
すなわち、この(3)式からわかるように、第１図
に示される回路構成では、トランジスタ１および
同２のそれぞれのベース・エミツタ間電圧の温度
係数が同じでも、抵抗５および同６の抵抗分割比
R6／（R5＋R6）に相当する温度依存性がある。
たとえば、第１図の回路で、ベース・エミツタ間
電圧VBE2より低いバイアス印加電圧VBに重畳し
てトランジスタ２をオンさせるのに必要なパルス
性の交流入力電圧を300mV（ｏ−ｐ）とすると、
抵抗４を20KΩ、抵抗５を2.1KΩ、抵抗６をＫ
Ω、抵抗７を20KΩ、抵抗８を30KΩにそれぞれ
設定したときの標準的条件で、前述のしきい値電
圧温度係数は、約−0.692mV／℃になり、これに
よる出力特性の温度依存性が無視できない。dV BE2 /dT-dV B /dT=dV BE2 /dT-R 6 /R 5 +R 6・dV BE1 /
dT...(3) That is, as can be seen from equation (3), in the circuit configuration shown in Figure 1, even if the temperature coefficients of the base-emitter voltages of transistors 1 and 2 are the same, the resistor 5 and the same resistance division ratio of 6
There is a temperature dependence equivalent to R 6 /(R 5 + R 6 ).
For example, in the circuit shown in Figure 1, the pulsed AC input voltage necessary to turn on transistor 2 by superimposing it on the bias applied voltage V B lower than the base-emitter voltage V BE2 is 300 mV (o-p). Then,
Resistor 4 is 20KΩ, resistor 5 is 2.1KΩ, resistor 6 is K
Under standard conditions when resistor 7 is set to 20KΩ and resistor 8 is set to 30KΩ, the threshold voltage temperature coefficient described above is approximately -0.692mV/°C, and the temperature dependence of the output characteristics due to this is approximately -0.692mV/℃. Can't be ignored.
この発明は上述の問題点を解消することを目的
とするものであり、バイアス回路の温度依存性を
大幅に低減した回路構成を提供するものである。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and provides a circuit configuration in which the temperature dependence of the bias circuit is significantly reduced.
以下に、この発明の回路構成を実施例により詳
しくのべる。 Below, the circuit configuration of the present invention will be described in detail with reference to examples.
第２図にこの発明の実施例バイアス回路とそれ
をそなえた増幅回路を示す。この回路構成で、入
力部バイアス回路は、npnトランジスタ１３、ダ
イオード１４、npnトランジスタ１５および抵抗
１６，１７，１８，１９の組合せによつて構成さ
れる。そして、このバイアス回路が結合される交
流信号の入力部およびトランジスタ増幅回路は、
前記第１図で示された従来例と同じである。 FIG. 2 shows an embodiment of the bias circuit of the present invention and an amplifier circuit equipped with the bias circuit. With this circuit configuration, the input section bias circuit is constituted by a combination of an npn transistor 13, a diode 14, an npn transistor 15, and resistors 16, 17, 18, and 19. The AC signal input section and transistor amplification circuit to which this bias circuit is coupled are:
This is the same as the conventional example shown in FIG.
さて、この回路において、トランジスタ２のベ
ースバイアス電圧VBは、トランジスタ１５のエ
ミツタ電圧VEから抵抗１８および同１９により
分割して得て、抵抗７を通じて供給される。抵抗
１８および同１９の抵抗値をR18およびR19とす
ると、ベースバイアス電圧VBは、前述の(1)式と
同様に、次式で示される。 In this circuit, the base bias voltage V B of the transistor 2 is obtained by dividing the emitter voltage V E of the transistor 15 by resistors 18 and 19, and is supplied through the resistor 7. Assuming that the resistance values of the resistors 18 and 19 are R18 and R19 , the base bias voltage VB is expressed by the following equation, similar to the above-mentioned equation (1).
VB＝R19／R18＋R19×VE ……(4)
ここで、前記トランジスタ１５のエミツタ電圧
VBEについてみると、トランジスタ１３のベー
ス・エミツタ間電圧VBE4、前記ダイオード１４の
アノード・カソード間電圧VF、前記トランジス
タ１５のベース・エミツタ間電圧VBE2のそれぞれ
の関係から、前記エミツタ電圧VEは次式のよう
に表わすことができを。 V B =R 19 /R 18 +R 19 ×V E ...(4) Here, the emitter voltage of the transistor 15
Regarding V BE , from the relationship among the base-emitter voltage V BE4 of the transistor 13, the anode-cathode voltage V F of the diode 14, and the base-emitter voltage V BE2 of the transistor 15, E can be expressed as the following equation.
VE＝VBE4＋VF−VBE5 ……(5)
そこで、第２図に示される増幅回路におけるト
ランジスタ２のしきい値電圧の温度係数を求める
と、(4)および(5)式の結合により、(3)式と同様の関
係式として、次式で与えられる。 V E = V BE4 + V F −V BE5 ...(5) Therefore, when we calculate the temperature coefficient of the threshold voltage of transistor 2 in the amplifier circuit shown in Figure 2, we obtain the combination of equations (4) and (5). Therefore, a relational expression similar to equation (3) is given by the following equation.
dVBE2／dT−dVB／dT＝dVBE2／dT−R19／R18＋R19（dV
BE4／dT＋dVF／dT−dVBE5／dT）……(6)
(6)式が最小値になるように設定することによつ
て、この増幅回路のしきい値電圧の温度係数、す
なわち、温度依存性を大幅に低減することが可能
である。 dV BE2 /dT-dV B /dT=dV BE2 /dT-R 19 /R 18 +R 19 (dV
BE4 /dT+dV F /dT−dV BE5 /dT)...(6) By setting equation (6) to the minimum value, the temperature coefficient of the threshold voltage of this amplifier circuit, that is, the temperature It is possible to significantly reduce dependence.
一般に、トランジスタのベース・エミツタ間電
圧VBEの温度係数dVBE／dTは、エミツタ電流IEを
一定として、近似的に次式で表わされることが知
られている。 Generally, it is known that the temperature coefficient dV BE /dT of the base-emitter voltage V BE of a transistor is approximately expressed by the following equation, assuming that the emitter current I E is constant.
dVBE／dT｜IE：一定＝−3kT／ｑ＋Ego／ｑ−VBE／Ｔ…
…(7)
この(7)式で、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温
度（〓）で表わされる接合温度、Ego：０〓にお
けるシリコンのエネルギーバンドギヤツプ、ｑ：
電子の電荷である。この(7)式によると、VBEが小
さいと、｜dVBE／dT｜は大きくなり、逆に、VBE
が大きいと｜dVBE／dT｜は小さいという関係に
ある。そこで、前記(6)式をみると、右辺１項はト
ランジスタ２の温度係数項であつて、これは従来
例回路の場合と同じである。同式の右辺２項はバ
イアス回路の温度係数項であり、この項をできる
だけ大きくして、同右辺１項の値と同等になるよ
うに回路設定する必要がある。そのためには、｜
dVBE4／dT｜，｜dVF／dT｜を大きくし、｜
dVBE5／dT｜を小さくすることが有効である。こ
の実施例回路構成では｜dVF／dT｜を大きくす
ることによつて、増幅回路のしきい値電圧の温度
依存性を極小にすることがとくに有効であつた。
なお、前記ダイオード１４はnpnトランジスタの
コレクタとベースとを共通接続したものであるか
ら、その順方向電圧VFは同トランジスタのベー
ス・エミツタ間電圧VBEに等しく、その温度係数
は前記(7)式と同等である。そこで、前記ダイオー
ド１４のカソード側、すなわち、npnトランジス
タのエミツタ側をトランジスタ１３のベースに接
続して、このトランジスタ１３の微小なベース電
流を前記ダイオード１４から供給することによつ
て、同ダイオード１４の電流を極小になし、前述
の回路設定を満足させることができる。dV BE /dT｜I E : Constant=-3kT/q+Ego/q-V BE /T...
...(7) In this equation (7), k: Boltzmann constant, T: junction temperature expressed as absolute temperature (〓), Ego: energy band gap of silicon at 0〓, q:
It is the charge of an electron. According to equation (7), when V BE is small, |dV BE /dT| becomes large, and conversely, V BE
is large, |dV BE /dT| is small. Therefore, looking at equation (6) above, the first term on the right side is the temperature coefficient term of transistor 2, which is the same as in the case of the conventional circuit. The second term on the right-hand side of the equation is the temperature coefficient term of the bias circuit, and it is necessary to set the circuit so that this term is as large as possible and equal to the value of the first term on the right-hand side. For that purpose, |
Increase dV BE4 /dT|, |dV F /dT|,
It is effective to reduce dV BE5 /dT|. In this example circuit configuration, it was particularly effective to minimize the temperature dependence of the threshold voltage of the amplifier circuit by increasing |dV F /dT|.
Note that since the diode 14 has the collector and base of an npn transistor commonly connected, its forward voltage V F is equal to the base-emitter voltage V BE of the transistor, and its temperature coefficient is as shown in (7) above. Equivalent to Eq. Therefore, by connecting the cathode side of the diode 14, that is, the emitter side of the npn transistor to the base of the transistor 13, and supplying the minute base current of the transistor 13 from the diode 14, The current can be minimized and the circuit settings described above can be satisfied.
また、前記ダイオード１４はそのカソード面積
すなわち、npnトランジスタのエミツタ面積を大
きくして、その電流密度を低減することにより、
前記(7)式の関係から、前記(6)式中の｜dVF／dT
｜をいつそう大きくして、前述の回路設定条件を
一段と安定に満足させることができる。 In addition, the diode 14 increases its cathode area, that is, the emitter area of the npn transistor, and reduces its current density.
From the relationship in equation (7) above, |dV F /dT in equation (6) above
| can be made larger to more stably satisfy the circuit setting conditions described above.
第２図の実施例回路では、トランジスタ１３の
ベース電流を同トランジスタ１３のコレクタ・ベ
ース接合間に接続されているダイオード１４によ
り供給するが、トランジスタ１３の直流電流増幅
率（hFE）にばらつきがあると、この影響が前記
ダイオード１４の順方向電圧VFに現われるので、
これを抵抗１７によつて最小限にとどめるように
なしたものである。 In the example circuit shown in FIG. 2, the base current of the transistor 13 is supplied by the diode 14 connected between the collector and base junction of the transistor 13, but there are variations in the DC current amplification factor (h FE ) of the transistor 13. If so, this effect will appear on the forward voltage V F of the diode 14, so
This is minimized by the resistor 17.
この実施例回路によれば、回路設定条件を前記
第１図で示された従来例回路とほぼ同じになし
て、そのしきい値電圧を同等にしたときのしきい
値電圧温度係数は、従来回路の場合の約1/5〜1/1
０の値になることが確認され、大幅な改善が認め
られた。 According to this example circuit, when the circuit setting conditions are made almost the same as those of the conventional example circuit shown in FIG. 1, and the threshold voltages are made the same, the threshold voltage temperature coefficient is Approximately 1/5 to 1/1 of the circuit case
It was confirmed that the value was 0, and a significant improvement was recognized.
以上に実施例を詳しくのべたように、この発明
は、要約すると、第１のトランジスタのコレクタ
を、第１の抵抗を介して、電源の一端に接続し、
同第１のトランジスタのコレクタ・ベース間にダ
イオードを接続し、同第１のトランジスタのエミ
ツタを前記電源の他端に接続し、第のトランジス
タのベースを前記第１のトランジスタのコレクタ
と前記ダイオードのアノードとの共通接続部に接
続し、同第２のトランジスタのコレクタを前記電
源の一端に接続し、同第２のトランジスタのエミ
ツタを、第２の抵抗および第３の抵抗の直列体を
介して、前記電源の他端に接続した構成のバイア
ス回路である。この発明によれば、トランジスタ
のベースに所定の交流入力信号を加えて信号増幅
する通常の増幅回路に対して、その増幅作用しき
い値電圧を温度依存性の小さいものにすることが
可能である。そして、この発明は増幅回路ととも
に集積化するのに好適である。 As described in detail in the embodiments above, the present invention, in summary, connects the collector of the first transistor to one end of the power supply via the first resistor,
A diode is connected between the collector and base of the first transistor, the emitter of the first transistor is connected to the other end of the power supply, and the base of the first transistor is connected between the collector of the first transistor and the diode. The collector of the second transistor is connected to one end of the power supply, and the emitter of the second transistor is connected to the common connection with the anode through a series body of a second resistor and a third resistor. , a bias circuit configured to be connected to the other end of the power supply. According to the present invention, it is possible to make the amplification threshold voltage less temperature dependent for a normal amplifier circuit that amplifies the signal by applying a predetermined AC input signal to the base of the transistor. . The present invention is suitable for integration with an amplifier circuit.
第１図は従来例のバイアス回路を有する増幅回
路の回路図、第２図はこの発明の実施例バイアス
回路を有する増幅回路の回路図である。
３，１３，１５……npnトランジスタ、１０…
…信号入力端子、１１……結合コンデンサ、１２
……信号出力端子、１４……ダイオード、１６，
１７，１８，１９……抵抗。
FIG. 1 is a circuit diagram of an amplifier circuit having a conventional bias circuit, and FIG. 2 is a circuit diagram of an amplifier circuit having a bias circuit according to an embodiment of the present invention. 3, 13, 15...npn transistor, 10...
...Signal input terminal, 11...Coupling capacitor, 12
...Signal output terminal, 14...Diode, 16,
17, 18, 19...Resistance.
Claims (1)
抗を介して、電源の一端に接続し、同第１のトラ
ンジスタのコレクタ・ベース間にダイオードを接
続し、同第１のトランジスタのエミツタを前記電
源の他端に接続し、第２のトランジスタのベース
を前記第１のトランジスタのコレクタと前記ダイ
オードのアノードとの共通接続部に接続し、同第
２のトランジスタのコレクタを前記電源の一端に
接続し、同第２のトランジスタのエミツタを、第
２の抵抗および第３の抵抗の直列体を介して、前
記電源の他端に接続し、前記第２の抵抗および第
３の抵抗の直列体の接続中点電位を、第４の抵抗
を介して、エミツタが前記電源の他端に接続され
た第３のトランジスタのベースに供給する回路構
成のバイアス回路。1 Connect the collector of the first transistor to one end of the power supply via the first resistor, connect a diode between the collector and base of the first transistor, and connect the emitter of the first transistor to one end of the power supply. the base of the second transistor is connected to a common connection between the collector of the first transistor and the anode of the diode, and the collector of the second transistor is connected to one end of the power supply. , the emitter of the second transistor is connected to the other end of the power supply via a series series body of a second resistor and a third resistor, and a connection of the series series body of the second resistor and third resistor. A bias circuit configured to supply a midpoint potential via a fourth resistor to the base of a third transistor whose emitter is connected to the other end of the power supply.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56195180A JPS5896405A (en) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | Bias circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP56195180A JPS5896405A (en) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | Bias circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5896405A JPS5896405A (en) | 1983-06-08 |
| JPH0212051B2 true JPH0212051B2 (en) | 1990-03-16 |
Family
ID=16336775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56195180A Granted JPS5896405A (en) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | Bias circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5896405A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6262621A (en) * | 1985-09-13 | 1987-03-19 | Sankusu Kk | Photoelectric switch |
-
1981
- 1981-12-03 JP JP56195180A patent/JPS5896405A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5896405A (en) | 1983-06-08 |
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