JPH0314820Y2 - - Google Patents

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JPH0314820Y2
JPH0314820Y2 JP1984081521U JP8152184U JPH0314820Y2 JP H0314820 Y2 JPH0314820 Y2 JP H0314820Y2 JP 1984081521 U JP1984081521 U JP 1984081521U JP 8152184 U JP8152184 U JP 8152184U JP H0314820 Y2 JPH0314820 Y2 JP H0314820Y2
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differential transistor
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、制御入力端子に供給される利得制
御信号によつて利得を制御する利得制御回路に関
する。
〔従来技術〕
差動アンプを利用した利得制御回路が種々開発
され、実用化されている。第3図は、この種の利
得制御回路の動作原理を説明するための回路図で
あり、図においてQ1,Q2は差動アンプを構成
するトランジスタ(NPNトランジスタ)である。
これらトランジスタQ1,Q2の各エミツタは共
通接続された後に、可変電流源1を介して接地さ
れ、また、各々のコレクタは抵抗2,3(値は
各々R1,R2)を介して正電源端(電圧は+Vcc)
に接続されている。そして、トランジスタQ1,
Q2の各ベースと接地点との間には利得制御電圧
VB1,VB2が各々供給され、可変電流源1に増幅
すべき入力信号に対応する電流Ipが流され、ま
た、トランジスタQ1,Q2の各々コレクタから
出力信号が取り出される。この場合、トランジス
タQ1,Q2の各コレクタ電流Ic1,Ic2は、各々
次式によつて表わされる。
Ic1=α1・I0/1+exp〓〓(VB2−VB1) …(1) Ic2=α2・I0/1+exp〓〓(VB1−VB2) …(2) ただし、K:ボルツマン定数1.381×10-23 〔J/deg〕 q:電子電荷1.602×10-19〔クーロン〕 α1,α2:トランジスタQ1,Q2の各ベース接
地電流増幅率 T:絶対温度〔deg〕 そして、この(1)式、(2)式から判るように、第3
図に示す利得制御回路は、トランジスタQ1,Q
2による電流Ipの分流比が、制御電圧VB1,VB2
よつて決まることを利用して利得の制御を行つて
いる。また、従来の利得制御回路におけるバイア
ス電流(無信号時における電流Ipであり、信号成
分に重畳する直流電流)は、利得制御回路が扱う
最大の電流量に対応して比較的高く設定されてお
り、トランジスタQ1,Q2にはA級増幅を行な
わせるようにしている。
〔考案が解決しようとする問題点〕
ところで、出力信号中の雑音電圧enは、一般
に次式によつて表わされることが知られている。
ただし、k1,k2:比例定数 re:エミツタ抵抗値 RL:負荷抵抗値 Δf:等価雑音帯域幅 また、(3)式中のエミツタ抵抗値reは、次式によ
つて近似されることが知られており、 re≒26/IE〔mA〕 〔Ω〕 …(4) 前記(3)式、(4)式からエミツタ抵抗値reが小さい方
が、すなわち、エミツタ電流IEが少ない方が雑音
発生が小さいことが判る。
しかしながら、前述したように従来の利得制御
回路においては、トランジスタQ1,Q2の共通
エミツタ電流である電流Ipのバイアス成分が大き
いために、SN比が悪く、特に無信号時において
雑音が大となる問題があつた。そして、このよう
な欠点を回避するために、例えば差動トランジス
タペア(トランジスタQ1,Q2)を直列に数段
積上げ、これにより、見かけ上のエミツタ抵抗値
を増大させて雑音を抑制するという方法がとられ
ていたが、構成が複雑になつてしまうという幣害
が発生した。
この考案は、前述した事情に鑑みてなされたも
ので、無信号時における雑音発生を大幅に抑制す
ることができる利得制御回路を提供することを目
的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この考案は、上述した問題点を解決するため
に、第1の差動トランジスタペアの各コレクタと
第2の差動トランジスタペアの各コレクタとを
各々共通接続するとともに、前記第1、第2の差
動トランジスタペアをカツトオフ点近傍で動作す
るようにB級にバイアスして入力信号が正の時前
記第1の差動トランジスタペアを駆動し、入力信
号が負の時前記第2の差動トランジスタペアを駆
動し、かつ、前記各共通コレクタから出力信号を
抽出するとともにB級動作によるクロスオーバ歪
を除去すべく前記出力信号を入力端へ帰還する帰
還ループを設け、さらに、前記第1、第2の差動
トランジスタペアを構成する各トランジスタのベ
ース電圧によつて利得を制御するようにしてい
る。
〔作用〕
前述した構成をとつたために、第1、第2の差
動トランジスタペアのエミツタ抵抗が著しく増大
し、特に小信号時における雑音発生が大幅に抑制
される。
〔実施例〕
以下、図面を参照してこの考案の実施例につい
て説明する。
第1図は、この考案の第1の実施例の構成を示
すブロツク図である。図において5は入力信号源
であり、この入力信号源5の一端は、入力端子
6、加算点7を順次介して抵抗8,9の各一端に
接続され、他端は接地されている。抵抗8の他端
は定電流源10の出力端に接続されるとともに、
差動トランジスタペア12を構成するトランジス
タQ3,Q4(PNPトランジスタ)の共通エミ
ツタに接続されている。トランジスタQ3,Q4
の各コレクタは、各々差動トランジスタペア13
を構成するトランジスタQ5,Q6(NPNトラ
ンジスタ)の各コレクタに接続され、トランジス
タQ3,Q5のベースは共に接地されている。ま
た、トランジスタQ4,Q6の各ベースには利得
制御信号である電圧+Vc,−Vcが各々印加され、
トランジスタQ4,Q6の共通コレクタはI−V
変換器(電流電圧変換器)15の入力端に接続さ
れ、トランジスタQ3,Q5の共通コレクタはI
−V変換器16の各入力端に接続されている。そ
して、トランジスタQ5,Q6のエミツタは共通
接続された後に抵抗9の他端と定電流源14の入
力端に接続されている。I−V変換器15,16
の出力端は出力端子17,18に各々接続されて
おり、出力端子17,18間には直列接続された
抵抗19,20が介挿されている。抵抗19,2
0の接続点はNIC(ネガテイブ・インピーダン
ス・コンバータ)22の入力端に接続され、NIC
22の出力端は加算点7に接続されている。この
場合のNIC22は、入力端に印加される電圧の負
の実数倍の電圧を出力するいわゆる電圧反転型の
NICである。
また、前述した構成における定電流源10の入
力端および定電流源14の出力端は各々電源+
B,−Bに接続されるとともにこれらの設定電流
値は共にIccとなつており、この電流Iccの値はト
ランジスタQ3〜Q6のカツトオフ点よりやや大
きめの電流値に設定され、例えば、5〜15μA程
度の微小値に設定されている。また電圧+Vc,−
Vcの絶対値は0.6〜0.8V程度の範囲に設定されて
おり、この結果、無信号時におけるトランジスタ
Q3〜Q6はカツトオフに極めて近い動作領域に
ある。すなわち、トランジスタQ3〜Q6は各々
B級にバイアスされている。
次に、前述した構成によるこの実施例の動作を
説明する。
まず、信号源5から出力される信号が正の期間
においては、信号電流が抵抗8を介してトランジ
スタQ3,Q4の共通エミツタに流れ込むととも
に、抵抗9を介して定電流源14に流れ込む。こ
の場合、定電流源14の設定電流Iccは10〜15μA
程度であるから、抵抗9を流れる電流は、この微
小な設定値以上にはならない。なおトランジスタ
Q5,Q6の側に流れ込もうとしても逆バイアス
となり流れ込めない。したがつて信号電流(mA
オーダ)のほとんどは抵抗8を介してトランジス
タQ3,Q4の共通エミツタに流入する電流i1
なる。すなわち、抵抗9における電圧降下は抵抗
8における電圧降下に較べて著しく小となり、ト
ランジスタQ5,Q6の共通エミツタ電位が上昇
して逆バイアスとなり、同トランジスタQ5,Q
6がカツトオフ状態となる。そして、電流I1は電
圧+Vcの値によつて定まる分流比に従つてトラ
ンジスタQ3,Q4に分流され、かつ、これら分
流された各電流はすべてトランジスタQ3,Q4
のコレクタを介してI−V変換器15,16の各
入力端に流入する。そして、I−V変換器15,
16の各出力端からは、流入した電流に対応する
値の電圧信号が出力される。
次に、信号源5から出力される電流が負の期間
に入ると、定電流源の出力端から抵抗8を介して
信号源5側に電流が流れるとともに、トランジス
タQ5,Q6の共通エミツタから抵抗9を介して
信号源5側に電流が流れ込む。この場合、抵抗8
を流れる電流は定電流源10の設定電流Iccを超
えることがないから、信号電流のほとんどは電流
i2であり、トランジスタQ5,Q6の共通エミツ
タから流出する。すなわち、抵抗8における電圧
降下は、抵抗9における電圧降下に較べて著しく
小となり、トランジスタQ3,Q4の共通エミツ
タ電位が下降して逆バイアスとなり、同トランジ
スタQ3,Q4がカツトオフする。一方、トラン
ジスタQ5,Q6は動作状態にあるから、I−V
変換器15,16の各入力端からは、電圧−Vc
によつて定まる分流比に応じた電流が流出し、こ
れらの電流がトランジスタQ5,Q6のエミツタ
を介して抵抗9に流れ込み、前述した電流i2とな
る。そして、I−V変換器15,16からは流出
した電流に対応する値の電圧信号が出力される。
このように、前述した回路においては、信号源
5の出力信号が正の期間は、トランジスタペア1
3がカツトオフし、トランジスタペア12が動作
状態となつて電流i1が流れ、信号源5の出力信号
が負の期間は、トランジスタペア12がカツトオ
フし、トランジスタペア13が動作状態となつて
電流I2が流れる。また、この場合、トランジスタ
ペア12,13はカツトオフする際に逆バイアス
されるので、ベースーエミツタ間容量に逆充電が
行なわれ、この逆充電電荷の影響により、次のタ
ーンオンが遅れる事態が発生する。すなわち、電
流i1とi2の継ぎ目に大きなクロスオーバ歪が発生
するおそれがある。前述したNIC22は、このク
ロスオーバ歪を除去するために設けられており、
I−V変換器15,16の出力電圧の合成値の反
転電圧を加算点7へ出力し、ターンオンの遅れを
除去している。すなわち、NIC22はクロスオー
バ歪を補正する帰還ループを構成している。
また、前述した回路において無信号時の場合
は、極めて微小な電流IccがトランジスタQ3,
Q4およびQ5,Q6に各々分流されて流れるの
みであるから、各トランジスタのエミツタ抵抗値
が極めて高くなり(第(4)式参照)、雑音発生は著
しく低減される。
第2図は、この考案の第2の実施例の構成を示
す回路図であり、第1図の各部と対応する部分に
は同一の符号を付しその説明を省略する。
この第2の実施例が前述した第1の実施例と異
なつている点は、NIC22に代えて全波整流回路
25、波形反転回路26、および抵抗27,28
が設けられている点である。以下に動作を説明す
る。
今、信号源5から出力される信号が正の期間で
あつたとすると、この信号電流が抵抗8,9を介
してトランジスタペア12の共通エミツタおよび
定電流源14流れ込もうとする。この場合、信号
電流の絶対値信号である全波整流回路25の出力
信号eaが、抵抗27を介してトランジスタペア
12の共通エミツタに供給されるから、同共通エ
ミツタには抵抗8を流れる電流のほぼ2倍の電流
が流れ込む。一方、波形反転回路26の出力端か
らは信号eaの反転信号が出力されるから、抵
抗9を流れる電流は抵抗28を介して波形反転回
路26の出力端に吸収される。この結果、トラン
ジスタペア13の共通エミツタ電位はほとんど変
わらず、同トランジスタペア13はカツトオフに
極めて近い状態を維持する。したがつて、抵抗
8,27を介してトランジスタペア12の共通エ
ミツタに流れ込んだ電流は、電圧+Vcによつて
定まる分流比に従つてトランジスタQ3,Q4に
分流され、同トランジスタQ3,Q4のコレクタ
を介して、I−V変換器15,16の各入力端に
流れ込む。
また、信号源5から出力される信号が負の期間
のときは、トランジスタペア12と13の動作状
態が入れ替り、他の動作は上述の場合と同様にな
る。
このように、第2の実施例においては、非動作
状態にあるトランジスタペア12(または13)
を逆バイアスにせずに、カツトオフ点に極めて近
い点で順バイアスし、これにより、逆バイアスに
よるベースーエミツタ間の逆充電を回避してター
ンオンの遅延を防止し、クロスオーバ歪の発生を
除去するようにしている。また、無信号時におい
ては、前述した第1の実施例と同様に、トランジ
スタペア12,13に極めて微小な電流Iccが流
れるのみであるから、これらのトランジスタペア
12,13はカツトオフ点に極めて近い点でバイ
アスされ、これにより、無信号時における雑音発
生が大幅に抑制される。
なお、以上の各実施例では、利得制御信号の与
え方として、トランジスタQ3,Q5の各ベース
は接地し、トランジスタQ4,Q6の各ベースに
電圧+Vc,−Vcを印加するように構成してある
が、この考案はこれに限らず、各トランジスタペ
アの分流比が所定の如く変化し得るような種々の
与え方が適用し得るのは勿論である。
〔考案の効果〕
以上説明したようにこの考案によれば、第1の
差動トランジスタペアの各コレクタと第2の差動
トランジスタペアの各コレクタとを各々共通接続
するとともに、前記第1、第2の差動トランジス
タペアをカツトオフ点近傍で動作するようにB級
にバイアスして入力信号が正の時前記第1の差動
トランジスタペアを駆動し、入力信号が負の時前
記第2の差動トランジスタペアを駆動し、かつ、
前記各共通コレクタから出力信号を抽出するとと
もにB級動作によるクロスオーバ歪を除去すべく
前記出力信号を入力端へ帰還する帰還ループを設
け、さらに、前記第1、第2の差動トランジスタ
ペアを構成する各トランジスタのベース電圧によ
つて利得を制御するようにしたので、簡単な構成
で見掛け上のエミツタ抵抗reの値を極めて大きく
し得て、もつて無信号時および小信号時における
雑音発生を大幅に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の第1の実施例の構成を示す
回路図、第2図はこの考案の第2の実施例の構成
を示す回路図、第3図は従来の利得制御回路の構
成を示す回路図である。 Q3,Q4……トランジスタ(PNPトランジ
スタ)、Q5,Q6……トランジスタ(NPNトラ
ンジスタ)、12,13……トランジスタペア
(第1、第2の差動トランジスタペア)。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 第1の差動トランジスタペアの各コレクタと第
    2の差動トランジスタペアの各コレクタとを各々
    共通接続するとともに、前記第1、第2の差動ト
    ランジスタペアをカツトオフ点近傍で動作するよ
    うにB級にバイアスして入力信号が正の時前記第
    1の差動トランジスタペアを駆動し、入力信号が
    負の時前記第2の差動トランジスタペアを駆動
    し、かつ、前記各共通コレクタから出力信号を抽
    出するとともにB級動作によるクロスオーバー歪
    を除去すべく前記出力信号を入力端へ帰還する帰
    還ループを設け、さらに、前記第1、第2の差動
    トランジスタペアを構成する各トランジスタのベ
    ース電圧によつて利得を制御することを特徴とす
    る利得制御回路。
JP8152184U 1984-06-01 1984-06-01 利得制御回路 Granted JPS60193711U (ja)

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JP8152184U JPS60193711U (ja) 1984-06-01 1984-06-01 利得制御回路

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JPS60193711U JPS60193711U (ja) 1985-12-23
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JP8152184U Granted JPS60193711U (ja) 1984-06-01 1984-06-01 利得制御回路

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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5815970B2 (ja) * 1975-10-21 1983-03-29 パイオニア株式会社 デンアツセイギヨリトクチヨウセイカイロ
JPS5711513A (en) * 1980-06-25 1982-01-21 Pioneer Electronic Corp Variable gain amplifying circuit
JPS5798022U (ja) * 1980-12-09 1982-06-16

Also Published As

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JPS60193711U (ja) 1985-12-23

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