JPS5897909A - 増幅器 - 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】 本発明は初段に電界効果トランジスタを用いた増幅器に
関するものであり、その目的とするところは直流的な動
作が安定で、かつ低雑音化を図ることができる増幅器を
提供することにある。

′−一般に、初段に電界効果トランジスタを用いた増幅
器は第１図に示すように構成される。第１図において、
１は入力端子、２は出力端子、３，４は電源端子、５，
６は電界効果トランジスタ、７は２段目の増幅回路、８
．９．１０．１１は上記電界効果トランジスタ５，６の
バイアス抵抗、１２．１３は上記２段目の増幅回路７の
出力側から上記電界効果トランジスタらのゲート電極へ
の帰還抵抗である。この増幅器において、上記電界効果
トランジスタ５は初段の増幅回路として作用し、上記電
界効果トランジスタ６は上記２段目の増幅回路７の利得
が十分大きく、かつ抵抗１２゜１３の負帰還のために上
記２段目の増幅回路７の出力端の直流サーボ回路として
動作し、上記出力端子２の直流オフセットを零電位に保
つように作用する。

さて、電界効果トランジスタの飽和ドレイン電流は素子
自体によりばらつきが大きく、温度によっても大きく変
化する。そのため、上述した従来の増幅器では、上記電
界効果トランジスタ６．６の直流ドレイン電流が一定に
なるように動作させるため、設計時においては素子自体
のばらつき、温度特性を考慮し、考えられる最少の飽和
ドレイン電流よりも小さなドレイン電流で動作するよう
に動作点を設定しなければならない。一方、上述した従
来の増幅器は特にオーディオ機器等の用途に使用する場
合が多く、低雑音であることが要求される。雑音レベル
は初段の増幅回路としての電界効果トランジスタ６の相
互コンダクタンスを畑としたとき、ｐに比例するので、
低雑音化を図るためには上記電界効果トランジスタ５を
ｇｍの大きい状態で使用する必要がある。そして、ｇｍ
Ｏ値はドレイン電流ＩＤのＪ石テに比例するので、低雑
音化のためには上記電界効果トランジスタ６の動作点を
飽和ドレイン電流あるいはその近くの大きな値に設定す
る必要がある。

しかしながら、上述した従来の増幅器では、上記つ上で
、素子自体のばらつき、温度特性を考慮してドレイン電
流を考えられる最小の飽和ドレイン電流よりも小さく保
つという条件が必要であり、そのため、実際に使用する
場合に上記電界効果トランジスタ５の動作点を飽和ドレ
イン電流あるいはその近くの大きな値に設定することは
困難であり、低雑音化を達成することが非常にむずかし
いものであった。

本発明はこのような従来の欠点を解消するものであり、
電界効果トランジスタを有する第１の増幅段とこの第１
の増幅段の出力側に設けた第２の増幅段とに共通のカレ
ントミラー回路を設け、上記第２の増幅段の出力側に接
続した低域通過形の第３の増幅段の出力を上記カレント
ミラー回路を構成する′第１　、第２のトランジスタあ
共通ペース電極に加えて第３の増幅段の出力側よシ第１
．第２の増幅段に負帰還を施し、かつ上記第２の増幅段
の出力側より上記電界効果トランジスタのソース電極に
信号の負帰還を施し、直流出力の安定化と低雑音化を図
るように構成したものである。

以下本発明の増幅器の実施例について説明する。

第２図は本発明の増幅器の一実施例を示しており、第２
図において、２１．２２は第１の増幅段としての電界効
果トランジスタであり、これら電界効果トランジスタ２
１．２２はそれぞれのソース電極およびドレイン電極が
互に接続されて並列の関係にある。そして上記電界効果
トランジスタ２１゜２２のドレイン電極はカレントミラ
ー回路を構成する第１のトランジスタ２６および抵抗２
日を介して正の電源端子４３に接続されておシ、上記電
界効果トランジスタ２１．２２のソース電極は負帰還回
路を構成するコンデンサ３６および抵抗３８を介して接
地されＡと共に可変抵抗器３０を通して負の電源端子４
４に接続されており、ゲート電極が入力端子４１に接続
されている。２３は第２の増幅段としての差動増幅器で
あり、その逆相入力端が上記電界効果トランジスタ：２
１，２２のドレイン電極に接続されており、その同相入
力端がカレントミラー回路を構成するベース電極とコレ
クタ電極が互に接続された第２のトランジスタ２６およ
び抵抗２９を介して正の電源端子４３に接続されると共
にトランジスタ２７を介して負の電源端子４４に接続さ
れており、その出力端が出力端子４２に接続されている
。２４は第３の増幅段としての差動増幅器であり、その
逆相入力端に挿入した抵抗３１および逆相入力端と入力
端との間に挿入したコンデンサ３６により低域通過特性
を有する。上記差動増幅器２４はその逆相入力端が抵抗
３１を介して上記差動増幅器２３の出力端に接続されて
おり、その同相入力端が接続されておりその出力端が抵
抗３３を通して上記トランジスタ２７のペース電極に接
続されている。上記第２の増幅段としての差動増幅器′
２３の出力ｉは負帰還回路を構成する抵抗３７を介して
上記電界効果トランジスタ２１．２２のソース電極に接
続されている。上記トランジスタ２７のベース電極は抵
抗３２を介して正の電源端子に接続されると共にコンデ
ンサ３４を介して接地されている。上記可変抵抗器３ｏ
は上記抵抗ｓａＫ比して非常に大きい抵抗値を有し、上
記電界効果トランジスタ２１゜２２のドレイン電流を調
整するために設けられており、上記可変抵抗器３０によ
り上記電界効果トランジスタ２１．２２は飽和ドレイン
電流で動作するように設定されている。このように構成
すると、入力端子４１に印加された信号は第１の増幅段
としての電界効果トランジスタ２１．２２で増幅され、
そのドレイン電極より第２の増幅段としての差動増幅器
２３の逆相入力端に加えられ、この差動増幅器２３で増
幅されて出力端子４２に取出される。そして、上記第２
の増幅段としての差動増幅器２３の出力信号は抵抗３７
．３８等でなる負帰還回路を介して上記電界効果トラン
ジスタ２１．２２のソース電極に負帰還される。一方、
上記第２の増幅段としての差動増幅器２３の出力は上記
第３の増幅段としての差動増幅器２４の逆相入力端に加
えられ、この差動増幅器２４で直流成分が増幅されて上
記トランジスタ２７のベース電極に加えられることによ
り、上記第３の増幅段の出力側より上記第２の増幅段お
よび上記第１の記第３の増幅段の出力は上記トランジス
タ２７にてカレントミラー回路を構成する第１．第２の
トランジスタ２５．２６の共通のベース電極に加えられ
ており、上記第２のトランジスタ２６にて上記第２の増
幅段としての差動増幅器２３の同相入力端の電位を決定
し、上記第１のトランジスタ２６にて上記電界効果トラ
ンジスタ２１．２２のドレイン電流を決定する。

上述のように構成した増幅器において、いま温度変化等
により上記電界効果トランジスタ２１゜２２のソース電
極とゲート電極との間に電位差が発生し、ドレイン電流
が減少したとすると、上記抵抗２８の電位降下により上
記トランジスタ２６：のエミッタ電極の電位が上昇し、
それに伴ない上記トランジスタ２５のベース電極の電位
、つまり上記第２の増幅段としての差動増幅器２３の同
相入力端の電位が上昇し、上記出力端子４２の電位が上
昇する。すると、上記第３の増幅段としての差動増幅器
２４の逆相入力端の電位が上昇するためその出力電位が
低下し、トランジスタ２７を通して第２の増幅段として
の差動増幅器２３の同相入力端の電位を低下するだめ、
上記第２の増幅段の出力電位を低下させるように作用す
る。したがって、上記出力端子４２の電位は零電位とな
る。

この時、上記第３の増幅段の出力電位はトランジスタ２
７を通してカレントミラー回路を構成する一第１のトラ
ンジスタ２６のベース電極に加えられているだめ、上記
トランジスタ２６のベース電極の電位が低下して上記電
界効果トランジスタ２１゜２２のドレイン電流を増加さ
せるように作用する。

したがって上記電界効果トランジスタ２１．２２は飽和
ドレイン電流で動作し、そのゲート電極とソース電極と
の間の電位差は零である。一方、上記電界効果トランジ
スタ２１．２２のドレイン電流が増加したとすると、上
記抵抗２８の電位降下により上記トランジスタ２５のエ
ミ・ツタ電極の電位が下がり、それに伴ない上記トラン
ジスタ２６のベース電極の電位、つまり上記第２の増幅
段としての差動増幅器２３の同相入力端の電位が低下し
、上記出力端子４２の出力電位が低下する。すると、第
３の増幅段としての差動増幅器２４の逆相入力端の電位
が低下するためその出力電位が上昇し、トランジスタ２
７を通して第２の増幅段としての差動増幅器２３の同相
入力端の電位を上昇するため、上記第２の増幅段の出力
電位を上昇させるように作用する。この時、上記第３の
増幅段の出力はカレントミラー回路を構成する第１のト
ランジスタ２６のベース電極の電位を上昇し、上記電界
効果トランジスタ２１．２２のドレイン電流を減少させ
るように作用し、そのドレイン電流を一定の飽和電流に
保ち、かつゲート電極とソース電極間の電位差を零に保
つ。

以上のように本発明によれば、電界効果トラン　。

ジスタを有する第１の増幅段と、この第１の増幅段の出
力側に接続した第２の増幅段と、この第２の増幅段の出
力側に接続した低域通過形の第３の増幅段と、上記第１
の増幅段の動作電流を決定すると共に上記第２の増幅段
の動作電圧を決定するためのカレントミラー回路を備え
、上記第２の増幅段の出力側より上記電界効果トランジ
スタのソース電極に信号の負帰還を施し、上記第３の増
幅段の出力を上記カレントミラー回路を構成する第１．
第２のトランジスタの共通のベース電極に加えて上記第
１　、第２の増幅段に負帰還を施すように構成したので
、増幅器自体の出力レベルを零電位に保持しつつ上記電
界効果トランジスタを飽和ドレイン電流で動作させるこ
とができる。したがって直流的に安定で低雑音化を図る
ことができる利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の増幅器の回路図、第２図は本発明の増幅
器の一実施例を示す回路図である。 ２１．２２・・・・・・電界効果トランジスタ、２３゜
２４・・・・・・差動増幅器、２５，２６・・、・・・
・カレントミラー回路を構成するトランジスタ、２７・
・・・・・サーボ用のトランジスタ、２Ｂ、２９，３０
，３１　。 ３２．３３，３７．３８・・・・・・抵抗、３４　、３
５　、３６−・・・・・コンデンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電界効果トランジスタを有する第１の増幅段と、この第
   １の増幅段の出力側に接続され出方端子に出力を取出す
   ようにした第２の増幅段と、この第２の増幅段の出力側
   に接続した低域通過形の第３の増幅段と、上記第１の増
   幅段の動作電流を決定すると共に上記第２の増幅段の動
   作電圧を決定するためのカレントミラー回路を備え、上
   記第２の増幅段の出力側よシ上記電界効果トランジスタ
   のソース電極に信号の負帰還を施し、上記第３の増幅段
   の出力を上記カレントミラー回路を構成する第１　、第
   ２のトランジスタの共通ベース電極に加えて上記第３の
   増幅段の出力側より上記第１．第２の増幅段に負帰還を
   施すように構成してなる増幅器０