JPH04150604A - 広帯域増幅回路 - Google Patents

広帯域増幅回路

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JPH04150604A
JPH04150604A JP2277056A JP27705690A JPH04150604A JP H04150604 A JPH04150604 A JP H04150604A JP 2277056 A JP2277056 A JP 2277056A JP 27705690 A JP27705690 A JP 27705690A JP H04150604 A JPH04150604 A JP H04150604A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は広帯域増幅回路に係わり、特に、増幅可能な帯
域幅が広く、しかもゲインを可変出来る広帯域増幅回路
に用いて好適なものである。
〈発明の概要〉 本発明の広帯域増幅回路は、ゲインを可変することが出
来、しかも例えば100MHz以上の広帯域にわたって
増幅可能な増幅回路において、負荷抵抗に付加している
コレクタ容量の数を減らすことにより、上記負荷抵抗の
値と上記コレクタ容量の値とで一義的に決定される周波
数特性を広げ、広帯域な周波数特性が得られるようにし
た広帯域増幅回路である。
〈従来の技術〉 広帯域増幅回路で、しかもゲインを可変出来るようにし
た増幅回路としては、第2図に示すような回路が知られ
ている。この広帯域増幅回路には4つのトランジスタQ
1〜Q4が設けられ、トランジスタQ1と第2、および
トランジスタQ3と第4がそれぞれ差動接続されている
また、トランジスタQ1および第3のコレクタが負荷抵
抗器RLを介して電源VCCに接続されている。一方、
トランジスタQ2のコレクタがトランジスタQ3のコレ
クタに接続されるとともに、トランジスタQ4のコレク
タがトランジスタQ1のコレクタに接続されている。ま
た、共通に接続されたトランジスタQ1と第2のエミッ
タが定電流f1.1に接続されるとともに、同しく共通
に接続されたトランジスタQ3と第4のエミッタが定電
流′a2に接続されている。更に、トランジスタQ2の
ベースとトランジスタQ4のベースとがバイアス用電源
3にそれぞれ接続されるとともに、この増幅回路のゲイ
ンを決定する電圧Δ■がトランジスタQ1.Q3のベー
スにそれぞれ供給される。
したがって、上記電圧Δ■の値を変えることにより、上
記増幅回路のゲインを可変することが出来る。なお、以
後の説明は、上記電圧Δ■に代えて定数Kを用いて説明
する。
信号電圧VINは、第1の抵抗器R1u11を介してト
ランジスタQ3.Q4のエミッタにそれぞれ与えられる
とともに、第2の抵抗器RINKを介してトランジスタ
Ql、Q2のエミッタに与えられる。
また、増幅出力■。、1は、トランジスタQ1のコレク
タから取り出される。更に、トランジスタQ1のコレク
タと基板との間にコレクタ容量C6,1が付加されると
ともに、トランジスタQ4のコレクタと基板との闇にコ
レクタ容量CC34が付加されている。
次に、上記のように構成された広帯域増幅回路の動作を
説明する。
信号電圧VINが加えられることにより、第1の抵抗器
R181に電流11が流れるとともに、第2の抵抗器R
INKに電流12が流れる。定電流11!1.2に流れ
る電流をそれぞれIoとすると、トランジスタQ1のエ
ミッタには、K(Io   12)の電流が流れ、トラ
ンジスタQ4のコレクタには、(iK)  ・ (Io
   i□)の電流が流れる。このようにしで動作して
いる回路のゲインを求めてみると、増幅出力■。V□は
、 VOIIT = Vcc  RL ((I  K) ’
 (Io  it)+K(Io  i2) 1 =Vcc+RL (Io+(1−K)itMiz  l
            ・・・・・・(1)交流ゲイ
ンCを求めでみると、 G = V out / V =RL iK/R+s□+(1−K)/RINI l・
・・(2)となり、K=Oのときに、 最小ゲインM;、C=RL/ RIN となる。
また、K=0のときに、 最大ゲインMA、G =RL/R、、。
となる。ただし、RIM□<RIN+。
そして、Kの値がO<K<1のときに、第3図の特性図
において実線の特性曲線Aで示すようなゲイン特性とな
る。なお、第2図の回路において抵抗器RIN+ は必
ずしも設けなくてもよいが、上記抵抗器R181をRL
として設けることにより、れる(ただしトランジスタQ
4の内部抵抗r8を無視した場合)。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、第2図に示した広帯域増幅回路の場合には、そ
の周波数特性が出力負荷抵抗RLと、トランジスタQ1
.Q4の各コレクタに付加した容量Ccs+、 CC3
4によって決定してしまう。
すなわち、第2図の回路の周波数特性f、は、f−=1
/2π(2・Ccs) RL    −(3)となり、
広帯域特性が損なわれてしまう不都合があった。
上記のような不都合のない広帯域増幅回路としては、第
4図の回路図に示すような増幅回路が知られている。第
4図の回路の場合には、出力負荷抵抗RLとトランジス
タQ1のコレクタ容量CC3を1個にしており、この回
路の場合には第3図の特性臼IBのゲイン特性を示して
いる。このように構成することにより、第4図の回路に
おいては周波数特性を伸ばすことが可能であるが、しか
しこの場合には、ゲインを決定するための電圧Δ■によ
り出力DCレベルが変動してしまい、出力のダイナミッ
クレンジがとれなくなってしまう不都合があった。
本発明は上述の問題点に鑑み、広帯域にわたって増幅可
能であり、しかもゲインを可変することが出来る広帯域
増幅回路における周波数特性を向上させることを目的と
する。
〈課題を解決するための手段〉 本発明の広帯域増幅回路は、第1および第2のトランジ
スタを差動接続してなる第1の差動接続回路と、第3お
よび第4のトランジスタを差動接続してなる第2の差動
接続回路と、上記第1のトランジスタのコレクタに接続
されている負荷抵抗器と電源との間に設けられたレベル
シフト回路とを具備し、上記第1および第3のトランジ
スタのベースにゲイン決定用の電圧を供給するとともに
、上記第1および第3のトランジスタのベースに所定の
動作電圧を供給し、かつ上記レベルシフト回路の電圧を
上記第4のトランジスタのコレクタに供給し、上記第4
のトランジスタに流れる電流の大きさに応じて上記第1
のトランジスタのコレクタに接続されている負荷抵抗器
に印加される電圧の大きさが変化するようにしている。
〈作用〉 第1のトランジスタのコレクタに接続されている負荷抵
抗器と電源との間に設けられた第5のトランジスタのベ
ース電圧を第4のトランジスタのコレクタに供給し、上
記第4のトランジスタに流れる電流が増加すれば、上記
負荷抵抗器に印加される電圧値が減少し、反対に上記第
4のトランジスタに流れる電流が減少すれば、上記負荷
抵抗器に印加される電圧値を増加させるようにする。こ
れにより、ゲインを可変した際に、上記第4のトランジ
スタに流れる電流を変化させて直流電流を補正するのを
、信号の出力段で行うようにして、負荷抵抗に付加して
いるコレクタ容量を1個にする。
〈実施例〉 第1図は、本発明の一実施例を示す広帯域増幅回路の回
路構成図である。
第1図から明らかなように、実施例の広帯域増幅回路は
、第1および第2のトランジスタQIQ2を差動接続し
てなる第10差動接続回路5と、第3および第4のトラ
ンジスタQ3.Q4を差動接続してなる第2の差動接続
回路6とを具備している。また、上記第1のトランジス
タQ1のコレクタに接続されている負荷抵抗器RLと$
1aVcCとの間に設けられた第5のトランジスタQ5
、および上記第5のトランジスタQ5のベースと上記電
源Vccとの間に設けられた抵抗器RL’よりなるレベ
ルシフト回路7が設けられている。すなわち、第2図に
示した回路と異なるところは、第2図の回路において、
第3のトランジスタQ3のコレクタに接続されていた負
荷抵抗RLをなくすとともに、第4のトランジスタQ4
のコレクタに付加されていたコレクタ容量Ccsaをな
くしている。また、第2および第3のトランジスタQ2
Q3の各コレクタを1ifiVccに直接接続している
。更に、第1のトランジスタQ1のコレクタに接続され
ている負荷抵抗RRLと電源Vccとの間に第5のトラ
ンジスタQ5を設け、このトランジスタQ5のベースと
t源Vccとの間に抵抗器RL’を接続していることで
ある。この抵抗器RL゛は、その抵抗値が第1のトラン
ジスタQ1のコレクタに接続されている負荷抵抗器RL
と同じ値になるようになされている。また、第2図に示
した従来の回路においては、第1のトランジスタQ1の
コレクタ電圧を第4のコレクタに供給していたが、実施
例の回路では第5のトランジスタQ5のベースに与えら
れる電圧を第4のトランジスタQ4のコレクタに供給し
ている。このように、第4のコレクタに供給する電圧を
第5のトランジスタQ5のベースから取り出すことによ
り、トランジスタQ4に流れる電流が増加すれば負荷抵
抗RLに印加される電圧の大きさが低下する。これは、
電源Vccの電圧値を下げたのと実質的に同じであり、
これによりDC電圧補正が行われることになる。
また、ゲイン決定用電圧ΔVが大きくなることにより、
トランジスタQ4に流れる電流が減少した場合には、負
荷抵抗RLに印加される電圧が大きくなるので、この場
合もDC電圧補正を良好に行うことが出来る。すなわち
、実施例の回路は第3および第4のトランジスタQ3.
Q4により、出力負荷抵抗RLから直流電流を補正する
のではなく、上記負荷抵抗RLと同じ抵抗器RL’を介
して直流電流補正を行うようにしたものであり、第5の
トランジスタQ5を設けることにより、出力段で直流電
流補正を行うようにしている。
このように構成したので、実施例の場合の周波数特性は
、第1のトランジスタQ1のコレクタにそれぞれ1個接
続されている負荷抵抗器RLとコレクタ容量CC3I 
とによって定まることになる。
すなわち、実施例の回路の周波数特性fc’は、fc’
夕1/2π・CC5・RL ”?2fc           ・・・・・・(4)
となり、周波数特性を伸ばすことが出来る。
〈発明の効果〉 本発明は上述したように、第1のトランジスタのコレク
タに接続されている負荷抵抗器と電源との間に設けられ
たレベルシフト回路の電圧を第4のトランジスタのコレ
クタに供給し、上記第4のトランジスタに流れる電流が
増加したときに、上記負荷抵抗器に印加される電圧値を
減少させ、反対に上記第4のトランジスタに流れる電流
が減少したときには、上記負荷抵抗器に印加される電圧
値を増加させるようにしたので、ゲインを可変した際に
、上記第4のトランジスタに流れる電流を変化させて直
流電流を補正するのを、信号の出力段で行うようにする
ことが出来、負荷抵抗に付加しているコレクタ容量を1
個にすることが出来る。
これにより、ゲインを変えることが出来る広帯域増幅回
路の周波数特性を、負荷抵抗と第1のトランジスタのコ
レクタに付加しているコレクタ容量のみによって決定さ
れるようにすることが出来、ゲインを可変することが出
来る広帯域増幅回路の周波数特性を大幅に伸ばすことが
出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す広帯域増幅回路の回
路図、 第2図は、従来の広帯域増幅回路の回路図、第3図は、
ゲイン特性図、 第4図は、第2図と異なる従来例を示す回路図である。 5・・・第1の差動接続回路。 6−・・第2の差動接続回路。 7・・・レベルシフト回路。 Ql・・・第1のトランジスタ。 Q2・・・第2のトランジスタ Q3・・・第3のトランジスタ。 Q4・・・第4のトランジスタ RL・・・負荷抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1および第2のトランジスタを差動接続してなる第1
    の差動接続回路と、 第3および第4のトランジスタを差動接続してなる第2
    の差動接続回路と、 上記第1のトランジスタのコレクタに接続されている負
    荷抵抗器と電源との間に設けられたレベルシフト回路と
    を具備し、 上記第1および第3のトランジスタのベースにゲイン決
    定用の電圧を供給するとともに、上記第1および第3の
    トランジスタのベースに所定の動作電圧を供給し、かつ
    上記レベルシフト回路の電圧を上記第4のトランジスタ
    のコレクタに供給し、上記第4のトランジスタに流れる
    電流の大きさに応じて上記第1のトランジスタのコレク
    タに接続されている負荷抵抗器に印加される電圧の大き
    さが変化するようにしたことを特徴とする広帯域増幅回
    路。
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