JP2002524899A - 線形及び複合sinhトランスコンダクタンス回路 - Google Patents
線形及び複合sinhトランスコンダクタンス回路Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、2つ以上の並列接続されたクラスABトランスコンダクタンス増幅器(1,470,480)を有して形成される様々なトランスコンダクタンス回路について教示する。クラスABトランスコンダクタンス増幅器(1,470,480)は非線型の電圧電流変換関数を有し、それぞれは、個々の非線型変換関数の組合せがより良い線型トランスコンダクタンス回路を達成するように選ばれたオフセットで設計される。
Description
【0001】 (技術分野) 本発明は、演算増幅器のデザインに関する。さらに詳しく言えば、本発明は、
演算増幅器における低歪入力ステージとしての使用によく適した様々な線形及び
複合sinhトランスコンダクタンス回路について教示する。
演算増幅器における低歪入力ステージとしての使用によく適した様々な線形及び
複合sinhトランスコンダクタンス回路について教示する。
【0002】 (背景技術) 演算増幅器のデザインにおいては、高い線形性(すなわち低歪)、及び広い帯
域幅動作を可能とする低ノイズ増幅器を提供することが重要である。帯域幅制限
、ノイズ及び歪は、演算増幅器内のどのようなステージでも生じ得るが、本目的
では、焦点は入力ステージにあてられている。典型的な入力ステージは、入力電
圧信号を、出力ステージによる増幅器のためのより適切な内部電流信号に変換す
るように動作できるトランスコンダクタ又はトランスコンダクタンス回路である
。これゆえに、トランスコンダクタンス回路の特徴を決定するものは、その電圧
電流変換関数となる。
域幅動作を可能とする低ノイズ増幅器を提供することが重要である。帯域幅制限
、ノイズ及び歪は、演算増幅器内のどのようなステージでも生じ得るが、本目的
では、焦点は入力ステージにあてられている。典型的な入力ステージは、入力電
圧信号を、出力ステージによる増幅器のためのより適切な内部電流信号に変換す
るように動作できるトランスコンダクタ又はトランスコンダクタンス回路である
。これゆえに、トランスコンダクタンス回路の特徴を決定するものは、その電圧
電流変換関数となる。
【0003】 従来技術図1は、入力ステージトランスコンダクタ10の原型、すなわち作動
トランジスタ対を示す。トランスコンダクタ10は、1対のトランジスタQ1及
びQ2を有する。それらのエミッタは、トランスコンダクタ10に「すそ」電流
を供給するバイアス電流源IDCに接続される。作動電圧入力対VIN+及びVIN‐
は、トランジスタQ1及びQ2のベースを駆動する。本質的には、結果的に生じ
た差動電流対Vout+及びVout‐を共通グランド20へと向ける。認識されるよ
うに、差動対トランスコンダクタ10の電圧電流変換関数は、理想的には、ハイ
パーボリックタンジェント(tanh)関数である。
トランジスタ対を示す。トランスコンダクタ10は、1対のトランジスタQ1及
びQ2を有する。それらのエミッタは、トランスコンダクタ10に「すそ」電流
を供給するバイアス電流源IDCに接続される。作動電圧入力対VIN+及びVIN‐
は、トランジスタQ1及びQ2のベースを駆動する。本質的には、結果的に生じ
た差動電流対Vout+及びVout‐を共通グランド20へと向ける。認識されるよ
うに、差動対トランスコンダクタ10の電圧電流変換関数は、理想的には、ハイ
パーボリックタンジェント(tanh)関数である。
【0004】 トランスコンダクタンス回路10は多くの装置に広く応用でき、よく適応され
る一方で、多くの欠点を持っている。容量性フィードバックループを持つ増幅器
の中で使用されたときには、よくあることだが、トランスコンダクタンス回路1
0はスルーレートを極度に制限している。(増幅器のスルーレートは、増幅器の
入力及び出力端子に沿った電圧変化の最大レートを定義する。)特に、フィード
バックループ補償キャパシタCcを充電するのに利用できる総電流は、差動対の
所謂「すそ電流」、すなわちバイアス電流IDCによって制限される。
る一方で、多くの欠点を持っている。容量性フィードバックループを持つ増幅器
の中で使用されたときには、よくあることだが、トランスコンダクタンス回路1
0はスルーレートを極度に制限している。(増幅器のスルーレートは、増幅器の
入力及び出力端子に沿った電圧変化の最大レートを定義する。)特に、フィード
バックループ補償キャパシタCcを充電するのに利用できる総電流は、差動対の
所謂「すそ電流」、すなわちバイアス電流IDCによって制限される。
【0005】 本解析にとって、スルーレートがIDC/Ccに等しいと仮定することは正当であ
る。これゆえに、スルーレートを改善するためには、Ccを減らし及び/又はIDC を増やす必要がある。両者は、よく知られた様々な理由のために望ましくないも
のである。更に、差動対トランスコンダクタ10のtanh変換関数は、トラン
スコンダクタ10が非線形、歪回路であることを意味する。
る。これゆえに、スルーレートを改善するためには、Ccを減らし及び/又はIDC を増やす必要がある。両者は、よく知られた様々な理由のために望ましくないも
のである。更に、差動対トランスコンダクタ10のtanh変換関数は、トラン
スコンダクタ10が非線形、歪回路であることを意味する。
【0006】 図1の差動対トランスコンダクタ10のスルーレート制限を処理するために、
クラスABトランスコンダクタンス増幅器を使うことが一般に行なわれている。
従来技術図2は、一対の差動的に接続されたダイヤモンドフォロワから形成され
た一つの典型的なクラスAB増幅器100を示す。その出力エミッタは、共通負
荷抵抗RDGENを介して接続される。それぞれのダイヤモンドフォロワは、一対の
バイアス電流源IDC、及び4つのトランジスタ(一方のフォロワはトランジスタ
Q1−Q4からなり、他方のフォロワはトランジスタQ5−Q8からなる)を有
する。
クラスABトランスコンダクタンス増幅器を使うことが一般に行なわれている。
従来技術図2は、一対の差動的に接続されたダイヤモンドフォロワから形成され
た一つの典型的なクラスAB増幅器100を示す。その出力エミッタは、共通負
荷抵抗RDGENを介して接続される。それぞれのダイヤモンドフォロワは、一対の
バイアス電流源IDC、及び4つのトランジスタ(一方のフォロワはトランジスタ
Q1−Q4からなり、他方のフォロワはトランジスタQ5−Q8からなる)を有
する。
【0007】 共通負荷抵抗RDGENがない(すなわちRDGEN=0)場合のクラスAB増幅器1
00の電圧電流変換関数は、理想的にはハイパーボリックサイン(sinh)関
数である。従来技術図4は、入力電圧の関数としてのクラスAB増幅器100の
そのような理想的なトランスコンダクタンス(すなわちdIout/dVout)を示す。
図4に示されるように、クラスAB増幅器100の理想的なトランスコンダクタ
ンスは、電圧がゼロの付近では非線形であるが、その他の場所では線形である。
クラスAB増幅器の変換関数は、RDGENの異なる値により変化し得る。しかし、
非線形特性は、図4に示されたsinh関数に類似及び関係する。
00の電圧電流変換関数は、理想的にはハイパーボリックサイン(sinh)関
数である。従来技術図4は、入力電圧の関数としてのクラスAB増幅器100の
そのような理想的なトランスコンダクタンス(すなわちdIout/dVout)を示す。
図4に示されるように、クラスAB増幅器100の理想的なトランスコンダクタ
ンスは、電圧がゼロの付近では非線形であるが、その他の場所では線形である。
クラスAB増幅器の変換関数は、RDGENの異なる値により変化し得る。しかし、
非線形特性は、図4に示されたsinh関数に類似及び関係する。
【0008】 実際には、クラスAB増幅器100のトランスコンダクタンスゲインは、利用
できるバイアス電流、共通負荷抵抗RDGEN、及び個々のトランジスタの非線形ト
ランスコンダクタンス特性によって設定される。しかしながら、RDGENが大きい
とき、それは個々のトランジスタの非線形効果を支配する。それゆえ、クラスA
B増幅器100の歪み特性を改善している。遺憾ながら、RDGENが増加すると、
抵抗のサーマルノイズにより、クラスAB増幅器100におけるノイズが増加す
る。
できるバイアス電流、共通負荷抵抗RDGEN、及び個々のトランジスタの非線形ト
ランスコンダクタンス特性によって設定される。しかしながら、RDGENが大きい
とき、それは個々のトランジスタの非線形効果を支配する。それゆえ、クラスA
B増幅器100の歪み特性を改善している。遺憾ながら、RDGENが増加すると、
抵抗のサーマルノイズにより、クラスAB増幅器100におけるノイズが増加す
る。
【0009】 図1の差動対トランスコンダクタ10を参照して上述したように、トランスコ
ンダクタ10の非線形性の多くは、その変換関数のtanh特性による。差動対
トランスコンダクタを線形化する一つのよく知られた技術は、所謂「マルチta
nh技術」である。認識されるように、マルチtanh技術の要所は、入力電圧
軸に沿った多数の非線形tanhトランスコンダクタ(すなわち差動対)の選定
にある。
ンダクタ10の非線形性の多くは、その変換関数のtanh特性による。差動対
トランスコンダクタを線形化する一つのよく知られた技術は、所謂「マルチta
nh技術」である。認識されるように、マルチtanh技術の要所は、入力電圧
軸に沿った多数の非線形tanhトランスコンダクタ(すなわち差動対)の選定
にある。
【0010】 従来技術図3は、2つの差動対Q1−Q2及びQ3−Q4、及び2つのバイア
ス電流源IDCから形成された2つのマルチtanh対200を示す。正及び負オ
フセットは、それぞれの差動トランジスタ対を不均衡ゲインで形成することによ
ってもたらされる。特に、トランジスタQ1を1よりも大きいゲインAで形成し
、トランジスタQ2を実質的に1のゲインで形成することによって、差動対Q1
−Q2に正オフセットがもたらされる。同様に、トランジスタQ4を1よりも大
きいゲインAで形成し、トランジスタQ3を実質的に1のゲインで形成すること
によって、差動対Q3−Q4に負オフセットがもたらされる。従来技術図5は、
組合せトランスコンダクタンスゲインを示す。
ス電流源IDCから形成された2つのマルチtanh対200を示す。正及び負オ
フセットは、それぞれの差動トランジスタ対を不均衡ゲインで形成することによ
ってもたらされる。特に、トランジスタQ1を1よりも大きいゲインAで形成し
、トランジスタQ2を実質的に1のゲインで形成することによって、差動対Q1
−Q2に正オフセットがもたらされる。同様に、トランジスタQ4を1よりも大
きいゲインAで形成し、トランジスタQ3を実質的に1のゲインで形成すること
によって、差動対Q3−Q4に負オフセットがもたらされる。従来技術図5は、
組合せトランスコンダクタンスゲインを示す。
【0011】 マルチtanhトランスコンダクタは入力ステージの歪み特性を改善する。し
かしながら、マルチtanh技術はスルーレート及び差動対トランスコンダクタ
の他の問題を処理しない。同様に、クラスAB増幅器100は、改善スルーレー
トを提供する。しかし、まだ、そのsinh変換関数によるゼロ近くの非線形の
影響を受ける。低ノイズで高い線形性を持ち、スルーレートによって制限されな
い帯域幅特性を持つ様々なトランスコンダクタンス回路が必要とされる。
かしながら、マルチtanh技術はスルーレート及び差動対トランスコンダクタ
の他の問題を処理しない。同様に、クラスAB増幅器100は、改善スルーレー
トを提供する。しかし、まだ、そのsinh変換関数によるゼロ近くの非線形の
影響を受ける。低ノイズで高い線形性を持ち、スルーレートによって制限されな
い帯域幅特性を持つ様々なトランスコンダクタンス回路が必要とされる。
【0012】 (発明の開示) 本発明は、複数の並列接続されたクラスAB増幅器を有して形成される様々な
トランスコンダクタンス回路について開示する。クラスABトランスコンダクタン
ス増幅器は、非線形の電圧電流変換関数を有する。それぞれのクラスABトラン
スコンダクタンス増幅器は、個々の非線形変換関数が入力電圧軸に沿って配列さ
れ、結合トランスコンダクタンス回路のためのより良い線形変換関数を達成する
ように選ばれたオフセットで設計される。
トランスコンダクタンス回路について開示する。クラスABトランスコンダクタン
ス増幅器は、非線形の電圧電流変換関数を有する。それぞれのクラスABトラン
スコンダクタンス増幅器は、個々の非線形変換関数が入力電圧軸に沿って配列さ
れ、結合トランスコンダクタンス回路のためのより良い線形変換関数を達成する
ように選ばれたオフセットで設計される。
【0013】 例えば、本発明の第1実施形態では、電圧電流変換関数によって特徴づけられ
るトランスコンダクタンス回路を開示する。そのトランスコンダクタンス回路は
、差動入力及び出力対に沿って並列接続された一対のクラスABトランスコンダ
クタンス増幅器を備える。第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器は、正
オフセットを有する。第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器は、負オフ
セットを有する。これらの負及び正オフセットは、トランスコンダクタンス回路
の電圧電流変換関数の線形性を改善するように選択される。負オフセットと正オ
フセットとは同一又は異なる等級としてよいことが考えられる。
るトランスコンダクタンス回路を開示する。そのトランスコンダクタンス回路は
、差動入力及び出力対に沿って並列接続された一対のクラスABトランスコンダ
クタンス増幅器を備える。第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器は、正
オフセットを有する。第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器は、負オフ
セットを有する。これらの負及び正オフセットは、トランスコンダクタンス回路
の電圧電流変換関数の線形性を改善するように選択される。負オフセットと正オ
フセットとは同一又は異なる等級としてよいことが考えられる。
【0014】 ある実施形態では、クラスAB増幅器は、差動的に接続された1対のダイヤモ
ンドフォロワと共通抵抗RDGENとから形成される。それぞれのダイヤモンドフォ
ロワは、4つのトランジスタと2つのバイアス電流源とを有する。それぞれのク
ラスAB増幅器のトランスコンダクタンスは、従って、トランジスタゲイン、利
用できるバイアス電流、及び共通抵抗RDGENの関数である。
ンドフォロワと共通抵抗RDGENとから形成される。それぞれのダイヤモンドフォ
ロワは、4つのトランジスタと2つのバイアス電流源とを有する。それぞれのク
ラスAB増幅器のトランスコンダクタンスは、従って、トランジスタゲイン、利
用できるバイアス電流、及び共通抵抗RDGENの関数である。
【0015】 本発明は、更に、並列接続された入力ステージと第2ステージ(例えばゲイン
ステージ又は出力ステージ)とを有する演算増幅器を教示する。入力ステージは
、電圧電流変換関数によって特徴づけられ、並列接続された複数のクラスABト
ランスコンダクタンス増幅器を有する。それぞれのクラスABトランスコンダク
タンス増幅器はオフセットを有し、そのオフセットは、その組合せが入力ステー
ジの電圧電流変換関数の線形性を改善するように選択される。
ステージ又は出力ステージ)とを有する演算増幅器を教示する。入力ステージは
、電圧電流変換関数によって特徴づけられ、並列接続された複数のクラスABト
ランスコンダクタンス増幅器を有する。それぞれのクラスABトランスコンダク
タンス増幅器はオフセットを有し、そのオフセットは、その組合せが入力ステー
ジの電圧電流変換関数の線形性を改善するように選択される。
【0016】 本発明の多くの実施形態では、並列クラスABトランスコンダクタンス増幅器の
出力へ直接に結合され得る。しかしながら、そのようなステップでは、本発明で
考えられた線形性における改善を必ずしも達成できるとは限らない。例えば、並
列クラスABトランスコンダクタンス増幅器は、しばしば、直列及び/又は並列
接続された複合ステージを有した回路の中で1つのステージを演じる。そのため
、第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器の出力は一つの後方ステージを
駆動できる。一方、第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器の出力は他の
後方ステージを駆動できる。これらの2つの後方ステージは後方で結合され(直
接又は間接に)、従って、複合ステージ回路の後方ステージ(例えば出力)で、
より良い線形性が提供される。
出力へ直接に結合され得る。しかしながら、そのようなステップでは、本発明で
考えられた線形性における改善を必ずしも達成できるとは限らない。例えば、並
列クラスABトランスコンダクタンス増幅器は、しばしば、直列及び/又は並列
接続された複合ステージを有した回路の中で1つのステージを演じる。そのため
、第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器の出力は一つの後方ステージを
駆動できる。一方、第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器の出力は他の
後方ステージを駆動できる。これらの2つの後方ステージは後方で結合され(直
接又は間接に)、従って、複合ステージ回路の後方ステージ(例えば出力)で、
より良い線形性が提供される。
【0017】 前段でほのめかしたように、クラスABトランスコンダクタンス増幅器に他の
回路要素を並列接続してもよい。これにより、トランスコンダクタンスステージ
には、付加並列回路要素によってもたらされた電気特性と共に、並列接続の改善
された線形性、及び適切にオフセットされたクラスABトランスコンダクタンス
増幅器が提供される。
回路要素を並列接続してもよい。これにより、トランスコンダクタンスステージ
には、付加並列回路要素によってもたらされた電気特性と共に、並列接続の改善
された線形性、及び適切にオフセットされたクラスABトランスコンダクタンス
増幅器が提供される。
【0018】 (発明を実施するための最良の形態) 本発明は、2つ以上の並列接続されたクラスAB増幅器を有して形成される様
々なトランスコンダクタンス回路について開示する。クラスABトランスコンダ
クタンス増幅器は、非線形の電圧電流変換関数を有する。それぞれのクラスAB
トランスコンダクタンス増幅器は、個々の非線形変換関数が入力電圧軸に沿って
配列され、結合トランスコンダクタンス回路のより良い線形変換関数を達成する
ように選ばれたオフセットで設計される。
々なトランスコンダクタンス回路について開示する。クラスABトランスコンダ
クタンス増幅器は、非線形の電圧電流変換関数を有する。それぞれのクラスAB
トランスコンダクタンス増幅器は、個々の非線形変換関数が入力電圧軸に沿って
配列され、結合トランスコンダクタンス回路のより良い線形変換関数を達成する
ように選ばれたオフセットで設計される。
【0019】 図6は、本発明の第1実施形態によるトランスコンダクタンス回路300を示
す。トランスコンダクタンス回路300は、差動入力対330及び差動出力対3
40にわたって並列接続された一対のクラスAB増幅器310及び320を有す
る。それぞれのクラスAB増幅器310及び320は、トランスコンダクタンス
回路300に一層良い線形変換関数を提供するオフセットを持つように設計され
る。
す。トランスコンダクタンス回路300は、差動入力対330及び差動出力対3
40にわたって並列接続された一対のクラスAB増幅器310及び320を有す
る。それぞれのクラスAB増幅器310及び320は、トランスコンダクタンス
回路300に一層良い線形変換関数を提供するオフセットを持つように設計され
る。
【0020】 本発明の教示するところは、使われるクラスAB増幅器の型にかかわらず、ト
ランスコンダクタンス回路300の線形性を改善することである。それゆえに、
クラスAB増幅器100の型は、任意の広い様々なクラスAB増幅器のデザイン
の中から選択してよい。(いくつかの特定のクラスAB増幅器の詳細が、図8及
び図9a−9dを参照して以下に記述される。)更に、一対のクラスAB増幅器
310及び320は、同型又は異型でよく、同様な又は異なる電気特性を表わし
ている。しかしながら、ほとんどの装置では、非線形がより容易になくなるよう
な、2つの電気的に類似したクラスAB増幅器を使うだろう。電気分野における
当業者は、クラスAB増幅器のデザイン及び実施について熟知しているだろう。
ランスコンダクタンス回路300の線形性を改善することである。それゆえに、
クラスAB増幅器100の型は、任意の広い様々なクラスAB増幅器のデザイン
の中から選択してよい。(いくつかの特定のクラスAB増幅器の詳細が、図8及
び図9a−9dを参照して以下に記述される。)更に、一対のクラスAB増幅器
310及び320は、同型又は異型でよく、同様な又は異なる電気特性を表わし
ている。しかしながら、ほとんどの装置では、非線形がより容易になくなるよう
な、2つの電気的に類似したクラスAB増幅器を使うだろう。電気分野における
当業者は、クラスAB増幅器のデザイン及び実施について熟知しているだろう。
【0021】 上述したように、本発明が強調する一つの重要な見解は、トランスコンダクタ
ンス回路300の線形性を改善するために個々のクラスAB増幅器のオフセット
を選択することである。図6の実施形態では、クラスAB増幅器310は、正電
圧オフセットを有する。クラスAB増幅器310のトランスコンダクタンスの描
写が図7Aに示される。クラスAB増幅器320は負電圧オフセットを有して形
成され、そのトランスコンダクタンスゲインの描写が図7Bに示される。トラン
スコンダクタンス回路300のトランスコンダクタンスゲインは本質的には、増
幅器310及び320の非線形ゲインの組合せであり、図7Cに示されるように
、非常に良い線形コンダクタンスを有する。なお、図7A−7Cのゲイン描写は
、単に、クラスAB増幅器によって提供された可能な非線形ゲイン関数の例であ
ることに注意するべきである。使用においては、実現するゲインは、そのときに
使われた特定のクラスAB増幅器の関数となる。
ンス回路300の線形性を改善するために個々のクラスAB増幅器のオフセット
を選択することである。図6の実施形態では、クラスAB増幅器310は、正電
圧オフセットを有する。クラスAB増幅器310のトランスコンダクタンスの描
写が図7Aに示される。クラスAB増幅器320は負電圧オフセットを有して形
成され、そのトランスコンダクタンスゲインの描写が図7Bに示される。トラン
スコンダクタンス回路300のトランスコンダクタンスゲインは本質的には、増
幅器310及び320の非線形ゲインの組合せであり、図7Cに示されるように
、非常に良い線形コンダクタンスを有する。なお、図7A−7Cのゲイン描写は
、単に、クラスAB増幅器によって提供された可能な非線形ゲイン関数の例であ
ることに注意するべきである。使用においては、実現するゲインは、そのときに
使われた特定のクラスAB増幅器の関数となる。
【0022】 図8は、本発明の更に他の実施形態によるトランスコンダクタンス回路400
を示す。図6と同様に、トランスコンダクタンス回路400は、並列接続された
2つのクラスABトランスコンダクタンス増幅器を有する。図6を参照して上述
したように、それぞれのクラスAB増幅器は、次のようなオフセットで設計され
る。すなわち、そのオフセットは、トランスコンダクタンス回路400の線形性
を、単一のクラスAB増幅器の線形性以上に改善するように選択される。しかし
ながら、トランスコンダクタンス回路400は、本発明により、一つの特定なク
ラスAB増幅器がどのように接続されるかを示している。
を示す。図6と同様に、トランスコンダクタンス回路400は、並列接続された
2つのクラスABトランスコンダクタンス増幅器を有する。図6を参照して上述
したように、それぞれのクラスAB増幅器は、次のようなオフセットで設計され
る。すなわち、そのオフセットは、トランスコンダクタンス回路400の線形性
を、単一のクラスAB増幅器の線形性以上に改善するように選択される。しかし
ながら、トランスコンダクタンス回路400は、本発明により、一つの特定なク
ラスAB増幅器がどのように接続されるかを示している。
【0023】 図8の第1クラスAB増幅器は、差動的に接続された1対のダイヤモンドフォ
ロワから形成される。その出力エミッタは、共通抵抗RDGEN1を介して接続して
もよい。あるいは、その回路から共通抵抗RDGEN1を取り除くこともできる。そ
れぞれのダイヤモンドフォロワは、1対のバイアス電流源IDCと4つのトランジス
タとを有する(一方のフォロワはトランジスタQ1−Q4からなり、他方のフォ
ロワはトランジスタQ5−Q8からなる)。同様に、第2クラスAB増幅器は、
差動的に接続された1対のダイヤモンドフォロワから形成され、その出力エミッ
タは共通抵抗RDGEN1を介して接続される。あるいは、その回路から共通抵抗RD GEN2 を取り除くこともできる。それぞれのダイヤモンドフォロワは、1対のバイ
アス電流源IDCと4つのトランジスタとを有する(一方のフォロワはトランジス
タQ9−Q12からなり、他方のフォロワはトランジスタQ13−Q16からなる
)。認識されるように、共通抵抗がなければ、バイポーラトランジスタで実現さ
れる図8のクラスAB増幅器のゲインは、理想的なハイパーボリックサイン(s
inh)関数である。
ロワから形成される。その出力エミッタは、共通抵抗RDGEN1を介して接続して
もよい。あるいは、その回路から共通抵抗RDGEN1を取り除くこともできる。そ
れぞれのダイヤモンドフォロワは、1対のバイアス電流源IDCと4つのトランジス
タとを有する(一方のフォロワはトランジスタQ1−Q4からなり、他方のフォ
ロワはトランジスタQ5−Q8からなる)。同様に、第2クラスAB増幅器は、
差動的に接続された1対のダイヤモンドフォロワから形成され、その出力エミッ
タは共通抵抗RDGEN1を介して接続される。あるいは、その回路から共通抵抗RD GEN2 を取り除くこともできる。それぞれのダイヤモンドフォロワは、1対のバイ
アス電流源IDCと4つのトランジスタとを有する(一方のフォロワはトランジス
タQ9−Q12からなり、他方のフォロワはトランジスタQ13−Q16からなる
)。認識されるように、共通抵抗がなければ、バイポーラトランジスタで実現さ
れる図8のクラスAB増幅器のゲインは、理想的なハイパーボリックサイン(s
inh)関数である。
【0024】 オフセットは、いくつかの異なる技術を通して、トランスコンダクタンス回路
400のクラスAB増幅器にもたらされる。一つの好ましい技術は、異なるトラ
ンジスタのサイズ又は飽和電流を適切に選択することである。例えば、トランジ
スタQ2及びQ5のサイズを1以上のある値に設定し、第1クラスAB増幅器の
他のトランジスタのサイズを1に設定することによって、第1クラスAB増幅器
に正オフセットがもたらされる。同様に、トランジスタQ9及びQ14のサイズ
を1以上のある値に設定し、第2クラスAB増幅器の他のトランジスタのサイズ
を1に設定することによって、第2クラスAB増幅器に負オフセットがもたらさ
れる。もちろん、当業者は、トランジスタのサイズが異なる種々の形態により、
望ましいオフセットを生成できることを認識するだろう。
400のクラスAB増幅器にもたらされる。一つの好ましい技術は、異なるトラ
ンジスタのサイズ又は飽和電流を適切に選択することである。例えば、トランジ
スタQ2及びQ5のサイズを1以上のある値に設定し、第1クラスAB増幅器の
他のトランジスタのサイズを1に設定することによって、第1クラスAB増幅器
に正オフセットがもたらされる。同様に、トランジスタQ9及びQ14のサイズ
を1以上のある値に設定し、第2クラスAB増幅器の他のトランジスタのサイズ
を1に設定することによって、第2クラスAB増幅器に負オフセットがもたらさ
れる。もちろん、当業者は、トランジスタのサイズが異なる種々の形態により、
望ましいオフセットを生成できることを認識するだろう。
【0025】 トランスコンダクタンス回路400のクラスAB増幅器にオフセットをもたら
すための他の好ましい技術は、バイアス電流源IDCの値が不均衡となるように選
択することである。例えば、トランジスタQ2及びQ5のエミッタに接続された
バイアス電流源を、トランジスタQ1及びQ6のエミッタに接続されたバイアス
電流源以上にすることによって、第1クラスAB増幅器に正オフセットがもたら
される。トランスコンダクタンス回路400のクラスAB増幅器にオフセットを
もたらすための更に他の好ましい技術は、選択されたトランジスタのベース又は
エミッタに、必要に応じて直列に抵抗を付加することである。
すための他の好ましい技術は、バイアス電流源IDCの値が不均衡となるように選
択することである。例えば、トランジスタQ2及びQ5のエミッタに接続された
バイアス電流源を、トランジスタQ1及びQ6のエミッタに接続されたバイアス
電流源以上にすることによって、第1クラスAB増幅器に正オフセットがもたら
される。トランスコンダクタンス回路400のクラスAB増幅器にオフセットを
もたらすための更に他の好ましい技術は、選択されたトランジスタのベース又は
エミッタに、必要に応じて直列に抵抗を付加することである。
【0026】 図8のトランスコンダクタンス回路400は、同じデザイン型の2つのクラス
AB増幅器を使った本発明のトランスコンダクタンス回路を示す。他の4つの可
能なクラスAB増幅器(それぞれ450,460,470及び480)が図9A
−9Dに示される。これらは、本発明に適合する数多いクラスAB形態のほんの
いくつかである。
AB増幅器を使った本発明のトランスコンダクタンス回路を示す。他の4つの可
能なクラスAB増幅器(それぞれ450,460,470及び480)が図9A
−9Dに示される。これらは、本発明に適合する数多いクラスAB形態のほんの
いくつかである。
【0027】 図9aのクラスAB増幅器450は、トランジスタ四角形(Q1−Q4)及び
バイアス電流源Iqから形成される。入力電圧VIN+は、トランジスタQ1及び
Q2のベースに接続される。入力電圧VIN-は、同様に、トランジスタQ2及び
Q4のエミッタに接続される。トランジスタQ1及びQ3のエミッタは、共に接
続される。バイアス電流Iqは、トランジスタQ1のコレクタと、トランジスタ
Q1及びQ2のベースとを駆動する。
バイアス電流源Iqから形成される。入力電圧VIN+は、トランジスタQ1及び
Q2のベースに接続される。入力電圧VIN-は、同様に、トランジスタQ2及び
Q4のエミッタに接続される。トランジスタQ1及びQ3のエミッタは、共に接
続される。バイアス電流Iqは、トランジスタQ1のコレクタと、トランジスタ
Q1及びQ2のベースとを駆動する。
【0028】 同様に、図9bのクラスAB増幅器460は、トランジスタ四角形(Q1−Q
4)及びバイアス電流源Iqから形成される。入力電圧VIN+は、トランジスタ
Q1及びQ2のベースに接続される。入力電圧VIN-は、同様に、トランジスタ
Q2及びQ4のエミッタに接続される。トランジスタQ1及びQ3のエミッタは
、共に接続される。バイアス電流Iqは、トランジスタQ3のコレクタと、トラ
ンジスタQ3及びQ4のベースとを駆動する。
4)及びバイアス電流源Iqから形成される。入力電圧VIN+は、トランジスタ
Q1及びQ2のベースに接続される。入力電圧VIN-は、同様に、トランジスタ
Q2及びQ4のエミッタに接続される。トランジスタQ1及びQ3のエミッタは
、共に接続される。バイアス電流Iqは、トランジスタQ3のコレクタと、トラ
ンジスタQ3及びQ4のベースとを駆動する。
【0029】 図9cのクラスAB増幅器470は、2つのバイアス電流源Iqに接続された
トランジスタ四角形(Q1−Q4)から形成される。入力電圧VIN+は、トラン
ジスタQ1及びQ3のエミッタに接続される。一方、入力電圧VIN-は、トラン
ジスタQ2及びQ4のエミッタに接続される。第1バイアス電流源Iqは、トラ
ンジスタQ1のコレクタと、トランジスタQ1及びQ2のベースとに電流を提供
する。第2バイアス電流源Iqは、トランジスタQ3のコレクタと、トランジス
タQ3及びQ4のベースとに電流を提供する。
トランジスタ四角形(Q1−Q4)から形成される。入力電圧VIN+は、トラン
ジスタQ1及びQ3のエミッタに接続される。一方、入力電圧VIN-は、トラン
ジスタQ2及びQ4のエミッタに接続される。第1バイアス電流源Iqは、トラ
ンジスタQ1のコレクタと、トランジスタQ1及びQ2のベースとに電流を提供
する。第2バイアス電流源Iqは、トランジスタQ3のコレクタと、トランジス
タQ3及びQ4のベースとに電流を提供する。
【0030】 図9dのクラスAB増幅器480は、6つのトランジスタ(Q1−Q6)、2
つの電流源Iq、及びバイアス回路から形成される。入力電圧VIN+は、トラン
ジスタQ1及びQ3のエミッタに接続される。一方、入力電圧VIN-は、トラン
ジスタQ2及びQ4のエミッタに接続される。第1バイアス電流源Iqは、トラ
ンジスタQ1のコレクタと、トランジスタQ5のベースとに電流を提供する。第
2バイアス電流源Iqは、トランジスタQ3のコレクタと、トランジスタQ6の
ベースとに電流を提供する。バイアス回路は、トランジスタQ5及びQ6と接続
して働き、トランジスタQ1−Q4のベースにバイアス電流を提供する。
つの電流源Iq、及びバイアス回路から形成される。入力電圧VIN+は、トラン
ジスタQ1及びQ3のエミッタに接続される。一方、入力電圧VIN-は、トラン
ジスタQ2及びQ4のエミッタに接続される。第1バイアス電流源Iqは、トラ
ンジスタQ1のコレクタと、トランジスタQ5のベースとに電流を提供する。第
2バイアス電流源Iqは、トランジスタQ3のコレクタと、トランジスタQ6の
ベースとに電流を提供する。バイアス回路は、トランジスタQ5及びQ6と接続
して働き、トランジスタQ1−Q4のベースにバイアス電流を提供する。
【0031】 図10は、入力及び出力端子にわたって並列接続された複数N個のクラスAB
増幅器を有するトランスコンダクタンス回路490を示す。トランスコンダクタ
ンス回路490の線形性は、並列接続された複数のクラスABトランスコンダク
タンス増幅器を提供することによって、更に改善される。それぞれのクラスAB
トランスコンダクタンス増幅器1からNは、個々の非線形変換関数が入力電圧軸
に沿って配列され、結合トランスコンダクタンス回路のより良い線形変換関数を
達成するように選ばれたオフセットで設計される。これらのクラスABトランス
コンダクタンス増幅器は、同じ変換関数を持つものとしてよく、又は望ましい結
果に従って選択してよい。
増幅器を有するトランスコンダクタンス回路490を示す。トランスコンダクタ
ンス回路490の線形性は、並列接続された複数のクラスABトランスコンダク
タンス増幅器を提供することによって、更に改善される。それぞれのクラスAB
トランスコンダクタンス増幅器1からNは、個々の非線形変換関数が入力電圧軸
に沿って配列され、結合トランスコンダクタンス回路のより良い線形変換関数を
達成するように選ばれたオフセットで設計される。これらのクラスABトランス
コンダクタンス増幅器は、同じ変換関数を持つものとしてよく、又は望ましい結
果に従って選択してよい。
【0032】 図11は、本発明の他の実施形態による演算増幅器500を示す。図11は、
2つのステージ、すなわち、入力ステージ510及び第2ステージ512を有す
る演算増幅器500を示す。しかしながら、演算増幅器500は、特定な設計次
第では多数のステージを有してもよい。重大なことは、しかしながら、入力ステ
ージ510が、図8のトランスコンダクタンス回路400のような線形化された
トランスコンダクタンスを提供し、これにより、上述した改善された線形性を表
わすことである。第2ステージ512は、ゲインステージ又は出力ステージであ
り、入力ステージ510によって提供された出力電流を増幅するように動作し、
入力ステージ512で提供された入力電圧の増幅版である出力電圧を生成する。
2つのステージ、すなわち、入力ステージ510及び第2ステージ512を有す
る演算増幅器500を示す。しかしながら、演算増幅器500は、特定な設計次
第では多数のステージを有してもよい。重大なことは、しかしながら、入力ステ
ージ510が、図8のトランスコンダクタンス回路400のような線形化された
トランスコンダクタンスを提供し、これにより、上述した改善された線形性を表
わすことである。第2ステージ512は、ゲインステージ又は出力ステージであ
り、入力ステージ510によって提供された出力電流を増幅するように動作し、
入力ステージ512で提供された入力電圧の増幅版である出力電圧を生成する。
【0033】 上述した実施形態において、並列クラスAB増幅器は、それらの出力で直接に
接続された。これにより、本質的にそれらの出力が合計され、従って、トランス
コンダクタステージの出力で直接に線形性を改善する。しかしながら、並列クラ
スAB増幅器の出力が分離ステージに接続されることも考えられる。トランスコ
ンダクタンスステージの出力が良い線形性を示さなくても、後方で結合する個々
のステージを駆動することによって、回路全体の線形性が改善される。
接続された。これにより、本質的にそれらの出力が合計され、従って、トランス
コンダクタステージの出力で直接に線形性を改善する。しかしながら、並列クラ
スAB増幅器の出力が分離ステージに接続されることも考えられる。トランスコ
ンダクタンスステージの出力が良い線形性を示さなくても、後方で結合する個々
のステージを駆動することによって、回路全体の線形性が改善される。
【0034】 図12を参照して、合計回路600は、そのような複合ステージ回路の一例を
提供する。図12において、合計回路600は、並列接続され合計回路の分離後
方ステージを駆動するクラスABトランスコンダクタンス増幅器と共に、トランス
コンダクタンス回路610を有する。この例において、トランスコンダクタンス
回路610は、一対の算術回路620及び630を駆動する。それらは、次に、
最終合計回路640を駆動する。もちろん、図12の合計回路600は、単に、
クラスABトランスコンダクタンス増幅器の出力の減結合を例示したものにすぎ
ない。
提供する。図12において、合計回路600は、並列接続され合計回路の分離後
方ステージを駆動するクラスABトランスコンダクタンス増幅器と共に、トランス
コンダクタンス回路610を有する。この例において、トランスコンダクタンス
回路610は、一対の算術回路620及び630を駆動する。それらは、次に、
最終合計回路640を駆動する。もちろん、図12の合計回路600は、単に、
クラスABトランスコンダクタンス増幅器の出力の減結合を例示したものにすぎ
ない。
【0035】 図12に関連する本発明の更なる実施形態は、クラスAB増幅器以外の並列接
続された増幅器で形成されたトランスコンダクタンス回路を有する複合ステージ
回路を提供する。例えば、トランスコンダクタンス回路312は、図3を参照し
て上述したようなtanh型トランスコンダクタの出力を減結合したtanh型
トランスコンダクタを使って形成してよい。これらの並列接続増幅器は、入力で
接続され、分離後方ステージを駆動する出力を有し、複合ステージ回路全体の線
形性を改善するように選択されたオフセットを有する。
続された増幅器で形成されたトランスコンダクタンス回路を有する複合ステージ
回路を提供する。例えば、トランスコンダクタンス回路312は、図3を参照し
て上述したようなtanh型トランスコンダクタの出力を減結合したtanh型
トランスコンダクタを使って形成してよい。これらの並列接続増幅器は、入力で
接続され、分離後方ステージを駆動する出力を有し、複合ステージ回路全体の線
形性を改善するように選択されたオフセットを有する。
【0036】 本発明の他の見解によると、トランスコンダクタンス回路は、クラスAB増幅
器以外のデバイスを有してもよい。トランスコンダクタンス回路の望ましい電気
特性を達成するために、並列接続されたクラスAB増幅器100に他の回路を並
列及び/又は直列接続してもよい。例えば、図3を参照して上述したようなta
nh対をクラスAB増幅器に並列接続してもよい。
器以外のデバイスを有してもよい。トランスコンダクタンス回路の望ましい電気
特性を達成するために、並列接続されたクラスAB増幅器100に他の回路を並
列及び/又は直列接続してもよい。例えば、図3を参照して上述したようなta
nh対をクラスAB増幅器に並列接続してもよい。
【0037】 本願明細書には本発明のいくつかの実施形態のみを詳細に記載してきたが、本
発明の趣旨又は範囲を逸脱することなく、本発明は多くの他の特定の形態で実施
されてもよいことを理解されたい。
発明の趣旨又は範囲を逸脱することなく、本発明は多くの他の特定の形態で実施
されてもよいことを理解されたい。
【0038】 例えば、図においてトランジスタを表すために用いた記号は、バイポーラタイ
プのトランジスタ技術を表すために一般に公知のものである。しかしながら、M
OSFETなどの電界効果トランジスタ(FET)が本発明に当てはまることを
理解されたい。
プのトランジスタ技術を表すために一般に公知のものである。しかしながら、M
OSFETなどの電界効果トランジスタ(FET)が本発明に当てはまることを
理解されたい。
【0039】 本発明は、ここに記述した特定のクラスAB増幅器に限定されない。その代わり
に、初期に述べたように、任意型のクラスAB増幅器の任意の組合せが考えられ
る。
に、初期に述べたように、任意型のクラスAB増幅器の任意の組合せが考えられ
る。
【0040】 したがって、本発明の例及び実施形態は、例示的なものであって制限的なもの
ではないことを理解されたく、更に、本発明は、本願明細書に記載した詳細に限
定されるものではなく、特許請求の範囲内で修正されてもよい。
ではないことを理解されたく、更に、本発明は、本願明細書に記載した詳細に限
定されるものではなく、特許請求の範囲内で修正されてもよい。
【図1】 従来技術図1は、単に一対のトランジスタが差動的に接続された従来の差動ト
ランスコンダクタの概要図である。
ランスコンダクタの概要図である。
【図2】 従来技術図2は、クラスAB入力ステージトランスコンダクタの概要図である
。
。
【図3】 図3は、マルチtanh対入力ステージトランスコンダクタの概要図である。
【図4】 図4は、クラスAB入力ステージトランスコンダクタのトランスコンダクタン
スゲインを入力電圧の関数として示すグラフである。
スゲインを入力電圧の関数として示すグラフである。
【図5】 図5は、マルチtanh対入力ステージトランスコンダクタのトランスコンダ
クタンスゲインを入力電圧の関数として示す第2グラフである。
クタンスゲインを入力電圧の関数として示す第2グラフである。
【図6】 図6は、本発明の一実施形態によるトランスコンダクタンス回路の概要図であ
る。
る。
【図7A】 図7Aは、正オフセットを有した1つのクラスABトランスコンダクタンス増
幅器のトランスコンダクタンスゲインを示すグラフである。
幅器のトランスコンダクタンスゲインを示すグラフである。
【図7B】 図7Bは、負オフセットを有した1つのクラスABトランスコンダクタンス増
幅器のトランスコンダクタンスゲインを示すグラフである。
幅器のトランスコンダクタンスゲインを示すグラフである。
【図7C】 図7Cは、図6のマルチsainhトランスコンダクタンス回路のトランスコ
ンダクタンスゲインを示すグラフである。
ンダクタンスゲインを示すグラフである。
【図8】 図8は、本発明の一実施形態によるトランスコンダクタンス回路の特別な一実
施形態を示す概要図である。
施形態を示す概要図である。
【図9A】 図9Aは、本発明の使用に適切な一つのクラスAB増幅ステージの概要図であ
る。
る。
【図9B】 図9Bは、本発明の使用に適切な一つのクラスAB増幅ステージの概要図であ
る。
る。
【図9C】 図9Cは、本発明の使用に適切な一つのクラスAB増幅ステージの概要図であ
る。
る。
【図9D】 図9Dは、本発明の使用に適切な一つのクラスAB増幅ステージの概要図であ
る。
る。
【図10】 図10は、本発明の更に他の実施形態による複数のクラスAB増幅器ステージ
を有するトランスコンダクタンス回路の概要図である。
を有するトランスコンダクタンス回路の概要図である。
【図11】 図11は、本発明の更に他の実施形態による演算増幅器の概要図である。
【図12】 図12は、本発明の更に他の実施形態による複合ステージ回路の概要図である
。
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スミス ドグラス エル. アメリカ合衆国 アリゾナ州 85745 ツ クソン ウエスト アベニダ アザール 2738 (72)発明者 ザコウィクツ ロバート ジェイ. アメリカ合衆国 アリゾナ州 85044 フ ェニックス イースト グアダルペ ロー ド 5151 アパートメント 1086 Fターム(参考) 5J066 AA01 AA12 AA21 AA47 AA63 CA13 CA21 FA15 HA02 HA08 HA25 KA00 KA02 KA05 KA09 KA12 KA26 MA08 ND01 ND04 ND22 ND23 PD02 TA01 TA02 5J069 AA01 AA12 AA21 AA47 AA63 CA13 CA21 FA15 HA02 HA08 HA25 KA00 KA02 KA05 KA09 KA12 KA26 MA08 TA01 TA02 5J090 AA01 AA12 AA21 AA47 AA63 CA13 CA21 FA15 GN01 HA02 HA08 HA25 KA00 KA02 KA05 KA09 KA12 KA26 MA08 TA01 TA02 5J091 AA01 AA12 AA21 AA47 AA63 CA13 CA21 FA15 HA02 HA08 HA25 KA00 KA02 KA05 KA09 KA12 KA26 MA08 TA01 TA02
Claims (55)
- 【請求項1】 電圧電流変換関数によって特徴づけられるトランスコンダク
タンス回路であって、該トランスコンダクタンス回路は差動入力及び出力対にわ
たって並列接続された第1及び第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器を
備え、 第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器は正オフセットを有し、 第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器は負オフセットを有し、 負及び正オフセットはトランスコンダクタンス回路の電圧電流変換関数の線形
性を改善するように選択される、ことを特徴とするトランスコンダクタンス回路
。 - 【請求項2】 第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器の電圧電流変
換関数は実質的にハイパーボリックサイン(sinh)関数であり、 第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器の電圧電流変換関数は実質的に
sinh関数である、請求項1に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項3】 負オフセットと正オフセットとは実質的に同一等級である、
請求項1に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項4】 第1クラスAB増幅器は差動的に接続された1対のダイヤモ
ンドフォロワと共通抵抗RDGENとを有し、それぞれのダイヤモンドフォロワは4
つのトランスコンダクタンス回路と2つのバイアス電流源とを有し、第1クラス
AB増幅器のトランスコンダクタンスはトランジスタゲイン、利用できるバイア
ス電流、及び共通抵抗RDGENの関数である、請求項1に記載のトランスコンダク
タンス回路。 - 【請求項5】 正オフセットは第1クラスABトランスコンダクタ増幅器の
トランジスタ間のサイズの不均衡に起因してなる、請求項4に記載のトランスコ
ンダクタンス回路。 - 【請求項6】 正オフセットは第1クラスABトランスコンダクタ増幅器の
バイアス電流源間の不均衡に起因してなる、請求項4に記載のトランスコンダク
タンス回路。 - 【請求項7】 正オフセットは、一部は第1クラスABトランスコンダクタ
増幅器のトランジスタ間のサイズの不均衡に起因し、一部は第1クラスABトラ
ンスコンダクタ増幅器のバイアス電流源間の不均衡に起因してなる、請求項4に
記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項8】 正オフセットは信号経路に沿って位置するトランジスタのエ
ミッタ又はベースに直列な少なくとも1つの抵抗の結合に起因してなる、請求項
4に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項9】 少なくとも1つの抵抗は第1クラスABトランスコンダクタ
ンス増幅器の構成要素である、請求項8に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項10】 負オフセットと正オフセットとは実質的に同一等級である
、請求項4に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項11】 負オフセットと正オフセットとは異なる等級である、請求
項4に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項12】 トランジスタはバイポーラトランジスタである、請求項4
に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項13】 トランジスタは電界効果トランジスタである、請求項4に
記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項14】 第1及び第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器に
並列接続された第3及び第4クラスABトランスコンダクタンス増幅器を更に有
してなる、請求項1に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項15】 トランスコンダクタンス回路は一つの集積回路上に形成さ
れてなる、請求項1に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項16】 第1及び第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器は
同じ型である、請求項1に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項17】 少なくとも一つの付加クラスABトランスコンダクタンス
増幅器を更に有し、差動入力及び出力対にわたって並列接続された少なくとも一
つの付加クラスABトランスコンダクタンス増幅器は、トランスコンダクタンス
回路の電圧電流変換関数の線形性を改善するように選択されたオフセットを有し
てなる、請求項1に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項18】 少なくとも一つの付加クラスABトランスコンダクタンス
増幅器のオフセットは、ゼロオフセットである、請求項17に記載のトランスコ
ンダクタンス回路。 - 【請求項19】 第1クラスAB増幅器は4つのトランジスタQ1−Q4及
び電流源Iq有し、電流源IqはトランジスタQ1のコレクタ並びにトランジス
タQ1及びQ2のベースにバイアス電流を提供し、トランジスタQ1及びQ3の
エミッタは接続され、トランジスタQ2及びQ4のエミッタは接続され、トラン
ジスタQ3及びQ4のベースは接続されてなる、請求項1に記載のトランスコン
ダクタンス回路。 - 【請求項20】 第1クラスAB増幅器は4つのトランジスタQ1−Q4及
び電流源Iqを有し、電流源IqはトランジスタQ3のコレクタ並びにトランジ
スタQ3及びQ4のベースにバイアス電流を提供し、トランジスタQ1及びQ3
のエミッタは接続され、トランジスタQ2及びQ4のエミッタは接続され、トラ
ンジスタQ1及びQ2のベースは接続されてなる、請求項1に記載のトランスコ
ンダクタンス回路。 - 【請求項21】 第1クラスAB増幅器は4つのトランジスタQ1−Q4並
びに第1及び第2電流源Iqを有し、第1電流源はトランジスタQ1のコレクタ
並びにトランジスタQ1及びQ2のベースにバイアス電流を提供し、第2電流源
IqはトランジスタQ3のコレクタ並びにトランジスタQ3及びQ4のベースに
バイアス電流を提供し、トランジスタQ1及びQ3のエミッタは接続され、トラ
ンジスタQ2及びQ4のエミッタは接続されてなる、請求項1に記載のトランス
コンダクタンス回路。 - 【請求項22】 第1クラスAB増幅器は6つのトランジスタQ1−Q6、
第1及び第2電流源、及びバイアス回路を有し、第1電流源はトランジスタQ5
のベース及びトランジスタQ1のコレクタにバイアス電流を提供し、第2電流源
はトランジスタQ6のベース及びトランジスタQ3のコレクタにバイアス電流を
提供し、バイアス電流はトランジスタQ5及びQ6並びにバイアス回路を経由し
てトランジスタQ1−Q4のベースに供給されてなる、請求項1に記載のトラン
スコンダクタンス回路。 - 【請求項23】 電圧電流変換関数によって特徴づけられるトランスコンダ
クタンス回路であって、該トランスコンダクタンス回路は、 差動入力対と、 差動出力対と、 差動的に接続された1対のダイヤモンドフォロワを有する第1クラスABトラ
ンスコンダクタンス増幅器と、 差動的に接続された1対のダイヤモンドフォロワを有する第2クラスABトラ
ンスコンダクタンス増幅器とを有し、 第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器において、それぞれのダイヤモ
ンドフォロワは4つのトランスコンダクタンス回路と2つのバイアス電流源とを
有し、第1クラスAB増幅器のトランスコンダクタンスはトランジスタサイズ及
び利用できるバイアス電流の関数であり、第1クラスABトランスコンダクタン
ス増幅器は正オフセットを有し、 第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器において、それぞれのダイヤモ
ンドフォロワは4つのトランスコンダクタンス回路と2つのバイアス電流源とを
有し、第2クラスAB増幅器のトランスコンダクタンスはトランジスタサイズ及
び利用できるバイアス電流の関数であり、第2クラスABトランスコンダクタン
ス増幅器は負オフセットを有し、 第1及び第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器は差動入力及び出力対
にわたって並列接続され、負及び正オフセットはトランスコンダクタンス回路の
電圧電流変換関数の線形性を改善するように選択されてなる、ことを特徴とする
トランスコンダクタンス回路。 - 【請求項24】 第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器の電圧電流
変換関数は実質的にハイパーボリックサイン(sinh)関数であり、第2クラ
スABトランスコンダクタンス増幅器の電圧電流変換関数は実質的にsinh関
数である、請求項23に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項25】 負オフセットと正オフセットとは実質的に同一等級である
、請求項23に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項26】 正オフセットは第1クラスABトランスコンダクタ増幅器
のトランジスタ間のサイズの不均衡に起因してなる、請求項23に記載のトラン
スコンダクタンス回路。 - 【請求項27】 負オフセットは第2クラスABトランスコンダクタ増幅器
のトランジスタ間のサイズの不均衡に起因してなる、請求項26に記載のトラン
スコンダクタンス回路。 - 【請求項28】 正オフセットは第1クラスABトランスコンダクタ増幅器
のバイアス電流源間の不均衡に起因してなる、請求項23に記載のトランスコン
ダクタンス回路。 - 【請求項29】 負オフセットは第2クラスABトランスコンダクタ増幅器
のバイアス電流源間の不均衡に起因してなる、請求項23に記載のトランスコン
ダクタンス回路。 - 【請求項30】 正オフセットは、一部は第1クラスABトランスコンダク
タ増幅器のトランジスタ間のサイズの不均衡に起因し、一部は第1クラスABト
ランスコンダクタ増幅器のバイアス電流源間の不均衡に起因してなる、請求項2
3に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項31】 第1及び第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器に
並列接続された付加回路要素を更に有し、該付加回路要素は第1及び第2クラス
ABトランスコンダクタンス増幅器によって提供されないトランスコンダクタン
ス回路電気特性を提供するのに適切である、請求項23に記載のトランスコンダ
クタンス回路。 - 【請求項32】 負オフセットと正オフセットとは異なる等級である、請求
項23に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項33】 トランジスタはバイポーラトランジスタである、請求項2
3に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項34】 トランジスタは電界効果トランジスタである、請求項23
に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項35】 第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器は第1共通
抵抗RDGENを更に有し、第2クラスABトランスコンダクタンス増幅器は第2共
通抵抗RDGENを更に有してなる、請求項23に記載のトランスコンダクタンス回
路。 - 【請求項36】 正オフセットは信号経路に沿って位置するトランジスタの
エミッタ又はベースに直列な少なくとも1つの抵抗の結合に起因してなる、請求
項23に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項37】 少なくとも1つの抵抗は第1クラスABトランスコンダク
タンス増幅器の構成要素である、請求項36に記載のトランスコンダクタンス回
路。 - 【請求項38】 演算増幅器であって、 電圧電流変換関数によって特徴づけられる入力ステージを有し、該入力ステー
ジは並列接続された複数のクラスABトランスコンダクタンス増幅器を有し、そ
れぞれの複数のクラスABトランスコンダクタンス増幅器はオフセットを有し、
該複数のクラスABトランスコンダクタンス増幅器のオフセットは、入力ステー
ジの電圧電流変換関数の線形性を改善するように選択され、 第2ステージは入力ステージに直列接続されてなる、ことを特徴とする演算増
幅器。 - 【請求項39】 複数のクラスABトランスコンダクタンス増幅器の第1は
差動的に接続された1対のダイヤモンドフォロワと共通抵抗RDGENとを有し、そ
れぞれのダイヤモンドフォロワは4つのトランジスタと2つのバイアス電流源と
を有し、第1クラスAB増幅器のトランスコンダクタンスはトランジスタゲイン
、利用できるバイアス電流及び共通抵抗RDGENの関数である、請求項38に記載
の演算増幅器。 - 【請求項40】 第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器の電圧電流
変換関数は、実質的にハイパーボリックサイン(sinh)関数であり、第2ク
ラスABトランスコンダクタンス増幅器の電圧電流変換関数は実質的にsinh
関数である、請求項39に記載の演算増幅器。 - 【請求項41】 第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器のオフセッ
トは第1クラスABトランスコンダクタ増幅器のトランジスタ間のサイズの不均
衡に起因してなる、請求項39に記載の演算増幅器。 - 【請求項42】 第1クラスABトランスコンダクタンス増幅器のオフセッ
トは、第1クラスABトランスコンダクタ増幅器のバイアス電流源間の不均衡に
起因してなる、請求項39に記載の演算増幅器。 - 【請求項43】 正オフセットは信号経路に沿って位置するトランジスタの
エミッタ又はベースに直列な少なくとも1つの抵抗の結合に起因してなる、請求
項42に記載のトランスコンダクタンス回路。 - 【請求項44】 少なくとも1つの抵抗は第1クラスABトランスコンダク
タンス増幅器の構成要素である、請求項43に記載のトランスコンダクタンス回
路。 - 【請求項45】 トランジスタはバイポーラトランジスタである、請求項3
9に記載の演算増幅器。 - 【請求項46】 トランジスタは電界効果トランジスタである、請求項39
に記載の演算増幅器。 - 【請求項47】 演算増幅器はデューアルライン集積回路パッケージ内に形
成されてなる、請求項38に記載の演算増幅器。 - 【請求項48】 第2ステージは出力ステージである、請求項38に記載の
演算増幅器。 - 【請求項49】 第2ステージはゲインステージである、請求項38に記載
の演算増幅器。 - 【請求項50】 第2ステージは入力ステージ後方の複数ステージの一つで
ある、請求項38に記載の演算増幅器。 - 【請求項51】複合ステージ回路であって、 電圧信号を電流信号に変換するのに適切なトランスコンダクタンスステージを
有し、該トランスコンダクタンスステージは少なくとも2つの並列接続されたト
ランスコンダクタンス増幅器を有し、少なくとも2つの並列接続されたトランス
コンダクタンス増幅器の入力は直結され、少なくとも2つの並列接続されたトラ
ンスコンダクタンス増幅器の出力は直結されず、 トランスコンダクタンスステージ後方の複数ステージを有し、該トランスコン
ダクタンスステージ後方の複数ステージは電流信号に応答する第2ステージと電
流信号に応答する第3ステージとを有し、 第2ステージの入力は少なくとも2つの並列接続されたトランスコンダクタン
ス増幅器の第1の出力に接続され、 第3ステージの入力は少なくとも2つの並列接続されたトランスコンダクタン
ス増幅器の第2の出力に接続されてなる、ことを特徴とする複合ステージ回路。 - 【請求項52】 第1トランスコンダクタンス増幅器は正オフセットを有し
、第2トランスコンダクタンス増幅器は負オフセットを有し、負及び正オフセッ
トは複合ステージ回路の線形性を改善するように選択されてなる、請求項51に
記載の複合ステージ回路。 - 【請求項53】 第1トランスコンダクタンス増幅器は正オフセットを有す
る第1クラスAB増幅器であり、第2トランスコンダクタンス増幅器は負オフセ
ットを有する第2クラスAB増幅器であり、負及び正オフセットは複合ステージ
回路の線形性を改善するように選択されてなる、請求項51に記載の複合ステー
ジ回路。 - 【請求項54】 負オフセットと正オフセットとは実質的に同一等級である
、請求項53に記載の複合ステージ回路。 - 【請求項55】 第1クラスAB増幅器は差動的に接続された1対のダイヤ
モンドフォロワと共通抵抗RDGENとを有し、それぞれのダイヤモンドフォロワは
4つのトランジスタと2つのバイアス電流源とを有し、第1クラスAB増幅器の
トランスコンダクタンスはトランジスタゲイン、利用できるバイアス電流、及び
共通抵抗RDGENの関数である、請求項53に記載の複合ステージ回路。
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