JPH07101823B2 - 電流アンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電流アンプに関する。

〔発明の概要〕

この発明は、VTRの記録アンプなどとして使用される電
流アンプにおいて、差動アンプに負帰還をかけることに
より、出力電流の歪み特性や周波数特性などを改善した
ものである。

〔従来の技術〕

８ミリビデオなどのVTRに使用されるビデオ信号の記録
アンプは、例えば第２図のように構成されている。

すなわち、同図において、（１）はビデオ信号の信号源
を示し、この信号源（１）からは記録されるべきビデオ
信号として、輝度信号によりFM変調されたFM信号と、こ
のFM信号よりも低域側に周波数変換された搬送色信号
と、再生時のトラッキングサーボ用のパイロット信号と
が加算された信号電圧Vsが出力される。

そして、信号源（１）とトランジスタQ₁のベースとの間
に、抵抗器R₁が接続されるとともに、トランジスタQ₁，
Q₂により全帰還アンプ（２）が構成される。なお、R₂は
ベースバイアス用の抵抗器、R₃は負荷抵抗器、Q₃，Q₄は
互いに等しい大きさの定電流を流す定電流源である。

また、トランジスタQ₅〜Q₇及び抵抗器R₅〜R₇により、接
地を基準電位点とし、かつ、トランジスタQ₅を入力側、
トランジスタQ₆を出力側としてカレントミラー回路
（３）が構成され、トランジスタQ₅のコレクタがトラン
ジスタQ₂のコレクタに接続され、トランジスタQ₆のコレ
クタがロータリートランスT₁を通じて回転磁気へッドH₁
に接続される。なお、このとき、トランジスタQ₆のベー
ス・エミッタ間の接合面積は、トランジスタQ₅のそれの
Ｎ倍（Ｎ≧１）とされるとともに、R₆＝R₅/Nとされる。
また、この記録アンプは、他の回路（図示せず）ととも
に、破線で囲った部分がIC化される。

このような構成において、トランジスタQ₂のエミッタか
らトランジスタQ₁のベースへの負帰還がないとすれば、
このときのアンプ（１）のオープンループゲインAo及び
入力インピーダンスZoは、 Ao＝R₃／re₁ ……（ｉ） Zo＝re₂ re₁，re₂：トランジスタQ₁，Q₂のエミッタ抵抗 となる。

そして、実際のアンプ（２）においては、トランジスタ
Q₂からトランジスタQ₁に100％の負帰還がかかっている
ので、このアンプ（２）の入力インピーダンスZinは、 Zin＝Zo/（１＋Ao） ……（ii） となる。

したがって、ゲインAoが十分に大きいとすれば、（ii）
式から Zin０ ……（iii） となるので、抵抗器R₁には Is＝Vs/R₁ で示される信号電流Isが流れ、すなわち、信号電圧Vsは
抵抗器R₁により信号電流Isに変換される。そして、この
信号電流Isが、トランジスタQ₁，Q₂を通じてカレントミ
ラー回路（３）に供給されてＮ倍に増幅されてからトラ
ンスT₁を通じてヘッドH₁に供給される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この記録アンプにおいて、ゲインAoを大きく
して（iii）式を成立させるためには、（ｉ）式から抵
抗器R₃を大きくすればよい。

しかし、この記録アンプをIC化した場合、破線で示すよ
うに、トランジスタQ₁のコレクタに寄生容量Cxを生じる
とともに、信号電流Isの周波数が高いので、抵抗器R₃を
大きくすると、容量Cxを無視できなくなり、この結果、
信号電流Isの周波数特性が劣化したり、位相まわりのた
め発振したりしてしまう。

また、この記録アンプをIC化する場合、通常のバイポー
ラプロセスでは、抵抗器R₃を数十ｋΩ以上にすることが
できない。

したがって、抵抗器R₃を十分に大きくできないので、
（iii）式が成立しなくなり、この結果、抵抗器R₃によ
り信号電圧Vsを信号電流Isに変換したとき、その変換さ
れた信号電流Isに歪みを発生したり、周波数特性が劣化
したりしていた。

この発明は、このような点を解決しようとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、この発明においては、アンプ（２）を、差動
アンプ及び負帰還用のトランジスタにより構成する。

〔作用〕

アンプ（１）の入力インピーダンスZinが、ほぼ０にな
る。

〔実施例〕

第１図において、トランジスタQ₁₁，Q₁₂のエミッタが互
いに接続されるとともに、このエミッタと接地との間
に、定電流源Q₁₃が接続されて差動アンプ（11）が構成
される。また、トランジスタQ₁₄，Q₁₅により電源ライン
を基準電位点とし、かつ、トランジスタQ₁₄を入力側、
トランジスタQ₁₅を出力側としてカレントミラー回路（1
2）が構成され、トランジスタQ₁₄，Q₁₅のコレクタがト
ランジスタQ₁₁，Q₁₂のコレクタに接続される。さらに、
トランジスタQ₁₂のコレクタ・ベース間に、トランジス
タQ₁₆のベース・エミッタ間が並列接続されるととも
に、このトランジスタQ₁₆のエミッタに定電流源Q₁₇が接
続されてトランジスタQ₁₆はエミッタフォロワとされ
る。また、トランジスタQ₁₆のコレクタには、定電流源Q
₁₇の定電流と等しい大きさの定電流の定電流源Q₁₈が接
続される。こうして、回路（11），（12）及びトランジ
スタQ₁₆により帰還アンプ（10）が構成される。

そして、信号源（１）とトランジスタQ₁₂のベースとの
間に、抵抗器R₁が接続されるとともに、このベースに抵
抗器R₂を通じてベースバイアス電圧が供給され、トラン
ジスタQ₁₁にもベースバイアス電圧V₁₁が供給される。

また、トランジスタQ₁₆のコレクタが、カレントミラー
回路（３）の入力側のトランジスタQ₅に接続される。

このような構成によれば、信号源（１）からの信号電圧
Vsは信号電源Isに変換され、この信号電流Isが、アンプ
（11）及びカレントミラー回路（12）により、電流増幅
ささてトランジスタQ₁₂，Q₁₅のコレクタから取り出され
る。そして、この取り出された信号電流Isが、トランジ
スタQ₁₆のエミッタを通じてアンプ（11）に100％負帰還
されるとともに、トランジスタQ₁₆のコレクタから取り
出され、カレントミラー回路（３）により電流増幅され
てからトランスT₁を通じてヘッドH₁に供給される。

そして、この場合、アンプ（10）の入力インピーダンス
Zin及びオープンループゲインAoは、アンプ（２）と同
様にして、 Zin＝re₁₆／（１＋Ao） ……（iv） Ao＝R₁₅／（re₁₁＋re₁₂） ……（ｖ） となる。ただし、R₁₅はトランジスタQ₁₅のコレクタイン
ピーダンスで、 R₁₅２V_A／I₁₃ V_A:ICの構成により決まるパラメータ（V_A30〜50
〔Ｖ〕） I₁₃：定電流源Q₁₃の定電流 であり、通常のバイポーラプロセスでは数百ｋΩ以上で
ある。

したがって、このアンプ（10）におけるゲインAo
（（ｖ）式）は、アンプ（２）におけるゲインAo
（（ｉ）式）よりも１桁以上大きくなるので、このアン
プ（10）の入力インピーダンスZin（（iv）式）は、ア
ンプ（２）の入力インピーダンス（（iii）式）よりも
１桁以小さくなる。したがって、（iii）式、すなわち Zin０ が十分に成り立ち、信号電圧Vsは、抵抗器R₁によっての
み信号電流Isに変換されることになるので、この変換さ
れた信号電流Isに歪みを生じたりすることがない。ま
た、オープンループゲインAoが非常に大きいので、十分
な負帰還がかかり、周波数特性もすぐれている。

さらに、素子数の増加も少なくIC化にも適している。

なお、上述においては、記録アンプとして使用した場合
について説明したが、電流アンプとして他の用途にも使
用できる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、信号電圧Vsは、抵抗器R₁によっての
み信号電流Isに変換されることになるので、この変換さ
れた信号電流Isに歪みを生じたりすることがない。ま
た、オープンループゲインAoが非常に大きいので、十分
な負帰還がかかり、周波数特性もすぐれている。

さらに、素子数の増加も少なくIC化にも適している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一例の接続図、第２図はその説明の
ための図である。 （３），（12）はカレントミラー回路、（11）は差動ア
ンプである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】差動アンプと、この差動アンプの出力端と
   入力端との間に接続されて負帰還を行うエミッタフォロ
   ワのトランジスタと、このトランジスタのコレクタ及び
   エミッタにそれぞれ接続された第１及び第２の定電流源
   と、信号源と上記差動アンプの上記入力端との間に接続
   された抵抗器とを有し、 上記信号源からの信号電圧が上記抵抗器により信号電流
   に変換され、 この信号電源が上記差動アンプ及び上記トランジスタを
   通じてこのトランジスタのコレクタから取り出されるよ
   うにした電流アンプ。