JPH10335951A - 差動増幅器 - Google Patents
差動増幅器Info
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- JPH10335951A JPH10335951A JP14121497A JP14121497A JPH10335951A JP H10335951 A JPH10335951 A JP H10335951A JP 14121497 A JP14121497 A JP 14121497A JP 14121497 A JP14121497 A JP 14121497A JP H10335951 A JPH10335951 A JP H10335951A
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Abstract
接続される第1の差動回路と、一方の出力が正電圧源に
それぞれ接続される第2及び第3の差動回路と、第1の
差動回路の一方の出力及び第2の差動回路の他方の出力
が接続され、また、第1の差動回路及び第3の差動回路
の他方の出力が接続される負荷抵抗と、この負荷抵抗に
接続されるカスコード回路と、このカスコード回路の出
力がそれぞれ接続される2つの定電流源と、カスコード
回路の出力がそれぞれ接続され出力電圧を出力すると共
に第2及び第3の差動回路の一方の入力端子に接続され
る2つのバッファ回路と、第2及び第3の差動回路の他
方の入力端子に接続される第1の電圧源と、カスコード
回路にバイアス電圧を印加する第2の電圧源とを設け
る。
Description
し、特に線形性が高く、コモンモード電圧が安定した差
動増幅器に関する。
に用いられ差動入力される被測定信号のコモンモード電
圧を調整しながら被測定信号を増幅して出力するもので
ある。
示す回路図であり、図3において1,2,8,9,1
0,11,12,13,26,27,31及び32はト
ランジスタ、3,4,6,7,14,15,16,1
7,24,25,29及び30は抵抗、5,20,2
1,22,23及び28は定電流源、18及び19はバ
ッファ回路、33は容量、100及び101は入力電
圧、102及び103は出力電圧である。また、24〜
33は演算増幅器50を構成している。
1及び2のベースに接続され、トランジスタ1及び2の
エミッタは抵抗3及び4の一端に接続され、抵抗3の他
端は抵抗4の他端及び定電流源5の一端に接続される。
端、トランジスタ8のエミッタ及びトランジスタ10の
コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタ2のコレク
タは抵抗7の一端、トランジスタ9のエミッタ及びトラ
ンジスタ13のコレクタにそれぞれ接続される。
18の入力端子及び定電流源20の一端に接続され、ト
ランジスタ9のコレクタはバッファ回路19の入力端子
及び定電流源23の一端に接続される。
抗14及び15の一端に接続され、抵抗14の他端は抵
抗15の他端及び定電流源21の一端に接続される。
タは抵抗16及び17の一端に接続され、抵抗16の他
端は抵抗17の他端及び定電流願22の一端に接続され
る。
03を出力すると共にトランジスタ10のベース及び抵
抗25の一端に接続され、バッファ回路19の出力端子
は出力電圧102を出力すると共にトランジスタ13の
ベース及び抵抗24の一端に接続される。
ンジスタ26のベースに接続され、トランジスタ26の
エミッタはトランジスタ27のエミッタ及び定電流源2
8の一端に接続される。
タ31及び32のベースとトランジスタ31のコレクタ
に接続され、トランジスタ27のコレクタはトランジス
タ8及び9のベース、トランジスタ32のコレクタと容
量33の一端に接続される。
タは抵抗29及び30の一端に接続される。
とトランジスタ11及び12のコレクタは正電圧源に接
続され、定電流源5,20,21,22,23及び28
の他端は負電圧源に接続され、トランジスタ11,12
及び27のベースと容量33の他端は接地される。
る。トランジスタ1,2,10,11,12及び13、
トランジスタ26及び27、トランジスタ31及び32
はそれぞれ同じサイズのNPNトランジスタであり、ト
ランジスタ8及び9は同じサイズのPNPトランジスタ
である。
抵抗値、抵抗6及び7の抵抗値、抵抗24及び25の抵
抗値、抵抗29及び30の抵抗値はそれぞれ同じ値であ
る。
流を”I1”、定電流源20及び23の出力電流を”I
0”とし、 I1=I0×2 (1) なる関係を満たすものとする。
増幅器50から印加されるバイアス電圧”Vbias”
であり、このため、トランジスタ8及び9のエミッタ電
圧”Ve8”及び”Ve9”はトランジスタ8及び9の
ベース−エミッタ間電圧を”Vbe”とすれば、 Ve8=Ve9=Vbias+Vbe (2) となる。
じになるので”Vbias”や抵抗6及び7の抵抗値を
適宜設定して、抵抗6及び7に流れる電流値”I6”及
び”I7”が I6=I7=3×I0 (3) となるようにする。
レクタ電流を”Ic1”、”Ic8”及び”Ic10”
とすると、 となる。
20の出力電流そのものであるので上記条件から、 Ic8=I0 (5) となり、式(4)は、 Ic1+I0+Ic10=3×I0 Ic1+Ic10=2×I0 (6) となる。
11”とすれば、 Ic10+Ic11=I1=2×I0 (7) となる。
クタ電流を”Ic2”及び”Ic12”とすると、 Ic2=Ic12 (9) となる。
を”Ic13”とすれば、 Ic12+Ic13=I1=2×I0 (10) であり、式(9)及び式(10)から Ic2+Ic13=2×I0 (11) となる。
入力電圧100及び101が印加されるとトランジスタ
8及び10とバッファ回路18から構成される負帰還回
路とトランジスタ9及び13とバッファ回路19から構
成される負帰還回路とにより、トランジスタ1,11及
び13のコレクタ電流が同一になり、また、トランジス
タ2,10及び12のコレクタ電流が同一になる。
ス間とトランジスタ12及び13のベース間には入力電
圧100及び101の電位差”Vin”が現れ、尚且
つ、トランジスタ11及び12のベース同士が接続され
ていることからトランジスタ10及び13のベース間に
は前記電位差”Vin”の2倍の電圧が出力されること
になる。
スは接地されているので、出力電圧102には”+Vi
n”が、出力電圧103には”−Vin”がそれぞれ出
力されることになる。
2倍にして出力する差動増幅器として動作することにな
る。
を決めるフィードバックループとして動作する。出力電
圧102及び103は直列接続された抵抗24及び25
に接続されているので、図3中”イ”に示す点にコモン
モード電圧が現れることになる。
のベースに印加され、トランジスタ27のベースは接地
されていることから、演算増幅器50はコモンモード電
圧が”0V”になるようにトランジスタ8及び9のベー
スに印加されるバイアス電圧を調整する。
2倍にすると共にコモンモード電圧を”0V”に調整す
る差動増幅器として動作する。
電圧の安定化のために演算増幅器50を用いることによ
りフィードバックループの利得が大きくなってしまい、
容量33のような大容量の位相補償容量が必要となりレ
スポンスが遅れて線形性が低下すると言った問題点があ
った。従って本発明が解決しようとする課題は、線形性
が高い差動増幅器を実現することにある。
るために、本発明の第1では、差動増幅器において、2
つの入力電圧が接続される第1の差動回路と、一方の出
力が正電圧源にそれぞれ接続される第2及び第3の差動
回路と、前記第1の差動回路の一方の出力及び前記第2
の差動回路の他方の出力が接続され、また、前記第1の
差動回路及び前記第3の差動回路の他方の出力が接続さ
れる負荷抵抗と、この負荷抵抗に接続されるカスコード
回路と、このカスコード回路の出力がそれぞれ接続され
る2つの定電流源と、前記カスコード回路の出力がそれ
ぞれ接続され出力電圧を出力すると共に前記第2及び第
3の差動回路の一方の入力端子に接続される2つのバッ
ファ回路と、前記第2及び第3の差動回路の他方の入力
端子に接続される第1の電圧源と、前記カスコード回路
にバイアス電圧を印加する第2の電圧源とを備えたこと
を特徴とするものでる。
の第2では、差動増幅器において、2つの入力電圧が接
続される第1の差動回路と、前記第1の差動回路及び第
2の差動回路の一方の出力が接続され、また、前記第1
の差動回路の他方の出力及び第3の差動回路の一方の出
力が接続される負荷抵抗と、この負荷抵抗に接続される
カスコード回路と、このカスコード回路の出力がそれぞ
れ接続される2つの定電流源と、前記カスコード回路の
出力がそれぞれ接続され出力電圧を出力すると共に前記
第2及び第3の差動回路の一方の入力端子に接続される
2つのバッファ回路と、前記第2及び第3の差動回路の
他方の入力端子に接続される第1の電圧源と、前記第2
及び第3の差動回路の他方の出力が接続され前記カスコ
ード回路にバイアス電圧を印加する電流調整手段とを備
えたことを特徴とするものである。
の第3では、本発明の第1及び第2において、前記第1
の電圧源として可変電圧源を用いることを特徴とするも
のである。
の第4では、本発明の第2において、前記第2及び第3
の差動回路の他方の出力がダイオード接続された2つの
トランジスタに接続され、この2つのトランジスタのベ
ース電圧を前記カスコード回路に印加する前記電流調整
手段を用いることを特徴とするものである。
説明する。図1は本発明に係る差動増幅器の一実施例を
示す構成回路図である。
は図3と同一符号を付してあり、34は可変電圧源、3
5は電圧源,102a及び103aは出力電圧である。
は負荷抵抗52を、8及び9はカスコード回路53を、
10,11,14,15及び21は差動回路54を、1
2,13,16,17及び22は差動回路55をそれぞ
れ構成している。
1及び2のベースに接続され、トランジスタ1及び2の
エミッタは抵抗3及び4の一端に接続され、抵抗3の他
端は抵抗4の他端及び定電流源5の一端に接続される。
端、トランジスタ8のエミッタ及びトランジスタ10の
コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタ2のコレク
タは抵抗7の一端、トランジスタ9のエミッタ及びトラ
ンジスタ13のコレクタにそれぞれ接続される。
18の入力端子及び定電流源20の一端に接続され、ト
ランジスタ9のコレクタはバッファ回路19の入力端子
及び定電流源23の一端に接続される。
抗14及び15の一端に接続され、抵抗14の他端は抵
抗15の他端及び定電流源21の一端に接続される。
タは抵抗16及び17の一端に接続され、抵抗16の他
端は抵抗17の他端及び定電流願22の一端に接続され
る。
03aを出力すると共にトランジスタ10のベースに接
続され、バッファ回路19の出力端子は出力電圧102
aを出力すると共にトランジスタ13のベースに接続さ
れる。
タ11及び12のベースに接続され、電圧源35の一端
はトランジスタ8及び9のべースに接続される。
タ11及び12のコレクタは正電圧源に接続され、定電
流源5,20,21,22及び23の他端は負電圧源に
接続され、可変電圧源34及び電圧源35の他端は接地
される。
る。電圧源35から印加されるバイアス電圧は入力電圧
100及び101が”0V”の時に、トランジスタ1,
2,10,11,12及び13のコレクタ電流が同じに
なるように設定される。
100及び101がトランジスタ1及び2のベースに印
加されると図3に示す従来例と同様にトランジスタ10
及び11のベース間とトランジスタ12及び13のベー
ス間には入力電圧100及び101の電位差”Vin”
が現れる。
接続されていることからトランジスタ10及び13のベ
ース間には前記電位差”Vin”の2倍の電圧が出力さ
れることになる。
には可変電圧源34の出力電圧”Vcom”が接続され
ているので、出力電圧102aには”+Vin+Vco
m”が、出力電圧103aには”−Vin+Vcom”
がそれぞれ出力されることになる。
することによりコモンモード電圧を調整することが可能
になる。
0を用いていないので、フィードバックループでの利得
が下がり高速応答が可能になるので、広帯域で線形性が
改善される。
電圧を固定し、差動回路54及び55の接続点に電圧を
調整することにより、広帯域で線形性が高い差動増幅器
が実現できる。
性や温度変化等に起因してコモンモード電圧が変動して
しまう。
係る差動増幅器の他の実施例を示す構成回路図である。
5,100及び101は図1と同一符号を付してあり、
36は抵抗、37及び38はトランジスタ,102b及
び103bは出力電圧である。また、36〜38は電流
調整手段56を構成する。
ぼ同様であり、異なる点はトランジスタ8及び9のベー
スがトランジスタ37及び38のベース、トランジスタ
11,12,37及び38のコレクタに接続され、トラ
ンジスタ37及び38のエミッタが抵抗36を介して正
電圧源に接続される点である。
る。但し、差動増幅等の基本動作は図1に示す実施例と
同一なので説明を省略する。
ランジスタ37及び38のコレクタ電流がそれぞれ”I
0”となるように抵抗6,7及び36の抵抗値を設定す
る。
のように、抵抗36の電流値が”2×I0”となるよう
にすれば良いので、抵抗6,7及び36の抵抗値をそれ
ぞれ”R6”,”R7”及び”R36”とすれば、 R36:R6=R36:R7=3:2 (17) なる関係を満足させれば良い。
11及び12のコレクタ電流がダイオード接続されたト
ランジスタ37及び38に接続され、トランジスタ37
及び38のベース電圧をトランジスタ8及び9のベース
に印加している。
電流は定電流源20及び22の出力電流に固定されてい
るのでトランジスタ8及び9のベース電圧変化に起因す
る抵抗6及び7に流れる電流の変化分はトランジスタ1
0及び13のコレクタ電流の変化として現れる。
タ電流の和が変化するとトランジスタ10及び13のコ
レクタ電流の和が変化する。言い換えれば、トランジス
タ11及び12のコレクタ電流の和によりトランジスタ
10及び13のコレクタ電流の和を制御することにな
る。
宜設定すればトランジスタ11及び12のコレクタ電流
の和とトランジスタ10及び13のコレクタ電流の和を
同じにすることができる。
してコモンモード電圧が変動しトランジスタ11及び1
2のコレクタ電流の和が変動しても、それに同期してト
ランジスタ10及び13のコレクタ電流の和も変動する
のでコモンモード電圧の変化が相殺される。
する一方のトランジスタのコレクタ電流の和をダイオー
ド接続された2つのトランジスタに接続し、この2つの
トランジスタのベース電圧をカスコード回路53に印加
する電流調整手段56を設けることにより、素子の非線
形性や温度変化等に起因するコモンモード電圧変動を相
殺でき、広帯域でコモンモード電圧の安定化が図れる。
ド電圧の調整のために可変電圧源34を用いているが、
通常の電圧源であっても接地であっても構わない。
本発明によれば次のような効果がある。カスコード回路
のバイアス電圧を固定し、2つの差動回路の接続点に電
圧を調整することにより、広帯域で線形性が高い差動増
幅器が実現できる。
一方のトランジスタのコレクタ電流の和をダイオード接
続された2つのトランジスタに接続し、この2つのトラ
ンジスタのベース電圧をカスコード回路に印加する電流
調整手段を設けることにより、素子の非線形性や温度変
化等に起因するコモンモード電圧変動を相殺でき、広帯
域でコモンモード電圧の安定化が図れる。
回路図である。
成回路図である。
7,31,32,37,38 トランジスタ 3,4,6,7,14,15,16,17,24,2
5,29,30,36抵抗 5,20,21,22,23,28 定電流源 18,19 バッファ回路 33 容量 34 可変電圧源 35 電圧源 50 演算増幅器 51,54,55 差動回路 52 負荷抵抗 53 カスコード回路 56 電流調整手段 100,101 入力電圧 102,102a,102b,103,103a,10
3b 出力電圧
Claims (4)
- 【請求項1】差動増幅器において、 2つの入力電圧が接続される第1の差動回路と、 一方の出力が正電圧源にそれぞれ接続される第2及び第
3の差動回路と、 前記第1の差動回路の一方の出力及び前記第2の差動回
路の他方の出力が接続され、また、前記第1の差動回路
及び前記第3の差動回路の他方の出力が接続される負荷
抵抗と、 この負荷抵抗に接続されるカスコード回路と、 このカスコード回路の出力がそれぞれ接続される2つの
定電流源と、 前記カスコード回路の出力がそれぞれ接続され出力電圧
を出力すると共に前記第2及び第3の差動回路の一方の
入力端子に接続される2つのバッファ回路と、 前記第2及び第3の差動回路の他方の入力端子に接続さ
れる第1の電圧源と、 前記カスコード回路にバイアス電圧を印加する第2の電
圧源とを備えたことを特徴とする差動増幅器。 - 【請求項2】差動増幅器において、 2つの入力電圧が接続される第1の差動回路と、 前記第1の差動回路及び第2の差動回路の一方の出力が
接続され、また、前記第1の差動回路の他方の出力及び
第3の差動回路の一方の出力が接続される負荷抵抗と、 この負荷抵抗に接続されるカスコード回路と、 このカスコード回路の出力がそれぞれ接続される2つの
定電流源と、 前記カスコード回路の出力がそれぞれ接続され出力電圧
を出力すると共に前記第2及び第3の差動回路の一方の
入力端子に接続される2つのバッファ回路と、 前記第2及び第3の差動回路の他方の入力端子に接続さ
れる第1の電圧源と、 前記第2及び第3の差動回路の他方の出力が接続され前
記カスコード回路にバイアス電圧を印加する電流調整手
段とを備えたことを特徴とする差動増幅器。 - 【請求項3】前記第1の電圧源として可変電圧源を用い
ることを特徴とする特許請求の範囲請求項1及び請求項
2記載の差動増幅器。 - 【請求項4】前記第2及び第3の差動回路の他方の出力
がダイオード接続された2つのトランジスタに接続さ
れ、この2つのトランジスタのベース電圧を前記カスコ
ード回路に印加する前記電流調整手段を用いることを特
徴とする特許請求の範囲請求項2記載の差動増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14121497A JP3430415B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 差動増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14121497A JP3430415B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 差動増幅器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10335951A true JPH10335951A (ja) | 1998-12-18 |
JP3430415B2 JP3430415B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=15286803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14121497A Expired - Fee Related JP3430415B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 差動増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3430415B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008182611A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-07 | Yokogawa Electric Corp | 差動増幅回路 |
EP3051587A1 (en) * | 2000-09-15 | 2016-08-03 | Qualcomm Incorporated | Cmos transceiver having an integrated power amplifier |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102104367A (zh) * | 2011-03-04 | 2011-06-22 | 中兴通讯股份有限公司 | 可变增益放大器 |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP14121497A patent/JP3430415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3051587A1 (en) * | 2000-09-15 | 2016-08-03 | Qualcomm Incorporated | Cmos transceiver having an integrated power amplifier |
JP2008182611A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-07 | Yokogawa Electric Corp | 差動増幅回路 |
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JP3430415B2 (ja) | 2003-07-28 |
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