JPH0284803A - Broad-band amplifier circuit - Google Patents
Broad-band amplifier circuitInfo
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- JPH0284803A JPH0284803A JP62315086A JP31508687A JPH0284803A JP H0284803 A JPH0284803 A JP H0284803A JP 62315086 A JP62315086 A JP 62315086A JP 31508687 A JP31508687 A JP 31508687A JP H0284803 A JPH0284803 A JP H0284803A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、広帯域の信号成分を高いS/Nで増幅する
際に有用な広帯域増幅回路に関するもの〔発明の概要〕
本発明の広帯域増幅回路は、増幅器の出力信号をコンデ
ンサによって入力側に正帰還することによって、増幅回
路の入力端子に付加される入力容量をキャンセルし、見
掛は上の入力容量を減少すると共に、増幅回路のインピ
ーダンス素子のバラツキによって不安定になる増幅回路
の特性を外付は抵抗の調整によって容易に安定化できる
ようにしたものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a wideband amplification circuit useful in amplifying a wideband signal component with a high S/N [Summary of the Invention] A wideband amplification circuit of the present invention By positively feeding back the output signal of the amplifier to the input side using a capacitor, the input capacitance added to the input terminal of the amplifier circuit is canceled, and the input capacitance added to the amplifier circuit is apparently reduced, and the impedance element of the amplifier circuit is The characteristics of the amplifier circuit, which become unstable due to variations in the current, can be easily stabilized by adjusting the external resistor.
例えば映像信号を再生する初段の増幅回路は、高帯域の
ビデオ信号を増幅するために、高いS/Nと、広帯域の
利得特性が要求される。For example, a first-stage amplifier circuit that reproduces a video signal is required to have high S/N and wideband gain characteristics in order to amplify a highband video signal.
第2図はビデオ信号を再生す・る磁気ヘッドの初段アン
プの回路例を示したもので、磁気ヘッドMHから出力さ
れる再生信号は整合トランスT、及びコンデンサCIを
介してIC基板の初段のトラ〉′ジスタQ1のベース電
極に入力されている。Figure 2 shows an example of the circuit of the first stage amplifier of a magnetic head that reproduces a video signal. The transistor Q1 is inputted to the base electrode of the transistor Q1.
初段のトランジスタQlのエミッタは電流源S1に接続
されると共に、コンデンサC2によって交流的に接地さ
れ、コレクタ出力はカス・ケート接続されているトラン
ジスタQ2.及びエミッタホロワトランジスタQ3によ
って増幅され、低インピーダンスで出力される。The emitter of the transistor Ql in the first stage is connected to the current source S1 and is AC grounded by the capacitor C2, and the collector output is connected to the cascade-connected transistors Q2. and is amplified by the emitter follower transistor Q3 and output with low impedance.
このような増幅回路はトランジスタQ+ によるエミッ
タ接地増幅器の利点と、トランジスタQ2によるベース
接地増幅器の特徴を生かすことによって広帯域の増幅特
性を形成することができるが、特にS/N比をよくする
ために初段のトランジスタQ+ とじて大型のものを使
用すると、ベース側の入力容IJ Coが増加する。Such an amplifier circuit can create wideband amplification characteristics by taking advantage of the advantages of a common emitter amplifier using the transistor Q+ and the characteristics of a common base amplifier using the transistor Q2. If a large transistor is used as the first stage transistor Q+, the input capacitance IJCo on the base side increases.
そのため、磁気ヘッドMHとの共振周波数が低下し高域
再生信号のレベルが低下する。Therefore, the resonance frequency with the magnetic head MH decreases, and the level of the high frequency reproduction signal decreases.
又、磁気ヘッドのインダクタンスのバラツキによって入
力側の共振特性がバラツクとDG、Dr特性が劣化し、
量産性を悪くするという問題があった。Also, due to variations in the inductance of the magnetic head, the resonance characteristics on the input side vary and the DG and Dr characteristics deteriorate.
There was a problem that mass production was affected.
そこで、初段のトランジスタに付加される入力容量(特
にベース・エミッタ間合1c8E、及びリード線の容量
等)を少なくするために容量性の正帰還をかけることが
考えられている。Therefore, in order to reduce the input capacitance added to the first stage transistor (particularly the base-emitter distance 1c8E, the capacitance of the lead wire, etc.), it has been considered to apply capacitive positive feedback.
第3図(5L)は利得がAの正相増幅器Gの入力容H1
t Coを減少するために容量性正帰還をかける際め原
理図を示したものである。Figure 3 (5L) shows the input capacitance H1 of the positive phase amplifier G with a gain of A.
This figure shows a diagram of the principle behind applying capacitive positive feedback to reduce tCo.
この図で、入力容!に、 G oに流れる電流を11帰
還容量C,1に流れる電流を12とすると、角速度がω
の入力電圧e、に対して
11=jωCO・el
12 = j ωCj(e+ −eo) ”°”
(1)が成立する。増幅器Gの利得をAとするとC6/
el =Aであるから、入力側から流入する電流iは、
i= il+iz = jω (Co+C;(1−A
))e+・・・・・・(2)
上記第(2)式で
Go+Cj(1−A) ” Ci ・=・・
’(3)とすると、i=JωC1el となるから第3
図(&)の回路は、第3図(b)に示すように見掛は上
の容量C1が入力側に付加されている増幅回路と等価に
なる。In this diagram, input content! If the current flowing through Go is 11 and the current flowing through feedback capacitance C is 12, then the angular velocity is ω
For the input voltage e, 11=jωCO・el 12=j ωCj(e+ −eo) ”°”
(1) holds true. If the gain of amplifier G is A, then C6/
Since el = A, the current i flowing from the input side is i = il + iz = jω (Co + C; (1-A
))e+・・・(2) In the above equation (2), Go+Cj(1-A) ” Ci ・=・・
'(3), then i=JωC1el, so the third
The circuit shown in FIG. 3(b) is apparently equivalent to an amplifier circuit in which the capacitance C1 above is added to the input side, as shown in FIG. 3(b).
この回路で増幅器Gの利得AがA>1であればCo =
ACj となるように帰還容量cj及び利得Aを選ぶと
、理想的にはC5=Oとなり、最初に付加されていた入
力容量Coをキャンセルすることができる。In this circuit, if the gain A of amplifier G is A>1, Co =
If the feedback capacitance cj and gain A are selected so that ACj is satisfied, ideally C5=O, and the initially added input capacitance Co can be canceled.
しかしながら、このような回路では見掛は上の入力容量
Ctが負の値になると、ただちに発振状態になるため、
特に、IC回路によって構成するときはIC回路の電流
値や、インピーダンス素子等のバラツキによって帰還量
がバラツキ、きわめて不安定な回路になり、実用化が困
難である。However, in such a circuit, when the apparent input capacitance Ct becomes a negative value, it immediately enters an oscillation state, so
In particular, when it is constructed using an IC circuit, the amount of feedback varies due to variations in the current value of the IC circuit, variations in impedance elements, etc., resulting in an extremely unstable circuit, making it difficult to put it to practical use.
本発明は、かかる問題点にかんがみてなされたもので、
IC回路で広帯域増幅回路を構成する際に、入力容量を
キャンセルするための帰還容量をダイオード等からなる
接合容量によって付加すると同時に、帰還量を設定する
ために外付けの抵抗を設け、この抵抗値によってトラン
ジスタの電流のバラツキも同時に減少するようにする。The present invention has been made in view of these problems.
When configuring a wideband amplifier circuit using an IC circuit, a feedback capacitor for canceling the input capacitance is added using a junction capacitor made of a diode, etc., and at the same time an external resistor is provided to set the amount of feedback, and this resistance value is At the same time, the variation in the current of the transistor is also reduced.
広帯域増幅回路を構成するIC基板に1本の外付は抵抗
を設け、この外付は抵抗値によって正帰還量を設定する
と同時に、出初から付加されている入力容量のバラツキ
を減少するようにしているため、見掛は上の入力容量を
安定に低下させることができるようになり、IC化され
た広帯域増幅回路の量産効率を高くすることができる。One external resistor is installed on the IC board that constitutes the wideband amplifier circuit, and this external resistor sets the amount of positive feedback depending on the resistance value, and at the same time reduces the variation in the input capacitance that has been added from the beginning. Therefore, the apparent input capacitance can be stably reduced, and the mass production efficiency of IC-based wideband amplifier circuits can be increased.
第1図は本発明の一実施例を示す広帯域増幅器のIC基
板上におけるブロック図を示したもので、入力信号端子
Tlには磁気ヘッドMH,整合トランスT、結合コンデ
ンサC1が接続されている。FIG. 1 shows a block diagram on an IC board of a wideband amplifier according to an embodiment of the present invention, in which a magnetic head MH, a matching transformer T, and a coupling capacitor C1 are connected to an input signal terminal Tl.
IC基板にはバイアス抵抗rllr;!によってベース
電流が供給される初段のエミッタ接地型のトランジスタ
Q!が設けられ、このトランジスタQlのエミッタには
電流源Stが設けられている。又、エミッタには交流信
号を接地するためのコンデンサC2が外付けされており
、コレクタ側にはベース接地型のトランジスタQ2がカ
スケード接続されている。Bias resistor rllr;! on the IC board. The first stage common emitter transistor Q! is supplied with base current by Q! A current source St is provided at the emitter of this transistor Ql. Further, a capacitor C2 for grounding the AC signal is externally connected to the emitter, and a common base type transistor Q2 is connected in cascade to the collector side.
トランジスタQ2の負荷抵抗RLにはエミッタホロワの
出力トランジスタQ3が電流源S2と共に接続され、低
インピーダンスで増幅された信号が出力されるようにし
ている。An emitter follower output transistor Q3 is connected to the load resistor RL of the transistor Q2 together with a current source S2, so that an amplified signal is outputted at a low impedance.
トランジスタQ4は容量性の正帰還を加えるための電流
−電圧変換用のトランジスタを示し、エミッタ抵抗RE
とコレクタ抵抗R1が接続されている。そして、コレ
クタ出力は逆バイアスされているダイオードDの接合容
量c3を帰還容量として、最初のトランジスタQ1の入
力端子TI に正帰還されている。Transistor Q4 represents a current-voltage conversion transistor for adding capacitive positive feedback, and emitter resistor RE
and collector resistor R1 are connected. The collector output is positively fed back to the input terminal TI of the first transistor Q1 using the reverse biased junction capacitance c3 of the diode D as a feedback capacitance.
なお、R2は後述するように帰還量を所定の値に設定し
、かつ、電流値のバラツキによる容量変化を適正に調整
するための外付は抵抗を示している。Note that R2 is an external resistor used to set the amount of feedback to a predetermined value and appropriately adjust capacitance changes due to variations in current value, as will be described later.
この広帯域増幅回路の初段のトランジスタQ1の入力容
量Coは主としてベース−エミッタ間の接合容量CBE
であり、外に外部に接続されるリード線の分布容−Qk
CR及びコレクタ・ベース間の容量cecの総和であ
る。The input capacitance Co of the first stage transistor Q1 of this broadband amplifier circuit is mainly the base-emitter junction capacitance CBE.
and the distribution capacity of the lead wire connected to the outside −Qk
It is the sum of CR and collector-base capacitance cec.
但し、コレクターベース間の容量cecはトランジスタ
Ql@体のゲインがほぼlであり、ミラー効果の影響は
殆どない。However, the collector-base capacitance cec has a gain of approximately 1 of the transistor Ql@body, and is hardly affected by the Miller effect.
ところで、トランジスタQ+の接合容量CFB。By the way, the junction capacitance CFB of transistor Q+.
CBCはIC基板毎にバラツキが生じ、特に、トランジ
スタQ+ のエミッタ電流Iε(コレクタ電流)によっ
て変化する。CBC varies from IC substrate to IC substrate, and particularly changes depending on the emitter current Iε (collector current) of the transistor Q+.
したがって、トランジスタQ+の総合的な人力容量をC
anとすると、
C1n=CG +Q6ΔI t −・・−・
−(4)但し、ΔIE=エミッタ電流の変化
α=比例定数
とすることができる。Therefore, the overall human power capacity of transistor Q+ is C
If an, then C1n=CG +Q6ΔI t −・・−・
-(4) However, ΔIE=change in emitter current α=proportionality constant.
第1図の回路において、入力端子T1からトランジスタ
Q4のコレクタ出力点■までのゲインをAとし、ダイオ
ードDによる接合容量をCJ とするど、前記゛した第
(3)式から、この増幅回路による見掛は上の入力台、
iIC+は
C+ =Co+aΔI t◆(1−A) Cj・−”(
5)A)lとすることができるから、
C1=C6+aΔIE −ACJ ・・・・”(
θ)ここで、ゲインAはトランジスタQ1.Q2では、
そのエミッタ抵抗をre とすると、Rt/reである
。(トランジスタQ3はゲイン1とみられる。)
又、エミッタ抵抗reはVH/IE(VT =熱電圧)
であり、常温ではVTは26mVにしてもよいから、r
e = 26/Ir(mA)Ωとみられる。In the circuit shown in Fig. 1, let A be the gain from the input terminal T1 to the collector output point ■ of the transistor Q4, and let CJ be the junction capacitance due to the diode D. The appearance is the input board above,
iIC+ is C+ = Co+aΔI t◆(1-A) Cj・-”(
5) A) Since it can be set as l, C1=C6+aΔIE −ACJ ・・・・”(
θ) Here, the gain A is the transistor Q1. In Q2,
If the emitter resistance is re, then Rt/re. (Transistor Q3 appears to have a gain of 1.) Also, the emitter resistance re is VH/IE (VT = thermal voltage)
, and since VT may be set to 26 mV at room temperature, r
It appears that e = 26/Ir (mA) Ω.
したがって、 ・・・・・・(7) となる。therefore, ・・・・・・(7) becomes.
ところで、IC基板では抵抗の相対値の変化は少ないか
ら、RE =RL とすることは容易であり、前記(7
)式は
・・・・・・(8)
とすることができる。By the way, since there is little change in the relative value of resistance on an IC board, it is easy to set RE = RL, and the above (7)
) can be written as (8).
又、IC基板内では電流と抵抗のバラツキは互いに逆比
例関係にあるから、トランジスタQ1のエミッタ電流I
Eの変化と抵抗R1の変化は相殺され、前記第(8)式
の第(1)項はIEに関係なく一定値にすることができ
る。Also, within the IC board, the current and resistance variations are inversely proportional to each other, so the emitter current I of transistor Q1
The change in E and the change in resistance R1 cancel each other out, and the term (1) of the above equation (8) can be set to a constant value regardless of IE.
しかし、第(8)式の第(2)頃は抵抗R2が外付けと
されているからIEの変化Δ1.により変化し、このΔ
IEによる変化を考慮すると、前記第(8)式は
・・・・・・(8)
したがって、この第(9)式と前記第(6)式、第(7
)式から、見掛は上の入力容量C1は、・・・・・・(
10)
したがって、C1=0にする条件は
となればよい。However, around (2) in equation (8), since the resistor R2 is externally attached, the change in IE is Δ1. This Δ
Considering the changes due to IE, the above equation (8) becomes... (8) Therefore, this equation (9), the above equation (6), and the above equation (7)
) formula, the apparent upper input capacitance C1 is...
10) Therefore, the condition for setting C1=0 is as follows.
実際は、上記第(11)式の場合は発振の恐れが生じる
から
となるように外付けの抵抗R2の値を設定することが好
ましい。Actually, since there is a risk of oscillation in the case of the above equation (11), it is preferable to set the value of the external resistor R2 so as to avoid the possibility of oscillation.
この第(12)式でダイオードの接合容fl CJ
とトランジスタQlの入力容量COε*C8Gのバラツ
キは同一であるから、上記(12−1)式は、温度変動
に対しても安定であり、見掛は上の入力容量Ciをきわ
めて小さい値に設定することができる。In this equation (12), the diode junction capacitance fl CJ
Since the variations in the input capacitance COε*C8G of the transistor Ql and the input capacitance COε*C8G of the transistor Ql are the same, the above equation (12-1) is stable even against temperature fluctuations, and the apparent input capacitance Ci is set to an extremely small value. can do.
又、IC基板の電流のバラツキによる変動は、上記(1
2−2)式を成立させることによって解消することがで
きる。Also, fluctuations due to variations in the current of the IC board are explained in (1) above.
This can be solved by establishing equation 2-2).
本発明は上記したように、帰還容量として半導体の接合
容量を使用し、外付けの1本の抵抗によって、増幅回路
の見掛は上の入力容量が小さくなるように設定できる構
成としたので、高域の信号を減衰させることなく増幅で
き、個々のIC基板で発生する電流のバラツキによって
帰還容量がバラツクごとを緩和しているから、増幅回路
の動作を安定にすることができる。As described above, the present invention uses semiconductor junction capacitance as the feedback capacitance, and has a configuration in which the apparent input capacitance of the amplifier circuit can be set to be small using one external resistor. High-frequency signals can be amplified without attenuation, and since the feedback capacitance alleviates variations in current generated in individual IC boards, the operation of the amplifier circuit can be stabilized.
第1図は磁気ヘッドの初段アンプの従来例を示す回路図
、第2図(a)、(b)は見掛は上の入力容量を減少す
るための説明図、第3図は本発明の一実施例を示す回路
図である。
図中、Qlは初段トランジスタ、Dは接合容量、R2は
外付けの抵抗、St、37は電流源を示す。
第2図
N3図
手
糸売
ネ甫
正
書
(方式)
%式%
事件の表示
特願昭62−315086号
2゜
発明の名称
広帯域増幅回路
3゜
補正をする者
事件との関係Fig. 1 is a circuit diagram showing a conventional example of the first stage amplifier of a magnetic head, Figs. 2(a) and (b) are explanatory diagrams for reducing the apparent input capacitance, and Fig. 3 is a circuit diagram of a conventional example of the first stage amplifier of a magnetic head. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example. In the figure, Ql is a first-stage transistor, D is a junction capacitance, R2 is an external resistor, St, and 37 are a current source. Figure 2 Figure N3 Teitouri Neho official text (method) % formula % Display of case Patent application No. 62-315086 2゜Name of invention Broadband amplifier circuit 3゜Relationship with the case
Claims (1)
初段トランジスタと、該トランジスタの出力側にカスケ
ード接続されている増幅器と、この増幅器の出力信号を
第1の抵抗と第2の抵抗の外付け抵抗によって分圧し、
前記初段トランジスタの入力に正帰還する接合容量とを
IC基板に設け、前記第2の外付け抵抗を調整すること
によって前記初段トランジスタの見掛け上の入力容量が
減少するようにしたことを特徴とする広帯域増幅回路。A first-stage transistor whose emitter has low impedance and is AC grounded, an amplifier cascade-connected to the output side of the transistor, and an output signal of this amplifier that is connected to an external resistor consisting of a first resistor and a second resistor. partial pressure,
A junction capacitor that provides positive feedback to the input of the first-stage transistor is provided on the IC substrate, and the apparent input capacitance of the first-stage transistor is reduced by adjusting the second external resistor. Wideband amplifier circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62315086A JPH0284803A (en) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | Broad-band amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62315086A JPH0284803A (en) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | Broad-band amplifier circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0284803A true JPH0284803A (en) | 1990-03-26 |
Family
ID=18061242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62315086A Pending JPH0284803A (en) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | Broad-band amplifier circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0284803A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011029872A (en) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Transimpedance amplifier |
| JP2011155380A (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Toyota Central R&D Labs Inc | High-frequency amplifier circuit |
| JP2022188710A (en) * | 2021-06-09 | 2022-12-21 | 株式会社日立製作所 | Electric field measurement device and electric field measurement method |
| JP2024059172A (en) * | 2022-10-18 | 2024-05-01 | 株式会社エヌエフホールディングス | Current amplifier circuit with wide bandwidth |
-
1987
- 1987-12-14 JP JP62315086A patent/JPH0284803A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011029872A (en) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Transimpedance amplifier |
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| JP2022188710A (en) * | 2021-06-09 | 2022-12-21 | 株式会社日立製作所 | Electric field measurement device and electric field measurement method |
| JP2024059172A (en) * | 2022-10-18 | 2024-05-01 | 株式会社エヌエフホールディングス | Current amplifier circuit with wide bandwidth |
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