JPH05199042A - 高速低歪バッファ回路 - Google Patents
高速低歪バッファ回路Info
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- JPH05199042A JPH05199042A JP848792A JP848792A JPH05199042A JP H05199042 A JPH05199042 A JP H05199042A JP 848792 A JP848792 A JP 848792A JP 848792 A JP848792 A JP 848792A JP H05199042 A JPH05199042 A JP H05199042A
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- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 トランジスタの電流増幅率のカットオフ角周
波数以上の角周波数範囲における歪を低減した高速低歪
バッファ回路を実現する。 【構成】 演算増幅器等の出力段に用いられるバッファ
回路において、入力段である第1のエッミタ・ホロワ回
路と、第1のエッミタ・ホロワ回路の出力に接続される
出力段である第2のエッミタ・ホロワ回路と、第2のエ
ッミタ・ホロワ回路の出力により第1のエッミタ・ホロ
ワ回路のバイアス電流を制御する帰還回路手段とを設け
る。
波数以上の角周波数範囲における歪を低減した高速低歪
バッファ回路を実現する。 【構成】 演算増幅器等の出力段に用いられるバッファ
回路において、入力段である第1のエッミタ・ホロワ回
路と、第1のエッミタ・ホロワ回路の出力に接続される
出力段である第2のエッミタ・ホロワ回路と、第2のエ
ッミタ・ホロワ回路の出力により第1のエッミタ・ホロ
ワ回路のバイアス電流を制御する帰還回路手段とを設け
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、演算増幅器の出力回路
などに用いられる高速・低歪のバッファ回路に関し、特
に容量負荷駆動時の歪を改善したバッファ回路に関す
る。
などに用いられる高速・低歪のバッファ回路に関し、特
に容量負荷駆動時の歪を改善したバッファ回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のバッファ回路の一例を示す
回路図である。図4において1及び2はトランジスタ、
3及び4は定電流源、5は容量負荷、100は入力電
圧、101は出力電圧である。入力電圧100はトラン
ジスタ2のベースに接続し、トランジスタ2のエミッタ
は定電流源4の一端及びトランジスタ1のベースに接続
する。トランジスタ1のエミッタは定電流源3及び容量
負荷5の一端に接続する。また、トランジスタ1及び2
のコレクタは正電圧源VCC、定電流源3及び4の他端は
負電圧源VEE、容量負荷5の他端はコモンにそれぞれ接
続する。
回路図である。図4において1及び2はトランジスタ、
3及び4は定電流源、5は容量負荷、100は入力電
圧、101は出力電圧である。入力電圧100はトラン
ジスタ2のベースに接続し、トランジスタ2のエミッタ
は定電流源4の一端及びトランジスタ1のベースに接続
する。トランジスタ1のエミッタは定電流源3及び容量
負荷5の一端に接続する。また、トランジスタ1及び2
のコレクタは正電圧源VCC、定電流源3及び4の他端は
負電圧源VEE、容量負荷5の他端はコモンにそれぞれ接
続する。
【0003】図4における直流におけるトランジスタ1
の電流増幅率β及び、トランジスタ1のベース電流の交
流成分をiB は一般に図5(A)及び(B)に示すよう
な特性を有する。図5(A)においてβO は直流におけ
るトランジスタ1の電流増幅率、ωB は電流増幅率のカ
ットオフ角周波数、ωT はトランジション角周波数であ
る。図5(A)は1次モデル、即ち”β=βO /(1+
jω/ωB )”で近似したものである。ここで、ωB =
ωT /βO 、図5中“イ“の傾きは”−20dB/de
c”である。図4において出力電圧101の交流成分を
vO 、出力電流の交流成分をiO 、トランジスタ1のベ
ース電流の交流成分をiB とすると以下の式が成り立
つ。 iO=jω・CL・vO (1) iB=iO/(1+βO/(1+jω/ωB)) (2)
の電流増幅率β及び、トランジスタ1のベース電流の交
流成分をiB は一般に図5(A)及び(B)に示すよう
な特性を有する。図5(A)においてβO は直流におけ
るトランジスタ1の電流増幅率、ωB は電流増幅率のカ
ットオフ角周波数、ωT はトランジション角周波数であ
る。図5(A)は1次モデル、即ち”β=βO /(1+
jω/ωB )”で近似したものである。ここで、ωB =
ωT /βO 、図5中“イ“の傾きは”−20dB/de
c”である。図4において出力電圧101の交流成分を
vO 、出力電流の交流成分をiO 、トランジスタ1のベ
ース電流の交流成分をiB とすると以下の式が成り立
つ。 iO=jω・CL・vO (1) iB=iO/(1+βO/(1+jω/ωB)) (2)
【0004】ここで、ω>ωB の時、式(2)の分母
は”βO /(jω/ωB )”に近似できることから、式
(1)及び(2)を用いて以下の式が成り立つ。 iB=iO/βO・(jω/ωB)=−ω2・CL・vO/ωB・βO =−ω2・CL・vO/ωT (3) 一方、ω<ωB の時、トランジスタ1の電流増幅率はほ
ぼβO であるのでトランジスタ1のベース電流iB は、 iB=jω・CL・vO/βO (4) となり、式(3)及び(4)は図5(B)中“ハ”及び
“ロ“に示すような特性を表す。ここで、図5中“ロ
“及び“ハ”の傾きはそれぞれ”20dB/dec”及
び”40dB/dec”である。
は”βO /(jω/ωB )”に近似できることから、式
(1)及び(2)を用いて以下の式が成り立つ。 iB=iO/βO・(jω/ωB)=−ω2・CL・vO/ωB・βO =−ω2・CL・vO/ωT (3) 一方、ω<ωB の時、トランジスタ1の電流増幅率はほ
ぼβO であるのでトランジスタ1のベース電流iB は、 iB=jω・CL・vO/βO (4) となり、式(3)及び(4)は図5(B)中“ハ”及び
“ロ“に示すような特性を表す。ここで、図5中“ロ
“及び“ハ”の傾きはそれぞれ”20dB/dec”及
び”40dB/dec”である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、式(3)の電
流は1段目のエミッタ・ホロワ回路であるトランジスタ
2によって供給されるので、角周波数ωが大きくなり式
(3)に従って電流が変化すると、トランジスタ2のエ
ミッタ電流の交流成分も増加する。トランジスタにおけ
るベース・エミッタ間電圧対エミッタ電流の特性は非線
形であり、エミッタ電流の交流成分の増加に伴いベース
・エミッタ間電圧の非線形成分が増加してしまい、この
ことが高周波での容量負荷駆動時の歪の要因となってい
る。従って本発明の目的は、トランジスタの電流増幅率
のカットオフ角周波数以上の角周波数範囲における歪を
低減した高速低歪バッファ回路を実現することにある。
流は1段目のエミッタ・ホロワ回路であるトランジスタ
2によって供給されるので、角周波数ωが大きくなり式
(3)に従って電流が変化すると、トランジスタ2のエ
ミッタ電流の交流成分も増加する。トランジスタにおけ
るベース・エミッタ間電圧対エミッタ電流の特性は非線
形であり、エミッタ電流の交流成分の増加に伴いベース
・エミッタ間電圧の非線形成分が増加してしまい、この
ことが高周波での容量負荷駆動時の歪の要因となってい
る。従って本発明の目的は、トランジスタの電流増幅率
のカットオフ角周波数以上の角周波数範囲における歪を
低減した高速低歪バッファ回路を実現することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明では、演算増幅器等の出力段に用いら
れるバッファ回路において、入力段である第1のエッミ
タ・ホロワ回路と、この第1のエッミタ・ホロワ回路の
出力に接続される出力段である第2のエッミタ・ホロワ
回路と、この第2のエッミタ・ホロワ回路の出力により
前記第1のエッミタ・ホロワ回路のバイアス電流を制御
する帰還回路手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
るために、本発明では、演算増幅器等の出力段に用いら
れるバッファ回路において、入力段である第1のエッミ
タ・ホロワ回路と、この第1のエッミタ・ホロワ回路の
出力に接続される出力段である第2のエッミタ・ホロワ
回路と、この第2のエッミタ・ホロワ回路の出力により
前記第1のエッミタ・ホロワ回路のバイアス電流を制御
する帰還回路手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
【0007】
【作用】出力電圧をエミッタ・ホロワ回路で検出して、
この値によって差動増幅回路を制御することによって、
出力段のトランジスタのベース電流の交流分及び入力段
のトランジスタのベース・エミッタ間電圧の変動が低減
され、歪も低減される。
この値によって差動増幅回路を制御することによって、
出力段のトランジスタのベース電流の交流分及び入力段
のトランジスタのベース・エミッタ間電圧の変動が低減
され、歪も低減される。
【0008】
【実施例】以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係る高速低歪バッファ回路の第1の実施
例を示す構成回路図である。図4と同じ部分は同一符号
を付してある。図1において、6、7及び8はトランジ
スタ、9、10及び11は定電流源、12は抵抗、10
2はバイアス電圧である。ここで、トランジスタ6、7
及び8、定電流源9、10及び11、抵抗12は帰還回
路手段50を構成している。
図1は本発明に係る高速低歪バッファ回路の第1の実施
例を示す構成回路図である。図4と同じ部分は同一符号
を付してある。図1において、6、7及び8はトランジ
スタ、9、10及び11は定電流源、12は抵抗、10
2はバイアス電圧である。ここで、トランジスタ6、7
及び8、定電流源9、10及び11、抵抗12は帰還回
路手段50を構成している。
【0009】入力電圧100はトランジスタ2のベース
に接続し、トランジスタ2のエミッタはトランジスタ8
のコレクタ及びトランジスタ1のベースに接続する。ト
ランジスタ1のエミッタは定電流源3の一端、容量負荷
5の一端及びトランジスタ6のベースに接続する。トラ
ンジスタ6のエミッタは定電流源10の一端及びトラン
ジスタ8のベースに接続する。また、トランジスタ8の
エミッタは定電流源9及び抵抗12の一端に、抵抗12
の他端は定電流源11の一端及びトランジスタ7のエミ
ッタにそれぞれ接続する。ここで、トランジスタ7のベ
ースにはバイアス電圧102が入力される。さらに、ト
ランジスタ1、2、6及び7のコレクタは正電圧源
VCC、定電流源3、9、10及び11の他端は負電圧源
VEE、容量負荷5の他端はコモンにそれぞれ接続する。
に接続し、トランジスタ2のエミッタはトランジスタ8
のコレクタ及びトランジスタ1のベースに接続する。ト
ランジスタ1のエミッタは定電流源3の一端、容量負荷
5の一端及びトランジスタ6のベースに接続する。トラ
ンジスタ6のエミッタは定電流源10の一端及びトラン
ジスタ8のベースに接続する。また、トランジスタ8の
エミッタは定電流源9及び抵抗12の一端に、抵抗12
の他端は定電流源11の一端及びトランジスタ7のエミ
ッタにそれぞれ接続する。ここで、トランジスタ7のベ
ースにはバイアス電圧102が入力される。さらに、ト
ランジスタ1、2、6及び7のコレクタは正電圧源
VCC、定電流源3、9、10及び11の他端は負電圧源
VEE、容量負荷5の他端はコモンにそれぞれ接続する。
【0010】図1に示す実施例の動作を説明する。トラ
ンジスタ7及び8、定電流源9及び11、抵抗12は差
動増幅回路51を、トランジスタ6及び定電流源10は
出力電圧101を検出するエミッタ・ホロワ回路52を
それぞれ構成している。バイアス電圧102はトランジ
スタ7及び8のコレクタ電流が同じになるように、入力
電圧100に応じて定める。例えば、入力電圧100が
±1Vの範囲であるとすれば、入力電圧100が0V、
即ち中心値のときにトランジスタ7及び8のコレクタ電
流が同じになるようにする。この場合、バイアス電圧1
02の値はトランジスタ1、2及び6のベース・エミッ
タ間電圧をVBE1 、VBE2 及びV BE6 すれば”−(V
BE1 +VBE2 +VBE6 )”となる。
ンジスタ7及び8、定電流源9及び11、抵抗12は差
動増幅回路51を、トランジスタ6及び定電流源10は
出力電圧101を検出するエミッタ・ホロワ回路52を
それぞれ構成している。バイアス電圧102はトランジ
スタ7及び8のコレクタ電流が同じになるように、入力
電圧100に応じて定める。例えば、入力電圧100が
±1Vの範囲であるとすれば、入力電圧100が0V、
即ち中心値のときにトランジスタ7及び8のコレクタ電
流が同じになるようにする。この場合、バイアス電圧1
02の値はトランジスタ1、2及び6のベース・エミッ
タ間電圧をVBE1 、VBE2 及びV BE6 すれば”−(V
BE1 +VBE2 +VBE6 )”となる。
【0011】差動増幅回路51の電流利得Gm は抵抗1
2をR1とした場合、ほぼ1/R1であることからトラ
ンジスタ8のコレクタ電流の交流分iC は、 iC=1/R1・vO'=vO'/R1=vO/R1 (5) となる。但し、vO'はトランジスタ8のベース電圧の交
流分であり、vO'=vOとして計算している。ここで、
iC +iB =0、即ちトランジスタ2のエミッタ電流の
交流成分が”0”になるように式(3)及び(5)から
R1を求めると以下のようになる。 iC+iB=vO/R1+(−ω2・CL・vO/ωT)=0 R1=ωT/(ω2・CL) (6) ω=ωB としてR1を定めれば、ω>ωB の時、iB が
トランジスタ8より供給されることなる。
2をR1とした場合、ほぼ1/R1であることからトラ
ンジスタ8のコレクタ電流の交流分iC は、 iC=1/R1・vO'=vO'/R1=vO/R1 (5) となる。但し、vO'はトランジスタ8のベース電圧の交
流分であり、vO'=vOとして計算している。ここで、
iC +iB =0、即ちトランジスタ2のエミッタ電流の
交流成分が”0”になるように式(3)及び(5)から
R1を求めると以下のようになる。 iC+iB=vO/R1+(−ω2・CL・vO/ωT)=0 R1=ωT/(ω2・CL) (6) ω=ωB としてR1を定めれば、ω>ωB の時、iB が
トランジスタ8より供給されることなる。
【0012】上記のようにR1を定めることにより、エ
ミッタ・ホロワ回路52で検出した出力電圧101によ
ってトランジスタ1のベース電流の交流分の変動を低減
するように差動増幅回路51が制御される。この結果、
前述の高周波での容量負荷駆動時の歪の要因であるトラ
ンジスタ2のベース・エミッタ間電圧の変動も低減され
ることになる。図2は第1の実施例の特性曲線図を示
す。図2において“イ“は本実施例に係る特性曲線図、
“ロ“は従来例の特性曲線図をそれぞれ示している。角
周波数がω>ωB の領域において歪は従来例と比較して
減少している。
ミッタ・ホロワ回路52で検出した出力電圧101によ
ってトランジスタ1のベース電流の交流分の変動を低減
するように差動増幅回路51が制御される。この結果、
前述の高周波での容量負荷駆動時の歪の要因であるトラ
ンジスタ2のベース・エミッタ間電圧の変動も低減され
ることになる。図2は第1の実施例の特性曲線図を示
す。図2において“イ“は本実施例に係る特性曲線図、
“ロ“は従来例の特性曲線図をそれぞれ示している。角
周波数がω>ωB の領域において歪は従来例と比較して
減少している。
【0013】なお、図3は本発明に係る高速低歪バッフ
ァ回路の第2の実施例を示す構成回路図である。図1、
図4と同じ部分は同一符号を付してある。図3におい
て、13はインピーダンス、14は伝達関数回路であ
る。ここで、トランジスタ6、7及び8、定電流源9、
10及び11、インピーダンス13、伝達関数回路14
は帰還回路手段50aを構成している。
ァ回路の第2の実施例を示す構成回路図である。図1、
図4と同じ部分は同一符号を付してある。図3におい
て、13はインピーダンス、14は伝達関数回路であ
る。ここで、トランジスタ6、7及び8、定電流源9、
10及び11、インピーダンス13、伝達関数回路14
は帰還回路手段50aを構成している。
【0014】入力電圧100はトランジスタ2のベース
に接続し、トランジスタ2のエミッタはトランジスタ7
のコレクタ及びトランジスタ1のベースに接続する。ト
ランジスタ1のエミッタは定電流源3の一端、容量負荷
5の一端及びトランジスタ6のベースに接続する。トラ
ンジスタ6のエミッタは定電流源10の一端及び伝達関
数回路14の一端に、伝達関数回路14の他端はトラン
ジスタ8のベースに接続する。また、トランジスタ8の
エミッタは定電流源9及びインピーダンス13の一端
に、インピーダンス13の他端は定電流源11の一端及
びトランジスタ7のエミッタにそれぞれ接続する。ここ
で、トランジスタ7のベースにはバイアス電圧102が
入力される。さらに、トランジスタ1、2、6及び8の
コレクタは正電圧源VCC、定電流源3、9、10及び1
1の他端は負電圧源VEE、容量負荷5の他端はコモンに
それぞれ接続する。
に接続し、トランジスタ2のエミッタはトランジスタ7
のコレクタ及びトランジスタ1のベースに接続する。ト
ランジスタ1のエミッタは定電流源3の一端、容量負荷
5の一端及びトランジスタ6のベースに接続する。トラ
ンジスタ6のエミッタは定電流源10の一端及び伝達関
数回路14の一端に、伝達関数回路14の他端はトラン
ジスタ8のベースに接続する。また、トランジスタ8の
エミッタは定電流源9及びインピーダンス13の一端
に、インピーダンス13の他端は定電流源11の一端及
びトランジスタ7のエミッタにそれぞれ接続する。ここ
で、トランジスタ7のベースにはバイアス電圧102が
入力される。さらに、トランジスタ1、2、6及び8の
コレクタは正電圧源VCC、定電流源3、9、10及び1
1の他端は負電圧源VEE、容量負荷5の他端はコモンに
それぞれ接続する。
【0015】図3に示す実施例の動作を説明する。伝達
関数回路14におけるトランジスタ6のエミッタ電圧v
O'からトランジスタ8のベース電圧への伝達関数をH
1、インピーダンス13をZ1とした場合、トランジス
タ7のコレクタ電流の交流分iC'は、 iC'=−H1・vO'/Z1=−H1・vO/Z1 (7) となる。但し、vO'=vO として計算している。ここ
で、第1の実施例と同様にiC +iB =0、即ちトラン
ジスタ2のエミッタ電流の交流成分が”0”になるよう
に式(3)及び(7)から求めると、 iC'+iB=−H1・vO/Z1+(−ω2・CL・vO/ωT)=0 H1/Z1=−ω2・CL/ωT (8) となる。従って、 H1=jω/ωT (9) Z1=1/jω・CL (10) とすることができる。
関数回路14におけるトランジスタ6のエミッタ電圧v
O'からトランジスタ8のベース電圧への伝達関数をH
1、インピーダンス13をZ1とした場合、トランジス
タ7のコレクタ電流の交流分iC'は、 iC'=−H1・vO'/Z1=−H1・vO/Z1 (7) となる。但し、vO'=vO として計算している。ここ
で、第1の実施例と同様にiC +iB =0、即ちトラン
ジスタ2のエミッタ電流の交流成分が”0”になるよう
に式(3)及び(7)から求めると、 iC'+iB=−H1・vO/Z1+(−ω2・CL・vO/ωT)=0 H1/Z1=−ω2・CL/ωT (8) となる。従って、 H1=jω/ωT (9) Z1=1/jω・CL (10) とすることができる。
【0016】即ち、式(9)は伝達関数回路14を微分
回路、式(10)はインピーダンス13をCL なる容量
にすることを意味しており、式(9)及び(10)のよ
うにすることによって、トランジスタ2のエミッタ電流
の交流成分が”0”になる。この結果、前述の高周波で
の容量負荷駆動時の歪の要因であるトランジスタ2のベ
ース・エミッタ間電圧を変動も”0”となり、iB が式
(3)で表される領域において歪低減ができる。
回路、式(10)はインピーダンス13をCL なる容量
にすることを意味しており、式(9)及び(10)のよ
うにすることによって、トランジスタ2のエミッタ電流
の交流成分が”0”になる。この結果、前述の高周波で
の容量負荷駆動時の歪の要因であるトランジスタ2のベ
ース・エミッタ間電圧を変動も”0”となり、iB が式
(3)で表される領域において歪低減ができる。
【発明の効果】以上説明したことら明らかなように、本
発明によれば次のような効果がある。バッファ回路にお
いて、出力電圧によって出力段のトランジスタのベース
電流の交流分の変動を低減するように帰還回路手段が制
御することによって、入力段のトランジスタのベース・
エミッタ間電圧の変動が低減され、歪も低減される。
発明によれば次のような効果がある。バッファ回路にお
いて、出力電圧によって出力段のトランジスタのベース
電流の交流分の変動を低減するように帰還回路手段が制
御することによって、入力段のトランジスタのベース・
エミッタ間電圧の変動が低減され、歪も低減される。
【図1】本発明に係る高速低歪バッファ回路の第1の実
施例を示す構成回路図である。
施例を示す構成回路図である。
【図2】第1の実施例の角周波数特性を示す特性曲線図
である。
である。
【図3】本発明に係る高速低歪バッファ回路の第2の実
施例を示す構成回路図である。
施例を示す構成回路図である。
【図4】従来のバッファ回路の一例を示す回路図であ
る。
る。
【図5】従来のバッファ回路の角周波数特性等を示す特
性曲線図である。
性曲線図である。
1,2,6,7,8 トランジスタ 3,4,9,10,11 定電流源 5 容量負荷 12 抵抗 13 インピーダンス 14 伝達関数回路 50,50a 帰還回路手段 51 差動増幅回路 52 エミッタ・ホロワ回路 100 入力電圧 101 出力電圧 102 バイアス電圧
Claims (1)
- 【請求項1】演算増幅器等の出力段に用いられるバッフ
ァ回路において、 入力段である第1のエッミタ・ホロワ回路と、 この第1のエッミタ・ホロワ回路の出力に接続される出
力段である第2のエッミタ・ホロワ回路と、 この第2のエッミタ・ホロワ回路の出力により前記第1
のエッミタ・ホロワ回路のバイアス電流を制御する帰還
回路手段とを備えたことを特徴とする高速低歪バッファ
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP848792A JPH05199042A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 高速低歪バッファ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP848792A JPH05199042A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 高速低歪バッファ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05199042A true JPH05199042A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=11694476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP848792A Pending JPH05199042A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 高速低歪バッファ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05199042A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008530884A (ja) * | 2005-02-09 | 2008-08-07 | エヌエックスピー ビー ヴィ | 増幅器を有する受信機 |
-
1992
- 1992-01-21 JP JP848792A patent/JPH05199042A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008530884A (ja) * | 2005-02-09 | 2008-08-07 | エヌエックスピー ビー ヴィ | 増幅器を有する受信機 |
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