(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エミッタフォロワ動作をするトランジスタのベース電流と相互に等しい補償電流を生成して前記トランジスタのベースに供給するベース電流補償機能を有するエミッタフォロワ回路において、
前記補償電流を前記トランジスタのベースに供給するためのカレントミラー回路における出力用トランジスタのベースと電源または接地端子との間に容量を接続することを特徴とするエミッタフォロワ回路。
【請求項２】
前記カレントミラー回路に、ミラートランジスタの出力側のトランジスタと前記エミッタフォロワ動作をするトランジスタのベースとの間に直列に接続され、前記出力側のトランジスタからの補償電流を前記エミッタフォロワ動作をするトランジスタのベースに与えるとともに、前記ミラートランジスタのベース電流を供給するトランジスタを設けて前記出力用トランジスタとすることを特徴とする請求項１記載のエミッタフォロワ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インピーダンス変換のバッファなどとして用いられるエミッタフォロワ回路に関し、特にエミッタフォロワ動作をするトランジスタのベース電流補償機能を有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エミッタフォロワ回路は、高入力インピーダンスで、負荷の影響が入力側に及ぶことが少なく、前記インピーダンス変換のバッファなどとして用いられる。しかしながら、エミッタフォロワ動作をするトランジスタの電流増幅率が有限であるので、ベース電流が負荷側へ流れることになり、このため入力側にベース電流分を補償するようにした構成が従来から用いられている。
【０００３】
図３は、そのようなベース電流補償機能を有する典型的な従来技術のエミッタフォロワ回路１の電気回路図である。このエミッタフォロワ回路１は、特開平３−１１４３０６号公報で提案された回路である。エミッタフォロワ動作をするＮＰＮ型のトランジスタｑ１は、ベースを入力とし、出力をエミッタとし、コレクタはハイレベルの電源に接続され、エミッタはまた定電流源ｆ１を介して接地端子に接続される。
【０００４】
そして、補償すべき電流を作成するために、前記定電流源ｆ１と同じ電流値の定電流源ｆ２と、その定電流源ｆ２にエミッタが接続され、コレクタが前記電源に接続され、前記トランジスタｑ１と同一特性に形成されるＮＰＮ型のトランジスタｑ２とを備える補償電流作成回路２が設けられる。また、前記トランジスタｑ２のベースにベースおよびコレクタが接続されるＰＮＰ型のミラートランジスタｑ３と、前記ミラートランジスタｑ３のエミッタを前記電源に接続するエミッタ抵抗ｒ１と、前記ミラートランジスタｑ３およびエミッタ抵抗ｒ１とカレントミラー動作を行うＰＮＰ型のミラートランジスタｑ４およびエミッタ抵抗ｒ２とを備えて構成されるカレントミラー回路３が設けられる。
【０００５】
したがって、トランジスタｑ１のベース電流ｉｂと等しい電流が補償電流作成回路２で作成され、その電流ｉ３はトランジスタｑ２のベースによってミラートランジスタｑ３のコレクタから引抜かれる。前記電流ｉ３はカレントミラー回路３で折返されて、ミラートランジスタｑ４のコレクタからトランジスタｑ１のベースに補償電流ｉ４として供給される。前記カレントミラー回路３のミラー比を１とすると、ｉ３＝ｉ４＝ｉｂとなり、こうして前記補償電流ｉ４によって前記ベース電流ｉｂが補償される。そして、定電流源ｆ２で定電流源ｆ１と同じ電流を作成しているので、入力信号の周波数に拘わらず、カレントミラー回路３のＰＮＰ型のミラートランジスタｑ３，ｑ４は一定の補償電流ｉ４を供給することができるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来技術のエミッタフォロワ回路１では、入力電圧が急激に立上がった場合、カレントミラー回路３の出力側のミラートランジスタｑ４のコレクタとべースとの間の寄生容量によって、ミラートランジスタｑ４，ｑ３のベース電位が持上がり、べース−エミッタ間電圧が低下して、これらのミラートランジスタｑ４，ｑ３がＯＦＦし、前記補償電流ｉ４は流れなくなってしまう。この後、ミラートランジスタｑ４，ｑ３が本来の補償電流ｉ４を流し出すまでの時間は、ミラートランジスタｑ４のベース電位が元に戻るまでの時間で決まことになる。
【０００７】
前記の時間は、ミラートランジスタｑ４のベースラインに接続されるトランジスタｑ３，ｑ２および配線の寄生容量に蓄えられた電荷を、トランジスタｑ２のベース電流ｉ３によって放電する時間であるが、該電流ｉ３は微小電流であるので、数十〜数百ナノセカンドが必要となり、この間は前記ベース電流ｉｂが補償されないことになる。
【０００８】
したがって、たとえばこのエミッタフォロワ回路１がサンプルホールド回路のホールド電圧を次段に伝えるバッファとして使われており、図３において参照符ｃ１で示すようにトランジスタｑ１のベースにホールド用の容量が接続されているような場合、カレントミラー回路３が補償電流ｉ４を流せない期間は、トランジスタｑ１のベース電流ｉｂによってホールド容量ｃ１の電荷は放電され、ホールド電圧が低下してしまうことになる。
【０００９】
本発明の目的は、べース電流の補償を安定して行うことができるエミッタフォロワ回路を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のエミッタフォロワ回路は、エミッタフォロワ動作をするトランジスタのベース電流と相互に等しい補償電流を生成して前記トランジスタのベースに供給するベース電流補償機能を有するエミッタフォロワ回路において、前記補償電流を前記トランジスタのベースに供給するためのカレントミラー回路における出力用トランジスタのベースと電源または接地端子との間に容量を接続することを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、インピーダンス変換のバッファなどとして用いられるエミッタフォロワ回路において、負荷側へ流れたトランジスタのベース電流を補償するにあたって、補償電流をトランジスタのベースに供給するためのカレントミラー回路における出力用トランジスタのベースと電源または接地端子との間に容量を接続する。
【００１２】
したがって、その容量が前記出力用トランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量に比べて充分大きいと、エミッタフォロワ動作をするトランジスタのベース電圧が急激に上昇しても、そのベース電圧の上昇によって出力用トランジスタのベースに蓄積されようとする電荷が前記電源または接地端子に抜けるので、該出力用トランジスタのベース電位は変わらず、補償電流は出力用トランジスタのコレクタ−ベース間の電圧変化分の電荷をコレクタ−ベース間の寄生容量から放電する極めて短い時間を除いて、べース電流の補償を安定して行うことができる。
【００１３】
また、本発明のエミッタフォロワ回路は、前記カレントミラー回路に、ミラートランジスタの出力側のトランジスタと前記エミッタフォロワ動作をするトランジスタのベースとの間に直列に接続され、前記出力側のトランジスタからの補償電流を前記エミッタフォロワ動作をするトランジスタのベースに与えるとともに、前記ミラートランジスタのベース電流を供給するトランジスタを設けて前記出力用トランジスタとすることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、ミラートランジスタおよびそのエミッタ抵抗から成るカレントミラー回路に、前記ミラートランジスタの出力側のトランジスタと前記エミッタフォロワ動作をするトランジスタのベースとの間に直列に接続され、前記出力側のトランジスタからの補償電流を前記エミッタフォロワ動作をするトランジスタのベースに与えるとともに、前記ミラートランジスタのベース電流を供給するトランジスタを付設して該カレントミラー回路をウイルソン型とし、付設したトランジスタを前記出力用トランジスタとして、そのベースと電源または接地端子との間に前記容量を接続する。
【００１５】
したがって、前記出力用トランジスタが前記ミラートランジスタの出力側のトランジスタである場合、該ミラートランジスタの入力側のトランジスタと出力側のトランジスタとのコレクタ電位に差があり、アーリー効果によってミラー比がずれて出力側の電流が大きくなってしまうことがあるのに対して、そのような不具合を無くし、前記補償電流を一層安定して供給することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００１７】
図１は、本発明の実施の一形態のエミッタフォロワ回路１１の電気回路図である。このエミッタフォロワ回路１１では、エミッタフォロワ動作をするトランジスタをＮＰＮ型のトランジスタＱ１とし、そのベースを入力とし、出力をエミッタとし、コレクタはハイレベルの電源に接続され、エミッタはまた定電流源Ｆ１を介して接地端子に接続されている。
【００１８】
そして、補償すべき電流を作成するために、前記定電流源Ｆ１と同じ電流値の定電流源Ｆ２と、その定電流源Ｆ２にエミッタが接続され、コレクタが前記電源に接続され、前記トランジスタＱ１と同一特性に形成されるＮＰＮ型のトランジスタＱ２とを備える補償電流作成回路１２が設けられる。また、前記トランジスタＱ２のベースにベースおよびコレクタが接続されるＰＮＰ型のミラートランジスタＱ３と、前記ミラートランジスタＱ３のエミッタを前記電源に接続するエミッタ抵抗Ｒ１と、前記ミラートランジスタＱ３およびエミッタ抵抗Ｒ１とカレントミラー動作を行うＰＮＰ型のミラートランジスタＱ４およびエミッタ抵抗Ｒ２とを備えて構成されるカレントミラー回路１３が設けられる。
【００１９】
したがって、トランジスタＱ１のベース電流Ｉｂと等しい電流が補償電流作成回路１２で作成され、その電流Ｉ３はトランジスタＱ２のベースによってミラートランジスタＱ３のコレクタから引抜かれる。前記電流Ｉ３はカレントミラー回路３で折返されて、ミラートランジスタＱ４のコレクタからトランジスタＱ１のベースに補償電流Ｉ４として供給される。前記カレントミラー回路３のミラー比を１とすると、Ｉ３＝Ｉ４＝Ｉｂとなり、こうして前記補償電流Ｉ４によって前記ベース電流Ｉｂが補償される。そして、定電流源Ｆ２で定電流源Ｆ１と同じ電流を作成しているので、入力信号の周波数に拘わらず、カレントミラー回路３のＰＮＰ型のミラートランジスタＱ３，Ｑ４は一定の補償電流Ｉ４を供給することができるようになっている。
【００２０】
注目すべきは、本発明では、カレントミラー回路１３の出力用のミラートランジスタＱ４のベースには、前記電源ラインとの間に容量Ｃ１が接続されることである。この容量Ｃ１は、ミラートランジスタＱ４のコレクタ−ベース間の寄生容量に対して充分大きく形成される。したがって、トランジスタＱ１のベース電圧が急激に上昇しても、そのベース電圧の上昇によって前記ミラートランジスタＱ４のベースに蓄積されようとする電荷が前記電源ラインに抜けるので、該ミラートランジスタＱ４のベース電位は変わらず、したがって該トランジスタＱ４はＯＦＦせず、補償電流Ｉ４は、該ミラートランジスタＱ４のコレクタ−ベース間の電圧変化分の電荷をコレクタ−ベース間の寄生容量から放電する極めて短い時間を除いて、前記べース電流Ｉｂの補償を安定して行うことができる。
【００２１】
なお、前記容量Ｃ１は、前記電源ラインだけでなく、低インピーダンスのバイアス端子や、前記接地端子に接続されてもよい。また、たとえば補償電流作成回路１２で作成される電流Ｉ３を前記べース電流Ｉｂの半分とし、カレントミラー回路１３のミラートランジスタＱ４のエミッタ面積をミラートランジスタＱ３のそれの２倍とするなど、最終的にＩ４＝Ｉｂとなるように構成されていればよい。
【００２２】
本発明の実施の他の形態について、図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２３】
図２は、本発明の実施の他の形態のエミッタフォロワ回路２１の電気回路図である。このエミッタフォロワ回路２１は、前述のエミッタフォロワ回路１１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、このエミッタフォロワ回路２１では、カレントミラー回路２３には、前記ミラートランジスタＱ３，Ｑ４およびエミッタ抵抗Ｒ１，Ｒ２とともに、出力用トランジスタＱ５が設けられていることである。
【００２４】
ＰＮＰ型の前記出力用トランジスタＱ５のコレクタは前記エミッタフォロワ動作をするトランジスタＱ１のベースに接続され、エミッタは前記ミラートランジスタＱ４のコレクタおよびベースならびにミラートランジスタＱ３のベースに接続され、ベースは前記ミラートランジスタＱ３のコレクタとともにトランジスタＱ２のベースに接続される。前記容量Ｃ１は、前記電源ラインと、この出力用トランジスタＱ５のベースとの間に接続される。
【００２５】
前述のエミッタフォロワ回路１１では、ミラートランジスタＱ４が補償電流Ｉ４を供給する出力用トランジスタとなっており、前記のベース電圧の変化によって、カレントミラー回路１３の入力側のミラートランジスタＱ３と出力側の該ミラートランジスタＱ４とのコレクタ電位に差が生じる。一方、ミラートランジスタＱ３，Ｑ４のベース−エミッタ間電圧は相互に等しく、このためアーリー効果によってミラー比がずれて出力側からの補償電流Ｉ４が電流Ｉ３からずれてしまうことがある。
【００２６】
これに対して、出力用トランジスタＱ５を出力側のミラートランジスタＱ４とトランジスタＱ１のベースとの間に直列に設け、該カレントミラー回路２３をウイルソン型とし、その付設した出力用トランジスタＱ５のベースと電源ラインとの間に前記容量Ｃ１を接続することで、前記のようなベース電流の変化に対して、補償電流Ｉ４の変化が抑制され、正確なミラー比で前記補償電流Ｉ４を供給することができる。
【００２７】
なお、本発明は、エミッタフォロワのべース電流Ｉｂと同じ電流を生成する回路が如何なる構成であろうと、またその電流を折返すカレントミラー回路が如何なる構成であろうと、効果があることは明らかである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のエミッタフォロワ回路は、以上のように、ベース電流補償機能を有するエミッタフォロワ回路において、補償電流をトランジスタのベースに供給するためのカレントミラー回路における出力用トランジスタのベースと電源または接地端子との間に容量を接続する。
【００２９】
それゆえ、その容量が前記出力用トランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量に比べて充分大きいと、ベース電圧が急激に上昇しても、そのベース電圧の上昇によって出力用トランジスタのベースに蓄積されようとする電荷が前記電源または接地端子に抜けるので、該出力用トランジスタのベース電位は変わらず、補償電流は出力用トランジスタのコレクタ−ベース間の電圧変化分の電荷をコレクタ−ベース間の寄生容量から放電する極めて短い時間を除いて、べース電流の補償を安定して行うことができる。
【００３０】
また、本発明のエミッタフォロワ回路は、以上のように、ミラートランジスタおよびそのエミッタ抵抗から成るカレントミラー回路に、ミラートランジスタの出力側のトランジスタとエミッタフォロワ動作をするトランジスタのベースとの間に直列に接続され、前記出力側のトランジスタからの補償電流を前記エミッタフォロワ動作をするトランジスタのベースに与えるとともに、前記ミラートランジスタのベース電流を供給するトランジスタを付設して該カレントミラー回路をウイルソン型とし、付設したトランジスタを前記出力用トランジスタとして、そのベースと電源または接地端子との間に前記容量を接続する。
【００３１】
それゆえ、ベース電圧が変化しても、ミラートランジスタの入力側のトランジスタと出力側のトランジスタとのコレクタ電位に差が生じることはなく、正確なミラー比で補償電流を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のエミッタフォロワ回路の電気回路図である。
【図２】本発明の実施の他の形態のエミッタフォロワ回路の電気回路図である。
【図３】ベース電流補償機能を有する典型的な従来技術のエミッタフォロワ回路の電気回路図である。
【符号の説明】
１１，２１    エミッタフォロワ回路
１２    補償電流作成回路
１３，２３    カレントミラー回路
Ｃ１    容量
Ｆ１，Ｆ２    定電流源
Ｑ１    トランジスタ（エミッタフォロワ動作をするトランジスタ）
Ｑ２    トランジスタ
Ｑ３    ミラートランジスタ
Ｑ４    ミラートランジスタ（出力用トランジスタ）
Ｑ５    出力用トランジスタ
Ｒ１，Ｒ２    エミッタ抵抗
【図１】
0003600187.tif 000002
【図２】
0003600187.tif 000003
【図３】
0003600187.tif 000004