JPH0220164B2 - - Google Patents
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- JPH0220164B2 JPH0220164B2 JP58220933A JP22093383A JPH0220164B2 JP H0220164 B2 JPH0220164 B2 JP H0220164B2 JP 58220933 A JP58220933 A JP 58220933A JP 22093383 A JP22093383 A JP 22093383A JP H0220164 B2 JPH0220164 B2 JP H0220164B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- transistors
- emitter
- collector
- base
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はトランジスタ回路に関し、特にいわゆ
る二重平衡差動増幅器に関するものである。
る二重平衡差動増幅器に関するものである。
一般的な二重平衡差動増幅器を第1図を用いて
説明する。トランジスタ1,2は第1の差動増幅
器を構成し、トランジスタ3,4は第2の差動増
幅器を構成する。トランジスタ1,4の各ベース
トランジスタ2,3の各ベースはそれぞれ共通接
続され、各々端子101,102に接続されてい
る。各端子101,102にはバイアス電源5か
ら抵抗6,7を介してバイアスを与えられてお
り、端子101,102間に第2の入力信号源1
08が接続されている。トランジスタ1,2の共
通エミツタはトランジスタ8のコレクタに、トラ
ンジスタ3,4の共通エミツタはトランジスタ9
のコレクタにそれぞれ接続される。トランジスタ
8,9のベースは端子103,104にそれぞれ
接続され、バイアス源10より抵抗11,12を
介してバイアスが与えられている。トランジスタ
8,9の各エミツタは抵抗13,14を介してそ
れぞれ接地され、それらはエミツタ接地動作す
る。端子103,104間に第1の入力信号源1
07が接続されている。トランジスタ1,3のコ
レクタは共通接続され、トランジスタ2,4のコ
レクタも共通接続され、それぞれトランジスタ1
5,16及び17,18から成る電流反転回路に
接続されている。トランジスタ16,18のコレ
クタと接地100間にそれぞれ抵抗19,20が
設けられ、抵抗19,20の一端は出力端子10
5,106に各々接続されている。この構成によ
り、二重平衡差動増幅器が構成され、端子10
3,104間に入力される第1の入力信号源10
7と端子101,102間に入力される第2の入
力信号源108との積が出力される。
説明する。トランジスタ1,2は第1の差動増幅
器を構成し、トランジスタ3,4は第2の差動増
幅器を構成する。トランジスタ1,4の各ベース
トランジスタ2,3の各ベースはそれぞれ共通接
続され、各々端子101,102に接続されてい
る。各端子101,102にはバイアス電源5か
ら抵抗6,7を介してバイアスを与えられてお
り、端子101,102間に第2の入力信号源1
08が接続されている。トランジスタ1,2の共
通エミツタはトランジスタ8のコレクタに、トラ
ンジスタ3,4の共通エミツタはトランジスタ9
のコレクタにそれぞれ接続される。トランジスタ
8,9のベースは端子103,104にそれぞれ
接続され、バイアス源10より抵抗11,12を
介してバイアスが与えられている。トランジスタ
8,9の各エミツタは抵抗13,14を介してそ
れぞれ接地され、それらはエミツタ接地動作す
る。端子103,104間に第1の入力信号源1
07が接続されている。トランジスタ1,3のコ
レクタは共通接続され、トランジスタ2,4のコ
レクタも共通接続され、それぞれトランジスタ1
5,16及び17,18から成る電流反転回路に
接続されている。トランジスタ16,18のコレ
クタと接地100間にそれぞれ抵抗19,20が
設けられ、抵抗19,20の一端は出力端子10
5,106に各々接続されている。この構成によ
り、二重平衡差動増幅器が構成され、端子10
3,104間に入力される第1の入力信号源10
7と端子101,102間に入力される第2の入
力信号源108との積が出力される。
通常、第2の入力信号源108はトランジスタ
1〜4をスイツチング動作する為の信号が供給さ
れ、第1の入力信号源107の入力振幅に比例
(依存する)出力信号が出力端子105,106
に出力される。トランジスタ8,9の無歪許容入
力Vimax(p−p)は、トランジスタ8,9がエ
ミツタ接地動作の為、バイアス電源10の電位を
VAとすると Vimax(p−p)/2=IE(Q8)×R13 =VA−VBE(Q8)/R13×R13 (=VA−VBE(Q9)/R14×R14) で表わされる。ここでIEはトランジスタのエミツ
タ電流、VBEはトランジスタのベース、エミツタ
間の順方向電圧、R13は抵抗13の抵抗値、R14
は抵抗14の抵抗値である。従つて、Vimaxを
決めるとバイアス電圧VAは一義的に決定される。
1〜4をスイツチング動作する為の信号が供給さ
れ、第1の入力信号源107の入力振幅に比例
(依存する)出力信号が出力端子105,106
に出力される。トランジスタ8,9の無歪許容入
力Vimax(p−p)は、トランジスタ8,9がエ
ミツタ接地動作の為、バイアス電源10の電位を
VAとすると Vimax(p−p)/2=IE(Q8)×R13 =VA−VBE(Q8)/R13×R13 (=VA−VBE(Q9)/R14×R14) で表わされる。ここでIEはトランジスタのエミツ
タ電流、VBEはトランジスタのベース、エミツタ
間の順方向電圧、R13は抵抗13の抵抗値、R14
は抵抗14の抵抗値である。従つて、Vimaxを
決めるとバイアス電圧VAは一義的に決定される。
例えば、Vimax=1Vp−pとすると、
VA=Vimax/2(p-p)+VBE
=1/2(Vp-p)+0.7=1.2V
となる。ところで、出力端105,106の直流
電圧VODCは、電源ライン109の電源電圧VCCか
ら、トランジスタ16又は18のコレクタ・エミ
ツタ間飽和電圧VCESat Q16を引いた電圧の1/2に
ある事が望ましい。即ち、 VODC=VCC−VCESat(Q16)/2 =VCC−VCESat(Q18)/2 従つて、無歪最大許容入力が規定された場合
で、電流反転回路の電流反転比が決まると、おの
ずと二重平衡差動増幅器の最大利得がAmaxが決
められる。例えばVA=1.2v、R13=R14=1kΩと
するとIEQ8=IEQ9=0.5mAであり、また電流反
転回路を構成するトランジスタ15,16及び1
7,18のエミツタ面積比を1:1とすると、電
流反転比は1:1であるので、IC(Q16)=IC
(Q18)=IEQ8=IEQ9=0.5mAとなる。従つて、
トランジスタQ16、Q18の0.5mA時のVCE(Sat)
Q16=0.2vとすれば、VCC=3vのときAvmaxは次
式で求まる。
電圧VODCは、電源ライン109の電源電圧VCCか
ら、トランジスタ16又は18のコレクタ・エミ
ツタ間飽和電圧VCESat Q16を引いた電圧の1/2に
ある事が望ましい。即ち、 VODC=VCC−VCESat(Q16)/2 =VCC−VCESat(Q18)/2 従つて、無歪最大許容入力が規定された場合
で、電流反転回路の電流反転比が決まると、おの
ずと二重平衡差動増幅器の最大利得がAmaxが決
められる。例えばVA=1.2v、R13=R14=1kΩと
するとIEQ8=IEQ9=0.5mAであり、また電流反
転回路を構成するトランジスタ15,16及び1
7,18のエミツタ面積比を1:1とすると、電
流反転比は1:1であるので、IC(Q16)=IC
(Q18)=IEQ8=IEQ9=0.5mAとなる。従つて、
トランジスタQ16、Q18の0.5mA時のVCE(Sat)
Q16=0.2vとすれば、VCC=3vのときAvmaxは次
式で求まる。
Avmax
={VCC−VCESat(Q16)}/2/ICQ16/R13(=R14)
=(3−0.2)/2/0.5/1(kΩ)=2.8倍
又、前述の無歪許容最大入力Vimaxを維持出
来る最小の電源電圧VCCminは、 VCCnio=Vimax(p-p)+VCESat(Q8) +VCESat(Q1)+VBE(Q15) =1.0+0.2+0.1+0.7=2.0V である。このように、従来の二重平衡差動増幅器
では、低電圧動作時でかつ又、無歪許容最大入力
を確保しゲイン設定する事は、非常にむずかしか
つた。
来る最小の電源電圧VCCminは、 VCCnio=Vimax(p-p)+VCESat(Q8) +VCESat(Q1)+VBE(Q15) =1.0+0.2+0.1+0.7=2.0V である。このように、従来の二重平衡差動増幅器
では、低電圧動作時でかつ又、無歪許容最大入力
を確保しゲイン設定する事は、非常にむずかしか
つた。
本発明の目的は、低電圧動作時に有効でかつ
又、無歪許容最大入力の設計容易な二重平衡差動
増幅器を提供することにある。
又、無歪許容最大入力の設計容易な二重平衡差動
増幅器を提供することにある。
本発明によるトランジスタ回路は、エミツタが
抵抗を介して第1の電位点に接続されベースに第
1の信号が供給される第1のトランジスタと、
夫々のエミツタが前記第1のトランジスタのコレ
クタに接続されベース間に第2の信号が供給され
る第2および第3のトランジスタと、前記第2の
トランジスタのコレクタと第2の電位点との間に
コレクタ−エミツタ路が接続された第4のトラン
ジスタと、このトランジスタのベース・コレクタ
間を接続する手段と、前記第4のトランジスタの
エミツタ・ベース路にエミツタ・ベース路が並列
に接続されコレクタから出力信号が取り出される
第5のトランジスタとを有し、さらに前記第1の
トランジスタのコレクタと前記第2の電位点との
間に電流源を備え、かつ前記第5のトランジスタ
のエミツタ・ベース接合面積を前記第4のトラン
ジスタのエミツタ・ベース接合面積よりも大きく
したことを特徴とする。
抵抗を介して第1の電位点に接続されベースに第
1の信号が供給される第1のトランジスタと、
夫々のエミツタが前記第1のトランジスタのコレ
クタに接続されベース間に第2の信号が供給され
る第2および第3のトランジスタと、前記第2の
トランジスタのコレクタと第2の電位点との間に
コレクタ−エミツタ路が接続された第4のトラン
ジスタと、このトランジスタのベース・コレクタ
間を接続する手段と、前記第4のトランジスタの
エミツタ・ベース路にエミツタ・ベース路が並列
に接続されコレクタから出力信号が取り出される
第5のトランジスタとを有し、さらに前記第1の
トランジスタのコレクタと前記第2の電位点との
間に電流源を備え、かつ前記第5のトランジスタ
のエミツタ・ベース接合面積を前記第4のトラン
ジスタのエミツタ・ベース接合面積よりも大きく
したことを特徴とする。
以下、本発明の実施例を図面により詳述に説明
する。
する。
第2図は本発明の一実施例を示し、第1図の従
来例と同一機能部は同じ番号で示してそれらの説
明は省略する。第1図と異なるところは、電源1
09とトランジスタ8,9の各コレクタとの間に
定電流源110,111を夫々接続したことと、
電流反転回路を構成するトランジスタ15−1
6,17−18のエミツタ面積比を1:1から
1:n(n>1)としたこととの2点である。
来例と同一機能部は同じ番号で示してそれらの説
明は省略する。第1図と異なるところは、電源1
09とトランジスタ8,9の各コレクタとの間に
定電流源110,111を夫々接続したことと、
電流反転回路を構成するトランジスタ15−1
6,17−18のエミツタ面積比を1:1から
1:n(n>1)としたこととの2点である。
定電流源110,111を付加してやること
で、この回路の前述した最大利得Avnaxを低下さ
せることなく、また最小電源電圧VCCnioを増加さ
せることなく無歪許容最大入力を増大できる。す
なわち、無歪許容最大入力を増大するには、トラ
ンジスタ8,9の動作電流(エミツタ電流)を増
加すればよい。従来の回路においてトランジスタ
8,9の動作電流が増加することは、トランジス
タ1乃至4,15乃至18の電流を増加させるこ
とになる。トランジスタ16,18の動作電流が
増加すると、第3図に示したトランジスタのIC−
VCE(sat)曲線から明らかなように、これらのコ
レクタ−エミツタ間飽和電圧VCE(sat)が増える。
このため、式および式から明らかなように、
最大利得Avnaxは低下し、最小電源電圧VCCnioが
増加する。本発明では、定電流源110,111
が設けられており、増加したトランジスタ8,9
の動作電流はこれらから供給される。したがつ
て、Avnaxは低下しないしVCCnioも増大しない。
また、抵抗13,14を小さくすることにより、
トランジスタ8,,9の動作電流が増加するので、
バイアス源10からのバイアス電圧VAを増加さ
せる必要がない。見方をかえれば、従来と同じ信
号レベルの入力信号が供給されたとすると、トラ
ンジスタ8,9の動作電流が増加しているので、
それだけ歪特性が向上される。
で、この回路の前述した最大利得Avnaxを低下さ
せることなく、また最小電源電圧VCCnioを増加さ
せることなく無歪許容最大入力を増大できる。す
なわち、無歪許容最大入力を増大するには、トラ
ンジスタ8,9の動作電流(エミツタ電流)を増
加すればよい。従来の回路においてトランジスタ
8,9の動作電流が増加することは、トランジス
タ1乃至4,15乃至18の電流を増加させるこ
とになる。トランジスタ16,18の動作電流が
増加すると、第3図に示したトランジスタのIC−
VCE(sat)曲線から明らかなように、これらのコ
レクタ−エミツタ間飽和電圧VCE(sat)が増える。
このため、式および式から明らかなように、
最大利得Avnaxは低下し、最小電源電圧VCCnioが
増加する。本発明では、定電流源110,111
が設けられており、増加したトランジスタ8,9
の動作電流はこれらから供給される。したがつ
て、Avnaxは低下しないしVCCnioも増大しない。
また、抵抗13,14を小さくすることにより、
トランジスタ8,,9の動作電流が増加するので、
バイアス源10からのバイアス電圧VAを増加さ
せる必要がない。見方をかえれば、従来と同じ信
号レベルの入力信号が供給されたとすると、トラ
ンジスタ8,9の動作電流が増加しているので、
それだけ歪特性が向上される。
なお、定電流源110,111の電流値を大き
くすると、トランジスタ8,9の動作電流はすべ
てこれらの定電流源から供給されて二重平衡差動
増幅動作が行なわれないことがある。よつて、定
電流源110,111の電流値は、無歪許容入力
によつてきまるトランジスタ8,9の動作電流よ
りも小さく選ぶ必要がある。
くすると、トランジスタ8,9の動作電流はすべ
てこれらの定電流源から供給されて二重平衡差動
増幅動作が行なわれないことがある。よつて、定
電流源110,111の電流値は、無歪許容入力
によつてきまるトランジスタ8,9の動作電流よ
りも小さく選ぶ必要がある。
次に、エミツタ面積化について説明する。nの
決定方法はまず基本的には、トランジスタ8,9
のエミツタ電流IE(Q8)、IE(Q9)をほゞコレクタ電流と
等しいとみなして、追加する定電流源110,1
11の大きさをIE(Q8)/n′(=IE(Q9)/n′)に選ぶ事
で決定 される。ここでn=n′=2に選ぶと、出力端10
5,106での電圧利得は、同じものが得られ、
式で示されるVinaxは従来例と同じで、VCCnioが
改善出来る。即ち、トランジスタ1〜4のVCE(sat)
としては、動作電流1/n′(=2)の為第3図に
示す様にトランジスタ1〜4のnpnトランジスタ
のエミツタ電流密度が1/2になるのでVCE(sat)が1/2
となり、さらにトランジスタ15,17の順方向
電圧VBEも動作電流が1/n′(=2)の為、18mv
低くなる。従つてVCCnio′は VCCnio′=Vimax+VCE(Sat)(Q8)+VCE(Sat)(Q1) +VBE(Q15)=1.0+0.2+0.05+0.68=1.93V と従来例より低電圧動作となる。さらにコレクタ
飽和抵抗は通常+3000〜5000ppn/℃の温度依存性
を持つので常温での値が小さくなる事はメリツト
となる。VCCnio2.0Vと本願のVCCnio′1.93Vとは初期
動作電圧3Vの電池2本動作の上では、動作限界を
のばす上でも非常に大きいメリツトとなる。
決定方法はまず基本的には、トランジスタ8,9
のエミツタ電流IE(Q8)、IE(Q9)をほゞコレクタ電流と
等しいとみなして、追加する定電流源110,1
11の大きさをIE(Q8)/n′(=IE(Q9)/n′)に選ぶ事
で決定 される。ここでn=n′=2に選ぶと、出力端10
5,106での電圧利得は、同じものが得られ、
式で示されるVinaxは従来例と同じで、VCCnioが
改善出来る。即ち、トランジスタ1〜4のVCE(sat)
としては、動作電流1/n′(=2)の為第3図に
示す様にトランジスタ1〜4のnpnトランジスタ
のエミツタ電流密度が1/2になるのでVCE(sat)が1/2
となり、さらにトランジスタ15,17の順方向
電圧VBEも動作電流が1/n′(=2)の為、18mv
低くなる。従つてVCCnio′は VCCnio′=Vimax+VCE(Sat)(Q8)+VCE(Sat)(Q1) +VBE(Q15)=1.0+0.2+0.05+0.68=1.93V と従来例より低電圧動作となる。さらにコレクタ
飽和抵抗は通常+3000〜5000ppn/℃の温度依存性
を持つので常温での値が小さくなる事はメリツト
となる。VCCnio2.0Vと本願のVCCnio′1.93Vとは初期
動作電圧3Vの電池2本動作の上では、動作限界を
のばす上でも非常に大きいメリツトとなる。
なお、トランジスタ3,4および9は、互いに
逆相の出力を得るためと、出力の直流電圧変化を
おさえるためとの目的で挿入したものであるので
これらは原理的に必要ない。本発明で示した回路
は、各種復調回路や位相検出回路に応用できる。
逆相の出力を得るためと、出力の直流電圧変化を
おさえるためとの目的で挿入したものであるので
これらは原理的に必要ない。本発明で示した回路
は、各種復調回路や位相検出回路に応用できる。
第1図は従来例を示す回路図、第2図は本発明
の一実施例を示す回路図、第3図は一般的NPN
トランジスタのコレクタ電流IC−コレクタ・エミ
ツタ間飽和電圧VCE(sat)特性を示すグラフである。 トランジスタ:1,2,3,4,8,9,1
5,16,17,18、抵抗:6,7,11,1
2,13,14,19,20、端子:101,1
02,103,104,105,106、接地:
100、電源:109、信号源:107,10
8、バイアス源:5,10、定電流源:110,
111。
の一実施例を示す回路図、第3図は一般的NPN
トランジスタのコレクタ電流IC−コレクタ・エミ
ツタ間飽和電圧VCE(sat)特性を示すグラフである。 トランジスタ:1,2,3,4,8,9,1
5,16,17,18、抵抗:6,7,11,1
2,13,14,19,20、端子:101,1
02,103,104,105,106、接地:
100、電源:109、信号源:107,10
8、バイアス源:5,10、定電流源:110,
111。
Claims (1)
- 1 エミツタが抵抗を介して第1の電位点に接続
されベースに第1の信号が供給される第1のトラ
ンジスタと、夫々のエミツタが前記第1のトラン
ジスタのコレクタに接続されベース間に第2の信
号が供給される第2および第3のトランジスタ
と、前記第2のトランジスタのコレクタと第2の
電位点との間にコレクタ−エミツタ路が接続され
た第4のトランジスタと、このトランジスタ・ベ
ースコレクタ間を接続する手段と、前記第4のト
ランジスタのエミツタ・ベース路にエミツタ・ベ
ース路が並列に接続されコレクタから出力信号が
取り出される第5のトランジスタとを有するトラ
ンジスタ回路であつて、前記第1のトランジスタ
のコレクタと前記第2の電位点との間に電流源を
設け、かつ前記第5のトランジスタのエミツタ・
ベース接合面積を前記第4のトランジスタのエミ
ツタ・ベース接合面積よりも大きくしたことを特
徴とするトランジスタ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58220933A JPS60113507A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | トランジスタ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58220933A JPS60113507A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | トランジスタ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60113507A JPS60113507A (ja) | 1985-06-20 |
| JPH0220164B2 true JPH0220164B2 (ja) | 1990-05-08 |
Family
ID=16758826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58220933A Granted JPS60113507A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | トランジスタ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60113507A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4720685A (en) * | 1986-09-02 | 1988-01-19 | Tektronix, Inc. | FET transconductance amplifier with improved linearity and gain |
| JPH0186306U (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-07 | ||
| JPH07336171A (ja) * | 1994-06-08 | 1995-12-22 | Nec Yamagata Ltd | 可変利得増幅回路 |
| JPH0969730A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-11 | Nec Corp | 周波数ミキサ回路 |
| US5767698A (en) * | 1996-06-06 | 1998-06-16 | International Business Machines Corporation | High speed differential output driver with common reference |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS602802B2 (ja) * | 1974-05-30 | 1985-01-24 | ソニー株式会社 | 振巾変調回路 |
| JPS58195309A (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-14 | Pioneer Electronic Corp | 電圧利得制御増幅器 |
-
1983
- 1983-11-24 JP JP58220933A patent/JPS60113507A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60113507A (ja) | 1985-06-20 |
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