JPH0828616B2

JPH0828616B2 - 増幅回路

Info

Publication number: JPH0828616B2
Application number: JP1140451A
Authority: JP
Inventors: 康志東田; 誠長谷川; 憲一高橋; 三夫牧本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-06-01
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH036109A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、無線通信機器等に用いられる増幅回路に関
するものである。

従来の技術増幅器では、電圧，温度等の変動に対して安定した出力
が得られることが必要となされる。このために各種の対
策が講じられている。以下、第８図を参照して従来の増
幅器について説明する。

第８図において、801は増幅用トランジスタ、802は増
幅用トランジスタ801へ信号を渡す前段増幅器、803は前
段増幅器802のコレクタ電流を制御する検出電流制御用P
nPトランジスタ、804はダイオード、805は検出電流制御
用PnPトランジスタ803のベースバイアスを設定する可変
抵抗器、806はダイオード、807はツェナーダイオード、
808は電流制限のための抵抗、809はダイオード804,806
と、可変抵抗器805と、ツェナーダイオード807に流れる
電流を設定する抵抗、810は電流検出用抵抗、811は高周
波出力信号を阻止するインダクタ、812は容量、813,814
は結合容量、815は増幅用トランジスタ801のベースバイ
アスを設定するベースバイアス端子、816は電流端子で
ある。

以上のような構成において、以下その動作について説
明する。

可変抵抗器805によって検出電流制御用PnPトランジス
タ803のベース電圧を設定している場合において、電源
電圧の変動や温度の変化によって増幅用トランジスタ80
1のコレクタ電流が増し、出力が増すと、電流検出用抵
抗810による電圧降下が大きくなり、電源端子816と検出
電流制御用PnPトランジスタ803のベース間の電圧が、ダ
イオード804と可変抵抗器805で決められている電圧と等
しくなるように検出電流制御用PnPトランジスタ803のベ
ース・エミッタ間電圧が下がり、前段増幅器802のコレ
クタ電流を減少させるため、前段増幅器802の出力が低
下し、増幅用トランジスタ801の入力電力が減少し、そ
の出力が一定になる方向に動作する。増幅用トランジス
タ801のコレクタ電流が減少した場合は、前記コレクタ
電流が増加した場合と逆の動作を行い、前段増幅器802
の出力を増加させて、出力一定の方向に動作する。

発明が解決しようとする課題しかし、以上のような構成では部品の温度特性、例え
ばダイオード804,806の流れる電流の変化による電圧変
動、増幅用トランジスタ801の直流電流増幅率のばらつ
き等のために、増幅用トランジスタ801の出力変動がみ
られ、また、増幅用トランジスタ801の直流電流増幅率
の変動が大きい場合には増幅用トランジスタ801のベー
スバイアス供給を調整する必要があるという課題を有し
ていた。

本発明は上記問題を解決するもので、温度、電源電
圧、直流電流増幅率、負荷インピーダンス等の変動に対
して出力変動が小さい、電流検出形の補正回路を具備し
た増幅回路を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段本発明は、検出電流制御用PnPトランジスタのベース
電圧の設定にウィルソン形カレントミラー回路の電圧基
準用トランジスタのベース電圧を使用し、また、ウィル
ソン形カレントミラー回路とツェナーダイオードとに流
れる電流を定電流源回路で一定とし、検出電流制御用Pn
Pトランジスタのコレクタ出力電流を前段増幅器のコレ
クタ電流、あるいは増幅用トランジスタ自身のベース電
流に供給することにより、上記目的を達成するものであ
る。

作用本発明は、ウィルソン形カレントミラー回路の抵抗値
を調整することにより検出電流制御用PnPトランジスタ
のベースバイアス電圧およびその温度特性が設定できる
ことを利用し、電流検出用抵抗より増幅用トランジスタ
のコレクタ電流の変動分を検出して検出電流制御PnPト
ランジスタのベース・エミッタ間電圧を変化させて、そ
のコレクタ電流を増幅用トランジスタの前段の前段増幅
器のコレクタ電流あるいは増幅用トランジスタ自身への
ベースバイアス電流へ供給することにより、電源電圧、
トランジスタの直流電流増幅率，温度，あるいは負荷イ
ンピーダンス等の変動に対する増幅用トランジスタの出
力変動を小さくするという作用を有する。

実施例以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施例につ
いて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における増幅回路の回
路図である。第１図において、101は増幅用トランジス
タ、102は増幅用トランジスタ101のベースバイアス抵
抗、103は前段増幅器121のコレクタ電流を与える電流制
御用PnPトランジスタ、104,105は電圧基準用トランジス
タである。106はnPnトランジスタで、抵抗107,108,109
とともにウィルソン形カレントミラー回路110を構成
し、検出電流制御用PnPトランジスタ103のベースバイア
スを与える。111は検出電流制御用PnPトランジスタ103
のベース・エミッタ間電圧を補償するダイオード、112
は一定電圧を与えるツェナーダイオード、113はツェナ
ーダイオード112,ダイオード111,ウィルソン形カレント
ミラー回路110に流れる電流を一定にする定電流源回
路、114は電流検出用抵抗、115は高周波信号を阻止する
インダクタ、116と117はそれぞれ信号入力端子118と信
号出力端子119の結合容量、120は電源端子、121は増幅
用トランジスタ101の前段の前段増幅器である。

上記構成において、以下その動作について説明する。
まず、ウィルソン形カレントミラー回路110は、ツェナ
ーダイオード112により電源電圧が変動しても、定電流
源回路113で流れる電流を一定に保ち、かつ一定の端子
間電圧で動作し、検出電流制御用PnPトランジスタ103の
ベースバイアスを設定する。この状態で電源端子120と
検出電流制御用PnPトランジスタ103のベース間の電圧は
電流検出用抵抗114での電圧降下と検出電流制御用PnPト
ランジスタ103のベース・エミッタ間電圧の和であり、
それは、ダイオード111の順方向電圧と、抵抗107での電
圧降下と、nPnトランジスタ106のベース・エミッタ間電
圧の和と等しい。増幅用トランジスタ101の直流電流増
幅率のばらつき、電源電圧の変動、温度変化、あるいは
負荷インピーダンスの変動等によって増幅用トランジス
タ101のコレクタ電流が増加した場合、電流検出用抵抗1
14での電圧降下が増加し、電源端子120と検出電流制御
用PnPトランジスタ103のベース間の電圧が、ダイオード
111とウィルソン形カレントミラー回路110で決められて
いる電圧と等しくなるように検出電流制御用PnPトラン
ジスタ103のベース・エミッタ間電圧が減少し、前段増
幅器121のコレクタ電流を減少させるため前段増幅器121
の出力が低下し、増幅用トランジスタ101の入力電力が
減少し、その出力を一定にする方向に動作する。また、
抵抗107,108,109の値を調整することにより、検出電流
制御用PnPトランジスタ103のベース電圧の設定とベース
電圧の温度特性を設定することができるため本回路の温
度特性の制御も行うことができる。増幅用トランジスタ
101のコレクタ電流が減少した場合は、前記コレクタ電
流が増加した場合の逆の動作で出力を一定にする方向に
動作する。

以上本実施例によれば、検出電流制御用PnPトランジ
スタ103のベース電圧の設定にウィルソン形カレントミ
ラー回路110を使用し、前段増幅器121のコレクタ電流を
検出電流制御用PnPトランジスタ103のコレクタから与え
ることにより、検出電流制御用PnPトランジスタ103のベ
ース電圧の温度特性が設定でき、出力変動を小さくする
ことができる。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第１の実施例の構成と異なる点は、ツェナーダイオー
ド112を、互いに順方向に接続した複数のダイオードに
変更した点である。

上記構成の場合の動作は、第１の実施例の動作と同じ
である。

本実施例によれば、ツェナーダイオード112を必要と
することなく、複数のダイオードの順方向電圧を利用す
ることで一定電圧が得られる。この場合特に定電流源回
路113による、一定端子間電圧を保つ効果は大きい。

次に本発明の第３の実施例について説明する。

第２図は本発明の第３の実施例における増幅回路の回
路図である。第２図において、第１の実施例の構成と異
なる点は、検出電流制御用PnPトランジスタ103のエミッ
タ電流検出用抵抗114とインダクタ115の接続点に接続さ
れ、さらに容量201を設けた点である。

上記構成においての基本動作は、第１の実施例と同じ
であるため、その説明は割愛する。

本実施例によれば、検出電流制御用PnPトランジスタ1
03のエミッタでは、出力信号成分がインダクタ115と容
量201によって阻止されるためエミッタ電圧が出力信号
の影響を受けないと言う効果がある。

次に本発明の第４の実施例について説明する。

第３図は本発明の第４の実施例における増幅回路の回
路図である。第３図において、第１の実施例の構成と異
なる点は、検出電流制御用PnPトランジスタ103のコレク
タ電流を増幅するnPnトランジスタ301を設けている点で
ある。

上記構成において、前段増幅器121のコレクタ電流をn
Pnトランジスタ301で与えていること以外の動作は本発
明第１の実施例と同じである。

本実施例によれば、検出電流制御用PnPトランジスタ1
03の電流容量が小さい場合においてもnPnトランジスタ3
01で直流増幅するので前段増幅器121のコレクタ電流を
十分与えることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の第５の実施例につ
いて説明する。

第４図は本発明の第５の実施例における増幅回路の回
路図である。第４図において、101は増幅用トランジス
タ、102は増幅用トランジスタ101のベースバイアス抵
抗、103は増幅用トランジスタ101のベースバイアスを与
える検出電流制御用PnPトランジスタ、104,105は電圧基
準用トランジスタである。106はnPnトランジスタで、抵
抗107,108,109と共にウィルソン形カレントミラー回路1
10を構成し、検出電流制御用PnPトランジスタ103のベー
スバイアスを与える。111は検出電流制御用PnPトランジ
スタ103のベース・エミッタ間電圧を補償するためのダ
イオード、112は一定電圧を与えるためのツェナーダイ
オード、113はツェナーダイオード112,ダイオード111,
ウィルソン形カレントミラー回路110に流れる電流を一
定にする定電流源回路、114は電流検出用抵抗、115は高
周波信号を阻止するためのインダクタ、116と117はそれ
ぞれ信号入力端子118と信号出力端子119の結合容量、12
0は電源端子である。

上記構成において、以下その動作について説明する。
まずウィルソン形カレントミラー回路110は、ツェナー
ダイオード112により電源電圧が変動しても、定電流源
回路113で流れる電流を一定に保ちかつ一定の端子間電
圧で動作し、検出電流制御用PnPトランジスタ103のベー
スバイアスとその温度特性を設定する。この状態で電源
端子120と検出電流制御用PnPトランジスタ103のベース
間の電圧は電流検出用抵抗114での電圧降下と検出電流
制御用PnPトランジスタ103のベース・エミッタ間電圧の
和であり、それは、ダイオード111の順方向電圧と、抵
抗107での電圧降下と、nPnトランジスタ106のベース・
エミッタ間電圧の和と等しい。増幅用トランジスタ101
の直流電流増幅率のばらつき、電源電圧の変動、温度変
化、あるいは負荷インピーダンスの変動等によって増幅
用トランジスタ101のコレクタ電流が増加した場合、電
流検出用抵抗114での電圧降下が増加し、電源端子120と
検出電流制御用PnPトランジスタ103のベース間の電圧
が、ダイオード111とウィルソン形カレントミラー回路1
10で決められている電圧と等しくなるように検出電流制
御用PnPトランジスタ103のベース・エミッタ間電圧が減
少し、増幅用トランジスタ101のベースバイアス電流を
減少させるために、増幅用トランジスタ101のコレクタ
電流の増加を抑制し、出力を一定にする方向に動作す
る。また、抵抗107,108,109の値を調整することによ
り、増幅用トランジスタ101のコレクタ電流の設定と、
検出電流制御用PnPトランジスタのベース電圧の設定と
その温度特性を設定することができるため、本回路の温
度特性の制御も行うことができる。増幅用トランジスタ
101のコレクタ電流が減少した場合は、前記コレクタ電
流が増加した場合の逆の動作で電流の減少を抑制し、出
力を一定にする方向に動作する。

以上本実施例によれば、検出電流制御用PnPトランジ
スタ103のベース電圧の設定にウィルソン形カレントミ
ラー回路110を使用し、増幅用トランジスタ101のベース
バイアスを検出電流制御用PnPトランジスタ103のコレク
タから与えることにより、検出電流制御用PnPトランジ
スタ103のベース電圧の温度特拙が設定でき、増幅用ト
ランジスタ101のコレクタ電流の変動を小さく抑え、出
力変動を小さくすることができる。

次に本発明の第６の実施例について説明する。

第５の実施例の構成と異なる点は、ツェナーダイオー
ド112を、互いに順方向に接続された複数のダイオード
に変更した点である。

上記構成の場合の動作は、第５の実施例の動作と同じ
であるため、その説明は割愛する。

本実施例によれば、ツェナーダイオードを必要とする
ことなく、複数のダイオードの順方向電圧を利用するこ
とで一定電圧が得られる。この場合特に定電源回路113
による、一定端子間電圧を保つ効果は大きい。

次に本発明の第７の実施例について説明する。

第５図は本発明の第７の実施例における増幅回路の回
路図である。第５図において第５の実施例の構成と異な
る点は、検出電流制御用PnPトランジスタ103のエミッタ
が電流検出用抵抗114とインダクタ115の接続点に接続さ
れ、さらに容量201を設けた点である。

上記構成においての動作は、第５の実施例と同じであ
る。

本実施例によれば、検出電流制御用PnPトランジスタ1
03のエミッタでは、出力信号成分がインダクタ115と容
量201によって阻止されるためにエミッタ電圧が出力信
号の影響を受けないという効果がある。

次に本発明の第８の実施例について説明する。

第６図は本発明の第８の実施例における増幅回路の回
路図である。第６図において第５の実施例の構成と異な
る点は、検出電流制御用PnPトランジスタ103のコレクタ
電流を増幅するnPnトランジスタ301を設けている点であ
る。

上記構成において、増幅用トランジスタ101のベース
バイアス電流をnPnトランジスタ301で与えていること以
外の動作は本発明第５の実施例と同じである。

本実施例によれば、検出電流制御用PnPトランジスタ1
03の電流容量が小さい場合においてもnPnトランジスタ3
01で直流増幅するので増幅用トランジスタ101のベース
バイアス電流を十分与えることができる。

なお、定電流源回路113は例えば第７図のようなカレ
ントミラーを利用した回路を用いることができる。ま
た、第1,第3,第4,第5,第7,第８の実施例では定電流源回
路113を抵抗あるいは可変抵抗器に変更してもよい。さ
らに、抵抗107,108,109は可変抵抗器に変更してもよ
い。さらに、抵抗107,108,109は可変抵抗器に変更して
もよい。

発明の効果以上のように本発明は、第１に検出電流制御用PnPト
ランジスタのベース電圧の設定に温度特性を制御できる
ウィルソン形カレントミラー回路を利用し、ツェナーダ
イオードとウィルソン形カレントミラー回路に流れる電
流を定電流源回路で制御し、前段増幅器のコレクタ電流
を制御することによって特に温度、電圧変動に対する増
幅用トランジスタの出力変動を小さくできる。本発明
は、第２に検出電流制御用PnPトランジスタのベース電
圧の設定に温度特性を制御できるウィルソン形カレント
ミラー回路を利用し、ツェナーダイオードとウィルソン
形カレントミラー回路に流れる電流を定電流源回路で制
御し、検出電流制御用PnPトランジスタのコレクタから
増幅用トランジスタ自身へベースバイアスを供給し温
度，電圧変動だけではなく特に増幅用トランジスタの直
流電流増幅率の変動を補償することにより、増幅用トラ
ンジスタのコレクタ電流の変動を小さくし、出力変動を
小さくすることができ、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における増幅回路の回路
図、第２図は本発明の第３の実施例における増幅回路の
回路図、第３図は本発明の第４の実施例における増幅回
路の回路図、第４図は本発明の第５の実施例における増
幅回路の回路図、第５図は本発明の第７の実施例におけ
る増幅回路の回路図、第６図は本発明の第８の実施例に
おける増幅回路の回路図、第７図は本発明の実施例にお
ける増幅回路中の定電流源回路の例として示したカレン
トミラー回路の回路図、第８図は従来の増幅回路の回路
図である。 101…増幅用トランジスタ、103…検出電流制御用PnPト
ランジスタ、104,105…電圧基準用トランジスタ、106…
nPnトランジスタ、107,108,109…抵抗、110…ウィルソ
ン形カレントミラー回路、111…ダイオード、112…ツェ
ナーダイオード、113…定電流源回路、114…電流検出用
抵抗、115…インダクタ、120…電源端子、121…前段増
幅器、201…容量、301…nPnトランジスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧本三夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開昭58−19007（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−77506（ＪＰ，Ａ) 電子情報通信学会全国大会講演論文集Ｖｏｌ．1990春季Ｐ．２−386

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の増幅用トランジスタのコレクタに接
続したインダクタと、電源の間に設けた電流検出用抵抗
と、前記第１の増幅用トランジスタのコレクタにエミッ
タ側を接続した検出電流制御用PnPトランジスタと、前
記電源と定電流源回路との間に前記電源側にカソードを
接続したツェナーダイオードと、前記ツェナーダイオー
ドの両端に前記電源側からダイオードとウィルソン形カ
レントミラー回路を直列にして設け前記ウィルソン形カ
レントミラー回路の電圧基準用トランジスタのベースと
前記検出電流制御用PnPトランジスタのベースを接続
し、前記検出電流制御用PnPトランジスタのコレクタ出
力を前記第１の増幅用トランジスタの前段に設けた前段
増幅器の第２の増幅用トランジスタのコレクタへ接続す
ることを特徴とする増幅回路。
【請求項２】ツェナーダイオードが、複数個のダイオー
ドの順方向電圧を利用したものであることを特徴とする
請求項１記載の増幅回路。
【請求項３】一方を接地された容量と、検出電流制御用
PnPトランジスタのエミッタが、電流検出用抵抗とイン
ダクタの接続点に接続されたものであることを特徴とす
る請求項１記載の増幅回路。
【請求項４】検出電流制御用PnPトランジスタと第２の
増幅用トランジスタのコレクタとの間にnPnトランジス
タを設け、前記検出電流制御用PnPトランジスタのエミ
ッタに前記nPnトランジスタのコレクタが接続され、前
記検出電流制御用PnPトランジスタのコレクタに前記nPn
トランジスタのベースが接続され、前記第２の増幅用ト
ランジスタのコレクタに前記nPnトランジスタのエミッ
タからの出力が接続されたことを特徴とする請求項１記
載の増幅回路。
【請求項５】増幅用トランジスタのコレクタに接続した
インダクタと、電源の間に設けた電流検出用抵抗と、前
記増幅用トランジスタのコレクタにエミッタ側を接続し
た検出電流制御用PnPトランジスタと、前記電源と定電
流源回路との間に前記電源側にカソードを接続したツェ
ナーダイオードと、前記ツェナーダイオードの両端に前
記電源側からダイオードとウィルソン形カレントミラー
回路を直列にして設け、前記ウィルソン形カレントミラ
ー回路の電圧基準用トランジスタのベースと前記検出電
流制御用PnPトランジスタのベースを接続し、前記検出
電流制御用PnPトランジスタのコレクタ出力を第１の増
幅用トランジスタのベースへ接続することを特徴とする
増幅回路。
【請求項６】ツェナーダイオードが、複数個のダイオー
ドの順方向電圧を利用したものであることを特徴とする
請求項５記載の増幅回路。
【請求項７】一方を接地された容量と、検出電流制御用
PnPトランジスタのエミッタが、電流検出用抵抗とイン
ダクタの接続点に接続されたものであることを特徴とす
る請求項５記載の増幅回路。
【請求項８】検出電流制御用PnPトランジスタと増幅ト
ランジスタのベースとの間にnPnトランジスタを設け、
前記検出電流制御用PnPトランジスタのエミッタに前記n
Pnトランジスタのコレクタが接続され、前記検出電流制
御用PnPトランジスタのコレクタに前記nPnトランジスタ
のベースが接続され、増幅用トランジスタのベースに前
記nPnトランジスタのエミッタからの出力が接続された
ことを特徴とする請求項５記載の増幅回路。