JPH043686B2 - - Google Patents

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JPH043686B2
JPH043686B2 JP57194106A JP19410682A JPH043686B2 JP H043686 B2 JPH043686 B2 JP H043686B2 JP 57194106 A JP57194106 A JP 57194106A JP 19410682 A JP19410682 A JP 19410682A JP H043686 B2 JPH043686 B2 JP H043686B2
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transistor
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はラジオ受信機、ステレオ装置その他の
機器を構成する増幅回路等に用いる安定化バイア
ス回路に関する。
従来例の構成とその問題点 第1図は従来例より使用されている増幅回路の
電気的結線図である。第1図において増幅器3は
正入力端子(+)と負入力端子(−)と出力端子
6を有しており、一般に出力端子6の直流電圧が
一方の電源電圧(VCC)と他方の電源電圧(アー
ス)の中間の電圧にあるときに大きな振幅の信号
を取り出すことが出来るように構成されている。
すなわち正入力端子(+)に接続された抵抗R1
と抵抗R2の値をほぼ同一に設定し、正入力端子
(+)のバイアスを一方の電源電圧(VCC)と他
方の電源電圧(アース)のほぼ中間の電圧に設定
するようにしその上で更に負入力端子に出力端子
6より抵抗R3を介して負帰還をかけ出力端子6
の電圧が一方の電源電圧(VCC)と他方の電源電
圧(アース)ほぼ中間の電圧になるようにしてい
る。
第2図は第1図に示す増幅器3をより具体的に
示したものであり、一般に増幅器3としては第2
図に示すように2つのトランジスタ9,10より
成る差動増幅器がよく用いられている。第3図に
おいてはトランジスタ9のベースが正入力端子、
トランジスタ10のベースが負入力端子であり、
トランジスタ9のベース、すなわち正入力端子が
抵抗R1,R2によつて一方の電源電圧(VCC)と他
方の電源電圧(アース)のほぼ中間の電圧になる
ようにバイアスされている。したがつてこのこと
からトランジスタ9,10のベース・エミツタ間
の接触電位差VBGが約0.7Vであるとすると、トラ
ンジスタ9,10のエミツタ電圧はトランジスタ
9のベースよりも約0.7Vだけ低い電圧で動作し
ていることになる。そのため一方の電源電圧
(VCC)が1.4V以下になるとトランジスタ9のベ
ース電圧が0.7V以下になり、トランジスタ9,
10のエミツタ、ベース間の電圧が0.7V以下に
なり、抵抗11に電流が流れなくなり動作しなく
なる。
そして、第2図に示す増幅回路では電源電圧が
変化すると抵抗11,13に流れる電流が変化
し、トランジスタ9,10に流れる電流がこれに
応じて変化するため増幅回路全体としてその利得
が変化することになる。第3図は別にトランジス
タ20,22を設け、このトランジスタ20,2
2のベースを一定電圧にバイアスして定電流回路
として動作させ、電源電圧の変化に対してもトラ
ンジスタ9,10に流れる電流の変化を少なく
し、全体として利得変化を少なくしたものを示し
ている。すなわち、この場合には従来から点線で
囲んだような定電圧バイアス回路40が多く用い
られている。
ここで従来より多く用いられている定電圧バイ
アス回路40について説明する。
一方の電源端子VCCに電圧を加えるとダイオー
ド31を介して起動用の抵抗30に電流が流れト
ランジスタ32にも電流が流れる。トランジスタ
32とダイオード31とはカレントミラー回路と
して動作し、トランジスタ32のコレクタに流れ
る電流はダイオード26,27に流れる。ダイオ
ード26,27に電流が流れるとその両端に電圧
が現われこれがトランジスタ29のベースに加え
られる。したがつてトランジスタ29にも電流が
流れ、ダイオード31に流れる電流が増加し抵抗
28によつて決定される電流値で安定する。すな
わちダイオード26,27の両端の電圧がトラン
ジスタ29のベース・エミツタ間の接触電位差
VBEと抵抗28による電圧降下の和に等しくなつ
た時点で安定することになる。たとえば、今、抵
抗28の値を1KΩとするとダイオード26,2
7の各々の両端電圧とトランジスタ29のベース
エミツタ間電圧VBEがほぼ同じで0.7Vであるため
トランジスタ29のエミツタの電圧は0.7Vにな
り、抵抗28には700μAが流れて安定することに
なる。そしてトランジスタ29のベースすなわち
A点の電圧は電源電圧VCCが変化しても常にほぼ
1.4Vになる。したがつてこの電圧を抵抗24,
25で分割し、B点の電圧を約1.0Vに設定する
と、この安定化バイアス回路40は電源電圧が約
1.5V近くまで低下しても充分に動作することに
なる。増幅器については先に述べたように電源電
圧が1.4V近くまで低下しても動作するので全体
として第3図に示すように構成すれば電源電圧が
1.5Vまで低下しても充分に動作させることがで
きるがそれ以下では全く動作しないという問題が
ある。
発明の目的 本発明は以上のような従来の欠点を除去するも
のであり、簡単な構成で従来の安定化バイアス回
路よりも低い電源電圧でも充分に安定に動作する
優れた安定化バイアス回路を提供ることを目的と
する。
発明の構成 本発明は1つのダイオード又は1つのダイオー
ド接続したトランジスタより成る第1の素子と、
複数のトランジスタ又は上記第1の素子の接触電
位差より低い接触電位差を有すトランジスタより
成る第2の素子と、カレントミラー用のダイオー
ド又はダイオード接続したトランジスタより成る
第3の素子とトランジスタより成る第4の素子を
用意し、第1素子に並列に第2の素子を構成する
上記トランジスタのベース・エミツタ間と第1の
抵抗を接続し第2の素子を構成するトランジスタ
のコレクタに第3の素子を接続し、第3の素子に
並列に第4の素子構成するトランジスタのベー
ス・エミツタ間を接続し、第4の素子を構成する
トランジスタのコレクタを第1素子に接続するこ
とにより低い電源電圧まで充分に動作する優れた
安定化バイアス回路を得るようにしたものであ
る。
実施例の説明 第4図は本発明の安定化バイアス回路を用いる
のに適した増幅回路の基本的な回路構成を示すも
のである。第4図において抵抗R1の値を例えば
2KΩ、抵抗R2の値を8KΩ、電源電圧VCCを1Vと
すると、抵抗R1では0.2Vの電圧降下になる。し
たがつてトランジスタ9のベースは0.8Vとなり、
トランジスタ10のベースも0.8Vとなるように
する必要がある。そして、出力端子6は電源電圧
VCCの1/2の電圧にしたとき大きな出力電圧を得
ることが出来るので抵抗R4の値を2KΩとし、負
帰還用の抵抗R3の値を3KΩにする。このように
するとトランジスタ9,10のベースは共に
0.8Vになる。
即ち抵抗R1〜R4の値をR1/R1+R2=R4/R3+R4× 1/2になるようにすると出力端子6は電源電圧 VCCのほぼ1/2の電圧になり出力端子6に大きな
信号を取り出すことが出来る。
そしてこの場合にはトランジスタ9,10のエ
ミツタ電圧が約0.1Vであり、トランジスタ9,
10に充分に電流が流れて動作することになる。
尚、トランジスタ9,10にはコレクタ・エミツ
タ間の電圧が0.1V以上あれば動作するものを用
いる。この回路でダイオード8及びトランジスタ
12のベース・エミツタ間の接触電位差は約
0.7Vであるから、トランジスタ9,10のコレ
クタ・エミツタ間の電流は約0.2Vであり、充分
に動作することになる。このように第4図に示す
増幅回路では抵抗R1,R4による電圧降下を0.2V
にしているため電源電圧VCCが1.0Vでも充分に動
作する。抵抗R1,R4の電圧降下が0.7V以下であ
れば電源電圧VCCが1.4V以下であつても動作する
ことになる。即ち、トランジスタのベース・エミ
ツタ間の接触電流VBE以下に抵抗R1,R4の電圧降
下を設定し、 R1/R1+R2=R4/R3+R4×1/2の関係が成立するよう にすれば電源電圧が変化しても抵抗R1,R4の電
圧降下がほぼ同一であることから出力端子6の直
流電圧を電源電圧VCCのほぼ1/2の電圧にするこ
とができ大きな出力信号を取り出すことが出来
る。
ところで第4図に示す増幅回路では電源電圧
VCCが1.0V程度に低下しても充分に動作するが抵
抗11,13に流れる電流が電源電圧VCCの変化
によつて変化するため増幅回路全体としてその利
得が変化する。したがつてこれを少くするために
は第5図に示すように抵抗11,13に代えトラ
ンジスタ51,52を用いこのトランジスタ5
1,52に安定化されたバイアスを与える必要が
ある。
本発明はこのような安定化されたバイアス電圧
を得るための安定化バイアス回路であり、以下第
5図を用いてその一実施例を説明する。第5図に
おいて61は起動用の抵抗であり、比較的高抵抗
のものが用いられる。電源電圧VCCを加えると起
動用の抵抗61を介してダイオード62に電流が
流れ、トランジスタ63にも電流が流れる。トラ
ンジスタ63のコレクタに流れる電流がカレント
ミラー回路を構成するダイオード67に流れ、ト
ランジスタ68,69が動作状態になる。そして
トランジスタ68のコレクタに流れた電流がダイ
オード70に流れダイオード70の両端電圧がト
ランジスタ64,65のベースに印加されるため
上記トランジスタ64,65にも電流が流れ、全
体として動作状態になる。尚ここでダイオード
8,67,70,71,62はトランジスタをダ
イオード接続したものであつても良い。
上記実施例において今ダイオード70に200μA
の電流を流したときその両端の接触電位差が第6
図aに示すように約0.7Vであつたとする。トラ
ンジスタ64,65はダイオード70との間でカ
レントミラー回路として動作するので各トランジ
スタ64,65にはダイオード70に流れる電流
の1/2の電流100μAが流れる。トランジスタ64,
65に流れる電流が100μAのときトランジスタ6
4,65のベース・エミツタ間の接触電位差VBE
がたとえば第7図bに示すように約0.65Vになる
とするとトランジスタ64,65のエミツタ電位
は0.05Vになり、この電位で抵抗66にトランジ
スタ64,65に流れた電流の合計(200μA)を
流さなければならない。
(実際にはトランジスタ63に流れる電流も抵
抗66に流れるがその値は非常に小さく無視する
ことができる。)したがつて、抵抗の値は
0.05(V)/200×10-6(A)=250(Ω)に設定する必
要があ り、このようにすると回路に200μAが流れて安定
した動作を行なうことになる。
このように上記実施例によればトランジスタ6
8,69,65,64のエミツタ、コレクタ間が
0.1〜0.2Vに低下しても動作することとあいまつ
てダイオード67,70の両端電圧VBEが約0.7V
であるとしたとき電源電圧VCCが0.8〜0.9Vまで低
下しても安定に動作することになる。そのためこ
の場合にはトランジスタ69のコレクタにも約
200μAの電流が流れることになり、ダイオード7
1との間でカレントミラー回路として動作するト
ランジスタ51,52にもそれぞれ200μAの電流
が流れ、結果として低い電源電圧まで増幅回路全
体を安定した状態で利得低下なく動作させること
ができる。
尚、実施例においてトランジスタ69とダイオ
ード71を省略し、トランジスタ51,52のベ
ースを直接トランジスタ64,65のベースに接
続してもよい。ただし、この場合には電源電圧
VCCが0.8〜0.9Vに低下したときダイオード70に
流れる電流の一部がトランジスタ51,52のベ
ースにも同時に流れるので若干その安定性が低下
することがある。すなわち、トランジスタのコレ
クタ・エミツタ間の電圧が低下するとトランジス
タの電流増幅率hFEが小さくなり、ベース電流が
増加し、安定化のためのループ内の電流が外部に
流れ出るため全体としてその安定性が低下するこ
とになる。
次に起動回路について説明すると、また起動用
の抵抗61は高抵抗のものを選べば良いが今
100KΩであつたとする。この場合には電源電圧
VCCが1.0Vであるとすると抵抗61には
1−0.7/100×103=3μAの電流が流れ、これがダイオ
ー ド62にも同様に流れることになる。
このように上記実施例によれば安定化バイアス
回路が動作している時は抵抗66に0.05Vの電圧
降下がある。そしてダイオード62に3μAの電流
が流れているため、このときの接触電位差が第6
図cで示すように0.5Vであつたとするとトラン
ジスタ63のベース・エミツタ間の電圧は0.5−
0.05=0.45Vであり、トランジスタ63のベー
ス・エミツタ間の電圧が低いために例えばトラン
ジスタ63には0.1μAの電流しか流れないことに
なる。もし、トランジスタ63のエミツタを直接
アースしたとすると抵抗61に流れる電流と同じ
電流3μAがトランジスタ63に流れる。また電源
電圧VCCが3Vになつたとすると抵抗61には
3−0.7/100×103=23μAの電流が流れトランジスタ6
3 のエミツタを直接アースしていたとするとトラン
ジスタ64,65のコレクタにトランジスタ63
のコレクタ電流が同時に流れることになり安定化
バイアス回路の電流が大きく変化し、トランジス
タ51,52の電流も大巾に変化するという問題
がある。しかし、この実施例ではトランジスタ6
3のエミツタを抵抗66とトランジスタ64,6
5のエミツタの接続点に接続しているので電源電
圧VCCが3Vになつてもトランジスタ63のコレク
タ電流は0.8μA位にしかならず、安定化バイアス
回路の200μAの電流では無視できる程度であり電
源電圧VCCの変動によつてもほとんどその安定性
がそこなわれることがない。
また上記実施例においてトランジスタ63のエ
ミツタに接続した抵抗66の電圧降下は電源VCC
をONした時には小さいためトランジスタ63に
当初大きな電流が流れ、回路が動作し、安定しだ
すと、抵抗66の電圧降下が大きくなり、トラン
ジスタ63に流れる電流を少なくするという特徴
がある。
又、実施例では2個のトランジスタ64,65
互に並列に接続して用いているがこれを1つのト
ランジスタに置き換えることも可能である。ただ
し、この場合にはそのトランジスタの接触電位差
をダイオード70の接触電位差より低くすること
が必要である。
発明の効果 以上説明したように本発明の安定化バイアス回
路によれば簡単な構成で低い電源電圧まで安定に
動作させることができ実用上きわめて有利であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は通常広く用いられている増幅
回路およびその安定化バイアス回路の電気的結線
図、第4図は本発明の安定化バイアス回路を適用
し得る増幅回路の基本的な構成図、第5図は本発
明の安定化バイアス回路とその応用回路を示す一
実施例の電気的結線図、第6図は同要部の説明の
ための電圧電流特性図である。 1……信号入力端子、2,5……コンデンサ、
4,61,66,R1〜R4……抵抗、6……出力
端子、7,9,10,12,51,52,63,
64,65,68,69……トランジスタ、8,
62,67,70,71……ダイオード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ダイオード又はダイオード接続したトランジ
    スタより成る第1の素子と複数のトランジスタ又
    は上記第1の素子のベース、エミツタ間の接触電
    位差より低い接触電位差を有するトランジスタよ
    り成る第2の素子と、カレントミラー用のダイオ
    ード又はダイオード接続したトランジスタより成
    る第3の素子と、トランジスタより成る第4の素
    子とを備え、第1の素子の一方に第2の素子を構
    成するトランジスタのベースを接続しエミツタを
    第1の抵抗の一方に接続し、第2の素子を構成す
    るトランジスタのコレクタに第3の素子の一方と
    第4の素子のトランジスタのベースを接続し、第
    4の素子を構成する上記トランジスタのコレクタ
    を第1素子の一方と第2の素子のトランジスタの
    ベースに接続し、第2の素子を構成するトランジ
    スタのコレクタとエミツタに、別に設けた第5の
    トランジスタのコレクタとエミツタを各々接続
    し、第5のトランジスタのベースを別に設けたダ
    イオード又はダイオード接続したトランジスタか
    ら成る第6の素子の一方と起動用の抵抗との接続
    点に接続したことを特徴とする安定化バイアス回
    路。
JP57194106A 1982-11-04 1982-11-04 安定化バイアス回路 Granted JPS5983407A (ja)

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JP57194106A JPS5983407A (ja) 1982-11-04 1982-11-04 安定化バイアス回路

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JP57194106A JPS5983407A (ja) 1982-11-04 1982-11-04 安定化バイアス回路

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JPS5983407A JPS5983407A (ja) 1984-05-14
JPH043686B2 true JPH043686B2 (ja) 1992-01-24

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JP57194106A Granted JPS5983407A (ja) 1982-11-04 1982-11-04 安定化バイアス回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55611A (en) * 1978-06-09 1980-01-07 Toshiba Corp Constant current circuit

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JPS5983407A (ja) 1984-05-14

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