JPH05299942A - 電流増幅回路 - Google Patents
電流増幅回路Info
- Publication number
- JPH05299942A JPH05299942A JP4125742A JP12574292A JPH05299942A JP H05299942 A JPH05299942 A JP H05299942A JP 4125742 A JP4125742 A JP 4125742A JP 12574292 A JP12574292 A JP 12574292A JP H05299942 A JPH05299942 A JP H05299942A
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- transistor
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- emitter
- transistors
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 周囲温度の影響を受けることなく高精度に電
流を増幅することができる電流増幅回路を安価に提供す
ること。 【構成】 同一のチップ６上に４つのトランジスタＱ1
〜Ｑ4 を設けると共に、第１のトランジスタＱ1 を、電
流Ｉ1 が入力されるオペアンプ１の帰還回路に設けると
共に、第２のトランジスタＱ2 を、そのエミッタを第１
トランジスタＱ1 のエミッタに接続し、そのベースに可
変電圧電源３を接続した状態で設け、前記ベースに加え
る電圧を適宜変化させることによって感度を変えるよう
にする一方、第３のトランジスタＱ3 でチップ６の温度
を検出し、その温度が所定の温度より低いとき、第４の
トランジスタＱ4 を発熱させるようにして、全てのトラ
ンジスタＱ1 〜Ｑ4 が同一の温度になるようにしてい
る。
流を増幅することができる電流増幅回路を安価に提供す
ること。 【構成】 同一のチップ６上に４つのトランジスタＱ1
〜Ｑ4 を設けると共に、第１のトランジスタＱ1 を、電
流Ｉ1 が入力されるオペアンプ１の帰還回路に設けると
共に、第２のトランジスタＱ2 を、そのエミッタを第１
トランジスタＱ1 のエミッタに接続し、そのベースに可
変電圧電源３を接続した状態で設け、前記ベースに加え
る電圧を適宜変化させることによって感度を変えるよう
にする一方、第３のトランジスタＱ3 でチップ６の温度
を検出し、その温度が所定の温度より低いとき、第４の
トランジスタＱ4 を発熱させるようにして、全てのトラ
ンジスタＱ1 〜Ｑ4 が同一の温度になるようにしてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＦＩＤ（水素炎イオン
化検出器）やＣＬＤ（化学発光検出器）などに使用され
る電流増幅回路に関する。
化検出器）やＣＬＤ（化学発光検出器）などに使用され
る電流増幅回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】前記電流増幅回路は、従来においては、
図２に示すように、微小電流ｉが入力されるオペアンプ
21の帰還回路に、抵抗値が異なる複数の抵抗Ｒ1 〜ＲN
を互いに並列に設けると共に、これらを択一的に選択す
るレンジ切替えスイッチ22を設け、レンジ切替えを行う
ようにしていた。
図２に示すように、微小電流ｉが入力されるオペアンプ
21の帰還回路に、抵抗値が異なる複数の抵抗Ｒ1 〜ＲN
を互いに並列に設けると共に、これらを択一的に選択す
るレンジ切替えスイッチ22を設け、レンジ切替えを行う
ようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の電流増幅回路によれば、微小電流ｉを精度よく増幅
するためには、前記抵抗Ｒ1 〜ＲN として高価で大型の
高抵抗値を有するものを用いる必要があると共に、レン
ジ切替えスイッチ22からの漏れ電流が誤差要因となるた
め、高絶縁性のスイッチが必要である。そのため、この
種の電流増幅回路の小型化およびコストダウンが困難で
あると共に、精度よく増幅することが困難であった。
成の電流増幅回路によれば、微小電流ｉを精度よく増幅
するためには、前記抵抗Ｒ1 〜ＲN として高価で大型の
高抵抗値を有するものを用いる必要があると共に、レン
ジ切替えスイッチ22からの漏れ電流が誤差要因となるた
め、高絶縁性のスイッチが必要である。そのため、この
種の電流増幅回路の小型化およびコストダウンが困難で
あると共に、精度よく増幅することが困難であった。
【０００４】これに対して、図３に示すように構成する
ことが考えられる。すなわち、この図において、１は微
小電流ＩI が入力され、反転アンプとしてのオペアンプ
で、その帰還回路２には第１のトランジスタＱ1 が設け
られている。すなわち、この第１のトランジスタＱ1 の
エミッタはオペアンプ１の出力側に、また、コレクタは
オペアンプ１の微小電流ＩI の入力端に接続されてい
る。Ｑ2 は第２のトランジスタで、そのエミッタが第１
のトランジスタＱ1 のエミッタに接続され、そのベース
にはレンジ切替え用の可変電圧電源３が接続されてお
り、さらに、そのコレクタは電流計４を介して定電圧電
源５に接続されている。
ことが考えられる。すなわち、この図において、１は微
小電流ＩI が入力され、反転アンプとしてのオペアンプ
で、その帰還回路２には第１のトランジスタＱ1 が設け
られている。すなわち、この第１のトランジスタＱ1 の
エミッタはオペアンプ１の出力側に、また、コレクタは
オペアンプ１の微小電流ＩI の入力端に接続されてい
る。Ｑ2 は第２のトランジスタで、そのエミッタが第１
のトランジスタＱ1 のエミッタに接続され、そのベース
にはレンジ切替え用の可変電圧電源３が接続されてお
り、さらに、そのコレクタは電流計４を介して定電圧電
源５に接続されている。
【０００５】このように構成した電流増幅回路において
は、第２のトランジスタＱ2 のベースに印加する電圧を
適宜変えることによって、感度（ＩC2／ＩC1）を変える
ことができる。しかしながら、この電流増幅回路におい
ては、前記感度が周囲温度の影響を受けやすいと云った
問題がある。
は、第２のトランジスタＱ2 のベースに印加する電圧を
適宜変えることによって、感度（ＩC2／ＩC1）を変える
ことができる。しかしながら、この電流増幅回路におい
ては、前記感度が周囲温度の影響を受けやすいと云った
問題がある。
【０００６】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、周囲温度の影響を受
けることなく高精度に電流を増幅することができる電流
増幅回路を安価に提供することにある。
もので、その目的とするところは、周囲温度の影響を受
けることなく高精度に電流を増幅することができる電流
増幅回路を安価に提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る電流増幅回路は、同一のチップ上に４
つのトランジスタを設けると共に、第１のトランジスタ
を、電流が入力されるオペアンプの帰還回路に設けると
共に、第２のトランジスタを、そのエミッタを前記第１
トランジスタのエミッタに接続し、そのベースに可変電
圧電源を接続した状態で設け、前記ベースに加える電圧
を適宜変化させることによって感度を変えるようにする
一方、第３のトランジスタで前記チップの温度を検出
し、その温度が所定の温度より低いとき、第４のトラン
ジスタを発熱させるようにして、全てのトランジスタが
同一の温度になるようにしている。
め、本発明に係る電流増幅回路は、同一のチップ上に４
つのトランジスタを設けると共に、第１のトランジスタ
を、電流が入力されるオペアンプの帰還回路に設けると
共に、第２のトランジスタを、そのエミッタを前記第１
トランジスタのエミッタに接続し、そのベースに可変電
圧電源を接続した状態で設け、前記ベースに加える電圧
を適宜変化させることによって感度を変えるようにする
一方、第３のトランジスタで前記チップの温度を検出
し、その温度が所定の温度より低いとき、第４のトラン
ジスタを発熱させるようにして、全てのトランジスタが
同一の温度になるようにしている。
【０００８】
【作用】上記構成の電流増幅回路においては、第２のト
ランジスタのベースに加える電圧を変化させることによ
って、感度を変えることができる。そして、第３のトラ
ンジスタで、４つのトランジスタを設けたチップの温度
を検出し、その温度が所定の温度より低いとき、第４の
トランジスタを発熱させることにより、全てのトランジ
スタが同一の温度になるので、前記感度は周囲温度によ
らず一定となり、電流増幅を精度よく行うことができ
る。
ランジスタのベースに加える電圧を変化させることによ
って、感度を変えることができる。そして、第３のトラ
ンジスタで、４つのトランジスタを設けたチップの温度
を検出し、その温度が所定の温度より低いとき、第４の
トランジスタを発熱させることにより、全てのトランジ
スタが同一の温度になるので、前記感度は周囲温度によ
らず一定となり、電流増幅を精度よく行うことができ
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明に係る電流増幅回路の一例
を示している。なお、この図において、前記図３に示し
た符号と同一符号は同一物であるので、その詳しい説明
は省略する。
ら説明する。図１は、本発明に係る電流増幅回路の一例
を示している。なお、この図において、前記図３に示し
た符号と同一符号は同一物であるので、その詳しい説明
は省略する。
【００１０】図１に示した電流増幅回路が、前記図３に
示したものと大きく異なる点は、第１、第２のトランジ
スタＱ1 ，Ｑ2 の他に、第３、第４のトランジスタ
Ｑ3 ，Ｑ4 を設けると共に、これら全てのトランジスタ
Ｑ1 〜Ｑ4 を同一のチップ６上に設け、各トランジスタ
Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 のそれぞれを、帰還素子、感度
切替え素子、温度センサ、加熱素子としたことである。
示したものと大きく異なる点は、第１、第２のトランジ
スタＱ1 ，Ｑ2 の他に、第３、第４のトランジスタ
Ｑ3 ，Ｑ4 を設けると共に、これら全てのトランジスタ
Ｑ1 〜Ｑ4 を同一のチップ６上に設け、各トランジスタ
Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 のそれぞれを、帰還素子、感度
切替え素子、温度センサ、加熱素子としたことである。
【００１１】帰還素子としての第１のトランジスタＱ1
および感度切替え素子としての第２のトランジスタＱ2
は、前記図３に示したものと同じであるので、それらの
説明は省略する。温度センサとしての第３のトランジス
タＱ3 は、そのコレクタが抵抗７を介して電源８に接続
されている。そして、そのベースとコレクタとは接続さ
れ、オペアンプからなる比較回路９の一方の入力端子に
接続されている。この比較回路９の他方の入力端子には
基準電圧源10からの基準電圧ＶTOが入力されている。加
熱素子としての第４のトランジスタＱ4 は、そのコレク
タが電源11に接続されると共に、そのベースには抵抗12
を介して比較回路９の出力が入力されるように構成され
ている。
および感度切替え素子としての第２のトランジスタＱ2
は、前記図３に示したものと同じであるので、それらの
説明は省略する。温度センサとしての第３のトランジス
タＱ3 は、そのコレクタが抵抗７を介して電源８に接続
されている。そして、そのベースとコレクタとは接続さ
れ、オペアンプからなる比較回路９の一方の入力端子に
接続されている。この比較回路９の他方の入力端子には
基準電圧源10からの基準電圧ＶTOが入力されている。加
熱素子としての第４のトランジスタＱ4 は、そのコレク
タが電源11に接続されると共に、そのベースには抵抗12
を介して比較回路９の出力が入力されるように構成され
ている。
【００１２】次に、上述のように構成された電流増幅回
路の動作について説明する。オペアンプ１は、反転アン
プとして使用され、第１のトランジスタＱ1 のコレクタ
に入力電流ＩI と等しいコレクタ電流ＩC1が流れるよう
に動作する。このとき、第１のトランジスタＱ1 のベー
ス・エミッタ間電圧ＶBE1 とコレクタ電流ＩC1との間に
は、 ＩC1≒ＩCO1 ・ｅｘｐ（ｅ・ＶBE1 ／ｋ・Ｔ） ……（１） が成り立つ。ここに、ＩCO1 はコレクタ遮断電流、ｅは
電気素量、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。
路の動作について説明する。オペアンプ１は、反転アン
プとして使用され、第１のトランジスタＱ1 のコレクタ
に入力電流ＩI と等しいコレクタ電流ＩC1が流れるよう
に動作する。このとき、第１のトランジスタＱ1 のベー
ス・エミッタ間電圧ＶBE1 とコレクタ電流ＩC1との間に
は、 ＩC1≒ＩCO1 ・ｅｘｐ（ｅ・ＶBE1 ／ｋ・Ｔ） ……（１） が成り立つ。ここに、ＩCO1 はコレクタ遮断電流、ｅは
電気素量、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。
【００１３】一方、第２のトランジスタＱ2 のベース・
エミッタ間電圧ＶBE2 は、前記電圧ＶBE1 にレンジ切替
え電圧ＶB が加えられているので、第２のトランジスタ
Ｑ2のコレクタ電流ＩC2は、 ＩC2＝ＩCO2 ・ｅｘｐ｛ｅ・（ＶBE1 ＋ＶB ）ｅ／ｋ・Ｔ｝ ……（２） が成り立つ。ここに、ＩCO2 はコレクタ遮断電流であ
る。
エミッタ間電圧ＶBE2 は、前記電圧ＶBE1 にレンジ切替
え電圧ＶB が加えられているので、第２のトランジスタ
Ｑ2のコレクタ電流ＩC2は、 ＩC2＝ＩCO2 ・ｅｘｐ｛ｅ・（ＶBE1 ＋ＶB ）ｅ／ｋ・Ｔ｝ ……（２） が成り立つ。ここに、ＩCO2 はコレクタ遮断電流であ
る。
【００１４】前記（１），（２）式より、 ＩC2＝ＩCO2 ／ＩC01 ×ＩC1×ｅｘｐ（ｅ・ＶB ／ｋ・Ｔ） ≒ＩC1・ｅｘｐ（ｅ・ＶB ／ｋ・Ｔ） が得られ、 ＩC2／ＩC1＝ｅｘｐ（ｅ・ＶB ／ｋ・Ｔ） ……（３） となる。
【００１５】従って、ＩC2／ＩC1、すなわち、感度は、
上記（３）式において、ＶB を変化させることにより、
指数関数的に変化させることができる。
上記（３）式において、ＶB を変化させることにより、
指数関数的に変化させることができる。
【００１６】一方、第３のトランジスタＱ3 は、温度セ
ンサとして機能し、その検出信号Ｖ3 は、オペアンプ９
において基準電圧ＶTOと比較され、Ｖ3 ＜ＶTOのとき
は、第４のトランジスタＱ4 のベースに所定の信号が入
力されることにより、この第４のトランジスタＱ4 がオ
ンして発熱する。そして、前記４つのトランジスタＱ1
〜Ｑ4 の全てが同一チップ６上に設けられているので、
前記第４のトランジスタＱ4 の発熱により、これらのト
ランジスタＱ1 〜Ｑ4 は同一温度になるよう制御される
のである。これにより、電流増幅回路の感度ＩC2／ＩC1
は周囲温度によることなく一定となり、周囲温度の影響
を受けることなく高精度に微小電流を増幅することがで
きるのである。
ンサとして機能し、その検出信号Ｖ3 は、オペアンプ９
において基準電圧ＶTOと比較され、Ｖ3 ＜ＶTOのとき
は、第４のトランジスタＱ4 のベースに所定の信号が入
力されることにより、この第４のトランジスタＱ4 がオ
ンして発熱する。そして、前記４つのトランジスタＱ1
〜Ｑ4 の全てが同一チップ６上に設けられているので、
前記第４のトランジスタＱ4 の発熱により、これらのト
ランジスタＱ1 〜Ｑ4 は同一温度になるよう制御される
のである。これにより、電流増幅回路の感度ＩC2／ＩC1
は周囲温度によることなく一定となり、周囲温度の影響
を受けることなく高精度に微小電流を増幅することがで
きるのである。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
周囲温度の影響を受けることなく高精度に電流（特に、
微小な電流）を増幅することができる。そして、高価な
高抵抗や高絶縁スイッチを使用しないので、低廉な電流
増幅回路を得ることができる。また、高抵抗に代えて、
４つのトランジスタを用いるだけであるから、コンパク
トな電流増幅回路を得ることができる。
周囲温度の影響を受けることなく高精度に電流（特に、
微小な電流）を増幅することができる。そして、高価な
高抵抗や高絶縁スイッチを使用しないので、低廉な電流
増幅回路を得ることができる。また、高抵抗に代えて、
４つのトランジスタを用いるだけであるから、コンパク
トな電流増幅回路を得ることができる。
【図１】本発明に係る電流増幅回路の一例を示す図であ
る。
る。
【図２】従来の電流増幅回路の一例を示す図である。
【図３】本発明の段階で考えた電流増幅回路を示す図で
ある。
ある。
１…オペアンプ、３…可変電圧電源、６…チップ、Ｑ1
〜Ｑ4 …トランジスタ、Ｉ1 …入力電流。
〜Ｑ4 …トランジスタ、Ｉ1 …入力電流。
Claims (1)
- 【請求項１】 同一のチップ上に４つのトランジスタを
設けると共に、第１のトランジスタを、電流が入力され
るオペアンプの帰還回路に設けると共に、第２のトラン
ジスタを、そのエミッタを前記第１トランジスタのエミ
ッタに接続し、そのベースに可変電圧電源を接続した状
態で設け、前記ベースに加える電圧を適宜変化させるこ
とによって感度を変えるようにする一方、第３のトラン
ジスタで前記チップの温度を検出し、その温度が所定の
温度より低いとき、第４のトランジスタを発熱させるよ
うにして、全てのトランジスタが同一の温度になるよう
にしたことを特徴とする電流増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125742A JPH05299942A (ja) | 1992-04-18 | 1992-04-18 | 電流増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125742A JPH05299942A (ja) | 1992-04-18 | 1992-04-18 | 電流増幅回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299942A true JPH05299942A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14917673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4125742A Pending JPH05299942A (ja) | 1992-04-18 | 1992-04-18 | 電流増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05299942A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114660215A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-06-24 | 山东科技大学 | 一种气相色谱仪fid检测电路 |
-
1992
- 1992-04-18 JP JP4125742A patent/JPH05299942A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114660215A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-06-24 | 山东科技大学 | 一种气相色谱仪fid检测电路 |
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