JP3263539B2 - Bias circuit - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、増幅器にバイアスを供
給するバイアス回路に関し、特にＩＦ増幅器にバイアス
を供給して好適なバイアス回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bias circuit for supplying a bias to an amplifier, and more particularly to a bias circuit suitable for supplying a bias to an IF amplifier.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＦＭ受信機において、ＩＦ信号を増幅
し、また、ＩＦ信号の振幅を制限するＩＦ増幅器は図２
の如く、複数の増幅器がその入力端と出力端との間にコ
ンデンサーＣが挿入されて、多段接続されている。そし
て、従来、多段接続された増幅器（１２ａ）乃至（１２
ｆ）に動作電流を供給するバイアス回路は、図２のよう
に構成されている。図２において、電流源（１）の出力
電流は、トランジスタ（２）のコレクタに供給される
為、トランジスタ（２）にミラー接続された電流源トラ
ンジスタ（３）のコレクタにも等しい電流が流れる。電
流源トランジスタ（３）のコレクタ電流は、動作電流と
して、それぞれの増幅器に流れる。ここで、増幅器（１
２ａ）乃至（１２ｆ）は差動回路により構成されている
ので、それぞれの増幅器のゲインは動作電流に比例し、
多段接続された複数の増幅器の全体のゲインは、それぞ
れの増幅器のゲインを加算したものとなる。2. Description of the Related Art In an FM receiver, an IF amplifier that amplifies an IF signal and limits the amplitude of the IF signal is shown in FIG.
As described above, a plurality of amplifiers are connected in multiple stages with a capacitor C inserted between the input terminal and the output terminal. Conventionally, multistage connected amplifiers (12a) to (12a)
The bias circuit that supplies the operating current to f) is configured as shown in FIG. In FIG. 2, since the output current of the current source (1) is supplied to the collector of the transistor (2), the same current flows through the collector of the current source transistor (3) mirror-connected to the transistor (2). The collector current of the current source transistor (3) flows through each amplifier as an operating current. Here, the amplifier (1
Since 2a) to (12f) are constituted by differential circuits, the gain of each amplifier is proportional to the operating current,
The overall gain of the multiple amplifiers connected in multiple stages is the sum of the gains of the respective amplifiers.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２の
回路をＩＣ化した場合、ＩＣ製造方法により電流源
（１）の出力電流にバラツキが生じる。前記出力電流に
バラツキが生じると、それぞれの増幅器のゲインにもバ
ラツキが生じる。例えば、前記出力電流に、設定した電
流より＋２５％の誤差を生じたとすれば、それぞれの増
幅器のゲインに２ｄＢの誤差が生じ、多段接続された増
幅器の全体のゲインに２・ＮｄＢ（Ｎは増幅器の段数）
の誤差を生じる。その為、増幅器全体のゲインが設定値
に設定できなかった。However, when the circuit of FIG. 2 is integrated into an IC, the output current of the current source (1) varies depending on the IC manufacturing method. When the output current varies, the gain of each amplifier also varies. For example, if the output current has an error of + 25% from the set current, an error of 2 dB occurs in the gain of each amplifier, and the total gain of the multi-stage connected amplifier is 2 · NdB (N is an amplifier). Number of stages)
Error occurs. Therefore, the gain of the whole amplifier could not be set to the set value.
【０００４】ところで、ＦＭ受信機において、選局時の
サーチ動作を止める為のストップ信号はＩＦ増幅器の出
力信号に基づいて発生するので、増幅器の全体のゲイン
に誤差が生じていれば、同一放送局を受信してもセット
によってストップ信号を発生したり、しなかったりする
という問題が発生していた。また、図２の増幅器をＩＦ
増幅器等の高周波用増幅器に用いると、電流源トランジ
スタ（３）のベースが共通接続されているので、増幅器
の出力信号が電流源トランジスタ（３）の共通ベースを
介して増幅器の入力端に帰還され、発振するという問題
も発生する。In an FM receiver, a stop signal for stopping a search operation at the time of channel selection is generated based on an output signal of an IF amplifier. There has been a problem that a stop signal may or may not be generated depending on the set even when a station is received. In addition, the amplifier of FIG.
When used in a high-frequency amplifier such as an amplifier, the base of the current source transistor (3) is commonly connected, so that the output signal of the amplifier is fed back to the input terminal of the amplifier via the common base of the current source transistor (3). In addition, a problem of oscillation occurs.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上述の点に鑑み
成されたものであり、多段接続された複数の増幅器にバ
イアスを供給するバイアス回路において、前記複数の増
幅器のうち少なくとも１つの増幅器に動作電流を定める
電流源と、該電流源の動作電流の変動を検出する変動検
出回路とを備え、前記変動検出回路の出力電流を前記複
数の増幅器のうちの他の増幅器の動作電流として供給す
ることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned point, and in a bias circuit for supplying a bias to a plurality of amplifiers connected in multiple stages, at least one of the plurality of amplifiers is provided. A current source that determines an operating current, and a fluctuation detecting circuit that detects a fluctuation in the operating current of the current source, and supplies an output current of the fluctuation detecting circuit as an operating current of another amplifier of the plurality of amplifiers. It is characterized by doing.
【０００６】また、前記電流源の動作電流が増大したと
き、前記電流検出回路の出力電流は減少し、前記電流源
の動作電流が減少したとき、前記電流検出回路の出力電
流は増大することを特徴とする。さらに、前記変化検出
回路は、コレクタに前記動作電流が流れる第１のトラン
ジスタと、該第１のトランジスタのコレクタに接続され
た第１の抵抗と、ベースに基準電圧が印加され、エミッ
タが前記第１の抵抗の他端に接続された第２のトランジ
スタと、ベースが前記第１のトランジスタのコレクタに
接続された第３のトランジスタと、該第３のトランジス
タのエミッタと前記他の増幅器の電流源トランジスタの
ベースとの間に接続された第２の抵抗と、から成ること
を特徴とする。In addition, the output current of the current detection circuit decreases when the operation current of the current source increases, and the output current of the current detection circuit increases when the operation current of the current source decreases. Features. Further, the change detection circuit includes a first transistor through which the operating current flows to a collector, a first resistor connected to a collector of the first transistor, a reference voltage applied to a base, and an emitter connected to the first transistor. A second transistor connected to the other end of the first resistor, a third transistor having a base connected to the collector of the first transistor, an emitter of the third transistor, and a current source of the other amplifier. A second resistor connected between the transistor and the base of the transistor.
【０００７】[0007]
【作用】本発明によれば、多段接続された増幅器のうち
少なくとも１つの増幅器に電流源からの動作電流を供給
し、他の増幅器に変化検出回路の出力電流を供給してい
る。その為、動作電流に誤差が生じても、すべての前記
増幅器に動作電流を供給させた場合の増幅器全体のゲイ
ンの誤差に比べ、ゲインの誤差を小さくすることができ
る。According to the present invention, the operating current from the current source is supplied to at least one of the amplifiers connected in multiple stages, and the output current of the change detection circuit is supplied to the other amplifiers. Therefore, even if an error occurs in the operating current, the gain error can be reduced as compared with the gain error of the whole amplifier when the operating current is supplied to all the amplifiers.
【０００８】また、前記動作電流が増大すると変化検出
回路の出力電流を減少させ、前記動作電流が減少すると
前記出力電流を増大させているので、多段接続された増
幅器の全体のゲインの誤差をさらに小さくすることがで
きる。Further, when the operating current increases, the output current of the change detection circuit decreases, and when the operating current decreases, the output current increases. Therefore, the error in the overall gain of the multi-stage connected amplifiers is further reduced. Can be smaller.
【０００９】[0009]
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図であり、増
幅器が６段接続された例である。図１において、（５）
はコレクタに動作電流が流れる第１のトランジスタ、
（６）は第１のトランジスタ（５）のコレクタに接続さ
れた第１の抵抗、（７）はベースに定電圧が印加され、
エミッタが第１の抵抗（６）の他端に接続された第２の
トランジスタ、（８）はベースが第１のトランジスタ
（５）のコレクタに接続された第３のトランジスタ、
（９）は第３のトランジスタ（８）のエミッタに接続さ
れた第２の抵抗、（１０）はベースが第２の抵抗（９）
の他端に接続された第４のトランジスタ、（１１）は第
４のトランジスタ（１０）のエミッタに接続された第３
の抵抗、（１４）は基準電圧Ｖｒを発生する電圧源、
（１２ａ）乃至（１２ｆ）は６段接続され、ゲインＧが
動作電流に比例した増幅器であり、トランジスタ（５）
乃至（８）と抵抗（６）及び（９）とにより変化検出回
路（１３）が構成される。尚、従来と同一の回路につい
ては従来と同一の符号を付し、説明を省略する。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention, in which six stages of amplifiers are connected. In FIG. 1, (5)
Is a first transistor through which an operating current flows through the collector,
(6) is a first resistor connected to the collector of the first transistor (5), (7) is a constant voltage applied to the base,
A second transistor having an emitter connected to the other end of the first resistor (6), (8) a third transistor having a base connected to the collector of the first transistor (5),
(9) is a second resistor connected to the emitter of the third transistor (8), and (10) is a base having the second resistor (9).
A fourth transistor connected to the other end of the fourth transistor, (11) is a third transistor connected to the emitter of the fourth transistor (10).
(14) is a voltage source for generating the reference voltage Vr,
(12a) to (12f) are amplifiers whose six stages are connected and whose gain G is proportional to the operating current.
(8) and the resistors (6) and (9) constitute a change detection circuit (13). Note that the same circuits as those of the related art are denoted by the same reference numerals as those of the related art, and description thereof is omitted.
【００１０】図１において、前段回路で生成されたＩＦ
信号が増幅器（１２ａ）乃至（１２ｆ）において順次増
幅される。増幅器（１２ｆ）の出力信号は、後段の回路
に伝送され、検波され音声信号に変換されるとともに、
サーチ動作を停止するためのストップ信号を生成するた
めに用いられる。ところで、電流源（１）から発生する
定電流Ｉは、トランジスタ（２）のコレクタに供給さ
れ、トランジスタ（２）にミラー接続される電流源トラ
ンジスタ（３）のコレクタに同一の動作電流Ｉが流れ
る。電流源トランジスタ（３）は増幅器（１２ｃ）乃至
（１２ｆ）に接続されているので、増幅器（１２ｃ）乃
至（１２ｆ）は動作電流Ｉに応じたゲインＧを有する。
よって、増幅器（１２ｃ）乃至（１２ｆ）のゲインＧ
は、In FIG. 1, an IF generated by a preceding circuit is provided.
The signals are sequentially amplified in amplifiers (12a) to (12f). The output signal of the amplifier (12f) is transmitted to the subsequent circuit, detected and converted into an audio signal,
It is used to generate a stop signal for stopping the search operation. Meanwhile, the constant current I generated from the current source (1) is supplied to the collector of the transistor (2), and the same operating current I flows through the collector of the current source transistor (3) mirror-connected to the transistor (2). . Since the current source transistor (3) is connected to the amplifiers (12c) to (12f), the amplifiers (12c) to (12f) have a gain G according to the operating current I.
Therefore, the gain G of the amplifiers (12c) to (12f)
Is
【００１１】[0011]
【数１】 (Equation 1)
【００１２】となる。但し、ｋは定数である。また、動
作電流Ｉは電流源トランジスタ（３）にミラー接続され
る第１のトランジスタ（５）のコレクタにも流れる。一
方、第２のトランジスタ（７）のベースには基準電圧Ｖ
ｒが印加されおり、第２のトランジスタ（７）のベース
−エミッタ間電圧をＶｂｅ７及び電圧源（１４）の基準
電圧をＶｒとすれば、第２のトランジスタ（７）のエミ
ッタ電圧はＶｒ−Ｖｂｅ７になる。よって、第３のトラ
ンジスタ（８）のベース電圧Ｖｂは、第１の抵抗（９）
の値をＲ１とすると、## EQU1 ## Here, k is a constant. The operating current I also flows through the collector of the first transistor (5) mirror-connected to the current source transistor (3). On the other hand, the reference voltage V is applied to the base of the second transistor (7).
r is applied, and if the base-emitter voltage of the second transistor (7) is Vbe7 and the reference voltage of the voltage source (14) is Vr, the emitter voltage of the second transistor (7) is Vr-Vbe7. become. Therefore, the base voltage Vb of the third transistor (8) is equal to the first resistor (9)
Is R1.
【００１３】[0013]
【数２】 (Equation 2)
【００１４】となる。さらに、第３及び第４トランジス
タ（８）及び（１０）のベース−エミッタ間電圧をそれ
ぞれＶｂｅ８及びＶｂｅ１０、また、第２及び第３の抵
抗（９）及び（１１）の抵抗値をそれぞれＲ２及びＲ３
とすると、トランジスタ（１０）のコレクタ電流Ｉ’
は、## EQU1 ## Further, the base-emitter voltages of the third and fourth transistors (8) and (10) are set to Vbe8 and Vbe10, respectively, and the resistance values of the second and third resistors (9) and (11) are set to R2 and R2, respectively. R3
Then, the collector current I ′ of the transistor (10)
Is
【００１５】[0015]
【数３】 (Equation 3)
【００１６】となる。ここで、第２乃至第４のトランジ
スタ（７）乃至（１０）のベース−エミッタ間電圧がす
べて等しく、Ｖｂｅ＝Ｖｂｅ７＝Ｖｂｅ８＝Ｖｂｅ１０
とすれば、式（２）及び（３）より、電流Ｉ’は、## EQU1 ## Here, the base-emitter voltages of the second to fourth transistors (7) to (10) are all equal, and Vbe = Vbe7 = Vbe8 = Vbe10
From equations (2) and (3), the current I ′ is
【００１７】[0017]
【数４】 (Equation 4)
【００１８】となり、電流Ｉ’は電流Ｉが増大すると減
少し、電流Ｉが減少すると増大する。尚、Ｖ＝Ｖｒ＋３
・Ｖｂｅ、Ｒ＝Ｒ２＋Ｒ３、Ｒ＜Ｖ／Ｉであり、これら
の値を任意に設定することにより、電流Ｉに誤差が生じ
ていないとき、電流Ｉ’は電流Ｉに等しくすることがで
きる。そして、トランジスタ（１０ａ）及び（１０ｂ）
のコレクタに流れる電流Ｉ’は増幅器（１２ａ）及び
（１２ｂ）に流れる。よって、増幅器（１２ａ）及び
（１２ｂ）のゲインＧ’は、The current I ′ decreases as the current I increases, and increases as the current I decreases. Note that V = Vr + 3
Vbe, R = R2 + R3, and R <V / I, and by setting these values arbitrarily, the current I ′ can be made equal to the current I when no error occurs in the current I. And transistors (10a) and (10b)
The current I 'flowing to the collector of the amplifier flows through the amplifiers (12a) and (12b). Therefore, the gain G ′ of the amplifiers (12a) and (12b) is
【００１９】[0019]
【数５】 (Equation 5)
【００２０】となり、電流Ｉ’に比例する。従って、増
幅器（１２ａ）乃至（１２ｆ）の全体のゲインＧｃは、And is proportional to the current I '. Accordingly, the overall gain Gc of the amplifiers (12a) to (12f) is
【００２１】[0021]
【数６】 (Equation 6)
【００２２】となる。式（１）、（４）及び（５）よ
り、増幅器（１２ｃ）乃至（１２ｆ）のゲインＧが増大
すると、増幅器（１２ａ）及び（１２ｂ）のゲインＧ’
は減少し、前記ゲインＧが減少すると、前記ゲインＧ’
は増大するので、動作電流Ｉのバラツキが大きくても前
記ゲインＧｃのバラツキを小さくすることができる。。
その為、電流源（１）から発生する動作電流Ｉに、ＩＣ
製造過程によるバラツキが生じたとしても、増幅器（１
２ａ）乃至（１２ｆ）の全体のゲインＧｃは、設定値の
近傍に調整される。## EQU1 ## From the equations (1), (4) and (5), when the gain G of the amplifiers (12c) to (12f) increases, the gain G ′ of the amplifiers (12a) and (12b) increases.
Decreases, and when the gain G decreases, the gain G ′
Increases, the variation in the gain Gc can be reduced even if the variation in the operating current I is large. .
Therefore, the operating current I generated from the current source (1) is
Even if there is variation due to the manufacturing process, the amplifier (1
The overall gain Gc of 2a) to (12f) is adjusted near the set value.
【００２３】例えば、基準電圧Ｖｒを２．４Ｖに、動作
電流Ｉを１００μＡに、第１の抵抗Ｒ１を２ｋΩに設定
した場合、動作電流Ｉに＋２５％の誤差が生じたとする
と、増幅器（１２ｃ）乃至（１２ｆ）のそれぞれのゲイ
ンＧに＋２ｄＢの誤差が生じる。一方、式（４）より電
流Ｉ’には−６０％の誤差が生じるので、増幅器（１２
ａ）及び（１２ｂ）のそれぞれのゲインＧ’に−４ｄＢ
の誤差が生じる。よって、増幅器（１２ａ）乃至（１２
ｆ）の全体のゲインＧｃの誤差は式（６）より０ｄＢと
なる。増幅器（１２ａ）乃至（１２ｆ）の全体のゲイン
の誤差を理想的に０になるように式（６）中の抵抗の値
を設定することは困難であるが、前記抵抗の値を任意に
設定しても、前記全体のゲインの誤差を非常に小さくす
ることができる。For example, when the reference voltage Vr is set to 2.4 V, the operating current I is set to 100 μA, and the first resistor R1 is set to 2 kΩ, if an error of + 25% occurs in the operating current I, the amplifier (12c) An error of +2 dB occurs in each of the gains G from (12f) to (12f). On the other hand, from the equation (4), since an error of -60% occurs in the current I ′, the amplifier (12
The gain G ′ of each of a) and (12b) is -4 dB.
Error occurs. Therefore, the amplifiers (12a) through (12)
The error of the entire gain Gc in f) is 0 dB according to the equation (6). It is difficult to set the value of the resistor in the equation (6) so that the error of the entire gain of the amplifiers (12a) to (12f) becomes ideally 0, but the value of the resistor is arbitrarily set. Even in this case, the overall gain error can be made very small.
【００２４】尚、図１の実施例では、増幅器が６段接続
された例を示したが、増幅器の段数が６段以外でも、本
発明を適用できる。また、図１では、変化検出回路（１
３）の出力電流を前段の２つの増幅器に供給している
が、前記出力電流を後段の増幅器に供給してもよく、さ
らに、変化検出回路の出力電流が供給される増幅器の数
は２個以外の数でもよい。Although the embodiment of FIG. 1 shows an example in which six amplifiers are connected, the present invention can be applied to a case where the number of amplifiers is other than six. In FIG. 1, the change detection circuit (1
Although the output current of 3) is supplied to the two amplifiers at the preceding stage, the output current may be supplied to the amplifier at the subsequent stage. Further, the number of amplifiers to which the output current of the change detection circuit is supplied is two. Other numbers may be used.
【００２５】[0025]
【発明の効果】従って、本発明によれば、動作電流にバ
ラツキが生じたとしても、増幅器全体のゲインの誤差を
小さくできる。特に、ＦＭ受信機のＩＦ増幅器として用
いれば、選局時のサーチ動作を停止させるストップ信号
を同一の放送局を受信した場合、セットによらず常に一
定に発生させることができる。Therefore, according to the present invention, even if the operating current varies, the error of the gain of the whole amplifier can be reduced. In particular, when used as an IF amplifier of an FM receiver, a stop signal for stopping a search operation at the time of channel selection can be constantly generated irrespective of the set when receiving the same broadcast station.
【００２６】また、変化検出回路により、電流源トラン
ジスタのベースが共通接続されなくなるので、増幅器の
出力信号が増幅器の入力端に帰還されにくくなり、発振
しにくくすることができる。Further, since the bases of the current source transistors are not commonly connected by the change detection circuit, the output signal of the amplifier is less likely to be fed back to the input terminal of the amplifier, and oscillation is less likely to occur.
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】従来例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional example.
【符号の説明】 ５ 第１のトランジスタ ６ 第１の抵抗 ７ 第２のトランジスタ ８ 第３のトランジスタ ９ 第２の抵抗 １０ 第４のトランジスタ １１ 第３の抵抗[Description of Signs] 5 First transistor 6 First resistor 7 Second transistor 8 Third transistor 9 Second resistor 10 Fourth transistor 11 Third resistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05F 3/00 - 3/30 H03F 1/00 - 1/56 H03F 3/00 - 3/44 H03F 3/50 - 3/52 H03J 7/00 - 7/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G05F 3/00-3/30 H03F 1/00-1/56 H03F 3/00-3/44 H03F 3 / 50-3/52 H03J 7/00-7/32
Claims (2)
供給するバイアス回路において、 前記複数の増幅器のうち少なくとも１つの増幅器に動作
電流を定める電流源と、 該電流源の動作電流に応じて出力電流を出力し、前記電
流源の動作電流が増大したとき出力電流は減少し、前記
電流源の動作電流が減少したとき出力電流が増大する変
動検出回路とを備え、前記変動検出回路の出力電流を前
記複数の増幅器のうちの他の増幅器の動作電流として供
給し、前記複数の増幅器の全体のゲインを安定させるこ
とを特徴とするバイアス回路。1. A bias circuit for supplying a bias to a plurality of amplifiers connected in multiple stages, a current source for determining an operating current for at least one of the plurality of amplifiers, and an output corresponding to an operating current of the current source. Output current, and
When the operating current of the flow source increases, the output current decreases,
A variation detection circuit that increases the output current when the operation current of the current source decreases, and supplies an output current of the variation detection circuit as an operation current of another amplifier of the plurality of amplifiers. A bias circuit for stabilizing the overall gain of the plurality of amplifiers.
と、 該第１のトランジスタのコレクタに接続された第１の抵
抗と、 ベースに基準電圧が印加され、エミッタが前記第１の抵
抗の他端に接続された第２のトランジスタと、 ベースが前記第１のトランジスタのコレクタに接続され
た第３のトランジスタと、 該第３のトランジスタのエミッタと前記他の増幅器の電
流源トランジスタのベースとの間に接続された第２の抵
抗と、 から成ることを特徴とする請求項２記載のバイアス回
路。 2. The change detecting circuit according to claim 1, wherein said change detecting circuit includes a first transistor through which said operating current flows through a collector.
And a first resistor connected to the collector of the first transistor.
A resistor and a reference voltage are applied to the base, and the emitter is connected to the first resistor.
A second transistor connected to the other end of the resistor, and a base connected to the collector of the first transistor
A third transistor, an emitter of the third transistor and a power supply of the other amplifier.
A second resistor connected to the base of the source transistor;
Claim 2, wherein biasing times, characterized in that it consists of an anti,
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