JPS5896405A - バイアス回路 - 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】 この発明は、増幅回路の入力部バイアス供給源に適する
バイアス回路に関する。

従来の信号増幅回路では、たとえば、第１図に示される
回路構成のバイアス回路が用いられる。

この回路は、３つのｎｐｎ　）ランジスタ１，２゜３お
よび抵抗４．　５．６．　７．　８．９のそれぞれによ
り構成され、入力交流信号は入力端子１ｏから、結合コ
ンデンサー１を通じてトランジスタ２のベースに加えら
れ、さらに、出力信号は、トランジスタ３のコレクタに
設けられた出力端子１２より得られる。そして、この回
路では、トランジスターがそのコレクターベース間共通
接続のダイオード構体で用いられ、そのアノード側を、
前記抵抗４を介して１回路電源ｖｃｃの正極側に接続し
、そのアノード電位ＶＡを前記抵抗６および四〇によっ
て分割して、これを、前記抵抗７を通じて、前記トラン
ジスタ２のベースに加えて、入力交流信号のバイアス電
圧ＶＢとして利用している。各トランジスタの直流電流
増幅率ｈＦＥが十分に太きいとして、この回路の動作を
みると、上記バイアス電位ＶＢ−は、前記抵抗６および
同６の各抵抗値をＲおよびＲ６として、次式で与えられ
る。

に こで、ｖＡ”ｖＢＥｌ、すなわち、トランジスタ、すに
よるダイオード構体のアノード側電位ｖＡは、同トラン
ジスタ１のベース・エミッタ間電位■ＢＥ、そのもので
ある。各抵抗の温度依存性が無視できるとすると、バイ
アス電圧ＶＢの温度係数は、（１）式から、次式で与え
られる。

ところで、トランジスタ２の増幅作用は、ベースへの入
力電圧がそのベース・エミッタ間電圧ｖＢＥ２をこえた
ときに生じる。したがって、増幅動作に関する前記トラ
ンジスタ２のしきい値電圧の温度係数は次式で与えられ
る。

すなわち、この（３）式かられかるように、第１図示の
回路構成では、トランジスタ１および同２のそれぞれの
ベース・エミッタ間電圧の温度係数が同じ・でも、抵抗
６および同６の抵抗分割比Ｒ６／　（Ｒｓ　＋Ｒｅ　）
に相当する温度依存性がある。たとえば、第１図の回路
で、トランジスタ２をオレさせるのに必要な交流入力電
圧を３００　ｍＶ　（ｏ−ｐ）とすると、抵抗４を２０
にΩ、抵抗６を２．１ＫＱ。

抵抗６を３にΩ、′抵抗７を２０　Ｋ　Ｑ、抵抗８を３
゜ＫΩにそれぞれ設定したときの標準的条件で、前述の
しきい値電圧温度係数は、約−ｏ、ｅ９２ｍＶ／℃にな
り、これによる出力特性の温度依存性が無視できない。

この発明は上述の問題点を解消することを目的とするも
のであり、バイアス回路の温度依存性を大幅に低減した
回路構成を提供するものである。

以下に、この発明の回路構成を実施例により詳しくのべ
る。

第２図にこの発明の実施例バイアス回路とそれをそなえ
た増幅回路を示す。この回路構成で、入力部バイアス回
路は、ｎｐｎ　トランジスタ１３゜ダイオード１４．ｎ
ｐｎトランジスタ１６および抵抗１８．１７，１８．１
９の組合せによって構成される。そして、このバイアス
回路が結合される交流信号の入力部およびトランジスタ
増幅回路は、前記第１図示の従来例と同じである。

さて、この回路において、トランジスタ２のベースバイ
アス電圧ＶＢは、トランジスタ１６の工１ミッタ電圧ｖ
Ｅから抵抗１８および同１９により分割して得て、抵抗
７を通じて供給される。抵抗１８および同１９の抵抗値
をＲ１−８およびＲ１９とすると、ベースバイアス電圧
ＶＢは、前述の（り式と同様に、次式で示される。

ここで、前記トランジスタ１６のエミッタ電圧■Ｅにつ
いてみると、トランジスタ１３のベース・エミッタ間電
圧ｖＢＥ４１　前記ダイオード１４のアノード・カンー
ド間電圧ｖＦ、前記トランジスタ１６のベース・エミッ
タ間電圧ｖＢＥｔｓのそれぞれの関係から、前記エミッ
タ電圧ＶＥは次式のように表わすことができる。

ｖＩｉ：＝ｖＢＥ＋＋ｖＦ−■ＢＥｓ　　　　　　””
＋　（５）そこで、第２図示の増幅回路におけるトラン
ジスタ２のしきい値電圧の温度係数を求めると、（４）
式して、次式で与えられる。

（６）式が最小値になるように設定することによって、
この増幅回路のしきい値電圧の温度係数、すなわち、温
度依存性を大幅に低減することが可能である。

一般に、トランジスタのベース嗜エミッタ間電圧ｖＢＥ
の温度係数ｄＶＢＥ／ｄＴ　　は、エミッタ電流ＩＥを
一定として、近似的に次式で表わされることが知られて
いる。

この（７）式で、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度（
０Ｋ）で表わされる接合温度、　　Ｅｇｏ　：　ＯｏＫ
におけるシリコンのエネルギーバンドギャップ。

が小さいと、ｌ　ｄＶＢＥ／ｄＴ　ｌは大きくなり、逆
に、ＶＢＨが大きいと−ｖＢＥ／ｄＴｌ　は小さいとい
う関係にある。そこで、前記（６）式をみると、右辺１
項はトランジスタ２の温度係数項であって、これは従来
例回路の場合と同じである。同大の右辺２項はバイアス
回路の温度係数項であり、この項をできるだけ大きくす
るように回路設定する必要がある。そのためには、ｌ　
　ＢＥ４／ｄＴｌ、１ｄＶＦ／ｄＴｌＶ を大きくし、１　ｄ　Ｖ　Ｂ　Ｅ　６／ｄ　Ｔ　ｌ　　
を小さくすることが有効である。この実施例回路構成で
はｌ　ｄＶＦ／ｄＴｌを犬きくすることによって、増幅
回路のしきい値電圧の温度依存性を極小にすることがと
ぐに有効であった。なお、前記ダイオード構体１４はｎ
ｐｎ）ランジスタのコレクタとベースとを共通接続した
ものであるから、その順方向電圧ＶＦは同トランジスタ
のＶＢＨに等しく、その温度係数は前記（７）式と同等
である。そこで、前記ダイオード構体１４のカソード側
、すなわち、ｎｐｎトランジスタのエミッタ側を前記ト
ランジスタ１３のベースに接続して、前記トランジスタ
１３の微小なベース電流を前記ダイオード構体１４より
供給することによって、同ダイオード構体１４の電流を
極小になし、前述の回路設定を満足させることができる
。

また、前記ダイオード構体はそのカソード面積、すなわ
ち、ｎｐｎ　トランジスタのエミッタ面積を大きくして
、その電流密度を低減することにより、前記（７）式の
関係から、前記（６）式中の−ＶＦ／ｄＴｌをいっそう
大きくして、前述の回路設定条件を一段と安定に満足さ
せることができる。

第２図の実施例回路では、トランジスタ１３のベース電
流をダイオード構体１４により供給するが、トランジス
タ１３の直流電流増幅率（ｈＦＥ）にばらつきがあると
、この影響が前記ダイオード構体１４の順方向電圧Ｖｙ
に現われるので、これを抵抗１７によって最小限にとど
めるようになしたものであ゛る。

この実施例回路によれば、回路設定条件を前記第１図示
の従来例回路とほぼ同じになして、そのしきい値電圧を
同等にしたときのしきい値電圧温度係数は、従来回路の
場合の約１〜呂。の値になることが確認され、大幅な改
善が認められた。

、以上に実施例を詳しくのべたように、この発明は、要
約すると、コレクタを抵抗を介して電源の正極部に接続
し、かつ、コレクターベース間にダイ”オード構体を接
続した第１のトランジスタと、ベースを前記第１のトラ
ンジスタのコレクタに接続した第２のトランジスタをそ
なえ、前記第２のトランジスタのコレクタを上記電源の
正極部および同トランジスタのエミッタを中間端子をも
つ抵抗体にそれぞれ接続し、前記抵抗体の中間端子より
バイアス電位を供給する回路構成を特徴とするバイアス
回路である。この発明によれば、トランジスタのベース
に所定の交流入力信号を加えて信号増幅する通常の増幅
回路に対して、そのベースバイアス回路を温度依存性の
小さいものにすることが可能である。そして、この発明
は増幅回路とともに集積化するのに好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のバイアス回路を有する増幅回驚の Ｗ、第２図はこの発明の実施例バイアス回路を有する増
幅回路図である。 ３１３１６・・・・・・ｎｐｎトランジスタ、１６、　
１７．　１　Ｂ、　　１９　、、、、、、抵抗、１０”
””。 信号入力端子、１１・・・・・・結合コンデンサ、１２
・・・・・・信号出力端子、１４・・・・・・ダイオー
ド構体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コレクタを抵抗を介して電源の正極部に接続し、かつ、
   コレクターベース間にダイオード構体を接続した第１の
   トランジスタと、ベースを前記第１のトランジスタのコ
   レクタに接続した第２のトランジスタをそなえ、前記第
   ２のトランジスタのコレ−フタを前記電源の正極部、お
   よび同トランジスタのエミッタを中間端子をもつ抵抗体
   にそれぞれ接続し、前記抵抗体の中間端子よりバイアス
   電位を供給する回路構成を特徴とするバイアス回路。