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JP2809647B2 - Differential amplifier - Google Patents
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JP2809647B2 - Differential amplifier - Google Patents

Differential amplifier

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JP2809647B2
JP2809647B2 JP22931788A JP22931788A JP2809647B2 JP 2809647 B2 JP2809647 B2 JP 2809647B2 JP 22931788 A JP22931788 A JP 22931788A JP 22931788 A JP22931788 A JP 22931788A JP 2809647 B2 JP2809647 B2 JP 2809647B2
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transistors
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control voltage
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明宏 村山
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は差動増幅器に関し、特に、B級アンプ又は電
圧制御発振器の制御用電流源等に好適の差動増幅器に関
する。
The present invention relates to a differential amplifier, and more particularly, to a differential amplifier suitable for a class B amplifier or a current source for controlling a voltage controlled oscillator.

(従来の技術) 第2図は一般の電圧制御発振器(以下、VCOという)
の構成を示すブロック図である。
(Prior Art) FIG. 2 shows a general voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as VCO).
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG.

発振器1の入力端子2には水晶振動子等の周波数選択
素子3が接続されている。発振器1は周波数選択素子3
に基づいた周波数で発振し、その発振信号の信号は90
度移相器4及びベクトル合成器5に出力される。90度移
相器4は入力した信号を90度移相した信号を発生
し、ベクトル合成器5に出力する。ベクトル合成器5に
は制御電圧が導入され、ベクトル合成器5はこの制御電
圧に基づいて信号の振幅を調整し、この信号と発振
器1の発振信号を加算して発振器1に帰還させる。従
って、この帰還信号の位相は制御電圧に基づいて変化す
ることになる。周波数選択素子3の位相特性により、発
振器1の発振周波数は帰還信号と信号との位相差を打
消すように変化する。このように、VCOにおいては制御
電圧により発振器1の発振周波数が制御される。
A frequency selection element 3 such as a quartz oscillator is connected to an input terminal 2 of the oscillator 1. The oscillator 1 is a frequency selection element 3
Oscillates at a frequency based on
It is output to the phase shifter 4 and the vector synthesizer 5. The 90-degree phase shifter 4 generates a signal obtained by shifting the input signal by 90 degrees, and outputs the signal to the vector synthesizer 5. A control voltage is introduced into the vector synthesizer 5, the vector synthesizer 5 adjusts the amplitude of the signal based on the control voltage, adds the signal to the oscillation signal of the oscillator 1, and feeds back the signal to the oscillator 1. Therefore, the phase of the feedback signal changes based on the control voltage. Due to the phase characteristics of the frequency selection element 3, the oscillation frequency of the oscillator 1 changes so as to cancel the phase difference between the feedback signal and the signal. Thus, in the VCO, the oscillation frequency of the oscillator 1 is controlled by the control voltage.

第3図はベクトル合成器5の具体的な構成を示す回路
図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of the vector synthesizer 5.

トランジスタQ1,Q2は差動増幅回路を構成しており、
トランジスタQ1のベースには発振器1からの信号を導
入する。共通接続されたトランジスタQ1,Q2のエミッタ
は電流源8を介して基準電位点に接続し、トランジスタ
Q2のベースにはバイアスが供給する。トランジスタQ1の
コレクタは電源端子6に接続し、トランジスタQ2のコレ
クタは出力端子7に接続する。出力端子7と電源端子6
との間には負荷抵抗RLを接続し、信号はトランジス
タQ1,Q2で増幅されて出力端子7に導出される。
Transistors Q1 and Q2 constitute a differential amplifier circuit,
A signal from the oscillator 1 is introduced into the base of the transistor Q1. The emitters of the commonly connected transistors Q1 and Q2 are connected to a reference potential point via a current source 8,
A bias is supplied to the base of Q2. The collector of the transistor Q1 is connected to the power supply terminal 6, and the collector of the transistor Q2 is connected to the output terminal 7. Output terminal 7 and power terminal 6
, A load resistor RL is connected between them, and the signal is amplified by the transistors Q1 and Q2 and led out to the output terminal 7.

一方、差動増幅回路を構成するトランジスタQ3乃至Q6
は信号を増幅するためのものである。差動対をなすト
ランジスタQ3,Q4のエミッタは共通接続し、電流源9を
介して基準電位点に接続する。トランジスタQ3のコレク
タは電源端子6に接続し、ベースにはバイアスを供給し
ている。トランジスタQ4のベースには信号を導入し、
コレクタには出力端子7に接続している。トランジスタ
Q4のコレクタからは電流源9の電流I1に基づいたレベル
でそのベースに入力した信号の逆相信号を導出するこ
とができる。
On the other hand, transistors Q3 to Q6 forming a differential amplifier circuit
Is for amplifying the signal. The emitters of the transistors Q3 and Q4 forming a differential pair are commonly connected, and are connected via a current source 9 to a reference potential point. The collector of the transistor Q3 is connected to the power supply terminal 6, and a bias is supplied to the base. Introduce a signal to the base of transistor Q4,
The collector is connected to the output terminal 7. Transistor
From the collector of Q4, it is possible to derive a reverse phase signal of the signal input to the base at a level based on the current I1 of the current source 9.

また、共通接続された差動対をなすトランジスタQ5,Q
6のエミッタは電流源10を介して基準電位点に接続し、
トランジスタQ5のベースには信号を導入し、コレクタ
は電源端子6に接続している。トランジスタQ6のベース
にはバイアスを供給し、コレクタは出力端子7に接続し
ている。トランジスタQ6のコレクタからは電流源10の電
流I2に基づいたレベルで信号の同相の信号が出力端子
7に導出されることになる。このように、トランジスタ
Q2,Q4,Q6のコレクタに夫々現れる信号並びに逆相及び
同相の信号は出力端子7から合成した信号が導出でき
る。
Also, transistors Q5 and Q5 forming a differential pair connected in common
The emitter of 6 is connected to the reference potential point via the current source 10,
A signal is introduced to the base of the transistor Q5, and the collector is connected to the power supply terminal 6. A bias is supplied to the base of the transistor Q6, and the collector is connected to the output terminal 7. A signal having the same phase as that of the signal at the level based on the current I2 of the current source 10 is led out to the output terminal 7 from the collector of the transistor Q6. Thus, the transistor
The signals appearing at the collectors of Q2, Q4, and Q6, and the signals having the opposite phase and the same phase can be derived from the output terminal 7.

電流源9,10の電流I1,I2は制御電圧に基づいて変化す
るようになっている。例えば、電流I1と電流I2とが等し
いとすると、トランジスタQ4,Q6のコレクタに夫々現れ
る逆相及び同相の信号が打消し合い、出力端子7には
信号が現れる。この場合、第2図に示す発振器1への
帰還信号は信号となり、発振器1の発振周波数は変化
しないことになる。電流I1,I2のうち、電流I1のみが流
れるとする。この場合は、トランジスタQ4のコレクタに
信号の逆相信号が現れ、出力端子7には信号と逆相
の信号とが合成されて現れる。この合成信号は、電流
I1のレベルが変化して信号の振幅が変化することによ
り、その位相が変化する。このように、制御電圧に基づ
いて電流源9,10の電流I1,I2を変化させることにより、
発振器1に帰還される帰還信号の位相を変化させること
ができる。
The currents I1, I2 of the current sources 9, 10 change on the basis of the control voltage. For example, assuming that the current I1 and the current I2 are equal, the opposite-phase and in-phase signals appearing at the collectors of the transistors Q4 and Q6 cancel each other, and a signal appears at the output terminal 7. In this case, the feedback signal to the oscillator 1 shown in FIG. 2 becomes a signal, and the oscillation frequency of the oscillator 1 does not change. It is assumed that only the current I1 flows among the currents I1 and I2. In this case, an inverted signal of the signal appears at the collector of the transistor Q4, and the signal and the inverted signal appear at the output terminal 7. This composite signal is
When the level of I1 changes and the amplitude of the signal changes, the phase changes. As described above, by changing the currents I1 and I2 of the current sources 9 and 10 based on the control voltage,
The phase of the feedback signal fed back to the oscillator 1 can be changed.

一般に、制御電圧が0である場合、VCOはフリーラン
周波数で動作するようになっている。従って、制御電圧
が0では、電流I1,I2が等しくなるように設定してあ
る。フリーラン周波数のドリフトを低減するために、制
御電圧が0の場合には、電流I1,I2が0となる電流源を
採用する。
Generally, when the control voltage is 0, the VCO operates at the free-run frequency. Therefore, when the control voltage is 0, the currents I1 and I2 are set to be equal. In order to reduce the drift of the free-run frequency, a current source in which the currents I1 and I2 become 0 when the control voltage is 0 is adopted.

第4図はこのような電流源を構成する従来の差動増幅
器を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional differential amplifier constituting such a current source.

差動増幅回路を構成するトランジスタQ7乃至Q10のエ
ミッタは共通接続されバイアス電流源Iを介して電源端
子11に接続する。トランジスタQ7,Q8のベースには制御
電圧入力端子12から制御電圧Viと同じ極性の制御電圧Vi
+を導入し、トランジスタQ9,Q10のベースには制御電圧
入力端子13から制御電圧Viとは逆極性の制御電圧Vi-
導入する。
The emitters of the transistors Q7 to Q10 constituting the differential amplifier circuit are commonly connected and connected to the power supply terminal 11 via the bias current source I. The control voltage Vi having the same polarity as the control voltage Vi is applied to the bases of the transistors Q7 and Q8 from the control voltage input terminal 12.
+ , And a control voltage Vi having a polarity opposite to that of the control voltage Vi is introduced from the control voltage input terminal 13 to the bases of the transistors Q9 and Q10.

トランジスタQ7のコレクタ電流は、トランジスタQ11
のコレクタ・エミッタ路及び抵抗R1を介して基準電位点
に流れるか、又は、ダイオードD1及び抵抗R2を介して基
準電位点に流れる。トランジスタQ9のコレクタ電流はダ
イオードD2及び抵抗R3を介して基準電位点に流れる。ト
ランジスタQ11,ダイオードD2及び抵抗R1,R3はカレント
ミラー回路を構成している。従って、トランジスタQ7,Q
9のコレクタ電流の差分がダイオードD1に流れる。マル
チエミッタトランジスタQ12はダイオードD1とによりカ
レントミラー回路を構成しており、出力端子14と基準電
位点との間に接続されたトランジスタQ12のコレクタ・
エミッタ路及び抵抗R4には、トランジスタQ7,Q9のコレ
クタ電流の差の電流がn倍されて流れる。この電流が第
3図の電流I1に相当し、出力端子14はトランジスタQ3,Q
4のエミッタに接続されるものである。
The collector current of transistor Q7 is
Flows through the collector-emitter path and the resistor R1 to the reference potential point, or flows through the diode D1 and the resistor R2 to the reference potential point. The collector current of the transistor Q9 flows to the reference potential point via the diode D2 and the resistor R3. The transistor Q11, the diode D2 and the resistors R1 and R3 form a current mirror circuit. Therefore, transistors Q7, Q
The difference between the nine collector currents flows through the diode D1. The multi-emitter transistor Q12 forms a current mirror circuit with the diode D1, and the collector and the transistor of the transistor Q12 connected between the output terminal 14 and the reference potential point.
A current, which is the difference between the collector currents of the transistors Q7 and Q9, is n times larger and flows through the emitter path and the resistor R4. This current corresponds to the current I1 in FIG. 3, and the output terminal 14 is connected to transistors Q3 and Q3.
4 connected to the emitter.

同様に、トランジスタQ13、ダイオードD3及び抵抗R5,
R6はカレントミラー回路を構成し、マルチエミッタトラ
ンジスタQ14、ダイオードD4及び抵抗R7,R8もカレントミ
ラー回路を構成する。トランジスタQ8のコレクタ電流は
ダイオードD3及び抵抗R5を介して基準電位点に流れる。
トランジスタQ13のコレクタ・エミッタ路及び抵抗R6に
はトランジスタQ8のコレクタ電流と等しい電流が流れ、
ダイオードD4及び抵抗R7にはトランジスタQ8,Q10のコレ
クタ電流の差分が流れる。更に、出力端子15と基準電位
点との間に接続されたトランジスタQ14のコレクタ・エ
ミッタ路及び抵抗R8にはこの差分の電流がn倍されて流
れる。出力端子15に流れる電流が第3図の電流I2に相当
する。
Similarly, transistor Q13, diode D3 and resistor R5,
R6 forms a current mirror circuit, and the multi-emitter transistor Q14, diode D4, and resistors R7 and R8 also form a current mirror circuit. The collector current of the transistor Q8 flows to the reference potential point via the diode D3 and the resistor R5.
A current equal to the collector current of the transistor Q8 flows through the collector-emitter path of the transistor Q13 and the resistor R6,
The difference between the collector currents of the transistors Q8 and Q10 flows through the diode D4 and the resistor R7. Further, the current of this difference flows through the collector-emitter path of the transistor Q14 and the resistor R8 connected between the output terminal 15 and the reference potential point by n times. The current flowing through the output terminal 15 corresponds to the current I2 in FIG.

いま、制御電圧Viが0であるとする。この場合には、
トランジスタQ7乃至Q10の特性が同一であれば、トラン
ジスタQ7乃至Q10のコレクタ電流はいずれも同電流とな
る。従って、ダイオードD1,D4には電流が流れず、電流I
1,I2はいずれも0である。
Now, it is assumed that the control voltage Vi is 0. In this case,
If the characteristics of the transistors Q7 to Q10 are the same, the collector currents of the transistors Q7 to Q10 are all the same. Therefore, no current flows through the diodes D1 and D4, and the current I
1 and I2 are both 0.

制御電圧Viが負極性であれば、トランジスタQ7,Q8は
オンとなり、トランジスタQ9,Q10はオフとなる。このた
め、トランジスタQ11はカットオフとなり、トランジス
タQ7のコレクタ電流はダイオードD1に流れる。この電流
はn倍され、出力端子14からは電流I1が出力される。一
方、トランジスタQ13は飽和し、ダイオードD4がカット
オフとなるので、電流I2は0である。
If the control voltage Vi is negative, the transistors Q7 and Q8 are turned on, and the transistors Q9 and Q10 are turned off. Therefore, the transistor Q11 is cut off, and the collector current of the transistor Q7 flows to the diode D1. This current is multiplied by n, and a current I1 is output from the output terminal 14. On the other hand, since the transistor Q13 is saturated and the diode D4 is cut off, the current I2 is zero.

第5図は横軸に制御電圧Viをとり縦軸に電流I1,I2を
とって従来の差動増幅器の特性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the characteristics of the conventional differential amplifier, with the control voltage Vi on the horizontal axis and the currents I1 and I2 on the vertical axis.

第5図に示すように、電流I2は、制御電圧Viが負の場
合には、ダイオードD4がカットオフとなることから略0
であり、制御電圧Viが正になると制御電圧Viのレベルに
基づいて変化する。逆に、電流I1は、制御電圧Viが負の
場合に制御電圧Viのレベルに基づいて変化し、正の場合
にはダイオードD1がカットオフであるので略0である。
As shown in FIG. 5, when the control voltage Vi is negative, the current I2 is substantially zero since the diode D4 is cut off.
When the control voltage Vi becomes positive, it changes based on the level of the control voltage Vi. Conversely, the current I1 changes based on the level of the control voltage Vi when the control voltage Vi is negative, and is approximately 0 when the control voltage Vi is positive because the diode D1 is cut off.

このように、制御電圧Viが0の場合には、電流I1,I2
のいずれも略0であり、また、制御電圧Viが正極性であ
るか又は負極性であることにより、電流I1,I2の一方の
みが流れて変化するので、前述したベクトル合成器の電
流源として好適である。
Thus, when the control voltage Vi is 0, the currents I1, I2
Are substantially zero, and because the control voltage Vi is positive or negative, only one of the currents I1 and I2 flows and changes. It is suitable.

しかしながら、トランジスタを飽和させることにより
電流経路を遮断して、電流I1,I2の一方のみの電流を流
すようにしているので、トランジスタの蓄積電荷により
極めて動作速度が遅く、高い周波数の制御電圧に対して
は応答することができないという問題があった。更に、
回路構成が比較的複雑であり、素子数が多く、集積回路
化する場合には広い占有面積を必要とし、コストが高い
という問題があった。
However, since the current path is cut off by saturating the transistor and only one of the currents I1 and I2 flows, the operation speed is extremely slow due to the accumulated charge of the transistor, and the control voltage with a high frequency is not applied. There was a problem that they could not respond. Furthermore,
There is a problem that the circuit configuration is relatively complicated, the number of elements is large, and a large occupied area is required when integrated circuits are used, and the cost is high.

(発明が解決しようとする課題) このように、上述した従来の差動増幅器においては、
動作速度が遅く、また、回路が複雑であることから大型
化してしまい、コストが高いという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the above-described conventional differential amplifier,
There is a problem that the operation speed is slow and the circuit is complicated, resulting in an increase in size and a high cost.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、低コストで構成することができると共に、動作速度
を速くすることができる差動増幅器を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to provide a differential amplifier that can be configured at low cost and that can increase the operation speed.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、差動増幅回路を構成し正極性及び負極性の
制御電圧がベースに夫々導入される第1及び第2のトラ
ンジスタと、この第1及び第2のトランジスタの共通エ
ミッタにバイアス電流を供給する電流源と、ベースが共
通接続され、夫々のエミッタが基準電位点に接続される
第3及び第4のトランジスタと、前記第1及び第2のト
ランジスタの各コレクタと前記第3及び第4のトランジ
スタの各コレクタとの間に夫々接続される第1及び第2
の抵抗と、前記第1及び第2のトランジスタの各コレク
タと前記第3及び第4のトランジスタの共通ベースとの
間に夫々接続される第3及び第4の抵抗と、前記第3及
び第4のトランジスタのコレクタ電位に基づく電流を第
1及び第2の出力端子に流す第1及び第2の電圧電流変
換回路とを具備したものである。
[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention comprises a first and a second transistor which constitute a differential amplifier circuit and have positive and negative control voltages introduced to a base, respectively. A current source for supplying a bias current to a common emitter of the first and second transistors; a third and fourth transistor having a base connected in common and respective emitters connected to a reference potential point; First and second transistors respectively connected between each collector of the second transistor and each collector of the third and fourth transistors.
And third and fourth resistors respectively connected between the collectors of the first and second transistors and the common base of the third and fourth transistors, and the third and fourth resistors. And a first and second voltage-current conversion circuit for flowing a current based on the collector potential of the transistor to the first and second output terminals.

(作用) 本発明においては、第3及び第4のトランジスタのコ
レクタには相互に等しい電流が流れる。第1及び第2の
トランジスタのうち一方がオフになった場合には、電流
源から供給されるバイアス電流の1/2は第3及び第4の
抵抗を介して第3又は第4のトランジスタのコレクタに
流れる。第3及び第4のトランジスタのベース電位は等
しく、第3及び第4の抵抗の接続点と第3及び第4のト
ランジスタの共通ベースとが接続されているので、第3
及び第4のトランジスタのコレクタ電位は第1乃至第4
の抵抗の抵抗値に基づくものとなる。従って、第3及び
第4のコレクタ電位を第1及び第2の電圧電流変換回路
が電流に変換して第1及び第2の出力端子に夫々供給す
れば、例えば、制御電圧の正又は負極性に基づいて第1
又は第2の出力端子の一方のみに制御電圧のレベルに応
じた電流を流すことができる。
(Operation) In the present invention, mutually equal currents flow through the collectors of the third and fourth transistors. When one of the first and second transistors is turned off, a half of the bias current supplied from the current source is supplied to the third or fourth transistor via the third and fourth resistors. Flow to the collector. Since the base potentials of the third and fourth transistors are equal and the connection point of the third and fourth resistors is connected to the common base of the third and fourth transistors,
And the collector potential of the fourth transistor is the first to fourth
Is based on the resistance value of the resistor. Therefore, if the first and second voltage-current converters convert the third and fourth collector potentials into currents and supply them to the first and second output terminals, respectively, for example, the positive or negative polarity of the control voltage Based on the first
Alternatively, a current corresponding to the level of the control voltage can be supplied to only one of the second output terminals.

(実施例) 以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。第1
図は本発明に係る差動増幅器の一実施例を示す回路図で
ある。第1図において第4図と同一の構成要素には同一
の符号を付してある。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the differential amplifier according to the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.

差動増幅回路を構成するトランジスタQ15,Q16のエミ
ッタは共通接続され、バイアス電流IBを流すバイアス電
流源Iを介して電源端子11に接続している。制御電圧Vi
と同じ極性の制御電圧Vi+は制御電圧入力端子12を介し
てトランジスタQ15のベースに供給する。トランジスタQ
15のコレクタは抵抗R10、トランジスタQ17のコレクタ・
エミッタ路及び抵抗R11を介して基準電位点に接続し、
抵抗R10及びトランジスタQ17のコレクタの接続点はトラ
ンジスタQ18のベースに接続する。トランジスタQ18のエ
ミッタは抵抗R12を介して基準電位点に接続し、コレク
タは出力端子14に接続する。
The emitter of the transistor Q15, Q16 constituting the differential amplifier circuit are commonly connected, it is connected to the power supply terminal 11 via a bias current source I flowing a bias current I B. Control voltage Vi
The control voltage Vi + having the same polarity as the above is supplied to the base of the transistor Q15 via the control voltage input terminal 12. Transistor Q
The collector of 15 is resistor R10 and the collector of transistor Q17
Connected to the reference potential point via the emitter path and the resistor R11,
The connection point between the resistor R10 and the collector of the transistor Q17 is connected to the base of the transistor Q18. The emitter of the transistor Q18 is connected to the reference potential point via the resistor R12, and the collector is connected to the output terminal 14.

一方、制御電圧Viとは逆極性の制御電圧Vi-は制御電
圧入力端子13を介してトランジスタQ16のベースに供給
する。トランジスタQ16のコレクタは抵抗R13、トランジ
スタQ19のコレクタ・エミッタ路及び抵抗R14を介して基
準電位点に接続する。抵抗R13及びトランジスタQ19のコ
レクタの接続点はトランジスタQ20のベースに接続し、
トランジスタQ20のコレクタは出力端子15に、エミッタ
は抵抗R15を介して基準電位点に夫々接続する。
On the other hand, a control voltage Vi − having a polarity opposite to that of the control voltage Vi is supplied to the base of the transistor Q16 via the control voltage input terminal 13. The collector of the transistor Q16 is connected to the reference potential point via the resistor R13, the collector-emitter path of the transistor Q19 and the resistor R14. The connection point between the resistor R13 and the collector of the transistor Q19 is connected to the base of the transistor Q20,
The collector of the transistor Q20 is connected to the output terminal 15, and the emitter is connected to the reference potential point via the resistor R15.

トランジスタQ15,Q16のコレクタ相互間には抵抗R16,R
17を接続しており、抵抗R16,R17の接続点はトランジス
タQ17,Q19のベースに共通接続している。抵抗R10乃至R1
7の抵抗値は、R10=R13,R11=R14,R12=R15,R16=R17に
設定する。
Resistors R16 and R are connected between the collectors of transistors Q15 and Q16.
17 are connected, and the connection point of the resistors R16 and R17 is commonly connected to the bases of the transistors Q17 and Q19. Resistance R10 to R1
The resistance value of 7 is set to R10 = R13, R11 = R14, R12 = R15, R16 = R17.

次に、このように構成された実施例回路の動作につい
て説明する。
Next, the operation of the thus configured embodiment circuit will be described.

いま、制御電圧Viが0であるとすると、トランジスタ
Q15,Q16のコレクタ電流は等しく、いずれも電流IB/2と
なる。また、トランジスタQ17,Q19の特性が同一であれ
ば、そのコレクタ・エミッタ路に流れる電流も電流IB/2
となり、抵抗R16,R17には電流は流れない。
Now, assuming that the control voltage Vi is 0, the transistor
Q15, the collector current of Q16 is equal, both the current I B / 2. If the characteristics of the transistors Q17 and Q19 are the same, the current flowing through the collector-emitter path is also equal to the current I B / 2
Therefore, no current flows through the resistors R16 and R17.

順方向にバイアスされたトランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧をVFとすれば、トランジスタQ18,Q20のベー
ス電位V18,V20(=VB)は次の式(1)で求められる値
となる。
Assuming that the base-emitter voltage of the forward-biased transistor is V F , the base potentials V18, V20 (= V B ) of the transistors Q18, Q20 are values obtained by the following equation (1).

R13>R14に設定すれば、VB<VFとなり、トランジスタ
Q18,Q20は、カットオフとなって出力端子14,15には電流
は流れない。
Is set to R13> R14, V B <V F becomes, the transistors
Q18 and Q20 are cut off, and no current flows through the output terminals 14 and 15.

次に、入力端子12,13に正極性の制御電圧Viを導入す
るとする。この場合、トランジスタQ15はオフとなりト
ランジスタQ16はオンとなる。トランジスタQ16のコレク
タ電流はIBである。トランジスタQ17,Q19のコレクタ・
エミッタ路に流れる電流は等しいので、トランジスタQ1
6のコレクタ電流IBの1/2は抵抗R17,R16,R10を介してト
ランジスタQ17のコレクタに流れ、トランジスタQ17,Q19
のコレクタにはIB/2の電流が流れる。従って、トランジ
スタQ20のベース電位V20は次の式(2)で求められる値
となる。
Next, it is assumed that a positive control voltage Vi is introduced to the input terminals 12 and 13. In this case, the transistor Q15 turns off and the transistor Q16 turns on. The collector current of the transistor Q16 is I B. Collector of transistors Q17 and Q19
Since the currents flowing in the emitter paths are equal, the transistor Q1
1/2 of the collector current I B of 6 flows through the resistor R17, R16, R10 to the collector of the transistor Q17, the transistor Q17, Q19
The collector current flows in the I B / 2. Therefore, the base potential V20 of the transistor Q20 has a value obtained by the following equation (2).

また、トランジスタQ18のベース電位V18は、 となる。従って、(R13−R14)<R17に設定すれば、上
記式(2)から、V20>VFとなり、トランジスタQ20はオ
ンとなって、出力端子15に流れる電流I2は、 となる。またR10>R11,(R10−R11)<R16に設定すれ
ば、V18<VFとなり、トランジスタQ18はカットオフとな
って出力端子14には電流が流れない。
The base potential V18 of the transistor Q18 is Becomes Thus, <it is set to R17, the above equation (2), V20> (R13 -R14) is V F, and the transistor Q20 is turned on, current flows through the output terminal 15 I2 is Becomes The R10> R11, is set to (R10-R11) <R16, V18 <V F , and the transistor Q18 has no current flows to the output terminal 14 in the cut-off.

また、入力端子12,13に負極性の制御電圧Viを導入し
た場合には、出力端子15には電流が流れず、出力端子14
のみに電流I1が流れることは明らかである。
When a negative control voltage Vi is introduced to the input terminals 12 and 13, no current flows to the output terminal 15 and the output terminal 14
Obviously, only the current I1 flows.

このように、本実施例においては、従来n倍であった
電流利得を抵抗値R10乃至R17を適宜設定することによ
り、容易に設定することができる。また、カットオフレ
ベルについても同様である。出力電流I1,I2はトランジ
スタQ18,Q20を飽和させることなく得られ、動作速度が
従来に比して著しく向上する。更に、第4図に示す従来
例では、8個のトランジスタQ7乃至Q14、4個のダイオ
ードD1乃至D4及び8個の抵抗R1乃至R8を必要としたが、
実施例では、6個のトランジスタQ15乃至Q20及び8個の
抵抗R10乃至R17により構成でき、素子数の低減により少
ないチップ面積で回路の構成ができることから、コスト
の低減に寄与することができる。
As described above, in the present embodiment, the current gain, which is conventionally n times, can be easily set by appropriately setting the resistance values R10 to R17. The same applies to the cutoff level. The output currents I1 and I2 are obtained without saturating the transistors Q18 and Q20, and the operation speed is significantly improved as compared with the conventional case. Further, in the conventional example shown in FIG. 4, eight transistors Q7 to Q14, four diodes D1 to D4, and eight resistors R1 to R8 are required.
In the embodiment, the circuit can be constituted by six transistors Q15 to Q20 and eight resistors R10 to R17, and the circuit can be constituted with a small chip area by reducing the number of elements, thereby contributing to cost reduction.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、動作速度が著し
く向上すると共に、素子数を低減して、低コストで構成
することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the operation speed can be remarkably improved, and the number of elements can be reduced, so that the configuration can be realized at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る差動増幅器の一実施例を示す回路
図、第2図は電圧制御発振器を示す回路図、第3図はベ
クトル合成器を示す回路図、第4図は従来の差動増幅器
を示す回路図、第5図は従来の差動増幅器の動作を説明
するためのグラフである。 12,13……制御電圧入力端子、 14,15……出力端子、I……バイアス電流源、 Q15〜Q20……トランジスタ、 R10〜R17……抵抗。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a differential amplifier according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a voltage controlled oscillator, FIG. 3 is a circuit diagram showing a vector synthesizer, and FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing the differential amplifier, and FIG. 5 is a graph for explaining the operation of the conventional differential amplifier. 12, 13: Control voltage input terminal, 14, 15: Output terminal, I: Bias current source, Q15 to Q20: Transistor, R10 to R17: Resistance.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】差動増幅回路を構成し正極性及び負極性の
制御電圧がベースに夫々導入される第1及び第2のトラ
ンジスタと、 この第1及び第2のトランジスタの共通エミッタにバイ
アス電流を供給する電流源と、 ベースが共通接続され、夫々のエミッタが基準電位点に
接続される第3及び第4のトランジスタと、 前記第1及び第2のトランジスタの各コレクタと前記第
3及び第4のトランジスタの各コレクタとの間に夫々接
続される第1及び第2の抵抗と、 前記第1及び第2のトランジスタの各コレクタと前記第
3及び第4のトランジスタの共通ベースとの間に夫々接
続される第3及び第4の抵抗と、 前記第3及び第4のトランジスタのコレクタ電位に基づ
く電流を第1及び第2の出力端子に流す第1及び第2の
電圧電流変換回路とを具備したことを特徴とする差動増
幅器。
1. A first and a second transistor which constitute a differential amplifier circuit and have positive and negative control voltages introduced to a base, respectively, and a bias current is applied to a common emitter of the first and second transistors. A third source and a fourth source, the bases of which are connected in common, and the respective emitters connected to a reference potential point; the collectors of the first and second transistors; and the third and fourth transistors A first and a second resistor respectively connected between the respective collectors of the fourth and fourth transistors, and between the respective collectors of the first and second transistors and a common base of the third and fourth transistors. Third and fourth resistors respectively connected thereto, and first and second voltage-current converters for flowing currents based on the collector potentials of the third and fourth transistors to first and second output terminals. Ingredient Differential amplifier, characterized in that the.
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