JPH0494202A

JPH0494202A - 広帯域増幅器

Info

Publication number: JPH0494202A
Application number: JP2212525A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Kato; 幸彦加藤; Genichiro Ota; 現一郎太田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-08-09
Filing date: 1990-08-09
Publication date: 1992-03-26

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オシロスコープの広帯域直流増幅器に関するも
のであシ、任意の入力直流レベルから所望の出力直流レ
ベル値に変換すると同時に高周波での特性を向上させよ
うとするものである。

従来の技術従来の広帯域直流増幅器では任意の入力直流レベルに対
し出力直流レベルを所望の値に変換するためには導体特
性の異なったトランジスタを組合せて所望の結果を得て
いた。第２図にはその代表例をのべる。

この例では入力の直流レベルを変換する回路であシー組
のエミッタ接地ＮＰＮ）ランジスタとベース接地ＰＮＰ
　）ランジスタとを使用して出力直流レベルを所望の値
に変換している。３１．３２は入力端子であシ平衡信号
が印加され、３３．３４は抵抗であシ３９．４０はＮＰ
Ｎ）ランジスタ、３５．３６．３７は抵抗、３８はコン
デンサ、４１．４２はＰＮＰ）ランジスタ、４３．４４
．４５．４６は抵抗、４７．４８は出力端子、４９．５
０は抵抗、５１．５２はマイナス電源５３．５４．５５
はプラス電源である。

次に上記従来例の動作について説明する。

第２図において入力端子３１．３２に平衡信号が印加さ
れる。前段負荷抵抗および入力ベース抵抗にもなってい
る３３．３４の両端に信号が伝えられるＮＰＮ）ランジ
スタ３９．４０はエミッタ接地として動作、エミッタ抵
抗３６．３７とマイナス電源５１により動作電流が決定
されている。

抵抗３５で平衡増幅器としての利得を決定、並列に接続
されたコンデンサ３８はこの段の高周波特性を改善する
為に使用する。

ＰＮＰ　）ランジヌタ４１．４２はベース接地として動
作してそのベースは抵抗４３．４４で電圧が決定され、
エミッタは前段のコレクタと接続されていて、直流を含
む信号が伝送される。

トランジスタ３９．４０．４１．４２に必要な動作電流
は抵抗４９・、５０と電源５３．５４から供給され、各
々分流して電源５１．５２に流れる。

入力端子３１．３２に平衡信号が印加されると抵抗３５
の値に応じた信号電流がトランジスタ３９．４０のコレ
クタ電流を変化させる。トランジスタ４１．４２はベー
ス接地のため抵抗４９．５０の設定値に比しエミッタイ
ンピーダンスは非常に低く、前段のコレクタ電流はほと
んどエミッタに流れ、ベース接地のためそのままコレク
タから信号電流として負荷抵抗４５．４６に流れ、出力
端子４７，４８から出力を取り出すことが出来る。

発明が解決しようとする課題この構成から分かるように一組のエミッタ接地ＮＰＮト
ランジスタとベース接地ＰＮＰ）ランジスタとを使用し
て出力側の直流レベルを入力の直流レベルと同じかまた
は任意の値に変換することが可能になる。ベース接地ト
ランジスタ増幅器の高周波信号を増幅する能力を示す定
数としてｆｔが使用される。

しかしながら、必要とされる定数ｆｔに対しＮＰＮＩ−
ランジスタは一般的には実現が容易であるがＰＮＰ　）
ランジスタで同じようなｆｔを得ることが非常に難しい
現・状である。

高周波信号を増幅する場合ベース接地はエミッタ接地よ
り条件はよいものの限界があシ、従って従来の構成で必
要な高周波特性を実現する場合制限をしているのはＮＰ
Ｎ）ランジスタではなくＰＮＰ）ランジスタの上限ｆｔ
であった。

本発明は上記欠点を除去するため人、出力直流レベルを
所望の値に変換すると同時に高周波での特性を向上させ
ようとするものである。

課題を解決するための手段本発明は上記目的を達成するため互いに導体特性ノ異す
るトランジスタのエミッタ間を抵抗で結合、ベースに平
衡信号の一方を印加してコレクタから出力を取り出し、
一方のトランジスタのベースを任意の電位を与え、高周
波的に接地し、コレクタから出力を取り出す１組の増幅
器と同じ構成からなる他の１組の増幅器を組合せて新た
な差動増幅器を構成した。

また、ベース接地動作の各トランジスタより出力を取り
出して出力側直流レベルを決定すると同時に平衡信号を
印加した各トランジスタのコレクタからコンデンサを介
して出力を取り出し、平衡出力として互いに信号の位相
が一致するように接続し、ベース接地増幅器のエミッタ
に上記平衡信号を供給し、そのコレクタから出力を取る
ように構成した。

このように、互いに導体特性の異なるトランジスタのエ
ミッタ間に結合した抵抗と並列に、また平衡信号が印加
されたトランジスタの両エミッタ間に高周波成分を補正
するため、コンデンサを接続し、この値を調整して必要
とする帯域を得ることが可能になる。

作　　　　用したがって本発明によれば互いに導体特性の異なるトラ
ンジスタを組合せた二組の増幅器とペス接地増幅器を設
けて新たな差動増幅器を構成し、直流分を決定する伝送
路と同時に高周波成分を補正するだめの伝送路を設けて
平衡出力になるよう互いに信号の位相が一致するように
接続して、入力直流レベルを出力側で任意に変換するこ
とが可能であシ、しかも高周波特性を改善することが出
来る。

実施例以下本発明の一実施例の構成を示すものである。

第１図において１．２は入力端子で平衡信号が印加され
る。３．４は抵抗で入力インピーダンスとして動作、６
．９はＮＰＮ）ランジスタで全信号成分を受は持ち７．
８はＰＮＰトランジスタで直流からの信号成分を受は持
つ。ベース電圧は抵抗３２．３３，３４．３５と電源３
６．３７で決定する。

１０．１１は抵抗で互いに導体特性の異なるトランジス
タのエミッタを結合させ差動利得を決定する。平衡信号
を印加したトランジスタと導体特性が同じトランジスタ
２６．２７から成るベース接地増幅器のエミッタに上記
ＰＮＰトランジスタ７．８からの平衡信号を接続、その
コレクタから出力を取り出し、抵抗１７．１８の両端か
ら平衡信号が得られるように構成、直流分を決定する伝
送路とする。なおこのベース接地電位は抵抗３０゜３１
と電源４０で決定する。

ＮＰＮトランジスタ６．９のコレクタ側に接続した抵抗
１５．１６に生ずる信号成分をコンデンサ２１．２２で
高周波成分を補正するための伝送路とし、上記ＰＮＰ　
）ランジスタフ、８のコレクタからの互いの信号の位相
が一致するように接続して、トランジスタ２６．２７の
エミッタへ供給して、総合的に抵抗１７．１８から平衡
信号が得られる。

１２．１３はコンデンサでＮＰＮ）ランジスタからＰＮ
Ｐ　トランジスタへ高周波信号を伝送するためのもので
ある。またＮＰＮ）ランジスタの両エミッタ間にコンデ
ンサ１４を使用して高周波成分を補正し、総合的に１９
．２０の出力端子から広帯域高力信号が得られる。

次に上記実施例の動作について説明する。

第１図において入力端子１，２は平衡信号が印加される
。トランジスタ６．７．２６を含ら増幅系の説明を行う
とトランジスタ６のベースに平衡信号の一方が与えられ
、トランジスタ６のエミッタから抵抗１０を経由してベ
ース接地トランジスタ７のエミッタに結合され、それと
同相の信号をコレクタから取り出し、ベース接地トラン
ジスタ２６のエミッタに供給し、信号電流は抵抗１７の
両端に現れ、平衡信号の一方が出力端子１９から得られ
る。信号の全経路すなわち入力端子１から出力端子１９
までを考慮するとすべて直接結合で構成されているため
入力端子１から与えられた直流からの信号成分はすべて
伝送される。

従ってこの回路の場合は入力直流レベルにたいしてその
過程では直流電圧が変化するが出力直流電圧を任意の値
例えば入力と同じに設定可能で、直流レベルの変換が出
来ることになる。

次にトランジスタ８，９．２７を含む増幅系動作につい
て説明する。

トランジスタ９のベースに平衡信号の他方が与エラれ、
トランジスタ９のエミッタから抵抗１１を経由してベー
ス接地トランジスタ８のエミッタに結合され、それと同
相の信号をコレクタから取り出し、ベース接地トランジ
スタ２７のエミッタに供給され、信号電流は抵抗１８の
両端に現れ、平衡信号の一方が出力端子２０から得られ
る。信号の全経路すなわち入力端子２から出力端子２０
までを考慮するとすべて直接結合で構成されているため
入力端子２から与えられた直流からの信号成分はすべて
伝送される。

従ってこの回路の場合も入力直流レベルにたいしてその
過程では直流電圧が変化するが出力直流電圧を任意の値
例えば入力と同じに設定可能で、直流レベルの変換が出
来ることになる。

最終的に入力１，２に平衡信号が印加された場合トラン
ジスタ６．７，８．９からなる平衡増幅器構成とベース
接地トランジスタ２６．２７を通過して出力端子１９．
２０から平衡信号を得ることが出来る。この増幅器の不
平衡利得は大略抵抗１７と抵抗１０の比および抵抗１８
と抵抗１１の比で決定されるので全体の平衡増幅器とし
ての利得、即出力端子１９，２０の電圧／入力端子１゜
２はこれら不平衡利得を加えあわせた値になる。

抵抗１０に並列に結合されているコンデンサ１２は出力
端子における高周波成分を補償するために挿入されてい
る。抵抗１１に並列に結合されているコンデンサ１３も
上記と同様な動作になシ総金的に出力端子１９．２０か
ら高周波成分を補正した平衡信号がえられる。

次に高周波信号の流れについてトランジスタ６゜９の動
作説明をおこなう入力端子１，２に前述したように平衡
信号が印加され、トランジスタ６゜９のコレクタには入
力と逆位相の平衡信号がえられ、コンデンサ２１．２２
により高周波成分を含む変流成分のみ伝送して、しかも
その位相が平衡増幅器を成すよう、すなわちトランジス
タ６の出力はコンデンサ２１を介してトランジスタ２７
のエミッタに接続、一方トランジスタ９の出力はコンデ
ンサ２２を介してトランジスタ２６のエミッタに接続す
る。

この構成により必１要な帯域を実現するためにはＮＰＮ
）ランジヌタに比し、ＰＮＰトランジスタのｆｔが不足
する場合でもＰＮＰ）ランジスタは単に直流変換的な動
作で良く、よ、Ｑｆｔの高いＮＰＮ）ランジスタで不足
する高周波成分を補正することか可能になシ、任意の入
力直流レベルから所望の出力直流レベル値に変換すると
同時に高周波での特性を向上させた広帯域直流増幅器を
実現することが出来る。

上記構成の増幅器において高周波における補正を行うた
めコンデンサ１４をトランジスタ６．９のエミッタ間に
接続し、トランジスタ７．８のエミッタインピーダンス
の影響を避け、トランジスタ６．９のコレクタに高周波
成分が得られる様な動作をさせる。

さらに抵抗１０．１１と並列にコンデンサ１２゜１３を
接続してＰＮＰ　ｌ−ランジスタのｆｔ限界の高周波成
分を補正するような構成になっている。

この様に上記実施例によれば信号の全経路すなわち入力
端子から出力端子までを考慮するとすべて直接結合で構
成されているため入力端子から与えられた直流からの信
号成分はすべて伝送される。

従ってこの回路の場合は入力直流レベルにたいして出力
直流レベルの変換が出来ることになる。しかもレベルの
変換にコレクタの定電流特性をオリ用しているため出力
側は自由に直流レベルを設定することが可能である。ま
たトランジスタ６．９によって高周波信号もあわせて伝
送出来、抵抗１７゜１８の両端には総合的に広帯域直流
信号を得ることができる。

この構成によって必要とされる帯域を制限しているＰＮ
Ｐトランジスタの上限ｆｔをＮＰＮ　）ランジスタを交
流的に接続することにより総合的な特性を得ることが可
能になる。入力、出力間の不平衡利得は大略抵抗１７と
抵抗１０の比および抵抗１８と抵抗１１の比で決定され
るので平衡増幅器全体の利得はこれら不平衡利得を加え
あわせた値になるが高周波利得はトランジスタ６．９に
より増幅されているので高周波成分はコンデンサ２１．
２２を経由してそれぞれ平衡増幅器として位相が一致す
るよう抵抗１７，１８に供給されるため従来例と比較し
て高周波補正分、負荷抵抗の値を大きくすることが可能
になる。これは必要な周波数帯域が決定すれば従来例に
比し直流利得を大きく取れることを意味していることに
なシ、単に直流レベルを変換するだけでなく同時に利得
、帯域幅が改善される利点を有する。

発明の効果本発明は上記実施例より明らかなように、以下の効果を
有する。

（１）本発明は、互いに導体特性の異なるトランジスタ
を組合せた二組の増幅器とベース接地増幅器を設けて新
たな差動増幅器を構成し、直流分を決定する伝送路と同
時に高周波成分を補正するための伝送路を設けて平衡出
力に力るよう互いに信号の位相が一致するように接続し
て、入力直流レベルを出力側で任意に変換することが可
能であシ、しかも高周波特性を改善することができると
いう効果を有する。

（２）本発明は、ベース接地動作の各トランジスタより
出力を取り出して出力側直流レベルを決定すると同時に
平衡信号を印加した各トランジスタのコレクタからコン
デンサを介して出力を取り出し、平衡出力として互いに
信号の位相が一致するように接続し、ベース接地増幅器
のエミッタに上記平衡信号を供給してそのコレクタから
出力を取るように構成しているので、高周波成分を補正
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による広帯域増幅器の回路図
、第２図は従来の広帯域増幅器の回路図である。１．２・・・入力端子、６，９，２６．２７・・ＮＰＮ
トランジスタ、７，８・・・ＰＮＰ　）ランジスタ、１
２．１３，１４，２１，２２・・・コンデンサ、１９．
２０・・・出力端子。代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名１１
！Ｊ１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに導体特性の異なるトランシスタのエミッタ
間を抵抗で結合、一方のベースに信号を印加、そのコレ
クタから出力を取り出し、一方導体特性の異なるトラン
シスタのベースを所望の電位に接続し、そのコレクタか
ら出力を取り出す第１の増幅器と同じ構成からなる第２
の増幅器において、第１と第２の増幅器の入力トランジ
スタのベースへ平衡信号を加え、そのコレクタから各々
コンデンサを介して出力を取り出し、一方ベースを所望
の電位に接続したトランジスタのコレクタから出力を取
り出し、互いの出力の位相が合うように結合させ、差動
回路で動作する様に接続した第３の平衡増幅器およびベ
ース接地構成からなる第４の増幅器のエミッタ入力と第
３の平衡増幅器の出力を接続して第４の増幅器を構成し
コレクタより出力を取り出すことを特長とする広帯域増
幅器。
（２）互いに導体特性の異なるトランジスタのエミッタ
間を抵抗で結合、ベースに信号の一方を印加してコレク
タから出力を取り出し、一方のトランジスタのベースを
所望の電位に接続し、コレクタから直接出力を取り出す
第１の増幅器と同じ構成からなる第２増幅器を組合せ、
第１、２の各増幅器のトランジスタのベースに平衡信号
を印加、ベースに接地構成のトランジスタのコレクタか
ら平衡出力を取り出した差動増幅器において、平衡信号
をベースに印加した各々のトランジスタのコレクタから
コンデンサを介して出力を取り出し、一方ベース接地構
成のトランジスタより直接結合で出力を取り出した平衡
出力とを互いに信号の位相が一致するように接続し、平
衡信号が印加されたトランジスタの両エミッタ間にコン
デンサを接続したことを特長とする広帯域増幅器。