JPH0478044B2 - - Google Patents

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JPH0478044B2
JPH0478044B2 JP58056157A JP5615783A JPH0478044B2 JP H0478044 B2 JPH0478044 B2 JP H0478044B2 JP 58056157 A JP58056157 A JP 58056157A JP 5615783 A JP5615783 A JP 5615783A JP H0478044 B2 JPH0478044 B2 JP H0478044B2
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JP
Japan
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transistors
current
emitters
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pair
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JP58056157A
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Masayuki Katakura
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Sony Corp
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Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45179Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45197Pl types
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/4508Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using bipolar transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45098PI types
    • H03F3/45103Non-folded cascode stages

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一対の差動入力端子に印加された入
力信号の差動電圧に対応する出力電流を得る電流
増幅器に関し、特に、集積回路化に好適なもので
ある。
〔背景技術とその問題点〕
たとえば、平衡信号として伝送された信号から
同相成分を除去し不平衡信号に変換する計測用増
幅器や、利得を電気的に制御可能な電圧−電流変
換器、電圧増幅器、又は可変インピーダンス回路
等を実現する手段として、差動入力−差動出力の
電圧−電流変換回路と乗算回路とを組み合わせて
電流出力を得る手段が必要とされる。
このような形態の電流増幅器の一例を第1図に
示す。この第1図において、1は正電源供給端
子、2は負電源供給端子である。差動入力−差動
出力の電圧電流変換回路3は、一対の互いに等し
い電流IXをそれぞれ供給する電流源4の各出力端
子間に接続された抵抗値R0の抵抗5と、これら
の電流源4と抵抗5とのそれぞれの接続点にエミ
ツタが接続されたPNP形トランジスタ6,7と
より成る。これらのトランジスタ6,7のそれぞ
れのベースである差動入力端子8,9に供給され
た差動入力電圧が電流に変換され、これらのトラ
ンジスタ6,7のそれぞれのコレクタである差動
出力端子10,11から電流I1、I2となつて出力
される。これらの出力電流I1、I2は、PN接合対
12を構成するNPN形トランジスタ13,14
にそれぞれ供給される。トランジスタ13,14
は、各ベースがそれぞれのコレクタに接続されて
PN接合のアノードを形成しており、これらのダ
イオード接続されたトランジスタ13,14のカ
ソードとなる各エミツタが共通接続されて定電圧
源に接続されている。さらに、PN接合対12を
構成する各トランジスタ14,13の上記各アノ
ードは、エミツタ共通トランジスタ対15を構成
するNPN形トランジスタ16,17の各ベース
にそれぞれ接続されている。これらのPN接合対
12とエミツタ共通トランジスタ対15とは乗算
器18を構成する。エミツタ共通トランジスタ対
15の共通エミツタに接続された電流源19は、
電流2IYを流し、上記乗算器18の乗算係数を定
めるものである。乗算器18の出力端子20,2
1には電流反転(カレントミラー)回路22が接
続され、エミツタ共通トランジスタ対15の各ト
ランジスタ16,17のそれぞれのコレクタ出力
電流I3、I4の差電流が出力電流i0として出力端子
23に取り出される。すなわち、端子20の出力
電流I4は電流反転回路22により極性が反転さ
れ、端子21,20の出力電流I4、I3の差成分が
出力電流i0となつて、出力端子23に表われる。
なお、電流反転(カレントミラー)回路22は
PNP形トランジスタ24,25により構成され
ている。
このような第1図の構成において、電圧−電流
反転回路3の出力電流I1、I2は、 I1≒IXV/R0 …… I2≒IXV/R0 …… となり、乗算器18の出力電流I3、I4は、 I3=I1(IY/IX) …… I4=I2(IY/IX) …… となる。これらの〜式により、出力電流i0
は、 i0=I4−I3=2VIY/IXR0 …… となる。したがつて、この回路は、端子8,9間
の電位差を電流に変換し、その出力電流への変換
係数は電流源19の電流値IYによつて制御し得
る。すなわち、この回路は、2IY/IXR0のトラン
スコンダクタンスを持ち、このトランスコンダク
タンスは電流比IY/IXと抵抗値R0とで決定され
る。
ところで、この第1図に示した電流増幅器にお
いて、上記、式における電流I1、I2は、厳密
にはトランジスタ6,7のコレクタ電流変化によ
るベース−エミツタ間電圧の変化を考慮に入れな
ければならず、I1、I2は単純にVとR0のみでは定
まらない。したがつて、変換係数に差異を生じ、
かつ非線形成分を生ずる。
〔発明の目的〕
本発明は、このような従来の欠点を除去し、電
圧−電流変換器におけるトランジスタのベース−
エミツタ間電圧の変化が出力電流に影響を及ぼす
ことなく、電圧−電流変換係数が抵抗値のみで定
まり、線形性の良好な特性が得られるような電流
増幅器の提供を目的とする。
〔発明の概要〕
すなわち、本発明に係る電流増幅器の特徴は、
第1、第2の入力端子に各ベースがそれぞれ接続
された第1導電形の第1、第2のトランジスタ
と、各ベースが上記第1、第2のトランジスタの
各エミツタにそれぞれ接続され、各エミツタ間に
抵抗が接続された第2導電形の第3、第4のトラ
ンジスタと、基準電位から上記各エミツタに定電
流を供給する第1の電流源と、上記各エミツタ間
に接続された抵抗と、各コレクタが上記第3、第
4のトランジスタの各コレクタにそれぞれ接続さ
れ、該各コレクタからそれぞれのトランジスタの
ベースに直流バイアスが帰還され、各エミツタが
互いに接続された第1導電形の第5、第6のトラ
ンジスタと、各ベースが上記第5、第6のトラン
ジスタの各ベースにそれぞれ接続され、各コレク
タが上記第1、第2の各エミツタにそれぞれ接続
され、各エミツタが互いに接続された第1導電形
の第7、第8のトランジスタより成る第1の差動
トランジスタ対と、この第1の差動トランジスタ
対の共通エミツタに接続された第2の電流源と、
各ベースが上記第5、第6のトランジスタの各ベ
ースに接続され、各エミツタが互いに接続された
第9、第10のトランジスタより成る第2の差動ト
ランジスタ対と、この第2の差動トランジスタ対
の共通エミツタに接続された第3の電流源とを具
備して成ることである。
〔実施例〕
以下、本発明の好ましい実施例について図面を
参照しながら説明する。
第2図は本発明の第1の実施例としての電流増
幅器を示す回路図である。この第2図において、
1は正電源供給端子、2は負電源供給端子であ
り、差動入力−差動出力の電圧電流変換回路3
は、正電源供給端子1から一対の互いに等しい電
流IXをそれぞれ供給する電流源4を有している。
この電圧電流変換回路3は、上記電流源4の一対
の出力端子間に接続された抵抗値R0の抵抗5と、
これらの出力端子と抵抗5とのそれぞれの接続点
にエミツタが接続された電圧−電流変換を行なう
PNP形トランジスタ6,7とを有し、第1、第
2の入力端子8,9にそれぞれのベースが接続さ
れたNPN形トランジスタ31,32の各エミツ
タが、上記PNP形トランジスタ6,7の各ベー
スにそれぞれ接続されている。NPN形トランジ
スタ31,32はエミツタフオロワとして動作
し、PNP形トランジスタ6,7をそれぞれ駆動
する。これらのトランジスタ6,7の各コレクタ
の差動出力端子10,11からの出力電流I1、I2
は、乗算器18のPN接合対12のNPN形トラン
ジスタ13,14の各コレクタにそれぞれ供給さ
れている。
乗算器18のPN接合対12の各トランジスタ
13,14は、それぞれのベース−コレクタ間が
接続されることにより、いわゆるダイオード接続
の構成となつている。トランジスタ差動対33を
構成するNPN形トランジスタ34,35は、各
ベースが上記PN接合対12の各トランジスタ1
3,14の各ベースにそれぞれ接続され、各コレ
クタが各トランジスタ31,32の各エミツタに
それぞれ接続され、各エミツタは共通接続されて
電流2IBを流す定電流源36に接続されている。
次に、トランジスタ34,35の各ベースは、
トランジスタ差動対15のNPN形トランジスタ
17,16の各ベースにそれぞれ接続され、各ト
ランジスタ16,17の共通エミツタには電流2
IYを流す定電流源19が接続されている。これら
のトランジスタ16,17の各コレクタは、乗算
器18の乗算出力端子20,21となつており、
これらの出力端子20,21が電流反転(カレン
トミラー)回路22に接続されることによつて、
それぞれの出力電流I3、I4の差電流が出力電流i0
として端子23から取り出される。
以上の構成において、トランジスタ34,35
の各ベースは、PN接合対12に接続されること
により、PN接合対と差動トランジスタ対33と
は乗算器を構成する。
その結果、トランジスタ13と34、及び14
と35は、一定比に保たれた電流が流れる。その
比は、電流源4を流れる電流IXと電流源36を流
れる電流2IBの比により設定される。従つて、ト
ランジスタ6と31、及び7と32を流れる電流
は、それぞれ同一比に保たれる。すなわち、トラ
ンジスタ31を流れる電流I5、及びトランジスタ
32を流れる電流I6は、それぞれ概略、 I5=(IB/IX)・I1 …… I6=(IB/IX)・I2 …… という関係に保たれる。例えばIX=IBの場合、ト
ランジスタ6と31、及び7と32を流れる電流
が概略等しい関係に保たれた結果、入力信号V
よるI1、I2の変化に起因して生じたトランジスタ
6及び7のベース−エミツタ間電圧の変化に等し
い電圧変化が、トランジスタ31及び32のベー
ス−エミツタ間に発生する。トランジスタ6と3
1、及び7と32のベース−エミツタ間電圧の変
化がそれぞれ相殺した結果、入力端子8,9に印
加された入力信号は、忠実に抵抗5の両端に伝達
される。従つて、電圧−電流変換回路3の出力電
流I1、I2は、入力電圧Vと抵抗5のみによつて定ま
り、高い線形性が得られる。
ところで、以上説明した本発明の第1の実施例
においては、乗算器18の電流利得を大きく設定
すると、トランジスタ16,17のベース電流が
無視し得なくなるためIY/IXは電流増幅率hFEより
充分小さい範囲で設定することが必要とされる。
第3図は本発明の第2の実施例を示し、電流増
幅率hFEを越える電流利得IY/IXをも設定可能な例
を示している。この第3図において、第2図と対
応する部分には同じ参照番号を付し、説明を省略
している。
この第2の実施例によれば乗算器18のPN接
合対12の各トランジスタ13,14の各コレク
タ−ベース間に、NPN形トランジスタ41,4
2の各ベース−エミツタをそれぞれ接続し、これ
らのトランジスタ41,42の各コレクタを正電
源供給端子1にそれぞれ接続している。
これらのエミツタフオロワとして動作するトラ
ンジスタ41,42を付加したことにより、トラ
ンジスタ16,17のベース電流がトランジスタ
41,42よりそれぞれ供給され、従つてhFE
越える電流利得IY/IXを設定しても、動作上何ら
問題を生じない。
以上のような構成の電流増幅器は、種々の応用
が考えらえるが、たとえば第4図のような構成と
することにより可変抵抗回路を得ることができ
る。
すなわち、第4図の回路ブロツク51は本発明
に係る電流増幅器を示しており、第2図、第3図
における入力端子9と出力端子23との間を接続
して帰還路を形成することにより、可変抵抗回路
が構成できる。このとき、可変抵抗回路の入力端
子52および出力端子53は、電流増幅器の入力
端子8および出力端子23に対応し、この回路の
入出力端子52,53から見た等価回路は、第5
図に示すようなバツフアアンプ54と抵抗55と
の直列接続回路とみなすことができる。この場合
の等価抵抗は、電流源の電流によつて抵抗値を制
御し得ることより、非接地形の可変抵抗回路が実
現できることになる。
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるも
のではなく、たとえば、乗算器のPN接合対に複
数個のエミツタ共通トランジスタを接続して複数
出力を得るような電流増幅器に本発明を適用する
ことも容易に行なえる。さらに、上記各トランジ
スタの導電形のPNP形とNPN形とを互いに変換
してもよく、また、2個の並列的な電流源を用い
る代わりに1個の電流源出力を分流して用いても
よい。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明に係
る電流変換器によれば、電圧−電流変換器におけ
るトランジスタのベース−エミツタ間電圧の変化
が、特性に影響を及ぼさなくなり、変換係数が抵
抗値のみで定まり、線形性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電流増幅器の先行技術を示す
回路図、第2図は本発明に係る電流増幅器の第1
の実施例を示す回路図、第3図は第2の実施例を
示す回路図、第4図は本発明の応用例を示すブロ
ツク回路図、第5図は第4図の等価回路を示す回
路図である。 3……電圧−電流変換回路、5……抵抗、6,
7……第3、第4のトランジスタ、8,9……第
1、第2の入力端子、13,14……第5、第6
のトランジスタ、15……第2の差動トランジス
タ対、19……第2の電流源、31,32……第
1、第2のトランジスタ、33……第1の差動ト
ランジスタ対、34,35……第7、第8のトラ
ンジスタ、36……第1の電流源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1、第2の入力端子に各ベースがそれぞれ
    接続された第1導電形の第1、第2のトランジス
    タと、 各ベースが上記第1、第2のトランジスタの各
    エミツタにそれぞれ接続され、各エミツタ間に抵
    抗が接続された第2導電形の第3、第4のトラン
    ジスタと、 基準電位から上記各エミツタに定電流を供給す
    る第1の電流源と、 上記各エミツタ間に接続された抵抗と、 各コレクタが上記第3、第4のトランジスタの
    各コレクタにそれぞれ接続され、該各コレクタか
    らそれぞれトランジスタのベースに直流バイアス
    が帰還され、各エミツタが互いに接続された第1
    導電形の第5、第6のトランジスタと、 各ベースが上記第5、第6のトランジスタの各
    ベースにそれぞれ接続され、各コレクタが上記第
    1、第2の各エミツタにそれぞれ接続され、各エ
    ミツタが互いに接続された第1導電形の第7、第
    8のトランジスタより成る第1の差動トランジス
    タ対と、 この第1の差動トランジスタ対の共通エミツタ
    に接続された第2の電流源と、 各ベースが上記第5、第6のトランジスタの各
    ベースに接続され、各エミツタが互いに接続され
    た第9、第10のトランジスタより成る第2の差動
    トランジスタ対と、 この第2の差動トランジスタ対の共通エミツタ
    に接続された第3の電流源と を具備して成る電流増幅器。
JP58056157A 1983-03-31 1983-03-31 電流増幅器 Granted JPS59182610A (ja)

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WO2011105101A1 (ja) 2010-02-26 2011-09-01 Jfeスチール株式会社 亜鉛系めっき鋼板用の表面処理液ならびに亜鉛系めっき鋼板およびその製造方法
WO2012039128A1 (ja) 2010-09-24 2012-03-29 Jfeスチール株式会社 亜鉛系めっき鋼板用の表面処理液ならびに亜鉛系めっき鋼板およびその製造方法
WO2012043864A1 (ja) 2010-09-29 2012-04-05 Jfeスチール株式会社 溶融亜鉛系めっき鋼板及びその製造方法

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