JPH0457243B2

JPH0457243B2 -

Info

Publication number: JPH0457243B2
Application number: JP59269017A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Ookubo; Muneyoshi Hirano
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1992-09-11
Also published as: JPS61145916A

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、テープレコーダ等の低
周波回路に使用する増幅器に関するものである。

従来の技術近年、ラジオ受信機、テープレコーダ等の電子
機器は小型化の傾向が強く、電池消耗を少くした
低電圧動作、部品の削減が必要である。

以下図面を参照しながら、従来の増幅器につい
て説明する。第６図は従来の増幅器の回路を示す
ものである。第６図において、１０１は信号入力
端子、Vccは電源、１１８は出力部端子である。
信号入力端子１０１に加えられる入力信号はコン
デンサ１０２を介して差動増幅器の一方のトラン
ジスタ１０５のベースに加えられ、トランジスタ
１０５のコレクタと、トランジスタ１０５のエミ
ツタ、トランジスタ１０６のエミツタおよびコレ
クタを通してカレントミラーのトランジスタ１０
９からトランジスタ１０８のコレクタとを通して
トランジスタ１１７のベースに加えられ、トラン
ジスタ１１７のコレクタより信号を出力する。こ
の場合、出力部より負帰還の信号を抵抗１１３を
介してトランジスタ１０６のベースに加える。

第７図に従来の増幅器の他の例を示す。第７図
において、１０１は信号入力端子、Vccは電源、
１１８は出力部端子である。信号入力端子１０１
に加えられる入力信号はコンデンサ１０２を介し
て差動増幅器の一方のトランジスタ１０５のベー
スに加えられ、トランジスタ１０５のコレクタ
と、トランジスタ１０５のエミツタ、抵抗１２
１，１２２、トランジスタ１０６のエミツタおよ
びコレクタを通してカレントミラーのトランジス
タ１０９からトランジスタ１０８のコレクタとを
通してトランジスタ１１７のベースに加えられ、
トランジスタ１１７のコレクタより出力部１１８
に信号を出力する。この場合、出力部１１８より
負帰還の信号を抵抗１１３を介してトランジスタ
１０６のエミツタに加える。

発明が解決しようとする問題点ところが、上述した構成において、前者（第６
図）の場合、出力部１１８はVccとアースの中点
電圧（1/2Vcc）に設定すると、出力電圧が大き
く取ることができるので、抵抗１１２がない時は
トランジスタ１０５のベースを1/2Vccに設定す
れば、出力１１８もほぼ1/2Vcc電圧となるが、
入力コンデンサ１０２が必要である。次に抵抗１
１２を接続した時を考える。抵抗１０３の電圧を
0.2Vとなるようにし、出力部１１８が1/2Vccに
するためには抵抗１１２の電圧降下もほぼ0.2と
し、 R₁₀₃／R₁₀₃＋R₁₀₄×Vcc＝R₁₁₂／R₁₁₃＋R₁₁₂×1/2Vcc R₁₀₃／R₁₀₃＋R₁₀₄＝R₁₁₂／２（R₁₁₃＋R₁₁₂）となるようにすればよい。この場合も抵抗１０３
の電圧を零にできないので入力コンデンサ１０２
が必要であつた。抵抗１１２がない時は電源電圧
が1.4V以下では動作しないが、抵抗１１２を設
けると1.0Vでも大体動作することができる。し
かし入力コンデンサ１０２が必要である。

一方、後者（第７図）の場合、出力部１１８を
電源とアースの間の中点電位にするためにはトラ
ンジスタ１０６，１０５のエミツタもほぼ同一の
中点電位にする必要がある。そのためにはトラン
ジスタ１０５，１０６のベース電圧は中点電圧よ
りもトランジスタのベース・エミツタ間の接触電
位差（約0.7V）だけ低い電圧に設定する必要が
ある。そのためトランジスタ１０５，１０６のベ
ースバイアスを抵抗１０３，１０４をほぼ同一の
抵抗値とし、ダイオード１２５，１２６を設けた
バイアスにすると点１２７がほぼ中点電位とな
り、トランジスタ１０５，１０６のベースは中点
電位１２７より約0.7V低い電圧となり、出力部
１１８はほぼ中点電圧となり動作する。この場合
はVccが1.0V位になると中点電位１２７は0.5Vと
なり、トランジスタ１０５，１０６が動作しなく
なる欠点がある。また、入力のコンデンサ１０２
もなくすることができない。

このように従来の構成では入力コンデンサ１０
２を省略することが出来なかつた。

本発明は上記問題点に鑑み、低電圧で動作する
とともに入力コンデンサをなくすることが出来る
増幅器を提供するものである。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明の増幅器
は、入力回路の第１と第２のトランジスタのベー
スを直流的に直接又は抵抗を介して一方の電源に
接続し、上記第１，第２のトランジスタの互いの
エミツタを抵抗を介して接続し、上記第１，第２
のトランジスタの一方のベースに信号を加え、上
記第１，第２のトランジスタの少くとも一方のコ
レクタの信号を増幅して出力部に信号を出力する
ように構成した差動増幅器を備え、上記出力部と
上記第１，第２のトランジスタの一方のエミツタ
に負帰還となるように第１の抵抗を接続し、一方
を他方の電源に接続したダイオード又はダイオー
ド接続のトランジスタの他方に電流を加えるとと
もに第２の抵抗の一方を接続し、この第２の抵抗
の他方を上記差動増幅器を構成する第１，第２の
トランジスタの他方のエミツタに接続し、上記第
１と第２の抵抗に流れる電流がほぼ同一となるよ
うに構成したことを特長とするものである。

作用本発明は上記した構成によつて入力信号を可変
抵抗等によつて一方の電源（アース）との間で加
えようとする時に第１，第２のトランジスタのバ
イアスが一方の電源とほぼ同電圧となつているた
めに入力コンデンサを必要としない利点を有す
る。

実施例以下本発明の一実施例の増幅器について、図面
を参照しながら説明する。第１図は本発明の第１
の実施例における増幅器の回路図を示すものであ
る。第１図において、１は信号入力端子、２は可
変抵抗器、２６は出力部、４，５は電流源、Vcc
は電源、６，７，９，１８，１９，２０，２４，
２５，２９はトランジスタ、８，１０，１１，１
６，１７，２１，２３，２８は抵抗である。

以上のように構成された増幅器について、以下
第１図を用いてその動作を説明する。入力端子１
に信号を与え、可変抵抗器２で信号レベルを調整
して差動増幅器を構成するトランジスタ９，２０
の一方のトランジスタ９のベースに加え、トラン
ジスタ９のコレクタに増幅した信号をトランジス
タ２９のベースに加えて、トランジスタ２９のエ
ミツタよりトランジスタ２４のベースに加えてコ
レクタにある出力部２６より信号出力を取り出
す。

本実施例では入力トランジスタ９のベースに入
力コンデンサを省略するためにトランジスタ９の
ベースをほぼアース電圧とするように抵抗１０で
アースしている。トランジスタ９と差動増幅器を
構成するトランジスタ２０のベースも同様にほぼ
アース電位とするために抵抗２３でアースしてい
る。そして、出力部２６より負帰還をかけるため
にトランジスタ２０のエミツタに抵抗２１を接続
している。また、出力部２６Ｄをほぼ中点電圧と
するためにダイオード又はダイオード接続のトラ
ンジスタ７と電流源５、抵抗８を設けている。

この動作について説明すると、トランジスタ
９，２０のエミツタ（Ｂ，Ｃ点）は電源電圧Vcc
が変化しても約0.7Vである。またダイオード又
はダイオード接続のトランジスタ７の両端の電圧
（VccとＡ点の電圧）はほぼ0.7Vである。そして
出力部２６が中点電位とするためには抵抗２１と
抵抗８に流れる電流がほぼ同一に、抵抗１６，１
７をほぼ同一として、トランジスタ１８から供給
される電流を抵抗１６，１７を介してトランジス
タ９，２０に流すようにすれば、Ｂ点、Ｃ点がほ
ぼ同一電位でバランスする。

この時の条件は１／２Vcc−0.7（Ｖ）／R₂₁＝Vcc−0.7（Ｖ）−0.7（
Ｖ）／R₈
……(1) であり、例えばVcc＝2.0Vとすると 0.3（Ｖ）／R₂₁＝0.6（Ｖ）／R₈ ……(2) 2R₂₁＝R₈ ……(3) となり、R₈の値をR₂₁の２倍の値にすればよい。
Vccが2Vの時はR₂₁にはＤ点よりＣ点に電流が流
れ、R₈にはＡ点よりＢ点に電流が流れて、トラ
ンジスタ９，２０の電流はトランジスタ１８から
供給される電流に抵抗８，２１からの電流が加え
られて動作し、出力部２６はほぼ中点電位となつ
て動作する。

一方、Vccが1.0Vの時を考えてみると(1)式より 0.5（Ｖ）−0.7（Ｖ）／R₂₁＝1.0（Ｖ）−1.4（Ｖ）
／R₈ −0.2（Ｖ）／R₂₁＝−0.4（Ｖ）／R₈ となり、Ｂ点よりＡ点が0.4V低くなり、Ｃ点よ
りＤ点が0.2V低くなつて、抵抗８はＢ点よりＡ
点に電流が流れ、抵抗２１はＣ点よりＤ点に電流
が流れることになる。そのためトランジスタ９，
２０に流れる電流はトランジスタ１８より供給さ
れる電流から抵抗８，２１に流れる電流だけ減少
することになる。しかし、Ｂ点とＣ点がバランス
して、出力部２６は中点付近に設定することが出
来る。

もし、電流源５を設けないとすると、Vccが
1.4V以下になると、例えばVccが1.0Vになると、
抵抗８の電圧降下がなくてもダイオード７には
0.3Vしか電圧が加わらなくなり、上記(1)式を満
足せず、抵抗８と２１の電流が異つて出力部２６
を中点電位に保つことが出来ない。

なおこの増幅器の利得は負帰還をかけない時の
利得が大きい時、抵抗２１と１７の値でほぼ決定
されることは言うまでもない。また入力信号をト
ランジスタ９のベース加えると説明をしたが、可
変抵抗器２の出力をトランジスタ２０のベースに
加えるようにしても同じように出力部２６に信号
を出力することができる。抵抗１１の電圧降下を
0.15V位にしておくとトランジスタ２９のエミツ
タは0.85Vとなり、トランジスタ１９の飽和電圧
が0.1VとすればVccが1.0Vでも動作するものであ
る。

以上のように本実施例によれば２つのトランジ
スタを用いた差動増幅器の両方のベース（入力
端）をほぼアース（一方の電源）電位にした構成
で、出力部２６より負帰還抵抗を介して差動増幅
器のトランジスタの一方のエミツタに接続し、他
方の電源と電流源との間にダイオード又はダイオ
ード接続のトランジスタ７を接続し、このダイオ
ード又はダイオード接続のトランジスタと電流源
との接続点Ａと上記他方のトランジスタのエミツ
タ間に抵抗を接続することによつて、入力コンデ
ンサを省略し、しかも1.0V付近の低電圧まで動
作することが出来る。

次に第２の実施例を第２図に示す。第１図はト
ランジスタ９，２０に電流を供給するためにトラ
ンジスタ１８のみを用いたが、第２図ではトラン
ジスタ１８と３１を用いてトランジスタ９，２０
に供給するようにし、抵抗１６，１７の代りに抵
抗１７のみを用いるようにしている。第１図で抵
抗１６，１７の値を大きくすると電圧降下が大き
くなり低電圧動作しにくくなるが、第２図のよう
にトランジスタ１８と３１にほぼ同じ電流を流す
と抵抗１７の電圧降下がほとんどなくなり、抵抗
１７の値が大きい時でも低電圧動作しやすくなる
ものである。その他の動作は第１図と同一で効果
も同一である。

次に第３図に本発明の第３の実施例を示す。第
３図は第１図のエミツタフオロア用トランジスタ
２９の代りにトランジスタ１４，１５で構成する
差動増幅器とカレントミラーのトランジスタ１
２，１３を設けたものであり、トランジスタ９，
２０のコレクタ抵抗の信号をトランジスタ１４，
１５のベースに加え、トランジスタ１３，１５の
コレクタよりトランジスタ２４のベースに加えて
増幅し、出力部２６に信号出力する。第３図は第
１、第２図のものよりトランジスタ１４，１５の
差動増幅器を用いているので利得を高くすること
ができ、トランジスタ２４のエミツタに抵抗を設
けなくてもよいので、出力部２６に大きな信号出
力を取り出すことができるものである。

次に第４図に本発明の第４の実施例を示す。第
４図は第３図のトランジスタ９，２０への電流供
給をトランジスタ１８のみで行うことに代えてト
ランジスタ１８と３１で供給しているもので、第
２図と同様に抵抗１７の電圧降下が少く、低電圧
まで動作させることができるものである。

以上、第３図、第４図の場合も第１図と同様な
効果を有するものである。

次に第５図に本発明の第５の実施例を示す。第
５図は第４図の増幅器の出力部をＢ級プシユプル
動作する増幅器としたものである。トランジスタ
２４のコレクタの信号はトランジスタ５４，５９
を介して出力部６０へ信号出力するものと、トラ
ンジスタ５２，５３，５８を介して出力部６０に
信号出力するものとでＢ級プシユプル動作するも
のである。そして出力トランジスタ５８，５９の
無信号時の電流を設定するためにトランジスタ５
５，５３，５４のベース・エミツタ間の電圧とト
ランジスタ５２のエミツタ・コレクタ間の電圧で
設定している。トランジスタ５２のエミツタ・コ
レクタ間の電圧はエミツタ・ベース間の電圧から
抵抗５１の電圧効果だけ小さい値で、抵抗５１の
値を変えることにより、トランジスタ５８，５９
の電流を決めることができる。

また点線内７０は定電流源回路である。抵抗７
１とダイオード接続のトランジスタ７２とトラン
ジスタ７３は起動回路で、Vccに電圧を加えると
トランジスタ７３に電流が流れ、トランジスタ７
７，７８に電流を流し、トランジスタ７８のコレ
クタ電流でトランジスタ７５，７４に電流が流
れ、トランジスタ７５のベース・エミツタ間電圧
よりもトランジスタ７４のベース・エミツタ間の
電圧が低い。これはトランジスタを２個用いてい
るのでトランジスタ７４の１つにはトランジスタ
７５の約1/2の電流しか流れないためである。そ
のため抵抗７６とトランジスタ７４のベース・エ
ミツタ間の電圧の和がトランジスタ７５のベー
ス・エミツタ間の電圧となつてバランスがとれて
一定の電流で安定する。この時の電流は抵抗７６
の値で決まる。このトランジスタ７９のベース・
エミツタ間にトランジスタ７５のベース・エミツ
タ間を接続してカレントミラー回路を構成し、ト
ランジスタ７９のコレクタより定電流がダイオー
ド接続のトランジスタ７に電流を供給する。即
ち、第４図の電流源５の代りにトランジスタ７９
のコレクタより電流を供給している。第４図の電
流源４の代りにトランジスタ７４のコレクタ電流
をダイオード接続のトランジスタ７７からトラン
ジスタ７８，１８，１９，３１，２５に供給して
いる。また第１〜第５図の抵抗２３をシヨートし
てもほとんど同じ動作をさせることができる。

また第１図〜第５図の電流源を抵抗に置き換え
て電流を供給しても同じ動作をさせることができ
るものである。

発明の効果以上のように本発明は、２つのトランジスタを
用いた差動増幅器の両方のベースをほぼ一方の電
源電位にした構成で、出力部より負帰還抵抗の差
動増幅器のトランジスタの一方のエミツタに接続
し、他方の電源と電流源の間にダイオード又はダ
イオード接続のトランジスタを接続し、このダイ
オード又はダイオード接続のトランジスタと電流
源との接続点と上記差動増幅器の他方のトランジ
スタのエミツタ間に抵抗を接続することによつ
て、入力コンデンサを省略し、しかも低電圧で動
作させることができる優れた増幅器を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における増幅器
の回路図、第２図は第１図の一部を変更した第２
の実施例の回路図、第３、第４図は本発明の他の
実施例の回路図、第５図はＢ級プシユプル増幅器
に応用した他の実施例の回路図、第６図、第７図
は従来の増幅器の回路図である。１……入力端子、２……可変抵抗器、４，５…
…電流源、２６，６０……出力部、６，７，９，
１２，１３，１４，１５，１８，１９，２０，２
４，２５，２９，３１，５２，６３，５４，５
５，５８，５９，７２，７３，７４，７５，７
７，７８，７９……トランジスタ、８，１０，１
１，１６，１７，２２，２３，２１，２８，５
１，５６，５７，７１，７６……抵抗、６１……
コンデンサ、６２……スピーカ。

Claims

【特許請求の範囲】

１入力回路の第１のトランジスタと第２のトラ
ンジスタのベースを直流的に直接又は抵抗を介し
て一方の電源に接続すると共に上記第１，第２の
トランジスタの互いのエミツタを抵抗を介して接
続し、上記第１，第２のトランジスタの一方のベ
ースに信号を加え、上記第１，第２のトランジス
タの少くとも一方のコレクタの信号を増幅して出
力部に信号出力を取り出すように構成した差動増
幅器を備え、上記出力部と上記第１，第２のトラ
ンジスタの一方のエミツタに負帰還となるように
第１の抵抗を接続し、一方を他方の電源に接続し
たダイオード又はダイオード接続のトランジスタ
の他方に電流を加えるとともに第２の抵抗の一方
を接続し、この第２の抵抗の他方を上記差動増幅
器を構成する第１，第２のトランジスタの他方の
エミツタに接続し、上記第１と第２の抵抗に流れ
る電流がほぼ同一となるように構成したことを特
徴とする増幅器。