JPS589408A - 増幅回路の入力段のための装置 - Google Patents

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】 本発明は増１福回路の直線性および動作速度を改善する
ための装置に関するものである。

従来の回路においては、いわゆる差動段が用いられてい
るが、そのような差動段は動作速度がおそく、直線性が
比較凶悪るく、容量帰還が大きい等の種々の欠点を有し
ている。

従って１本発明はそのような従来技術の欠点を克服し、
増幅器の利得安定度および感度を改善するものである。

以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよう。

なお、第１図および第２図に示された実施例ではバイポ
ーラ・トランジスタが用いられているが、電界効果型ト
ランジスタのような他の半導体装置や真空管のような熱
電子装置を用いてもよい。

第１図において、コレクタ接地型に接続されたＰＮＰ　
）ランジスタＱ１はこの回路の入力段を構成している。

このトランジスタＱ１のコレクタ屈曲点電圧に接続され
うる。その接地電位は、トランジスタＱ１のコレクタ屈
曲点電圧が十分に低ければ、すなわちそれのベース・エ
ミッタ間電圧よりも低ければ、平均入力信号電位と考え
られる。

トランジスタＱ１のエミッタは抵抗Ｒ１を介してＮＰＮ
トランジスタＱ２のエミッタに接続されている。このト
ランジスタＱ２はベース接地型に接続され、かつトラン
ジスタＱ１およびＱ２のベース・エミッタ間電圧の和に
等しい動作電圧を有する電圧源Ｖ１によってバイアス電
圧を与えられている。

本発明を実施する場合には、電圧源■１の電圧はトラン
ジスタＱ１およびＱ２のベース・エミッタ間電圧の温度
変化に従って変化せしめられなければならない。前記ト
ランジスタＱ２のコレクタは抵抗Ｒ２に接続されており
、この抵抗Ｒ２を通じてコレクタ電流のほとんどが流れ
る。トランジスタＱ２のコレクタは、コレクタ接地され
たＮＰＮトランジスタＱ３のベースにも接続されており
、そのトランジスタＱ３のエミッタはエミッタ接地され
たＰＮＰ　トランジスタＱ４のベースに接続されている
。このトランジスタＱ４のエミッタは抵抗Ｒ３を介して
正の電源電圧子Ｖに接続され、コレクタはＰＮＰ　トラ
ンジスタＱ５のエミッタに接続、されている。トランジ
スタＱ５のベースは、通常そのトランジスタＱ５のベー
ス・エミッタ間’を圧の２倍または３倍の電圧を有しう
る電圧源ｖ２を介してトランジスタＱ４のエミッタに接
続されている。出力信号はトランジスタＱ５のコレクタ
から得られる。

次に動作について説明すると、トランジスタＱ。

およびＱ２はコンプリメンタリ回路を構成しており、ト
ランジスタＱ２のコレクタ電流はトランジスタＱ１のベ
ースに与えられる入力電圧のほとんど線型の関数である
。若干の非直線性が残留しているが、これはトランジス
タＱ、およびＱ２のベース・エミッタ間電圧とエミッタ
電流とが指数関係にあるためである。この非直線性は負
の曲率な有し、従って、トランジスタＱ、のベースが負
方向に駆動され、前記電流は伝達特性が完全に線型であ
る場合よりも若干大きく増加する。従って、トランジス
タＱ１およびＱ２の回路はほとんど線型の電圧・電流変
換器として作用する。上記非直線性の大きさは、抵抗Ｒ
１の値を適当に選定することによって容易に制御されう
る。

トランジスタＱ３およびＱ４と抵抗Ｒ２およびＲ３より
なる回路はブリッジ回路を構成している。このブリツノ
回路構成かられかるように、出力電流に出力電流にとも
なう前記トランジスタＱ３およびＱ４のベース・エミッ
タ電圧の変化によって惹起せしめられる正の曲率を有す
る小さい指数性の非直線性を除いて、前記抵抗Ｒ２およ
びＲ３における電圧は等しくなければならない。従って
、前記トランジスタＱ３およびＱ４の回路はほとんど線
型の電流増幅器として作用し、この場合、利得は前記抵
抗Ｒ２およびＲ３の比によって設定され、正の非直線性
の程度は主として前記抵抗Ｒ３の値を適当に選定するこ
とによって設定される。

トランジスタＱ５と抵抗Ｒ４とよシなる回路は完全に線
型の電流・電圧変換器として作用する。前記トランジス
タＱ５のベースが前記電圧源Ｖ２を介して前記トランジ
スタＱ４のエミッタに接続されているがために、そのト
ランジスタＱ４のコレフタ・エミッタ間電圧は出力端子
における電流または電圧に関係なく一定となされ、エミ
ッタ接地段における動作速度を大幅に低下せしめる原因
となるトランジスタＱ４のコレクタからベースへの容量
帰還を除去する。

全体として、この回路は相当な利得を有するほとんど線
型の電圧増幅器を構成している。上記回路の非直線性は
非常に小さくかつ指数性を有しており、トランジスタＱ
１およびＱ２の非直線性は負であり、トランジスタＱ、
およびＱ４の非直線性は正であって１それらの両弁直線
性は互いに完全にかつ永久的に打消し合うように容易に
かつ安定に調整されることができるので、このようにし
て全体の非直線性が測定できない程度に小さい電圧増幅
器が構成される。

上記回路の他の重要な特徴はそれの動作速度である。上
記の説明から明らかなごとく、上記回路構成では、電流
利得を与えるすべての回路段、すなわち前記トランジス
タＱ１およびＱ４は短絡負荷で動作し、他方、電圧利得
を与えるすべての回路段すなわち前記トランジスタＱ２
およびＱ５はペース接地段であって有害な程度の容量帰
還の作用は存在しないから、動作速度を制限する原因と
なる容量帰還が存在しない。

上記回路構成の他の利点は、それの利得と非直線性が前
記抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ６およびＲ４によって設定され、
かつ前記トランジスタＱ１〜Ｑ５の個々の特性にほとん
ど無関係であるという点である。

従って、前記回路構成は設計さえ適切になされれば、本
質的に安定でありかつ永久的に線型であることがわかる
。

本発明の新規な概念および利益は、回路が逆極性を有す
る場合にも、すなわち電源電圧が負である場合、回路の
電圧源の極性をそれに対応して変更せしめ、各ＰＮＰｔ
たはＮＰＮ　）ランジスタをそれぞれＮＰＮｔたはＰＮ
Ｐ　）ランノスタで置換すれば全く同様に適用されうろ
ことが上記のことから明らかであろう。また、上記回路
に用いられたバイポーラ・トランジスタの幾つかあるい
はすべてをそれに対応する極性の電界効果型トランジス
タで置換しても上述しだのと全く同様の効果が得られる
。

第２図は本発明の第２の実施例を示しており。

これは対称型コンプリメンタリ回路である。第２図から
れかるように、この回路構成は対称電源＋Ｖおよび一■
が用いられていることおよび抵抗Ｒ５が電流源■２で置
換されている点を除いて、第１図に示されたものと同一
である。この実施例によれば、（１）入力および出力端
子がゼロ電位である、（ｉｉ）対称コンプリメンタリ回
路構造によってすべての偶数次非直線性が打消されるの
で、上述した非直線性の打消が第１図の回路の場合より
もさらに容易であシかつそれよりもはるかに優れた直線
性が実現される、（１１１）用いられている半導体装置
の電圧依存容量によって生ぜしめられる残留偶数次高周
波非直線性が自動的に打消される等の作用効果が得られ
る。

以上本発明の特定の実施例について説明したが、本発明
はそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲内で
可能なあらゆる変形変更を包含するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す回路図である。 手続補正書 昭和５６年１１月ζ日 ）、’Ｌ− 特許庁長官　島　１）春　樹　殿　　　　　　　　４訪
”−１事件の表示　　特願昭５６　１０６４２５号２発
明の名称　　増幅回路の入力段のだめの装置３補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　新白砂電機株式会社 ４代理人 ５補正命令の日刊　　　自　発 ６補正の対象　　明細書全文 ７補正の内容 （１）明細書の全文を別紙のごとく補正する（ただＬ２
内容に変更なし）。 以上 手続補正書 １　事件の表示 昭和３Ｌ年ｔｉ　古筆　　願第ＪＯ１ｏｌ１２５″号２
、凶ト町のタコ称　す他巾釦司２各−の入力段のための
装、鼠３、　補正をする者 事件との関係　Ｗ水肩暖友 ４、代理人 ５、　補正命令の日付　　１３召手口兇与Ｎ月にＢ６、
　補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 、／″＼′ 杏１月だ、漕瞬ト＊Ｖ′口面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バイポーラ型トランソスタまたは電界効果型トラン
   ゾスタを含む適当な電子手段を用いて構成され、該電子
   手段の異なる電極に接続された抵抗のような適当な電子
   手段の値を適当に選定することによって非直線性を打消
   しうるようになされた電圧・電圧変換器を構成するコレ
   クタ接地段、ベース接地段、コレクタ接地段、エミッタ
   接地段、およびベース接地段を具備した増幅回路の入力
   段のだめの装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において。 前記１番目の段が短絡回路で動作する電流増幅回路より
   なり、前記２番目の段が電圧増幅回路よりなる前記装置
   。 ３、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記３
   番目の段が前記４番目の段とともにブリッジ回路を構成
   しておシ、該第３および第４番目の段が電流利得手段で
   あり、前記ブリッジ回路が前記各段における非直線性を
   打消すだめの手段を与える前記装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前４番
   目の段の後にそれの動作電圧を実質的に一定に保持しか
   つ該段の他の動作特性とは独立に保持する第５の段が設
   けられている前記装置。 ５、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記第
   ５の段が線型かつ速応答性の純粋な電圧利得手段よりな
   る前記装置。 ６、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記１
   番目および２番目の段と前記３番目および４番目の段の
   非直線性が逆方向であるが同じ性質を有するものであっ
   て互いに打消し合うものである前記装置。 ７、特許請求の範囲第１項記載の装置において。 利得と非直線性とが用いられた能動半導体手段とは本質
   的に独立であり受動電子手段にのみ依存する前記装置。