JPH0514571Y2 - - Google Patents

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JPH0514571Y2
JPH0514571Y2 JP7236086U JP7236086U JPH0514571Y2 JP H0514571 Y2 JPH0514571 Y2 JP H0514571Y2 JP 7236086 U JP7236086 U JP 7236086U JP 7236086 U JP7236086 U JP 7236086U JP H0514571 Y2 JPH0514571 Y2 JP H0514571Y2
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transistor
collector
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、初段および次段差動増幅器と各々の
負荷により構成され、出力を初段差動増幅器に帰
還させ、かつ初段または次段の差動増幅器の相互
コンダクタンスを制御することにより、出力イン
ピーダンスを制御する可変インピーダンス回路に
関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の可変インピーダンス回路は自動
利得制御特性をもつた増幅器に適用されている。
この自動利得制御特性とは、第2図に示されるよ
うに入力信号レベルがある値より大きくなつても
出力レベルを歪まずに一定のレベルに保つ特性で
ある。
第3図は自動利得制御特性をもつた増幅器の従
来例のブロツク図である。交流信号源3からコン
デンサ9、抵抗8を介して信号を入力し、利得設
定抵抗41,42で利得を設定された固定利得増
幅器5の交流出力は検波・整流回路6にて直流変
換され、制御回路7を通し全帰還増幅器30の開
放利得を制御する。全帰還増幅器30の出力イン
ピーダンスはその固有出力インピーダンスを開放
利得で割つた値であるため、開放利得を制御する
ことにより点Bのインピーダンスを制御し、点B
と点Aをコンデンサ29で接続して、点Aのイン
ピーダンスを制御することができる。固定利得増
幅器5の入力信号レベルは信号源3の信号レベル
を固定抵抗8と全帰還増幅器30の出力インピー
ダンスで分圧したものとなるため、出力レベルを
一定とすることができる。つまり、全帰還増幅器
30は可変インピーダンス回路として動作してい
る。
第4図は第3図の全帰還増幅器30を具体的に
示した回路図である。この従来例においては全帰
還増幅器30は初段、次段差動増幅器でなつてい
る。初段差動増幅器は、ベースが点B、コレクタ
がアースにそれぞれ接続されたトランジスタ20
と、ベースが基準電源2に、コレクタがアースに
それぞれ接続されたトランジスタ21と、ベース
がトランジスタ20のエミツタに、コレクタがダ
イオード23のアノードに、エミツタが抵抗26
を介して定電流源27の一端にそれぞれ接続され
たトランジスタ18と、ベースがトランジスタ2
1のエミツタに、コレクタがダイオード22のア
ノードに、エミツタが抵抗25を介して定電流源
27の一端にそれぞれ接続されたトランジスタ1
9と、定電流源27の他端に接続された電源と、
ダイオード22,23のカソードのアノードが接
続されカソードがアースに接続されたダイオード
24とで構成されている。また、次段差動増幅器
は、ベースがダイオード22のアノード、コレク
タが点Bにそれぞれ接続されたトランジスタ17
と、コレクタが点B、エミツタが電源1の正極側
に接続されたトランジスタ11と、エミツタが電
源1の正極側にベース、コレクタがトランジスタ
11のベースに接続されたトランジスタ10と、
コレクタがトランジスタ10のコレクタに、ベー
スがダイオード23のアノードに接続されたトラ
ンジスタ16と、一端がトランジスタ16,17
のエミツタに、他端が電源1の負極側にそれぞれ
接続された制御回路7により制御される可変電流
源28とで構成されている。
第5図は、第4図の可変電流源28を定電流源
27に、定電流源27を可変電流源28に置換え
た構成となつている。
〔考案が解決しようとする問題点〕
ここで、 Vcc……電源1の電位、 Vref……基準電源2の電位、 V10,V16,V17……トランジスタ10,16,
17のベース・エミツタ間電圧、 V22,V23,V24……ダイオード22,23,2
4のアノード・カソード間電圧、 とすると、トランジスタ16のコレクタ・エミツ
タ間電圧は Vcc−V10−(V23+V24−V16) ≒Vcc−1.4(V) で与えられるのに対し、トランジスタ17のコレ
クタ・エミツタ間電圧は Vref−(V22+V24−V17)≒Vref−0.7(V) で与えられる。すなわち、トランジスタ16,1
7のコレクタ・エミツタ間電圧が異なつている。
このため第6図に示すようにトランジスタのアー
リー効果によつてトランジスタ16と17のコレ
クタ電流に差が生じ、これによりトランジスタ1
9のコレクタ電流とトランジスタ18のコレクタ
電流に差を生じ、さらにはトランジスタ20とト
ランジスタ21のベース電位に差を生じる。以下
に具体的数値例を示す。第4図の回路においてト
ランジスタ16,17のコレクタ電流をそれぞれ
Ic16,Ic17とするとトランジスタ16のベースと
トランジスタ17のベース電位の差ΔV16-17
ΔV16-17=kT/qln Ic16/Ic17で表わされる。この ΔV16-17はそのままダイオード22のアノードと
ダイオード23のアノード間の電圧差となる。よ
つて、トランジスタ18,19のコレクタ電流を
Ic18,Ic19とすると、Ic19/Ic18=Ic17/Ic16とな
る。
ここでIc19−Ic18=2×gn×ΔV19-18で表わされ
る ただし、 gn……トランジスタ18,19、抵抗25,
26で構成される差動増幅器の相互コンダ
クタンス ΔV19-18……トランジスタ19のベース電位と
トランジスタ18のベース電位の電圧差 また、定電流27の電流値をI0とすれば Ic18=I0/(1+Ic17/Ic16), Ic19=I0/(1+Ic16/Ic17) ゆえに I0(Ic17/Ic16−Ic16/Ic17)/2+Ic17/Ic16
+Ic17/Ic16×1/2×gn=ΔV19-18…(1) と表わされる。
トランジスタ16,17のアーリー電圧を
20V,Vccを10V、基準電源2の電圧Vrefを5Vと
すると、トランジスタ16のコレクタ・エミツタ
間電圧は8.4V、トランジスタ17のコレクタ・
エミツタ間電圧は4.3V、従つてトランジスタ1
6と17のコレクタ電流比はIc17/Ic16=4.3+
20/8.4+20=24.3/28.4となる。I0の値を200μA、
エミツタ抵抗25,26の値を750Ωとすれば相
互コンダクタンスgnは4.96×10-4S(シーメンス)
となり、ΔV19-18は12.2mVとなる。この結果、
固定利得増幅器5の入力点Aと可変インピーダン
ス回路の出力点Bを直結すると、上記の電圧差も
直流増幅してしまい固定利得増幅器5の出力動作
点Cがずれてしまい、自動利得制御特性のあば
れ、出力信号の歪率の悪化等をひきおこす。
以上はトランジスタ16,17について述べた
が同様のことがトランジスタ10,11について
も言える。このため従来の回路例では固定利得増
幅器5と可変インピーダンス回路の出力点Bはコ
ンデンサ29で結合しなければならず、部品の増
加、および集積回路化した場合ピン数の増加とい
う欠点がある。
(問題点を解決するための手段) 本考案は、出力端の出力インピーダンスが制御
回路からの制御出力によつて制御される全帰還増
幅器であり、初段差動増幅器および次段差動増幅
器から構成され、前記初段差動増幅器は、ベース
が基準電圧源に接続されコレクタが共通電位に接
続された第一トランジスタと、ベースが前記出力
端に接続されコレクタが共通電位に接続された第
二トランジスタと、ベースが前記第一トランジス
タのエミツタに接続された第三トランジスタと、
ベースが前記第二トランジスタのエミツタに接続
された第四トランジスタと、一端が前記第三トラ
ンジスタおよび前記第四トランジスタのエミツタ
に抵抗を介して接続され他端が電源に接続された
第一電流源と、前記第三トランジスタのコレクタ
にアノードが接続された第一ダイオードと、前記
第四トランジスタのコレクタにアノードが接続さ
れた第二ダイオードと、前記第一ダイオードおよ
び前記第二ダイオードのカソードがアノードに接
続され、カソードが共通電位に接続された第三ダ
イオードとを備え、前記次段差動増幅器は、ベー
スが前記第四トランジスタのコレクタに接続され
た第五トランジスタと、ベースが前記第三トラン
ジスタのコレクタに接続され、コレクタが出力端
に接続された第六トランジスタと、電流流入端が
前記電源に接続され電流流出端が前記第五トラン
ジスタのコレクタおよび前記出力端に接続され前
記第五トランジスタおよび前記第六トランジスタ
の負荷となる第一カレントミラー回路と、一端が
前記第五トランジスタおよび第六トランジスタの
エミツタに共通に接続され他端が共通電位に接続
された第二電流源とを備え、前記第一電流源また
は第二電流源の一方が前記制御回路の制御出力に
よりその電流が制御される可変電流源であり、他
方の電流源が定電流源である可変インピーダンス
回路において、 前記次段差動増幅器の前記第一カレントミラー
回路と前記第五トランジスタのコレクタおよび前
記出力端との間に挿入された第二カレントミラー
回路と、前記出力端にアノードが接続され、前記
次段差動増幅器の第六トランジスタのコレクタに
カソードが接続された第四ダイオードと、ベース
が前記基準電圧源に接続され、コレクタが前記第
二カレントミラー回路に、エミツタが前記第五ト
ランジスタのコレクタに接続された第7トランジ
スタとを備えたことを特徴とする。
従つて本考案の可変インピーダンス回路を自動
利得制御特性をもつた増幅器に適用すれば、可変
インピーダンス回路の出力端の直流電圧が増幅器
の入力端の直流バイアス電圧とほぼ等しくなるの
でコンデンサなしに直結することができる。
〔実施例〕
次に、本考案の実施例について図面を参照して
説明する。
第1図は本考案の可変インピーダンス回路を有
する自動利得制御特性をもつた増幅器の一実施例
を示す回路図である。
本実施例は、第4図の従来例の回路にトランジ
スタ12,13,14、ダイオード15を追加し
て構成されている。トランジスタ14、ダイオー
ド15の追加によりトランジスタ16,17のコ
レクタ・エミツタ間電圧はいずれもおよそVref
−1.4(V)となりトランジスタのアーリー効果の
影響は無視できる。また、トランジスタ12,1
3の追加によりトランジスタ10,11のコレク
タ・エミツタ間電圧はいずれも約0.7Vであり同
じくアーリー効果の影響は無視できる。
ここで、具体例として、Vcc=10V、Vref=5V
とすると、トランジスタ16,17のコレクタ・
エミツタ間電圧はいずれも3.6Vとなり、その差
は0.1V以下である。このときIc16/Ic17は最大で
も23.6/23.7程度となり、(1)式によりΔV19-18
求めると0.21mVとなり、従来例の12.2mVに比較
して1/57に改善できる。
上述のようにアーリー効果が無視できるため点
Bの電圧と基準電源2の電圧との差を低減でき、
点Aと点Bとが直結されている。
〔考案の効果〕
以上説明したように本考案は、従来の可変イン
ピーダンス回路において、次段差動増幅器の負荷
となるウイルソンのカレントミラー回路と、出力
端と次段差動増幅器のコレクタとの間に挿入され
たダイオードと、エミツタ、コレクタ、ベースを
それぞれ次段差動増幅器の前記コレクタと異なる
コレクタ、前記カレントミラー回路の低インピー
ダンス側、出力端子と直流的に等電位の電圧源に
接続したトランジスタとを有することにより、ト
ランジスタのアーリー効果によるB点と基準電圧
との電圧差を低減でき、従来不可能であつた可変
インピーダンス回路と固定利得増幅器の直接接続
が可能となり、カツプリングコンデンサを必要と
しない、集積回路化に有利な自動利得制御装置が
可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の可変インピーダンス回路を有
する自動利得制御特性をもつた増幅器の一実施例
を示す回路図、第2図は自動利得制御特性をもつ
た増幅器の入出力特性図、第3図は自動利得制御
特性をもつた従来の増幅器のブロツク図、第4,
5図は第3図の具体例の回路図、第6図はトラン
ジスタのアーリ効果を示す図である。 1……電源、2……基準電源、3……交流信号
源、41,42……利得設定抵抗、5……固定利
得増幅器、6……検波・整流回路、7……制御回
路、8……抵抗、9,29……コンデンサ、1
0,11,12,13,14,16,17,1
8,19,20,21……トランジスタ、15,
22,23,24……ダイオード、25,26…
…エミツタ抵抗、27……定電流源、28……可
変電流源、30……全帰還増幅器。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 出力端の出力インピーダンスが制御回路からの
    制御出力によつて制御される全帰還増幅器であ
    り、 初段差動増幅器および次段差動増幅器から構成
    され、 前記初段差動増幅器は、 ベースが基準電圧源に接続されコレクタが共通
    電位に接続された第一トランジスタ21と、 ベースが前記出力端に接続されコレクタが共通
    電位に接続された第二トランジスタ20と、 ベースが前記第一トランジスタのエミツタに接
    続された第三トランジスタ19と、 ベースが前記第二トランジスタのエミツタに接
    続された第四トランジスタ18と、 一端が前記第三トランジスタおよび前記第四ト
    ランジスタのエミツタに抵抗25,26を介して
    接続され他端が電源に接続された第一電流源27
    と、 前記第三トランジスタのコレクタにアノードが
    接続された第一ダイオード22と、 前記第四トランジスタのコレクタにアノードが
    接続された第二ダイオード23と、 前記第一ダイオードおよび前記第二ダイオード
    のカソードがアノードに接続され、カソードが共
    通電位に接続された第三ダイオード24と を備え、 前記次段差動増幅器は、 ベースが前記第四トランジスタのコレクタに接
    続された第五トランジスタ16と、 ベースが前記第三トランジスタのコレクタに接
    続され、コレクタが出力端に接続された第六トラ
    ンジスタ17と、 電流流入端が前記電源に接続され電流流出端が
    前記第五トランジスタのコレクタおよび前記出力
    端に接続され前記第五トランジスタおよび前記第
    六トランジスタの負荷となる第一カレントミラー
    回路10,11と、 一端が前記第五トランジスタおよび第六トラン
    ジスタのエミツタに共通に接続され他端が共通電
    位に接続された第二電流源28と を備え、 前記第一電流源または第二電流源の一方が前記
    制御回路の制御出力によりその電流が制御される
    可変電流源であり、他方の電流源が定電流源であ
    る 可変インピーダンス回路において、 前記次段差動増幅器の前記第一カレントミラー
    回路と前記第五トランジスタのコレクタおよび前
    記出力端との間に挿入された第二カレントミラー
    回路12,13と、 前記出力端にアノードが接続され前記次段差動
    増幅器の第六トランジスタのコレクタにカソード
    が接続された第四ダイオード15と、 ベースが前記基準圧電源に接続され、コレクタ
    が前記第二カレントミラー回路に、エミツタが前
    記第五トランジスタのコレクタに接続された第7
    トランジスタ14と を備えたことを特徴とする可変インピーダンス回
    路。
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