Differential amplifier
专利汇可以提供Differential amplifier专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To improve the distortion factor characteristic and the thermal stability by improving the symmetry of pair transistors(TRs) forming the differential TR using a current mirror circuit as a load.
CONSTITUTION: A current feedback TRQ
5 is added to a current mirror circuit having TRsQ
3 , Q
4 and a TRQ
6 whose base in biased at an output point A is connected in cascade between the current mirror circuit and the differential TRs comprising TRsQ
1 , Q
2 . Then the collector-emitter voltage of the pair TRsQ
1 , Q
2 forming the differential TRs is made close to each other to improve the distortion factor characteristic and the thermal stability.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio，下面是Differential amplifier专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は差動増幅器に関し、特にオーディオアンプを構成する差動増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高利得の差動増幅器は、図３に示すように、第１および第２のトランジスタＱ 1およびＱ
2からなる差動トラジスタと、第３および第４のトランジスタＱ 3およびＱ 4からなるカレントミラー回路とを接続して構成されていた。
【０００３】詳細に説明すると、第１および第２のトランジスタＱ 1およびＱ 2はｐｎｐ型トランジスタであり、それらのエミッタは抵抗Ｒ 1を介して正電源Ｖ +に接続されており、ベースには信号が供給される。 第２のトランジスタＱ 2のコレクタから出力が取り出され、負荷抵抗Ｒ Lに接続されている。 第３および第４のトランジスタＱ 3およびＱ 4はｎｐｎ型トランジスタであり、
それらのエミッタは負電源Ｖ -に接続され、またそれらのベースが互いに接続されている。 第３のトランジスタＱ 3のコレクタは第１のトランジスタＱ 1のコレクタに接続され、第４のトランジスタＱ 4のコレクタは第２のトランジスタＱ 2のコレクタに接続されている。 また、
第３のトランジスタＱ 3のコレクタはそれ自身のベースに接続されている。
【０００４】このような構造のため、出力電位が電源電圧の中点に設定された場合、第１乃至第４のトラジスタＱ 1 〜Ｑ 4のコレクタとエミッタの間の電位は、それぞれ、下記の数式１、数式２、数式３、および数式４で表され、非対称な状態になっている。
【０００５】
【数１】
【０００６】
【数２】
【０００７】
【数３】
【０００８】
【数４】
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来の差動増幅器では、電源電圧の利用率を最大にするために、出力の直流電位はアース電位にほぼ等しい値を設定することが多かった。 このため、図３の差動増幅器では、差動トランジスタを構成する第１および第２のトランジスタＱ 1およびＱ 2と、カレントミラー回路を構成する第３および第４のトランジスタＱ 3およびＱ 4のコレクタとエミッタの間の電圧が等しくならないので、差動トラジスタのｈ feのコレクタとエミッタの間の電圧依存性により、対称動作とならない。 このため、信号を動作させた場合、上下の振幅が異なり、歪みを発生させるという問題点があった。
【００１０】また、差動トランジスタを構成しているペアの第１のトランジスタＱ 1と第２のトランジスタＱ 2
の消費電力が異なるため、スイッチをオンにした後に、
出力電位の初期ドリフトが発生し易いという欠点もあった。
【００１１】したがって、本発明の目的は、カレントミラー負荷の差動増幅器の差動トランジスタを構成しているペアのトランジスタの対称性を改善することにより、
歪率と熱安定性を向上させた差動増幅器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述目的を達成するために、本発明による差動増幅器は、差動トランジスタと、
この差動トランジスタに負荷として接続されたカレントミラー回路と、を有する差動増幅器において、カレントミラー回路を電流帰還型とし、差動トランジシタとカレントミラー回路との間に、当該差動増幅器の出力点よりベースバイアスを与えられた差動トランジスタと同一導電型のトランジスタをカスケード接続してなることを特徴とする。
【００１３】
【作用】差動トランジスタを構成するペアのトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧をほぼ等しくして動作させる。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１５】図１に本発明の一実施例による差動増幅器を含むオーディオアンプを示す。
【００１６】図示のオーディオアンプは、本発明に係る差動増幅器１０と、信号入力回路２０と、信号帰還回路３０とを有する。
【００１７】差動増幅器１０は、第５および第６のトランジスタＱ 5およびＱ 6を備えている点を除いて、図３
に示す従来の差動増幅器と同様の構成を有する。 従って、従来のものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付して、説明を簡単にするためにそれらの説明については省略する。
【００１８】第５および第６のトランジスタＱ 5およびＱ 6は、それぞれ、ｎｐｎ型トランジスタおよび、ｐｎ
ｐ型トランジスタである。
【００１９】差動増幅器１０は、第３乃至第５のトランジスタＱ 3 〜Ｑ 5からなる電流帰還型のカレントミラー回路を備えている。 すなわち、第３および第４のトランジスタＱ 3およびＱ 4は、図３に示すカレントミラー回路と同様に、それらのエミッタは負電源Ｖ -に接続され、またそれらのベースが互いに接続されている。 しかしながら、第３のトランジスタＱ 3のコレクタは後述する第６のトランジスタＱ 6を介して第１のトランジスタＱ 1のコレクタに接続され、第４のトランジスタＱ 4のコレクタは第５のトランジスタＱ 5を介して第２のトランジスタＱ 2のコレクタに接続されている。 そして、第３のトランジスタＱ 3のコレクタは、第５のトランジスタＱ 5を介して第３のトランジスタＱ 3のベースに接続されている。 詳細に述べると、第５のトランジスタＱ 5
は、そのコレクタが第２のトランジスタＱ 2のコレクタに接続され、そのエミッタが第４のトランジスタＱ 4のコレクタと第３および第４のトランジスタＱ 3およびＱ
4のベースに接続され、そのベースが第３のトランジスタＱ 3のコレクタに接続されている。
【００２０】また、差動増幅器１０は、差動トランジスタを構成する第１のトランジスタＱ 1とカレントミラー回路との間に接続され、出力点Ａでベース電位を与えるための第６のトランジスタＱ 6を有する。 すなわち、第６のトランジスタＱ 6は、そのエミッタが第１のトランジスタＱ 1のコレクタに接続され、そのベースが出力点Ａに接続され、そのコレクタが第３のトランジスタＱ 3
のコレクタに接続されている。
【００２１】このような構成により、第１乃至第４のトラジスタＱ 1 〜Ｑ 4のコレクタとエミッタの間の電圧の対称性が、それぞれ、下記の数式５、数式６、数式７、
および数式８で表されるように、改善され、歪率を従来の回路の１／２〜１／３に低減できる。
【００２２】
【数５】
【００２３】
【数６】
【００２４】
【数７】
【００２５】
【数８】
【００２６】また、差動増幅器１０がバランスのとれた状態にある無信号中点電圧についても、差動トランジスタおよびカレントミラー回路を構成するペアのトランジスタの消費電力がほぼ等しくなるので、初期ドリフトも低減できる。
【００２７】信号入力回路２０は、第７および第８のトランジスタＱ 7およびＱ 8と、第２乃至第５の抵抗Ｒ 2 、Ｒ 3 、Ｒ 4 、およびＲ 5と、コンデンサＣ 1とを有する。 第７および第８のトランジスタＱ 7およびＱ 8
はｎｐｎ型トランジスタである。 第７のトランジスタＱ
7のコレクタは第２の抵抗Ｒ 2を介して正電源Ｖ +に接続されると共に、第２のトランジスタＱ 2のベースに接続されている。 第８のトランジスタＱ 8のコレクタは第３の抵抗Ｒ 3を介して正電源Ｖ +に接続されると共に、
第１のトランジスタＱ 1のベースに接続されている。 第７および第８のトランジスタＱ 7およびＱ 8のエミッタは第５の抵抗Ｒ 5を介して負電源Ｖ -に接続されている。 第７のトランジスタＱ 7のベースはコンデンサＣ 1
を介して入力端子ＩＮに接続されると共に、第４の抵抗Ｒ 4を介して接地されている。 第８のトランジスタＱ 8
のベースは後述する信号帰還回路３０を介して出力端子ＯＵＴに接続されている。
【００２８】信号帰還回路３０は第６および第７の抵抗Ｒ 6およびＲ 7と第２のコンデンサＣ 2とを有する。 第６の抵抗Ｒ 6は、その一端が出力端子ＯＵＴに接続され、他端が第８のトランジスタＱ 8のベースに接続さている。 第７の抵抗Ｒ 7は、その一端が第８のトランジスタＱ 8のベースに接続され、他端が第２のコンデンサＣ
2を介して接地されている。
【００２９】図２に本発明の他の実施例による差動増幅器を含むオーディオアンプを示す。 図示のオーディオアンプは、出力バッファ回路４０を有し、差動増幅器が以下に述べるように変形されている点を除いて、図１に示すオーディオアンプと同様の構成を有する。 従って、差動増幅器を１０ａで図示してある。 また、従来のものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付して、
説明を簡単にするためにそれらの説明については省略する。
【００３０】差動増幅器１０ａは、第１および第２のダイオードＤ 1およびＤ 2を有している点を除いて、図１
の差動増幅器１０と同様の構成を有する。 第１および第２のダイオードＤ 1およびＤ 2は、第２のトランジスタＱ 2のコレクタと第５のトランジスタＱ 5のコレクタとの間に直列に接続されている。 詳細に述べると、第１のダイオードＤ 1は、そのアノードが出力点Ａ、すなわち、第２のトランジスタＱ 2のコレクタと第６のトランジスタＱ 6のベースに接続され、そのカソードが第２のダイオードＤ 2のアノードに接続されている。 第２のダイオードＤ 2のカソードは第５のトランジスタＱ 5のコレクタに接続されている。
【００３１】出力バッファ回路４０は第９および第１０
のトランジスタＱ 9およびＱ 10を有する。 第９および第１０のトランジスタＱ 9およびＱ 10は、それぞれ、ｎｐ
ｎ型トランジスタおよびｐｎｐ型トランジスタである。
第９のトランジスタＱ 9は、そのコレクタが正電源Ｖ +
に接続され、そのベースが出力点Ａに接続され、そのエミッタが出力端子ＯＵＴと第１０のトランジスタＱ 10のエミッタに接続されている。 第１０のトランジスタＱ 10
は、そのベースが第５のトランジスタＱ 5のコレクタに接続され、そのコレクタが負電源Ｖ -に接続されている。
【００３２】この図２に示した差動増幅器１０ａは図１
に示した差動増幅器１０と同じ効果を有する。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明による差動増幅器は、差動トランジスタとカレントミラー回路との間にカスケード接続されたトランジスタを追加し、カレントミラー回路を電流帰還型としたので、差動増幅器の非対称な状態を改善でき、差動増幅器の歪率特性と初期ドリフトを改善することができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例による差動増幅器を含むオーディオアンプを示す回路図である。
【図２】本発明の他の実施例による差動増幅器を含むオーディオアンプを示す回路図である。
【図３】従来の差動増幅器を示す回路図である。
１０、１０ａ 差動増幅器 ２０ 信号入力回路 ３０ 信号帰還回路 ４０ 出力バッファ回路 Ｑ 1 、Ｑ 2差動トランジスタを構成するペアのトランジスタ Ｑ 3 、Ｑ 4 、Ｑ 5電流帰還型カレントミラー回路を構成するトランジスタ Ｑ 6差動トランジスタとカレントミラー回路との間に付加したトランジスタ Ａ 差動増幅器の出力点 Ｒ L負荷抵抗 Ｖ +正電源 Ｖ -負電源
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