JPH01317011A - 利得制御増幅器 - Google Patents

利得制御増幅器

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JPH01317011A
JPH01317011A JP63149436A JP14943688A JPH01317011A JP H01317011 A JPH01317011 A JP H01317011A JP 63149436 A JP63149436 A JP 63149436A JP 14943688 A JP14943688 A JP 14943688A JP H01317011 A JPH01317011 A JP H01317011A
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満 佐藤
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哲也 飯塚
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は利得制御増幅器に関する。
〔発明のm要〕
本発明は、2段の差動増幅器を縦続接続し、可変制御電
圧により差動的に変化する1対の制御電流の一方を用い
て後段の差動増幅器の利得を制御するようにした利得制
御増幅器において、初段の差動増幅器の定電流源の電流
値を1対の制御電流の和とすることにより、制御電流を
形成する電流制御回路のトランジスタの特性の影響を抑
えて、総合利得の安定度を向上させたものである。
(従来の技術J 従来の利得制御増幅器は、例えば第2図に示すように、
固定利iの差動増@器(10)と、可変利得の差動増幅
器(20)とを縦続に接続し、次段の差動増@W(20
)の動作電流を制御電圧Evにより変化させて、利得制
御を行なっていた。
即ち、第2図において、例えば映像信号が供給されるバ
ランス形入力端子+1)及び(2)と、初段差動増幅器
(lO)の1対のnpn)ランジスタ(11)及び(1
2)のベースがそれぞれ接続される。定電流源としての
npn)ランジスタ(13)及び(14)を介して、]
・トランジスタ11)及び(12)の各エミッタが接地
されると共に、両エミッタ間に抵抗W(15)が接続さ
れる。トランジスタ(11)及び(12)の各コレクタ
には、共通の抵抗器(16)と、ダイオード接続のnp
n)ランジスタ(17)及び(18)とを介して、1!
源Vccが供給される。
差動増幅器(10)のトランジスタ(11)及び(12
)のコレクタは、次段の差動増幅器(20)の1対のn
pnトランジスタ(21)及び(22)のベースにそれ
ぞれ直結される。トランジスタ(21)及び(22)の
コレクタには、それぞれ負荷抵抗器(23)及び(24
)を介して、電源Vccが供給され、トランジスタ(2
1)及び(22)のエミッタは、共通の定電流源として
のトランジスタ(25)を介して接地される。同様に、
共通の定電流源としてのトランジスタ(26)を介して
、1対のトランジスタ(27)及び(28)のエミッタ
が接地され、各ベースに共通に定電圧源(29)が接続
される。トランジスタ(27)及び(28)のコレクタ
がそれぞれトランジスタ(21)及び(22)のコレク
タに接続され、ここから出力端子(3)及び(4)が導
出される。
なお、トランジスタ(25)及び(26)の面積はトラ
ンジスタ(21) 、  (22)及び(27) 、 
 (28)の面積の2倍とされる。
(31)は基準の定電流源であって、その一端が接地さ
れ、他端はダイオード接続のpnp)ランジスタ(32
)を介して、電線VCCに接続される。
このトランジスタ(32)とカレントミラー接続された
pnp)ランジスタ(33)と、ダイオード接続のnp
n)ランジスタ(34)とが電源Vccとアースの間に
直列に接続される。このトランジスタ(34)は差動増
幅器(10)のトランジスタ(13)及び(14)とそ
れぞれカレントミラー接続されて、定電流回路が形成さ
れる。
(40)は電流制御回路であって、l対のp rl p
トランジスタ(41)及び(42)の各エミッタが、定
電流源としてのpnp トランジスタ(43)及び(4
4)を介して、電源Vccにそれぞれ接続されると共に
、両エミッタ間に抵抗器(45)が接続される。トラン
ジスタ(41)のベースに、制御端子(5)を介して、
可変制御電源Evが接続され、トランジスタ(42)の
ベースには定電圧源(46)が接続される*pnp)ラ
ンジスタ(41)及び(42)のコレクタが、それぞれ
ダイオード接続のnpnトランジスタ(47)及び(4
8)を介して接地されると共に、次段の増幅器(20)
のトランジスタ(25)及び(26)のベースにそれぞ
れ接続される。トランジスタ(43)及び(44)は、
ダイオード接続のトランジスタ(32)とそれぞれカレ
ントミラー接続される。
かかる構成において、初段差動増幅器(10)のトラン
ジスタ(13)及び(14)は、トランジスタ(33)
及び(34)を介して、トランジスタ(32)と2段の
カレントミラー接続となり、定電流源(31)の基準電
流ioと等しい定電流がトランジスタ(13)及び(1
4)にそれぞれ流れる。
端子(5)から人力される制御信号EVと電圧源(46
)の電圧E4Gが等しいとき、トランジスタ(41)及
び(42)のコレクタ電流は定電流源(31)の基準定
電流と等しく、141=142=Ioとなる。
また、このとき、トランジスタ(47)及び(48)と
それぞれカレントミラーを構成する、次段増幅器(20
)のトランジスタ(26)及び(25)のコレクタ電流
は12g−12s=2toとなる。
制御電圧Evの変化に応じて、電流制御回路(40)の
トランジスタ(41)及び(42)のコレクタ電流14
1及び142は差動的に変化し、増幅器(20)の定電
流源トランジスタ(26)及び(25)のコレクタ電流
12G及びI 25にも同率の変化をもたらす。
増幅器(20)の負荷抵抗器(23)及び(24)の抵
抗値をR23= R24−R2oとし、差動増幅器(1
o)の抵抗器(15)の抵抗値をR15とすれば、人力
端子(1) 、 +21から出力端子(3)、(4)ま
での利得Gは次の+11式のように表わされる。
R151。
なお、トランジスタ対(21) 、  (22)の動作
電流125の変化に伴う出力電圧の直流分の変動は、他
方のトランジスタ対(27) 、  (2B)の動作電
流12Gの逆方向の変化に伴う直流分の変動によって相
殺されて、端子(3)及び(4)の直流レベルは一定に
保たれる。
また、初段差動増幅器(lO)及び電流制御回路(40
)において、トランジスタ(ll) 、  (12)及
び(41) 、、 (42)の各エミッタ間にそれぞれ
抵抗器(15)及び(45)を挿入することにより、各
エミッタを直結した基本的構成に比較して、直線性やダ
イナミックレンジが改善される。
〔発明が解決しようとする課題〕
!@2図のような従来の利得制御増幅器では、前述のよ
うに、初段の差動増幅器(lO)のトランジスタ(13
)及び(14)は、トランジスタ(32)〜(34)と
共に2段のカレントミラーを構成し、定電流源(31)
の基準電流1oと等しい定電流が流れる0次段の増幅器
(20)のトランジスタ(25)及び(26)は、トラ
ンジスタ(32)との間に1ランジスタ(43) 、 
 (47)及び(44) 、  (48)をそれぞれ介
在させて、同様に2段のカレントミラーを構成する。
ところが、この2段のカレントミラーの中間にpnpト
ランジスタ(41)及び(42)が挿入され゛(いるた
め、両トランジスタ(41)及び(42)のhFII等
の特性が増@5(20)のトランジスタ対(21) 、
  (22) 及ヒ(27) 、  (2B) (Dm
作’dim l 2g及び12Gに影響して、端子(1
1,+2)がら端子+31 、14)までの利得Gがば
らつくという問題があった。
トランジスタ(41)及び(42)のhFIIのばらつ
きが、例えば中心値の60から最小値の20までの場合
、利得Gのばらつきが例えば0.4dB程度となり、例
えば0.5dBのl111!度に対して殆ど余裕がなく
なってしまう。
かかる点に鑑み、本発明の目的は、総合利得のばらつき
の小さい安定な利得制御増幅器を提供するところにある
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、ff1l及び第2のトランジスタ(11)及
び(12)並びに第1の定電流源(13A ) 、  
(13B ) 。
(14A) 、  (14B)を含み、入力信号が供給
される第1の差動増幅器(100)と、この第1の差動
増幅器に縦続接続されて、第3及び第4のトランジスタ
(21)及び(22)並びにM2の定電流源(25)を
含み、出力信号が取り出される第2の差動増幅器(20
)と、差動接続された第5及び第6のトランジスタ(4
1)及び(42)の一方のベースに可変制御電圧Eνが
供給されて、互いに差動的に変化する第1及び第2の制
御電流141及び1→2を取り出す電流制御回路(40
)とを備え、第1の定電流源の電流値を第1及び第2の
制御電流の和141 + 142とすると共に、第2の
定電流源の電流値125を上記第1及び第2の制御電流
の一方142と等しくして、第2の差動増幅器の利得を
制御するようにした利得制御増幅器である。
(作用」 かかる構成によれば、電流制御回路のトランジスタの特
性の影響が抑えられて、安定な総合利得が得られる。
〔実施例〕
以下、第1図を参照しながら、本発明による利得制御増
幅器の一実施例について説明する。
本発明の一実施例の構成を第1図に示す。この第1図に
おいて、前出第2図に対応する部分には同一の符号をつ
けて重複説明を省略する。
第1図において、(100)は初段の差動増幅器であっ
て、トランジスタ(11)及び(12)のエミッタがそ
れぞれ1対の定電流源トランジスタ(13^)。
(13B)及び(14A ) 、  (14B )を介
して接地される。トランジスタ(13^)〜(14B)
の面積はそれぞれ!182図の゛トランジスタ(13)
及び(14)の面積の1/2とされ、トランジスタ(1
3A)及び(14B)が、次段増幅器(2o)のトラン
ジスタ(25)と共通に、電流制御回路(4o)のダイ
オード接続のトランジスタ(48)と力L・ントミラー
接続される。同様に、トランジスタ(1311)及び(
14^)が、次段増幅器(20)のトランジスタ(26
)と共通に、電流制御回路(40)のダイオード接続の
トランジスタ(47) と力し・ントミラー接続される
その余の構成は前出第2図と同様である。
本実施例の動作は次のとおりである。
前述のように、制御電圧Evの変化に応じて、電流制御
回路(40)のトランジスタ(41)及び(42)のコ
レクタ電流l→1及び142は差動的に変化する。初段
差動増幅器(100)のトランジスタ(13^)及び(
14B )にはそれぞれ142 / 2の定電流が流れ
、トランジスタ(13B)及び(14A)にはそれぞれ
l 41 / 2の定電流が流れるから、信号が入力さ
れるトランジスタ(11)及び(12)のコレクタ電流
111及びI 12は、次の(2)式に示すように、い
ずれも電流制御回路(40)のトランジスタ(41)及
び(42)のコレクタ電流の平均となり、定電流源(3
1)の基準電流1oと等しくなる。
増@器(100)の利得が固定されると共に、その定電
流源トランジスタ対(13A ) 、  (13B )
及び(14A) 、  (14B)の各定電流が、次段
増幅器(20)の定電流源トランジスタ(25)及び(
26)と同様に、電流制御回路(40)のトランジスタ
(41)及び(42)の特性を反映することになり、前
述のようにhFtsが60から20までばらついても、
利得Gのばらつきを例えば0.1dB以下に抑えること
ができる。
上述のように、本実施例では、利得に対する、電流制御
回路(40)の差動トランジスタ(41)及び(42)
のhrttの影響を抑えることができるが、このhFI
!は温度変化により変動するものであるから、本実施例
においては、温度による変動が抑えられて、利得の安定
度が向上する。
なお、上述の実施例において、初段増幅器(100)及
び電流制御回路(40)は、差動トランジスタ(11)
 、  (12)及び(41) 、  (42)の各エ
ミッタ間に抵抗器(15)及び(45)がそれぞれ接続
されているが、トランジスタ(11) 、  (12)
及び(41)、(42)の各エミッタをそれぞれ直結し
た基本的差動構成であってもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述のように、本発明によれば、2段の差動増幅器
を縦続接続し、可変制御電圧により差動的に変化する1
対の制御電流の一方を用いて後段の差動増幅器の利得を
制御すると共に、初段の差動増幅器の定電流源の電流値
を1対の制御電流の和とするようにしたので、制御電流
を形成する電流制御回路のトランジスタの特性の影響を
抑えて、総合利得の安定度を向上させた利得制御増幅器
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による利得制御増幅器の一実施例の構成
をボす結線図、第2図は従来の利得制御増幅器の構成例
を示す結線図である。 (100) 、  (20)は差動増幅器、(13A)
。 (13B)  ;  (14^)  、  (14B)
  ;  (25)  、  (26)は定電流源トラ
ンジスタ、Evは可変制御電源である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1及び第2のトランジスタ並びに第1の定電流源を含
    み、入力信号が供給される第1の差動増幅器と、 この第1の差動増幅器に縦続接続されて、第3及び第4
    のトランジスタ並びに第2の定電流源を含み、出力信号
    が取り出される第2の差動増幅器と、 差動接続された第5及び第6のトランジスタの一方のベ
    ースに可変制御電圧が供給されて、互いに差動的に変化
    する第1及び第2の制御電流を取り出す電流制御回路と
    を備え、 上記第1の定電流源の電流値を上記第1及び第2の制御
    電流の和とすると共に、 上記第2の定電流源の電流値を上記第1及び第2の制御
    電流の一方と等しくして、上記第2の差動増幅器の利得
    を制御するようにしたことを特徴とする利得制御増幅器
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