JPS6286909A - Variable gain amplifier - Google Patents
Variable gain amplifierInfo
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- JPS6286909A JPS6286909A JP22675085A JP22675085A JPS6286909A JP S6286909 A JPS6286909 A JP S6286909A JP 22675085 A JP22675085 A JP 22675085A JP 22675085 A JP22675085 A JP 22675085A JP S6286909 A JPS6286909 A JP S6286909A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は 可変利得増幅器に係り、さらに詳しくは、低
電源電圧時に5回路素子であるトランジスタに飽和が生
じないようにした可変利得増幅器に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a variable gain amplifier, and more particularly to a variable gain amplifier that prevents saturation of transistors, which are five circuit elements, at low power supply voltages. be.
光伝送モジュール等に用いる受信回路の可変利得増幅器
としては、広帯域、高利得、低雑音。Wideband, high gain, and low noise as a variable gain amplifier for receiving circuits used in optical transmission modules, etc.
広いダイナミック等と、多くの相反する要求がち乃、回
路の安定性から帰還壓の増幅器を用いることは難しいた
め、カスコード型の差動増幅器が用いられる。ところが
、この回路構成を用いて可変利得増幅器(以下AGC増
幅器と称する)を構成すると、回路素子であるトランジ
スタの飽和の問題が生じる。そのため、電源電圧を高く
とり、トランジスタの飽和を回避しているのが現状であ
る。具体的には、帯域制限の要因となるミラー効果を回
避するため、増幅トランジスタのコレクタと負荷抵抗器
の間にトランジスタを挿入したカスコード型増幅器が用
いられてきた。このカスコード型増幅器を差動増幅し、
かつ利得可変となるように、利得の異なる前記カスコー
ド型増幅器を構成すると、第3図に示す回路の如くとな
る。第5図の回路は特公昭59−20201号公報で既
に知られているものであるが、以下にその構成並びに作
用について説明する。Since there are many conflicting requirements such as wide dynamic range, and circuit stability makes it difficult to use a feedback amplifier, a cascode type differential amplifier is used. However, when a variable gain amplifier (hereinafter referred to as an AGC amplifier) is constructed using this circuit configuration, a problem arises in which transistors, which are circuit elements, become saturated. Therefore, at present, the power supply voltage is set high to avoid transistor saturation. Specifically, in order to avoid the Miller effect that causes band limitations, cascode amplifiers have been used in which a transistor is inserted between the collector of an amplification transistor and a load resistor. This cascode amplifier is differentially amplified,
If the cascode amplifiers with different gains are configured so that the gain is variable, a circuit like that shown in FIG. 3 is obtained. The circuit shown in FIG. 5 is already known from Japanese Patent Publication No. 59-20201, and its structure and operation will be explained below.
第6図において、AはAGCの制御信号源、Bは被増幅
信号源、1〜8はNPN型のトランジスタで、それぞれ
トランジスタ1と2.3と4.5と6.7と8が差動対
として組まれている。9〜12は負荷抵抗器で、負荷抵
抗器9,1oから出力信号を得ている。16は定電流源
、14はカスコード電源を示し、図示の如く接続構成し
である。In Fig. 6, A is an AGC control signal source, B is an amplified signal source, 1 to 8 are NPN type transistors, and transistors 1, 2.3, 4.5, 6.7, and 8 are differential They are set up as a pair. 9 to 12 are load resistors, and output signals are obtained from the load resistors 9 and 1o. Reference numeral 16 indicates a constant current source, and reference numeral 14 indicates a cascode power source, which are connected as shown in the figure.
第3図において、トランジスタ3,4を高利得側の増幅
用トランジスタとして用い、トランジスタ5.6を低利
得側の増幅用トランジスタとして用いれば、トランジス
タ5.6のエミッタ端子には、電流帰還のだめのエミッ
タ抵抗器11.12が接続され、機能する。そして、カ
スコードトランジスタ7.8を用い、高利得側増幅器の
直流設計を行なったとき、電源電圧が充分に高くなく、
トランジスタ6.4のエミッタとトランジスタ1.2の
エミッタ間の電位差が、トランジスタのベース、エミッ
タ間電圧に近い値をもっていた場合には、この利得可変
増幅器を低利得側で使用することになるため、差動対ト
ランジスタ1.2のうちトランジスタ2に定電流源13
の電流全部を流すように制御した際に、エミッタ抵抗器
11.12の電圧降下によりトランジスタ2に飽和が生
じるという問題があった。In Fig. 3, if transistors 3 and 4 are used as high-gain amplification transistors and transistor 5.6 is used as a low-gain amplification transistor, the emitter terminal of transistor 5.6 has a current feedback tank. Emitter resistors 11.12 are connected and functional. When designing a high-gain amplifier using cascode transistors 7.8, the power supply voltage was not high enough.
If the potential difference between the emitter of transistor 6.4 and the emitter of transistor 1.2 has a value close to the voltage between the base and emitter of the transistor, this variable gain amplifier will be used on the low gain side. A constant current source 13 is connected to transistor 2 of the differential pair transistors 1.2.
There was a problem in that when the transistor 2 was controlled to flow all of the current, saturation occurred in the transistor 2 due to a voltage drop across the emitter resistors 11 and 12.
本発明の目的は、前記した従来技術におけるトランジス
タの飽和の問題を回避すると共K、電源電圧を上昇させ
ることなくカスコード型増幅器を用いた利得可変増幅器
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a variable gain amplifier using a cascode amplifier, which avoids the problem of transistor saturation in the prior art described above, and also without increasing the power supply voltage.
本発明の特徴は以下のとおシである。すなわち、前記し
た従来回路において起る飽和の原因は、低利得で用いれ
ば高利得側よシも広帯域を実現し得る差動増幅器におい
てもカスコード接続状態になっていることであシ、また
、低、高肉利得増幅器への入力直流電圧を一定例しであ
ることにある。本発明はこの点に着眼し、前述第3図の
エミッタ抵抗器11.12において生ずる電圧降下分だ
け差動対トランジスタ5.6のベース人力直流電圧を上
昇させることによってトランジスタ2の飽和を回避させ
るように構成した点である。The features of the present invention are as follows. In other words, the cause of the saturation that occurs in the conventional circuit described above is that even the differential amplifier, which can achieve a wide band on the high gain side if used at a low gain, is in a cascode connection state. For example, the input DC voltage to the high gain amplifier is constant. The present invention focuses on this point and avoids the saturation of the transistor 2 by increasing the base DC voltage of the differential pair transistor 5.6 by the voltage drop occurring in the emitter resistor 11.12 of FIG. The point is that it is configured like this.
以下、第1図および第2図に従って本発明の実施例を詳
述する。第1図は具体的なAGC増幅器の回路構成図で
あって、第3図と同一符号を付しであるものは同一機能
を有するものである。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a specific AGC amplifier, and components having the same reference numerals as those in FIG. 3 have the same functions.
15.16はトランジスタ5.6のベース端子に接続し
たレベルシフト用電圧源を示す。そして、トランジスタ
5.6のコレクタ端子はトランジスタ7.8のコレクタ
端子と接続しである。第1図において、エミッタ抵抗器
11.12において生ずる電圧降下分だけ、レベルシフ
ト用電源15.16でもって差動対のトランジスタ5.
6のベース入力直流電圧を上昇させることによって ト
ランジスタ2の飽和を回避する構成である。もう少し詳
しく述べると、低利得側差動対のトランジスタ5,6へ
の入力直流電圧を、少なくともエミッタ抵抗11.12
での電圧降下分だけレベルシフト−用電源15.16に
よυ上昇させて入力し、そのトランジスタ5.6のコレ
クタ端子をカスコードトランジスタ7.8を用いること
なく直接負荷抵抗9.10に接続し、それより出力信号
を得るものである。これによって、トランジスタ2の飽
和を回避している。Reference numeral 15.16 indicates a level shifting voltage source connected to the base terminal of the transistor 5.6. The collector terminal of transistor 5.6 is connected to the collector terminal of transistor 7.8. In FIG. 1, the voltage drop across the emitter resistor 11.12 is reduced by the level shifting power supply 15.16 of the differential pair of transistors 5.1.
This configuration avoids saturation of the transistor 2 by increasing the base input DC voltage of the transistor 6. To explain in more detail, the input DC voltage to the transistors 5 and 6 of the low-gain differential pair is controlled by at least the emitter resistor 11.12.
The level shift power supply 15.16 increases υ by the voltage drop at , and inputs the voltage, and connects the collector terminal of the transistor 5.6 directly to the load resistor 9.10 without using the cascode transistor 7.8. , from which an output signal is obtained. This avoids saturation of transistor 2.
第1図は本発明を原理的に示し、説明したが、第2図は
さらに詳しく説明するためのものである。第2図におい
ても第1図、第5図と同一符号を付しであるものは同一
機能を有する。第2図において、17.18はそれぞれ
トランジスタ3゜4のベース端子に挿入したトランジス
タで、ベース端子は被増幅信号源Bに、コレクタ端子は
直流電源と接続しである。すなわち、同構成は、レベル
シフトのためのエミッタホロワのトランジスタ17.1
8が接続してあって、エミッタ抵抗器11.12により
利得を抑えた差動対トランジスタ5,6のコレクタはカ
スコードトランジスタを介することなく直接に負荷抵抗
器9.10に接続しである。Although FIG. 1 has shown and explained the invention in principle, FIG. 2 is intended to explain it in more detail. In FIG. 2, the same reference numerals as in FIGS. 1 and 5 have the same functions. In FIG. 2, transistors 17 and 18 are inserted into the base terminals of transistors 3 and 4, respectively, the base terminals of which are connected to the amplified signal source B, and the collector terminals of which are connected to the DC power source. That is, the same configuration has an emitter follower transistor 17.1 for level shifting.
The collectors of differential pair transistors 5 and 6, whose gains are suppressed by emitter resistors 11 and 12, are directly connected to load resistors 9 and 10 without going through a cascode transistor.
したがって、トランジスタ17.18のベース。Hence the base of transistor 17.18.
エミッタ電圧だけエミッタ抵抗器11.12により生ず
る電圧降下分によるトランジスタ2の飽和は回避される
、
例えば、前述した第3図におけるカスコード電圧(電源
14)を4Vとし、利得制御電圧、すなわちトランジス
タ1.2のベース電圧を2Vとしまた、定電流源13に
より決定される電流に対するトランジスタのベース、エ
ミッタ間電圧を0.9 Vであるとすれば、同回路が低
利得側に制御されている場合、低利得側増幅器のトラン
ジスタ5゜6のコレクタ電圧は6.1Vとなる。Saturation of the transistor 2 due to the voltage drop caused by the emitter resistor 11.12 is avoided by the emitter voltage.For example, if the cascode voltage (power supply 14) in FIG. 3 described above is 4V, the gain control voltage, that is, the transistor 1. If the base voltage of the transistor 2 is 2V and the voltage between the base and emitter of the transistor is 0.9V with respect to the current determined by the constant current source 13, when the circuit is controlled to the low gain side, The collector voltage of the transistor 5.6 of the low gain amplifier is 6.1V.
このとき、トランジスタ5.6が飽和しないためには、
このトランジスタのベース電圧もまた6、1V付近であ
る必要がある。エミッタ抵抗11゜12の電圧余裕は0
.2Vであシ、その利得制御範囲は非常に狭いものとな
るという従来回路には問題があった。At this time, in order for the transistor 5.6 not to be saturated,
The base voltage of this transistor also needs to be around 6.1V. The voltage margin of emitter resistance 11°12 is 0
.. The conventional circuit had a problem in that the gain control range was very narrow at 2V.
これに対し1本発明の実施例である第2図の回路によれ
ば、第3図の回路と同じくカスコード電圧(電源19)
を4rとした場合、トランジスタ5 、6 、17 、
18への入力直流電圧も4V付近以下である必要があり
、このときトランジスタ5.6のエミッタ電圧は5.1
Vとなる。On the other hand, according to the circuit of FIG. 2 which is an embodiment of the present invention, the cascode voltage (power supply 19) is
When 4r, transistors 5, 6, 17,
The input DC voltage to 18 must also be around 4V or less, and at this time, the emitter voltage of transistor 5.6 is 5.1V.
It becomes V.
したがって、エミッタ抵抗11.12の電圧降下余裕は
1.1Vまでであυ、余分な利得可変幅を有するもので
ある。Therefore, the voltage drop margin of the emitter resistors 11 and 12 is up to 1.1 V, and there is an extra gain variable width.
上述の実施例からも明らかなように本発明によれば、電
源電圧を上昇させることなく、高利得側増幅回路対にカ
スコード接続を行い、帯域を延ばした上、低利得側増幅
回路対におけるエミッタ抵抗での電圧降下によるトラン
ジスタの飽和を回避させることができるという効果があ
る。As is clear from the embodiments described above, according to the present invention, the high gain amplifier circuit pair is connected in cascode without increasing the power supply voltage, the band is extended, and the emitter in the low gain amplifier circuit pair is connected in cascode. This has the effect of avoiding saturation of the transistor due to voltage drop across the resistor.
第1図は本発明を説明するための基本的な回路構成図、
第2図は本発明の具体的な構成の一例を示す回路図、第
3図は従来用いられていたカスコードを利得可変増幅回
路の構成図である。FIG. 1 is a basic circuit configuration diagram for explaining the present invention,
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a specific configuration of the present invention, and FIG. 3 is a configuration diagram of a conventionally used cascode variable gain amplifier circuit.
Claims (1)
タと、該第1のトランジスタへ差動接続された第2のト
ランジスタと、前記第1のトランジスタのコレクタ出力
がエミッタに供給され、かつ第2の入力信号がベースに
供給される第3のトランジスタと、該第3のトランジス
タと差動接続された第4のトランジスタと、前記第2の
トランジスタのコレクタ出力がエミッタに供給され、か
つ前記第2の入力信号がレベルシフタを介してベースに
接続された第5のトランジスタと、前記第5のトランジ
スタと差動接続され、かつ、前記第3、第5のトランジ
スタ間に設けたと同様のレベルシフタを第4のトランジ
スタとの間でもつ第6のトランジスタと前記第3のトラ
ンジスタのコレクタ出力がエミッタに供給されると共に
、ベースバイアス電圧が供給された第7のトランジスタ
と、前記第4のトランジスタのコレクタ出力がエミッタ
に供給され、かつベースが前記第7のトランジスタのベ
ースに接続された第8のトランジスタと、前記第7のト
ランジスタのコレクタと前記第5のトランジスタのコレ
クタとを接続し、かつ前記第8のトランジスタのコレク
タと前記第6のトランジスタのコレクタとを接続し、前
記第7のトランジスタおよび第8のトランジスタの少な
くとも一方のコレクタに接続された負荷抵抗器とを具備
して成り、該負荷抵抗器から出力信号が得られるように
構成したことを特徴とする可変利得増幅器。a first transistor whose base is supplied with a first input signal; a second transistor which is differentially connected to the first transistor; a collector output of the first transistor is supplied to its emitter; a third transistor whose base is supplied with the second input signal; a fourth transistor which is differentially connected to the third transistor; a collector output of the second transistor is supplied to the emitter; a fifth transistor whose base is connected to the second input signal via a level shifter; and a fifth transistor which is differentially connected to the fifth transistor and has a level shifter similar to that provided between the third and fifth transistors. a sixth transistor which is connected to the fourth transistor, the collector output of the third transistor is supplied to the emitter, and a seventh transistor to which a base bias voltage is supplied, and the collector output of the fourth transistor; is supplied to the emitter of the eighth transistor, the base of which is connected to the base of the seventh transistor; the collector of the seventh transistor is connected to the collector of the fifth transistor; and a load resistor connected to the collector of the transistor and the collector of the sixth transistor, and connected to the collector of at least one of the seventh transistor and the eighth transistor, the load resistor A variable gain amplifier characterized in that it is configured to obtain an output signal from.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22675085A JPS6286909A (en) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | Variable gain amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22675085A JPS6286909A (en) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | Variable gain amplifier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6286909A true JPS6286909A (en) | 1987-04-21 |
Family
ID=16850021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22675085A Pending JPS6286909A (en) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | Variable gain amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6286909A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4950040A (en) * | 1988-04-22 | 1990-08-21 | Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft | Measuring range selection switch |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP22675085A patent/JPS6286909A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4950040A (en) * | 1988-04-22 | 1990-08-21 | Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft | Measuring range selection switch |
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