JPH0430203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は増幅器に関し、特に負帰還を施すこ
となくトランジスタ素子の非直線性に起因する信
号歪をなくすようにした無帰還増幅器の改良に関
する。

互いにコンプリメンタリなトランジスタ素子に
一定比の電流をカレントミラー回路により常に供
給しておき、両トランジスタ素子のV_BE（ベー
ス・エミツタ間電圧）特性を互いにに打ち消し合
つて無歪の増幅出力を得る回路が用いられてい
る。かかる無歪増幅器では、何等負帰還を施すこ
となく信号歪が改善されることから、増幅回路全
体が発振の危険もなく安定に動作すると共に、負
帰還による利得の減少もないので少ない増幅段に
て高い利得を得ることができる利点を有してい
る。

しかしながら、かかる無帰還無歪増幅器では、
互いにコンプリメンタリなトランジスタが全く同
一特性を有しなければ、仮令カレントミラー回路
に一定比の電流を常に供給しても、各素子のV_BE
を互いに完全に打ち消すことができず、よつてト
ランジスタ素子のバラツキによる歪の発生は不可
避となつている。

従つて、本発明の目的はトランジスタ素子のバ
ラツキによる歪をなくすることができる無帰還無
歪増幅器を提供することである。

本発明の他の目的は歪量を調整して任意の位相
の歪を発生させることができる無帰還増幅器を提
供することである。

本発明による増幅器は、互いにコンプリメンタ
リな２つのトランジスタ素子に一定比の電流を常
に供給する電流供給手段を設け、更にこの電流供
給手段の１対の供給電流のいずれか一方を一定値
だけ増減せしめる制御手段を付加してなることを
特徴としている。

以下に本発明を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例の回路図であり、入
力v_iはエミツタフオロワ型式のPNP型の第１トラ
ンジスタQ₁のベースへ印加されており、このト
ランジスタのエミツタフオロワ出力はエミツタ接
地型式のNPN型のトランジスタQ₂のベース入力
となつている。そして、これら両トランジスタ
Q₁，Q₂に常に一定比の電流を供給すべくPNPト
ランジスタQ₃，Q₄によりなるカレントミラー回
路が設けられており、トランジスタQ₄をダイオ
ード構成とすることにより、トランジスタQ₂に
流れる電流に対し一定比の電流がトランジスタ
Q₁へ供給されることになる。尚、R_Eはトランジ
スタQ₂のエミツタバイアス抵抗であり、R₃，R₄
はミラートランジスタQ₃，Q₄の各エミツタ抵抗
である。

そして、回路出力を導出すべくPNPトランジ
スタQ₅が設けられており、このトランジスタQ₅
のベースをトランジスタQ₄のベースに共通接続
することにより、トランジスタQ₄とQ₅とがカレ
ントミラー回路を構成している。このトランジス
タQ₅の出力電流が負荷R_Lへ供給され回路出力v_p
となる。尚、R₅はトランジスタQ₅のエミツタ抵
抗である。

更に、ミラートランジスタQ₃のエミツタ電流
を調整すべく、エミツタバイアス調整用電圧源Ｅ
が設けられている。

ここで、仮に電圧源Ｅをいま零ボルトに調整し
た場合、この回路は従来の無帰還増幅器となる
が、この場合における回路動作を簡単に述べる。
第２トランジスタQ₂に流れる電流I_c2は、 I_c2＝（v_i＋v_BE1−V_BE2＋B₂）／R_E ……(1) と表わされる。ここに、V_BE1，V_BE2はトランジス
タQ₁，Q₂のV_BEである。(1)式におけるV_BE1−V_BE2
は両トランジスタのコレクタ電流が常に一定比に
維持されていることにより、 V_BE1−V_BE2＝kT／ｑln（β／α） ……(2) となり一定値γとなる。ここに、βは両トランジ
スタのベース・エミツタ間逆方向飽和電流比、α
は両トランジスタのコレクタ電流比である。従つ
て、(1)式は、 Ic₂＝v_i＋γ＋B₂）／R_E ……(3) となり、回路出力v_pは v_p R_L／R_E・（v_i＋γ＋B₂） ……(4) と表わすことができ、トランジスタQ₁，Q₂のV_BE
に起因する歪が打消されることになる。

ここで、β＝１と近似することができ、かつカ
レントミラー回路のミラー比を、R₃＝R₄＝R₅と
して１に選定すればα＝１となるからγ＝０とな
つて、(4)式は v_p＝R_L／R_E・（v_i＋B₂） ……(5) となり、入出力は完全にリニアな特性となるもの
である。

上記式においては、両トランジスタQ₁，Q₂の
特性が同一でバラツキがないものと仮定した場合
に成立するものであるが、バラツキがある場合に
は(2)式すなわちV_BE1−V_BE2が一定とならず信号に
より変動して歪を招来する。

そこで、第１図の電圧源Ｅを可変としてミラー
トランジスタQ₃のエミツタ電位を一定値だけレ
ベルシフトするようにし、素子のバラツキによる
歪を打消すようにしている。すなわち、ミラート
ランジスタQ₃のエミツタ電位が一定値だけ増減
することによりそれに応じてトランジスタQ₃の
コレクタ出力電流が一定値だけ増減することにな
る。その結果、第１トランジスタQ₁のコレクタ
電流I_c1は一定値だけ増減して、第３図の入出力
特性（V_BE−I_C）上における動作点がＢからB′又
はB″へ変化するから、トランジスタQ₁のV_BEがａ
点からa′又はa″へ変化することになる。そして、
他のトランジスタQ₂，Q₄，Q₅の動作点はＢ点に
維持されているから、そのV_BEはａ点であるか
ら、トランジスタQ₁，Q₃のV_BEがa′の時は歪過補
償となつて逆相歪が生じ、またa″の時は歪の打消
しが不足となつて同相歪が生じる。よつて、電圧
源Ｅの適当な調整によりトランジスタのバラツキ
による歪の残留を完全に除去することが可能であ
る。

第２図は本発明の他の実施例の回路図であり、
第１図の電圧源の代りに、トランジスタQ₃のエ
ミツタ電流を一定値だけ増減せしめるための電流
源I_pが設けられている。こうすることにより、第
１図の回路と同等の作用効果が得られることは明
白である。

第４図は本発明の別の実施例回路図であり、第
２図の電流源I_pの代りに半固定抵抗器VRにより
トランジスタQ₃のエミツタ電流の一部を分流す
るようにして過補償方向への調整のみが可能とな
るようになされている。特に、第１，２図及び第
４図に示す無帰還増幅器構成では一般に歪補償は
不足となるので、過補償調整のみなされれば十分
である。

第５図は本発明の別の実施例の回路図であり、
第１，２及び４図と同等部分は同一符号により示
されている。本例では、基本となる無帰還増幅器
を互いにコンプリメンタリに構成してプツシユプ
ルアンプとしたものであり、負側回路の各素子の
符号には、正側回路の各素子の符号に「′」が付
されて示されている。ミラートランジスタQ₃，
Q₃′のエミツタ間に設けられた可変抵抗VR₁の調
整により、ミラートランジスタQ₃，Q₃′の各エミ
ツタ電流が共に同時に減少することになり、奇数
次歪の調整が可能となる。また、回路電源±Vcc
間設けられた抵抗R₆，R₇及び可変抵抗VR₂によ
る分圧出力を当該可変抵抗VR₂によつて調整する
ことにより、ミラートランジスタQ₃，Q₃′の各エ
ミツタ電位が相補的に変化することになり、よつ
て偶数次歪の調整が可能となる。尚、R₆＝R₇、
R₈＝R₉とする。

叙上の如く、本発明によれば無帰還増幅器にお
けるトランジスタ素子の特性のバラツキによる歪
を完全に打消すことが可能となるから、完全な無
歪特性の無帰還増幅器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例の回路図、
第３図は第１，２図の回路の動作を説明する図、
第４図及び第５図は本発明の他の実施例の回路図
である。 主要部分の符号の説明 Q₁…第１トランジス
タ、Q₂…第２トランジスタ、Q₃，Q₄…ミラート
ランジスタ、Ｅ…電圧源、I_p…電流源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベースに入力が印加された第１トランジスタ
   と、前記第１トランジスタの出力をベース入力と
   しこの第１トランジスタと逆導電型の第２トラン
   ジスタと、前記第１及び第２トランジスタに一定
   比の電流を供給する電流供給手段とを有し、これ
   ら第１又は第２トランジスタに流れる電流変化に
   対応して出力を導出するようにした増幅器であつ
   て、前記電流供給手段の１対の供給電流のいずれ
   か１方を一定値だけ増減せしめる制御手段を有す
   ることを特徴とする増幅器。 ２ 前記電流供給手段はカレントミラー回路であ
   り、前記制御手段はこのカレントミラー回路を構
   成するミラートランジスタの一方のエミツタ電位
   を一定値だけシフトする電圧源よりなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の増幅器。 ３ 前記電流供給手段はカレントミラー回路であ
   り、前記制御手段はこのカレントミラー回路を構
   成するミラートランジスタの一方のエミツタ電流
   を一定値だけ増減せしめる電流源よりなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の増幅器。