JP2005223627A - Operational amplifier circuit - Google Patents

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Kazuhisa Yabe
和央 矢部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operational amplifier circuit capable of realizing a voltage buffer which can prevent the occurrence of overshoot or undershoot in an output waveform at the rise of the operational amplifier circuit and at the time of a step input even when the output impedance of a module for generating an input signal to the operational amplifier circuit is high. <P>SOLUTION: A signal input part is of a folded cascade type, a pair of transistors M3, M4 of which the gates and drains are mutually connected are connected between the drains of a differential pair of transistors M1, M2 and a power supply, and when the differential pair of transistors M1, M2 are balanced, operation points are determined so that the pair of transistors M3, M4 of which the gates and drains are mutually connected are put in OFF states. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は演算増幅回路に関し、例えば、立ち上げ時の応答特性およびステップ入力時の応答特性に円滑さが要求されるインピーダンス変換を目的とした電圧バッファとして使用される演算増幅回路に適用して好適なものである。   The present invention relates to an operational amplifier circuit, for example, suitable for application to an operational amplifier circuit used as a voltage buffer for the purpose of impedance conversion that requires smooth response characteristics at startup and response characteristics at step input. It is a thing.

演算増幅回路を電圧バッファとして使用する場合、演算増幅回路を用いてボルテージフォロワを形成する方法がある。
図5は、従来の演算増幅回路を用いたボルテージフォロワの構成を示す回路図である。
図5において、オペアンプOPの出力端子は、オペアンプOPの反転入力端子に接続されている。そして、オペアンプOPの正転入力端子に入力電圧VINを入力し、オペアンプOPの出力端子から出力電圧VOUTを取り出すことにより、インピーダンス変換を行うことができる。
ここで、演算増幅回路を用いたボルテージフォロワを構成する場合、広い入力レンジが演算増幅回路に要求されることが多い。広い入力レンジを有する演算増幅回路としては、例えば、非特許文献1に開示されているように、フォールデッドカスコード型演算増幅回路がよく知られている。
When an operational amplifier circuit is used as a voltage buffer, there is a method of forming a voltage follower using the operational amplifier circuit.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage follower using a conventional operational amplifier circuit.
In FIG. 5, the output terminal of the operational amplifier OP is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP. The impedance conversion can be performed by inputting the input voltage V IN to the normal input terminal of the operational amplifier OP and taking out the output voltage V OUT from the output terminal of the operational amplifier OP.
Here, when configuring a voltage follower using an operational amplifier circuit, a wide input range is often required for the operational amplifier circuit. As an operational amplifier circuit having a wide input range, for example, a folded cascode operational amplifier circuit is well known as disclosed in Non-Patent Document 1.

図6は、従来のフォールデッドカスコード型演算増幅回路の構成を示す回路図である。
図6において、フォールデッドカスコード型演算増幅回路には、差動対トランジスタ21、カスコード型ロードトランンジスタ22および電流バイアス用トランンジスタ23が設けられている。
ここで、差動対トランジスタ21には、NチャンネルMOSトランジスタM51、M52が設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM51、M52のソースは、電流バイアス用トランジスタであるNチャンネルMOSトランジスタM53のドレインに接続され、NチャンネルMOSトランジスタM53のソースは接地電位に接続されている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional folded cascode operational amplifier circuit.
In FIG. 6, the folded cascode type operational amplifier circuit is provided with a differential pair transistor 21, a cascode type load transistor 22 and a current biasing transistor 23.
Here, the differential pair transistor 21 is provided with N-channel MOS transistors M51 and M52. The sources of the N-channel MOS transistors M51 and M52 are connected to the drain of the N-channel MOS transistor M53 which is a current biasing transistor. The source of the N channel MOS transistor M53 is connected to the ground potential.

また、カスコード型ロードトランンジスタ22には、NチャンネルMOSトランジスタM60〜M63が設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM60、M62は互い直列接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM62のソースは接地電位に接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM61、M63は互い直列接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM63のソースは接地電位に接続され、NチャンネルMOSトランジスタM60、M61のゲートは互いに接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM62、M63のゲートは互いに接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM62、M63のゲートはNチャンネルMOSトランジスタM60のドレインに接続されている。   The cascode-type load transistor 22 is provided with N-channel MOS transistors M60 to M63. The N-channel MOS transistors M60 and M62 are connected in series with each other, and the source of the N-channel MOS transistor M62 is connected to the ground potential. ing. The N channel MOS transistors M61 and M63 are connected in series, the source of the N channel MOS transistor M63 is connected to the ground potential, and the gates of the N channel MOS transistors M60 and M61 are connected to each other. The gates of the N channel MOS transistors M62 and M63 are connected to each other, and the gates of the N channel MOS transistors M62 and M63 are connected to the drain of the N channel MOS transistor M60.

また、電流バイアス用トランンジスタ23には、PチャンネルMOSトランジスタM55〜M58が設けられ、PチャンネルMOSトランジスタM55、M57は互い直列接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM55のソースは電源電位に接続されている。また、PチャンネルMOSトランジスタM55のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM51のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM57のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM60のドレインに接続されている。   The current bias transistor 23 is provided with P channel MOS transistors M55 to M58. The P channel MOS transistors M55 and M57 are connected in series with each other, and the source of the P channel MOS transistor M55 is connected to the power supply potential. ing. The drain of the P channel MOS transistor M55 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M51, and the drain of the P channel MOS transistor M57 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M60.

また、PチャンネルMOSトランジスタM56、M58は互い直列接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM56のソースは電源電位に接続されている。また、PチャンネルMOSトランジスタM56のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM52のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM58のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM61のドレインに接続されている。
また、PチャンネルMOSトランジスタM55、M56のゲートは互いに接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM57、M58のゲートは互いに接続されている。
P channel MOS transistors M56 and M58 are connected in series with each other, and the source of P channel MOS transistor M56 is connected to the power supply potential. The drain of the P channel MOS transistor M56 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M52, and the drain of the P channel MOS transistor M58 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M61.
The gates of the P channel MOS transistors M55 and M56 are connected to each other, and the gates of the P channel MOS transistors M57 and M58 are connected to each other.

そして、NチャンネルMOSトランジスタM53にbias21を入力することにより、NチャンネルMOSトランジスタM51、M52の動作点を制御することが可能となる。また、NチャンネルMOSトランジスタM60、M61にbias22を入力することにより、NチャンネルMOSトランジスタM62、M63の動作点を制御することが可能となる。また、NチャンネルMOSトランジスタM55、M56にbias24を入力することにより、PチャンネルMOSトランジスタM55、M56のオーバードライブ電圧を制御することが可能となる。また、NチャンネルMOSトランジスタM57、M58にbias23を入力することにより、内部ノードB3および内部ノードC3の動作点を制御することが可能となる。   Then, by inputting bias 21 to the N channel MOS transistor M53, it becomes possible to control the operating points of the N channel MOS transistors M51 and M52. Further, by inputting bias 22 to the N channel MOS transistors M60 and M61, the operating point of the N channel MOS transistors M62 and M63 can be controlled. Further, by inputting bias 24 to the N-channel MOS transistors M55 and M56, the overdrive voltage of the P-channel MOS transistors M55 and M56 can be controlled. Further, by inputting bias 23 to N channel MOS transistors M57 and M58, it becomes possible to control the operating points of internal node B3 and internal node C3.

図7は、図6のフォールデッドカスコード型演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用した場合の構成を示す回路図である。
図7において、図6のフォールデッドカスコード型演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用するために、NチャンネルMOSトランジスタM52のゲートはNチャンネルMOSトランジスタM61のドレインに接続されている。そして、NチャンネルMOSトランジスタM51のゲートにはフォールデッドカスコード型演算増幅回路の正転入力端子P−Inが設けられるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM52のゲートにはフォールデッドカスコード型演算増幅回路の反転入力端子N−Inが設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM61のドレインにはフォールデッドカスコード型演算増幅回路の出力端子OUT3が設けられている。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration when the folded cascode operational amplifier circuit of FIG. 6 is used as a voltage follower.
In FIG. 7, in order to use the folded cascode operational amplifier circuit of FIG. 6 as a voltage follower, the gate of the N-channel MOS transistor M52 is connected to the drain of the N-channel MOS transistor M61. The gate of the N channel MOS transistor M51 is provided with the normal input terminal P-In of the folded cascode type operational amplifier circuit, and the gate of the N channel MOS transistor M52 is the inverted input of the folded cascode type operational amplifier circuit. The terminal N-In is provided, and the output terminal OUT3 of the folded cascode operational amplifier circuit is provided at the drain of the N-channel MOS transistor M61.

そして、入力信号Vinをフォールデッドカスコード型演算増幅回路の正転入力端子P−Inに入力するとともに、電源電圧としてVDDを供給することにより、フォールデッドカスコード型演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用することができる。
図8は、図6のフォールデッドカスコード型演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用した場合のスタートアップ時の各ノードの過渡応答を示す図である。
The input signal Vin is input to the normal input terminal P-In of the folded cascode operational amplifier circuit, and VDD is supplied as a power supply voltage, thereby using the folded cascode operational amplifier circuit as a voltage follower. Can do.
FIG. 8 is a diagram showing a transient response of each node at start-up when the folded cascode operational amplifier circuit of FIG. 6 is used as a voltage follower.

ここで、初期状態として、フォールデッドカスコード型演算増幅回路はパワーダウンされており、かつ正転入力端子P−Inには、フォールデッドカスコード型演算増幅回路が動作可能なレンジ内の電圧として、例えば1/2・VDDが印加されていることを想定する。なお、パワーダウンとは出力端子OUT3の電位が0Vとなっている状態を指す。ここで、フォールデッドカスコード型演算増幅回路がパワーダウンされている場合とは、フォールデッドカスコード型演算増幅回路の電源が供給されていない(VDD=0V)場合、もしくは付加回路によってフォールデッドカスコード型演算増幅回路内のVDD−GND間のすべてのパスが切断されている場合のいずれでもよい。   Here, as an initial state, the folded cascode operational amplifier circuit is powered down, and a voltage within a range in which the folded cascode operational amplifier circuit can operate is applied to the normal input terminal P-In, for example, Assume that ½ · VDD is applied. Note that power down refers to a state in which the potential of the output terminal OUT3 is 0V. Here, the case where the folded cascode operational amplifier circuit is powered down means that the power of the folded cascode operational amplifier circuit is not supplied (VDD = 0V), or the folded cascode operational amplifier is operated by an additional circuit. Any of the cases where all paths between VDD and GND in the amplifier circuit are disconnected may be used.

そして、フォールデッドカスコード型演算増幅回路がパワーダウン状態からパワーアップ状態に移行すると、正転入力端子P−Inは1/2・VDDの電位をそのまま維持するとともに、反転入力端子N−Inは0Vから徐々に上昇する。この時、正転入力端子P−Inと反転入力端子N−Inとの電位差が大きい間は、フォールデッドカスコード型演算増幅回路の入力部は比較器のような動作となり、内部ノードA3、B3は比較的GNDレベルに近い電位を徐々に上昇させる。そして、フォールデッドカスコード型演算増幅回路の出力、すなわち反転入力端子N−Inの電位が正転入力端子P−Inの電位に近づくと、急速に負帰還が働き、内部ノードB3点の電位は急激に上昇して、定常状態での動作点に落ち着くような動作となる。
また、さらに広い入力レンジを得るために、例えば、非特許文献2に開示されているように、二対の差動対を有するレール・トゥ・レール型の演算増幅回路を使用する場合がある。
When the folded cascode operational amplifier circuit shifts from the power-down state to the power-up state, the normal input terminal P-In maintains the potential of 1/2 · VDD and the inverting input terminal N-In has 0V. It gradually rises from. At this time, while the potential difference between the non-inverting input terminal P-In and the inverting input terminal N-In is large, the input portion of the folded cascode operational amplifier circuit operates like a comparator, and the internal nodes A3 and B3 are The potential that is relatively close to the GND level is gradually increased. When the output of the folded cascode operational amplifier circuit, that is, the potential of the inverting input terminal N-In approaches the potential of the non-inverting input terminal P-In, negative feedback is activated rapidly, and the potential at the internal node B3 is rapidly increased. And the operation becomes such that it settles to the operating point in the steady state.
In order to obtain a wider input range, for example, as disclosed in Non-Patent Document 2, a rail-to-rail operational amplifier circuit having two differential pairs may be used.

図9は、従来のレール・トゥ・レール型演算増幅回路の構成を示す回路図である。
図9において、レール・トゥ・レール型演算増幅回路には、P受けおよびN受けの差動対が一対ずつ含まれ、N受けの差動対トランジスタ31aおよびP受けの差動対トランジスタ31bが設けられるとともに、カスコード型ロードトランンジスタ33および電流バイアス用トランンジスタ32が設けられている。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional rail-to-rail operational amplifier circuit.
In FIG. 9, the rail-to-rail operational amplifier circuit includes a pair of P-receiver and N-receiver differential pairs, and an N-receiver differential pair transistor 31a and a P-receiver differential pair transistor 31b are provided. In addition, a cascode type load transistor 33 and a current bias transistor 32 are provided.

ここで、差動対トランジスタ31aには、NチャンネルMOSトランジスタM71、M72が設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM71、M72のソースは、NチャンネルMOSトランジスタM79のドレインに接続され、NチャンネルMOSトランジスタM79のソースは接地電位に接続されている。
また、差動対トランジスタ31bには、PチャンネルMOSトランジスタM73、M74が設けられ、PチャンネルMOSトランジスタM73、M74のソースは、PチャンネルMOSトランジスタM84のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM84のソースは電源電位に接続されている。PチャンネルMOSトランジスタM84とNチャンネルMOSトランジスタM79は、電流バイアス用トランジスタである。
Here, the differential pair transistor 31a is provided with N-channel MOS transistors M71 and M72. The sources of the N-channel MOS transistors M71 and M72 are connected to the drain of the N-channel MOS transistor M79. The source is connected to ground potential.
The differential pair transistor 31b is provided with P-channel MOS transistors M73 and M74, the sources of the P-channel MOS transistors M73 and M74 are connected to the drain of the P-channel MOS transistor M84, and the source of the P-channel MOS transistor M84. Are connected to the power supply potential. The P channel MOS transistor M84 and the N channel MOS transistor M79 are current bias transistors.

また、電流バイアス用トランンジスタ32には、NチャンネルMOSトランジスタM80〜M83が設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM80、M82は互い直列接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM82のソースは接地電位に接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM81、M83は互い直列接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM83のソースは接地電位に接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM80、M81のゲートは互いに接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM79、M82、M83のゲートは互いに接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM82のドレインはPチャンネルMOSトランジスタM74のドレインに接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM83のドレインはPチャンネルMOSトランジスタM73のドレインに接続されている。   The current bias transistor 32 includes N-channel MOS transistors M80 to M83. The N-channel MOS transistors M80 and M82 are connected in series with each other, and the source of the N-channel MOS transistor M82 is connected to the ground potential. ing. The N channel MOS transistors M81 and M83 are connected in series with each other, and the source of the N channel MOS transistor M83 is connected to the ground potential. The gates of N-channel MOS transistors M80 and M81 are connected to each other, and the gates of N-channel MOS transistors M79, M82 and M83 are connected to each other. The drain of the N channel MOS transistor M82 is connected to the drain of the P channel MOS transistor M74, and the drain of the N channel MOS transistor M83 is connected to the drain of the P channel MOS transistor M73.

また、カスコード型ロードトランンジスタ33には、PチャンネルMOSトランジスタM75〜M78が設けられ、PチャンネルMOSトランジスタM75、M77は互い直列接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM75のソースは電源電位に接続されている。また、PチャンネルMOSトランジスタM75のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM71のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM77のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM80のドレインに接続されている。   The cascode-type load transistor 33 is provided with P-channel MOS transistors M75 to M78. The P-channel MOS transistors M75 and M77 are connected in series with each other, and the source of the P-channel MOS transistor M75 is connected to the power supply potential. ing. The drain of the P channel MOS transistor M75 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M71, and the drain of the P channel MOS transistor M77 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M80.

また、PチャンネルMOSトランジスタM76、M78は互い直列接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM76のソースは電源電位に接続されている。また、PチャンネルMOSトランジスタM76のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM72のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM78のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM81のドレインに接続されている。
また、PチャンネルMOSトランジスタM75、M76のゲートは互いに接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM77のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM77、M78のゲートは互いに接続されている。
The P channel MOS transistors M76 and M78 are connected in series with each other, and the source of the P channel MOS transistor M76 is connected to the power supply potential. The drain of the P channel MOS transistor M76 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M72, and the drain of the P channel MOS transistor M78 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M81.
The gates of the P-channel MOS transistors M75 and M76 are connected to each other and to the drain of the P-channel MOS transistor M77, and the gates of the P-channel MOS transistors M77 and M78 are connected to each other.

そして、NチャンネルMOSトランジスタM79にbias51を入力することにより、NチャンネルMOSトランジスタM71、M72の動作点を制御することが可能となる。また、NチャンネルMOSトランジスタM84にbias54を入力することにより、NチャンネルMOSトランジスタM73、M74の動作点を制御することが可能となる。また、NチャンネルMOSトランジスタM80、M81にbias52を入力することにより、内部ノードC4、D4の動作点を制御することが可能となる。また、NチャンネルMOSトランジスタM77、M78にbias53を入力することにより、内部ノードA4、B4の動作点を制御することが可能となる。   Then, by inputting bias 51 to the N-channel MOS transistor M79, it becomes possible to control the operating points of the N-channel MOS transistors M71 and M72. Further, by inputting bias 54 to the N-channel MOS transistor M84, it becomes possible to control the operating points of the N-channel MOS transistors M73 and M74. Further, by inputting bias 52 to the N-channel MOS transistors M80 and M81, the operating points of the internal nodes C4 and D4 can be controlled. Further, by inputting the bias 53 to the N-channel MOS transistors M77 and M78, the operating points of the internal nodes A4 and B4 can be controlled.

そして、図9のレール・トゥ・レール型演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用するために、NチャンネルMOSトランジスタM71およびPチャンネルMOSトランジスタM74のゲートをNチャンネルMOSトランジスタM81のドレインに接続することができる。そして、NチャンネルMOSトランジスタM71およびPチャンネルMOSトランジスタM74のゲートにはレール・トゥ・レール型演算増幅回路の正転入力端子P−Inが設けられるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM72およびPチャンネルMOSトランジスタM73のゲートにはレール・トゥ・レール型演算増幅回路の反転入力端子N−Inが設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM81のドレインにはレール・トゥ・レール型演算増幅回路の出力端子OUT4が設けられている。そして、入力信号をレール・トゥ・レール型演算増幅回路の正転入力端子P−Inに入力することにより、レール・トゥ・レール型演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用することができる。   In order to use the rail-to-rail operational amplifier circuit of FIG. 9 as a voltage follower, the gates of the N channel MOS transistor M71 and the P channel MOS transistor M74 can be connected to the drain of the N channel MOS transistor M81. . The gates of the N-channel MOS transistor M71 and the P-channel MOS transistor M74 are provided with the normal input terminal P-In of the rail-to-rail type operational amplifier circuit, and the N-channel MOS transistor M72 and the P-channel MOS transistor M73. Is provided with an inverting input terminal N-In of the rail-to-rail operational amplifier circuit, and an output terminal OUT4 of the rail-to-rail operational amplifier circuit is provided at the drain of the N-channel MOS transistor M81. Yes. The rail-to-rail operational amplifier circuit can be used as a voltage follower by inputting an input signal to the normal input terminal P-In of the rail-to-rail operational amplifier circuit.

ここで、レール・トゥ・レール型演算増幅回路では、入力電圧がGND付近の時には、N受けの差動対トランジスタ31aはオフ状態にあり、P受けの差動対トランジスタ31bのみが動作する。逆に、入力電圧がVDD付近の時には、P受けの差動対トランジスタ31bはオフ状態にあり、N受けの差動対トランジスタ31aのみが動作する。
また、入力電圧が1/2・VDD付近のときには、両方の差動対トランジスタ31a、31bが動作する。したがって、レール・トゥ・レール型演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用した場合には、演算増幅回路が既にスタートアップしている状態においても、GND付近から1/2・VDD付近、もしくはVDD付近から1/2・VDD付近に遷移するようなステップ入力が与えられた場合の動作は、どちらか一方の差動対ランジスタ31a、31bがパワーダウン状態から立ち上がる。
Roubik Gregorian著,「Analog MOS Integrated Circuits for Signal Processing」,(米国),JOHN WILEY & SONS,Inc.,1986年,P.251−255 Ron Hogervorst,et.al.,A Compact Power−Efficient 3V CMOS Rail−to−Rail Input/Output Operational Amplifier for VLSI Cell Libraries,IEEE J.Solid State Circuits,VOL.29,No.12,December 1994,pp1505−1513
Here, in the rail-to-rail operational amplifier circuit, when the input voltage is near GND, the N receiving differential pair transistor 31a is in the OFF state, and only the P receiving differential pair transistor 31b operates. Conversely, when the input voltage is near VDD, the P-receiving differential pair transistor 31b is in an OFF state, and only the N-receiving differential pair transistor 31a operates.
Further, when the input voltage is near 1/2 · VDD, both differential pair transistors 31a and 31b operate. Therefore, when a rail-to-rail operational amplifier circuit is used as a voltage follower, even when the operational amplifier circuit has already been started up, it is about 1 / 2.VDD from near GND, or 1 / minute from near VDD. In the operation when a step input that makes a transition to the vicinity of 2 · VDD is given, one of the differential pair transistors 31a and 31b rises from the power-down state.
By Rubik Gregorian, “Analog MOS Integrated Circuits for Signal Processing” (USA), JOHN WILEY & SONS, Inc. 1986, p. 251-255 Ron Hogervorst, et. al. , A Compact Power-Efficient 3V CMOS Rail-to-Rail Input / Output Operational Amplifier for VLSI Cell Libraries, IEEE J.A. Solid State Circuits, VOL. 29, no. 12, December 1994, pp 1505-1513.

しかしながら、図6のフォールデッドカスコード型演算増幅回路では、NチャンネルMOSトランジスタM51のゲート−ドレイン間には寄生容量Cgdが存在し、NチャンネルMOSトランジスタM51のゲート−ソース間には寄生容量Cgsが存在する。そして、内部ノードA点および内部ノードB点の電位の変化は、これらの寄生容量Cgd、Cgsを介して正転入力端子P−Inに伝達される。 However, in the folded cascode operational amplifier circuit of FIG. 6, a parasitic capacitance C gd exists between the gate and drain of the N-channel MOS transistor M51, and a parasitic capacitance C gs exists between the gate and source of the N-channel MOS transistor M51. Exists. The change in potential at the internal node A point and the internal node B point is transmitted to the normal input terminal P-In via these parasitic capacitances C gd and C gs .

このため、フォールデッドカスコード型演算増幅回路への入力信号Vinを生成するモジュールの出力インピーダンスRfが十分に小さければ、正転入力端子P−Inの電位はほとんど変動しないが、出力インピーダンスRfが大きい場合には正転入力端子P−Inの電位が変動し、図8に示すように、その変動がそのままフォールデッドカスコード型演算増幅回路の出力にオーバーシュートとなって現れる。 Therefore, if the output impedance R f of the module that generates the input signal Vin to the folded cascode operational amplifier circuit is sufficiently small, the potential of the normal input terminal P-In hardly changes, but the output impedance R f is If it is larger, the potential of the normal rotation input terminal P-In fluctuates, and the fluctuation appears as an overshoot in the output of the folded cascode type operational amplifier circuit as shown in FIG.

また、図9のレール・トゥ・レール型演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用した場合、その特徴は通常のフォールデッドカスコード型演算増幅回路のスタートアップ時に準じるものであり、特に、入力信号を発生するモジュールの出力インピーダンスが大きい時には、フォールデッドカスコード型演算増幅回路と同じようなオーバーシュートやアンダーシュートが出力波形に生じる。そして、アプリケーションによっては、このようなオーバーシュートやアンダーシュートが致命的な問題を引き起こすことがあった。
そこで、本発明の目的は、演算増幅回路への入力信号を発生するモジュールの出力インピーダンスが高い場合においても、演算増幅回路の立ち上げ時およびステップ入力時の応答特性を円滑化することが可能な演算増幅回路を提供することである。
Further, when the rail-to-rail operational amplifier circuit of FIG. 9 is used as a voltage follower, its characteristics are the same as those at the time of startup of a normal folded cascode operational amplifier circuit, and in particular, a module that generates an input signal. When the output impedance is large, overshoot and undershoot similar to those of the folded cascode operational amplifier circuit occur in the output waveform. Depending on the application, such overshoot or undershoot may cause a fatal problem.
Therefore, an object of the present invention is to smooth the response characteristics when the operational amplifier circuit is started up and when the step is input even when the output impedance of the module that generates the input signal to the operational amplifier circuit is high. An operational amplifier circuit is provided.

上述した課題を解決するために、請求項1記載の演算増幅回路によれば、信号入力部に配置された一対の差動対トランジスタ、折り返されたカスコード型ロードトランジスタおよび電流バイアス用トランジスタが設けられたフォールデッドカスコード型演算増幅回路と、前記差動対トランジスタのドレイン電位の変動範囲を制御する付加回路とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, according to the operational amplifier circuit of the first aspect, a pair of differential pair transistors, a folded cascode type load transistor, and a current biasing transistor disposed in the signal input unit are provided. A folded cascode operational amplifier circuit; and an additional circuit for controlling a fluctuation range of the drain potential of the differential pair transistor.

これにより、演算増幅回路を用いてボルテージフォロワが構成された場合においても、入力信号が入力される差動対トランジスタのドレイン電位を立ち上げてから、ボルテージフォロワの出力を立ち上げることができる。このため、差動対トランジスタのドレイン電位の変動に伴って入力側の電位が変動した場合においても、ボルテージフォロワの出力の変動を抑制することができる。この結果、演算増幅回路への入力信号を発生するモジュールの出力インピーダンスが高い場合においても、立ち上げ時およびステップ入力時における出力波形のオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができ、ボルテージフォロワの応答特性を円滑化することができる。   Thus, even when a voltage follower is configured using an operational amplifier circuit, the output of the voltage follower can be raised after raising the drain potential of the differential pair transistor to which the input signal is inputted. For this reason, even when the potential on the input side varies with the variation in the drain potential of the differential pair transistor, the variation in the output of the voltage follower can be suppressed. As a result, even when the output impedance of the module that generates the input signal to the operational amplifier circuit is high, overshoot and undershoot of the output waveform at startup and step input can be suppressed, and the response of the voltage follower The characteristics can be smoothed.

また、請求項2記載の演算増幅回路によれば、前記付加回路は、前記差動対トランジスタのドレインにそれぞれ直列に接続され、ゲートとドレインが接続されたトランジスタ対であることを特徴とする。
これにより、演算増幅回路の正転入力端子と反転入力端子との電位差が大きい場合においても、差動対トランジスタのドレインに接続されたトランジスタをオンさせることができ、差動対トランジスタのドレインの電位を迅速に立ち上げることができる。このため、演算増幅回路を用いてボルテージフォロワが構成された場合においても、入力信号が入力される差動対トランジスタのドレイン電位を立ち上げてから、ボルテージフォロワの出力を立ち上げることができ、立ち上げ時およびステップ入力時における出力波形のオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。
The operational amplifier circuit according to claim 2 is characterized in that the additional circuit is a transistor pair connected in series to the drain of the differential pair transistor and having a gate and a drain connected.
As a result, even when the potential difference between the normal input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier circuit is large, the transistor connected to the drain of the differential pair transistor can be turned on, and the potential of the drain of the differential pair transistor can be turned on. Can be launched quickly. For this reason, even when a voltage follower is configured using an operational amplifier circuit, the output of the voltage follower can be raised after the drain potential of the differential pair transistor to which the input signal is input is raised. It is possible to suppress overshoot and undershoot of the output waveform during raising and step input.

また、請求項3載の演算増幅回路によれば、前記差動対トランジスタがバランスしている時には、前記付加回路のトランジスタ対がオフ状態になるように前記電流バイアス用トランジスタのバイアスが設定されていることを特徴とする。
これにより、差動対トランジスタのドレイン電位の変動範囲を制御することを可能としつつ、負帰還が働いて演算増幅回路が電圧バッファとして動作している状態においては、その特性にほとんど悪影響を及ぼさないようにすることができる。
According to the operational amplifier circuit of claim 3, when the differential pair transistors are balanced, the bias of the current bias transistor is set so that the transistor pair of the additional circuit is turned off. It is characterized by being.
This makes it possible to control the fluctuation range of the drain potential of the differential pair transistor, and in the state where the operational amplifier circuit operates as a voltage buffer due to the negative feedback, the characteristics are hardly adversely affected. Can be.

また、請求項4記載の演算増幅回路によれば、フォールデッドカスコード型演算増幅回路の差動対トランジスタと極性の異なるもう一対の差動対トランジスタが信号入力部に追加されたレール・トゥ・レール型演算増幅回路と、前記差動対トランジスタのドレイン電位の変動範囲を制御する付加回路とを備えることを特徴とする。
これにより、差動対トランジスタのドレイン電位の変動に伴って入力側の電位が変動した場合においても、ボルテージフォロワの出力の変動を抑制することができ、広い入力レンジを得ることを可能としつつ、立ち上げ時およびステップ入力時における出力波形のオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。
According to the operational amplifier circuit of claim 4, a rail-to-rail in which another differential pair transistor having a different polarity from the differential pair transistor of the folded cascode operational amplifier circuit is added to the signal input section. A differential operational amplifier circuit and an additional circuit for controlling a fluctuation range of the drain potential of the differential pair transistor.
As a result, even when the potential on the input side fluctuates with the fluctuation of the drain potential of the differential pair transistor, fluctuations in the output of the voltage follower can be suppressed, and a wide input range can be obtained, It is possible to suppress overshoot and undershoot of the output waveform at start-up and step input.

また、請求項5記載の演算増幅回路によれば、前記付加回路は、前記差動対トランジスタのドレインにそれぞれ直列に接続され、ゲートとドレインが接続されたトランジスタ対であることを特徴とする。
これにより、差動対トランジスタのドレイン電位の低下を抑制することができ、広い入力レンジを得ることを可能としつつ、立ち上げ時およびステップ入力時における出力波形のオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。
The operational amplifier circuit according to claim 5 is characterized in that the additional circuit is a transistor pair connected in series to the drains of the differential pair transistors and having a gate and a drain connected.
This suppresses the drop in the drain potential of the differential pair transistor and enables a wide input range, while suppressing overshoot and undershoot of the output waveform at startup and step input. Can do.

以上説明したように、本発明によれば、ボルテージフォロワを形成して電圧バッファとして使用された場合に、演算増幅回路への入力信号を発生するモジュールの出力インピーダンスが高い場合においても、立ち上げ時およびステップ入力時の出力波形にオーバーシュートやアンダーシュートを生じることを抑制することを可能として、円滑な応答特性を得ることができる。   As described above, according to the present invention, when a voltage follower is formed and used as a voltage buffer, even when the output impedance of a module that generates an input signal to the operational amplifier circuit is high, Further, it is possible to suppress the occurrence of overshoot or undershoot in the output waveform at the time of step input, and smooth response characteristics can be obtained.

以下、本発明の実施形態に係る演算増幅回路について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る演算増幅回路の構成を示す回路図である。なお、この第1実施形態は、ドレイン電位の変動範囲を制御する付加回路4を図6のフォールデッドカスコード型演算回路に付加し、ボルテージフォロワとして使用するようにしたものである。
図1において、この第1実施形態では、差動対トランジスタ1、カスコード型ロードトランンジスタ2および電流バイアス用トランンジスタ3および付加回路4が設けられている。
ここで、差動対トランジスタ1には、NチャンネルMOSトランジスタM1、M2が設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM1、M2のソースは、NチャンネルMOSトランジスタM9のドレインに接続され、NチャンネルMOSトランジスタM9のソースは接地電位に接続されている。
Hereinafter, an operational amplifier circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an operational amplifier circuit according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, the additional circuit 4 for controlling the fluctuation range of the drain potential is added to the folded cascode type arithmetic circuit shown in FIG. 6 and used as a voltage follower.
In FIG. 1, in the first embodiment, a differential pair transistor 1, a cascode load transistor 2, a current biasing transistor 3 and an additional circuit 4 are provided.
Here, the differential pair transistor 1 is provided with N-channel MOS transistors M1 and M2. The sources of the N-channel MOS transistors M1 and M2 are connected to the drain of the N-channel MOS transistor M9. The source is connected to ground potential.

また、差動対トランジスタ1には、NチャンネルMOSトランジスタM1のドレイン電位の変動範囲を制御する付加回路4が接続されている。ここで、付加回路4にはPチャンネルMOSトランジスタM3、M4が設けられ、PチャンネルMOSトランジスタM3、M4はそれぞれダイオード接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM1、M2とそれぞれ直列接続されている。すなわち、PチャンネルMOSトランジスタM3、M4のソースは電源電位に接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM3、M4のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM1、M2のドレインにそれぞれ接続され、PチャンネルMOSトランジスタM3、M4のゲートはPチャンネルMOSトランジスタM3、M4のドレインにそれぞれ接続されている。   The differential pair transistor 1 is connected to an additional circuit 4 that controls the fluctuation range of the drain potential of the N-channel MOS transistor M1. Here, the additional circuit 4 is provided with P-channel MOS transistors M3 and M4. The P-channel MOS transistors M3 and M4 are respectively diode-connected and connected in series with the N-channel MOS transistors M1 and M2. That is, the sources of the P-channel MOS transistors M3 and M4 are connected to the power supply potential, and the drains of the P-channel MOS transistors M3 and M4 are connected to the drains of the N-channel MOS transistors M1 and M2, respectively. The gate of M4 is connected to the drains of P-channel MOS transistors M3 and M4, respectively.

なお、PトランジスタM4は、NチャンネルMOSトランジスタM1のドレイン電位の変動範囲を制御するためには不要ではあるが、差動増幅回路としての動作上のバランスを保つ上で付加することが好ましい。
また、カスコード型ロードトランンジスタ2には、NチャンネルMOSトランジスタM10〜M13が設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM10、M12は互い直列接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM12のソースは接地電位に接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM11、M13は互い直列接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM13のソースは接地電位に接続され、NチャンネルMOSトランジスタM10、M11のゲートは互いに接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM12、M13のゲートは互いに接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM12、M13のゲートはNチャンネルMOSトランジスタM10のドレインに接続されている。
The P transistor M4 is not necessary for controlling the fluctuation range of the drain potential of the N-channel MOS transistor M1, but is preferably added to maintain the operational balance as a differential amplifier circuit.
The cascode-type load transistor 2 is provided with N-channel MOS transistors M10 to M13. The N-channel MOS transistors M10 and M12 are connected in series with each other, and the source of the N-channel MOS transistor M12 is connected to the ground potential. ing. The N channel MOS transistors M11 and M13 are connected in series with each other, the source of the N channel MOS transistor M13 is connected to the ground potential, and the gates of the N channel MOS transistors M10 and M11 are connected to each other. The gates of the N channel MOS transistors M12 and M13 are connected to each other, and the gates of the N channel MOS transistors M12 and M13 are connected to the drain of the N channel MOS transistor M10.

また、電流バイアス用トランンジスタ3には、PチャンネルMOSトランジスタM5〜M8が設けられ、PチャンネルMOSトランジスタM5、M7は互い直列接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM5のソースは電源電位に接続されている。また、PチャンネルMOSトランジスタM5のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM1のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM7のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM10のドレインに接続されている。   The current bias transistor 3 is provided with P-channel MOS transistors M5 to M8. The P-channel MOS transistors M5 and M7 are connected in series with each other, and the source of the P-channel MOS transistor M5 is connected to the power supply potential. ing. The drain of the P channel MOS transistor M5 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M1, and the drain of the P channel MOS transistor M7 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M10.

また、PチャンネルMOSトランジスタM6、M8は互い直列接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM6のソースは電源電位に接続されている。また、PチャンネルMOSトランジスタM6のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM2のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM8のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM11のドレインに接続されている。   The P channel MOS transistors M6 and M8 are connected in series with each other, and the source of the P channel MOS transistor M6 is connected to the power supply potential. The drain of the P channel MOS transistor M6 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M2, and the drain of the P channel MOS transistor M8 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M11.

そして、図1の演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用するために、NチャンネルMOSトランジスタM2のゲートはNチャンネルMOSトランジスタM11のドレインに接続されている。そして、NチャンネルMOSトランジスタM1のゲートには演算増幅回路の正転入力端子P−Inが設けられるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM2のゲートには演算増幅回路の反転入力端子N−Inが設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM11のドレインには演算増幅回路の出力端子OUT1が設けられている。そして、入力信号Vinを演算増幅回路の正転入力端子P−Inに入力するとともに、電源電圧としてVDDを供給することにより、図1の演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用することができる。   In order to use the operational amplifier circuit of FIG. 1 as a voltage follower, the gate of the N-channel MOS transistor M2 is connected to the drain of the N-channel MOS transistor M11. The gate of the N channel MOS transistor M1 is provided with the normal input terminal P-In of the operational amplifier circuit, and the gate of the N channel MOS transistor M2 is provided with the inverted input terminal N-In of the operational amplifier circuit. The output terminal OUT1 of the operational amplifier circuit is provided at the drain of the N-channel MOS transistor M11. Then, by inputting the input signal Vin to the normal input terminal P-In of the operational amplifier circuit and supplying VDD as the power supply voltage, the operational amplifier circuit of FIG. 1 can be used as a voltage follower.

図2は、図1の演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用した場合のスタートアップ時の各ノードの過渡応答を示す図である。
ここで、初期状態として演算増幅回路はパワーダウンされており、かつ正転入力端子P−Inには、演算増幅回路が動作可能なレンジ内の電圧として、例えば1/2・VDDが印加されていることを想定する。そして、演算増幅回路がパワーダウン状態からパワーアップ状態に移行すると、正転入力端子P−Inは1/2・VDDの電位をそのまま維持するとともに、反転入力端子N−InはGNDレベルから徐々に上昇する。この時、正転入力端子P−Inと反転入力端子N−Inとの電位差が大きい間は、演算増幅回路の入力部は比較器のような動作となり、内部ノードB1の電位は、初めはGNDレベル付近にあるが、ダイオード接続されたPチャンネルMOSトランジスタM3がオンするために、内部ノードB1の電位は直ぐにVDD−Vtp(VtpはPチャンネルMOSトランジスタM3の閾値の絶対値)付近まで上昇する。
FIG. 2 is a diagram showing a transient response of each node at start-up when the operational amplifier circuit of FIG. 1 is used as a voltage follower.
Here, the operational amplifier circuit is powered down as an initial state, and ½ · VDD, for example, is applied to the normal input terminal P-In as a voltage within a range in which the operational amplifier circuit can operate. Assuming that When the operational amplifier circuit shifts from the power-down state to the power-up state, the normal input terminal P-In maintains the potential of 1/2 · VDD and the inverting input terminal N-In gradually increases from the GND level. Rise. At this time, while the potential difference between the non-inverting input terminal P-In and the inverting input terminal N-In is large, the input part of the operational amplifier circuit operates like a comparator, and the potential of the internal node B1 is initially GND. Although it is near the level, since the diode-connected P-channel MOS transistor M3 is turned on, the potential of the internal node B1 immediately rises to near VDD-Vtp (Vtp is the absolute value of the threshold value of the P-channel MOS transistor M3).

ここで、NチャンネルMOSトランジスタM1のゲート−ドレイン間には寄生容量Cgdが存在し、NチャンネルMOSトランジスタM1のゲート−ソース間には寄生容量Cgsが存在する。そして、内部ノードA点および内部ノードB点の電位の変化は、これらの寄生容量Cgd、Cgsを介して正転入力端子P−Inに伝達される。このため、出力インピーダンスRfが大きい場合には、正転入力端子P−Inの電位が変動し、正転入力端子P−Inの電位にオーバーシュートが発生する。しかし、この時点では、反転入力端子N−Inの電位はGNDレベルに近い状態で徐々に上昇するため、演算増幅回路の出力にオーバーシュートが発生することを防止することができる。 Here, a parasitic capacitance C gd exists between the gate and the drain of the N-channel MOS transistor M1, and a parasitic capacitance C gs exists between the gate and the source of the N-channel MOS transistor M1. The change in potential at the internal node A point and the internal node B point is transmitted to the normal input terminal P-In via the parasitic capacitances C gd and C gs . For this reason, when the output impedance Rf is large, the potential of the normal input terminal P-In varies, and an overshoot occurs in the potential of the normal input terminal P-In. However, at this time, the potential of the inverting input terminal N-In gradually rises in a state close to the GND level, so that an overshoot can be prevented from occurring in the output of the operational amplifier circuit.

その後、演算増幅回路の出力、すなわち反転入力端子N−Inの電位が正転入力端子P−Inの電位に近づくと、急速に負帰還が働き、内部ノードB点の電位は上昇する。しかし、内部ノードB点の電位の変化量が小さいため、出力インピーダンスRfが大きい場合でも、正転入力端子P−Inの変動を小さくすることができる。このため、演算増幅回路をボルデージフォロワとして使用した場合においても、演算増幅回路の出力のオーバーシュートを抑制することが可能となり、演算増幅回路の過渡応答特性を円滑化することができる。 Thereafter, when the output of the operational amplifier circuit, that is, the potential of the inverting input terminal N-In approaches the potential of the non-inverting input terminal P-In, negative feedback is rapidly activated, and the potential at the internal node B increases. However, since the amount of change in potential at the internal node B is small, even when the output impedance Rf is large, the fluctuation of the normal input terminal P-In can be reduced. For this reason, even when the operational amplifier circuit is used as a voltage follower, it is possible to suppress the overshoot of the output of the operational amplifier circuit, and the transient response characteristic of the operational amplifier circuit can be smoothed.

なお、PチャンネルMOSトランジスタM3、M4は、演算増幅回路が比較器として動作している状態においては、上述のような大きな効果をもたらす一方、負帰還が働いて演算増幅回路が電圧バッファとして動作している状態においては、その特性にほとんど悪影響を及ぼさないような動作点に設定することが可能である。
すなわち、トランジスタを飽和領域で動作させる場合、オーバードライブ電圧Vov(ゲート−ソース間電圧Vgs−閾値Vth)として、ある程度の電位をとるのが普通であるが、むやみにオーバードライブ電圧Vovをとると、動作レンジが狭くなるため、通常はVov<Vthとすることで特に問題は発生しない。PチャンネルMOSトランジスタM5、M6のオーバードライブ電圧(Vov5,6=VDD−Vbias4−Vth)は、bias4の電位によって制御することができるので、Vov5,6<Vthとすることは容易である。
The P-channel MOS transistors M3 and M4 have the above-described great effect in a state where the operational amplifier circuit operates as a comparator, while the negative feedback works and the operational amplifier circuit operates as a voltage buffer. In such a state, it is possible to set the operating point so as not to adversely affect the characteristics.
That is, when the transistor is operated in the saturation region, it is normal to take a certain potential as the overdrive voltage Vov (gate-source voltage Vgs−threshold Vth), but if the overdrive voltage Vov is taken unnecessarily, Since the operation range becomes narrow, there is no particular problem with setting Vov <Vth. Since the overdrive voltage (Vov 5,6 = VDD−V bias4 −Vth) of the P-channel MOS transistors M5 and M6 can be controlled by the potential of bias4, it is easy to satisfy Vov 5,6 <Vth. .

また、内部ノードB1および内部ノードC1の動作点は、PチャンネルMOSトランジスタM7、M8に流れる電流と、bias3の電位によって制御することができるため、Vov5,6<(VDD−VB)=(VDD−VC)<Vth(VB、VCはそれぞれ内部ノードB1、C1の電位)とすることは容易である。
このような動作点になるようにバイアス条件を設定すれば、電圧バッファとして動作している状態ではPチャンネルMOSトランジスタM3、M4のゲート電圧は閾値を超えないためほとんど電流が流れない。このため、PチャンネルMOSトランジスタM3、M4がない場合と比べて演算増幅回路内部の動作点が変わらないようにすることができ、PチャンネルMOSトランジスタM3、M4を付加した場合においても、演算増幅回路の特性にほとんど影響が及ばないようにすることができる。また、演算増幅回路のスタートアップに要する時間も変わらないようにすることができる。
Since the operating points of the internal node B1 and the internal node C1 can be controlled by the current flowing through the P-channel MOS transistors M7 and M8 and the potential of bias3, Vov 5,6 <(VDD−V B ) = ( It is easy to set VDD−V C ) <Vth (V B and V C are the potentials of the internal nodes B1 and C1, respectively).
If the bias condition is set so as to be such an operating point, almost no current flows because the gate voltages of the P-channel MOS transistors M3 and M4 do not exceed the threshold when operating as a voltage buffer. For this reason, it is possible to prevent the operating point inside the operational amplifier circuit from changing compared to the case where the P channel MOS transistors M3 and M4 are not provided, and even when the P channel MOS transistors M3 and M4 are added, the operational amplifier circuit. It is possible to make it hardly affect the characteristics of the. In addition, the time required for the startup of the operational amplifier circuit can be kept unchanged.

図3は、本発明の第2実施形態に係る演算増幅回路の構成を示す回路図である。なお、この第2実施形態は、ドレイン電位の変動範囲を制御する付加回路14a、14bを2ステージからなるレール・トゥ・レール型演算増幅回路に付加し、ボルテージフォロワとして使用するようにしたものである。
図3において、この第2実施形態では、二対の差動対トランジスタ11a、11b、カスコード型ロードトランンジスタ12および電流バイアス用トランンジスタ13、付加回路14a、14bおよび出力回路15が設けられている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an operational amplifier circuit according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, additional circuits 14a and 14b for controlling the fluctuation range of the drain potential are added to a two-stage rail-to-rail operational amplifier circuit to be used as a voltage follower. is there.
3, in the second embodiment, two pairs of differential transistors 11a and 11b, a cascode-type load transistor 12, a current biasing transistor 13, additional circuits 14a and 14b, and an output circuit 15 are provided. .

ここで、差動対トランジスタ11aには、NチャンネルMOSトランジスタM21、M22が設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM21、M22のソースは、NチャンネルMOSトランジスタM42のドレインに接続され、NチャンネルMOSトランジスタM42のソースは接地電位に接続されている。
また、差動対トランジスタ11aには、NチャンネルMOSトランジスタM21のドレイン電位の変動範囲を制御する付加回路14aが接続されている。ここで、付加回路14aにはPチャンネルMOSトランジスタM23、M24が設けられ、PチャンネルMOSトランジスタM23、M24はそれぞれダイオード接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM21、M22とそれぞれ直列接続されている。すなわち、PチャンネルMOSトランジスタM23、M24のソースは電源電位に接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM23、M24のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM21、M22のドレインにそれぞれ接続され、PチャンネルMOSトランジスタM23、M24のゲートはPチャンネルMOSトランジスタM23、M24のドレインにそれぞれ接続されている。
Here, the differential pair transistor 11a is provided with N-channel MOS transistors M21 and M22. The sources of the N-channel MOS transistors M21 and M22 are connected to the drain of the N-channel MOS transistor M42. The source is connected to ground potential.
The differential pair transistor 11a is connected to an additional circuit 14a that controls the fluctuation range of the drain potential of the N-channel MOS transistor M21. Here, the additional circuit 14a is provided with P-channel MOS transistors M23 and M24. The P-channel MOS transistors M23 and M24 are respectively diode-connected and connected in series with the N-channel MOS transistors M21 and M22. That is, the sources of the P-channel MOS transistors M23 and M24 are connected to the power supply potential, and the drains of the P-channel MOS transistors M23 and M24 are connected to the drains of the N-channel MOS transistors M21 and M22, respectively. The gate of M24 is connected to the drains of P-channel MOS transistors M23 and M24, respectively.

また、差動対トランジスタ11bには、PチャンネルMOSトランジスタM25、M26が設けられ、PチャンネルMOSトランジスタM25、M26のソースは、PチャンネルMOSトランジスタM43のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM43のソースは電源電位に接続されている。
また、差動対トランジスタ11bには、PチャンネルMOSトランジスタM26のドレイン電位の変動範囲を制御する付加回路14bが接続されている。ここで、付加回路14bにはPチャンネルMOSトランジスタM27、M28が設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM27、M28はそれぞれダイオード接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM25、M26とそれぞれ直列接続されている。すなわち、NチャンネルMOSトランジスタM27、M28のソースは電源電位に接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM27、M28のドレインはPチャンネルMOSトランジスタM25、M26のドレインにそれぞれ接続され、NチャンネルMOSトランジスタM27、M28のゲートはNチャンネルMOSトランジスタM27、M28のドレインにそれぞれ接続されている。
The differential pair transistor 11b is provided with P-channel MOS transistors M25 and M26. The sources of the P-channel MOS transistors M25 and M26 are connected to the drain of the P-channel MOS transistor M43, and the source of the P-channel MOS transistor M43. Are connected to the power supply potential.
The differential pair transistor 11b is connected to an additional circuit 14b for controlling the fluctuation range of the drain potential of the P-channel MOS transistor M26. Here, the additional circuit 14b is provided with P-channel MOS transistors M27 and M28. The N-channel MOS transistors M27 and M28 are respectively diode-connected and connected in series with the P-channel MOS transistors M25 and M26. That is, the sources of N-channel MOS transistors M27 and M28 are connected to the power supply potential, and the drains of N-channel MOS transistors M27 and M28 are connected to the drains of P-channel MOS transistors M25 and M26, respectively. The gate of M28 is connected to the drains of N-channel MOS transistors M27 and M28, respectively.

また、カスコード型ロードトランンジスタ12には、NチャンネルMOSトランジスタM34〜M37が設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM34、M36は互い直列接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM36のソースは接地電位に接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM35、M37は互い直列接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM37のソースは接地電位に接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM34、M35のゲートは互いに接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM36、M37のゲートは互いに接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM36のドレインはPチャンネルMOSトランジスタM26のドレインに接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM37のドレインはPチャンネルMOSトランジスタM25のドレインに接続されている。   The cascode-type load transistor 12 is provided with N-channel MOS transistors M34 to M37. The N-channel MOS transistors M34 and M36 are connected in series with each other, and the source of the N-channel MOS transistor M36 is connected to the ground potential. ing. The N channel MOS transistors M35 and M37 are connected in series with each other, and the source of the N channel MOS transistor M37 is connected to the ground potential. The gates of the N channel MOS transistors M34 and M35 are connected to each other, and the gates of the N channel MOS transistors M36 and M37 are connected to each other. The drain of the N channel MOS transistor M36 is connected to the drain of the P channel MOS transistor M26, and the drain of the N channel MOS transistor M37 is connected to the drain of the P channel MOS transistor M25.

また、電流バイアス用トランンジスタ13には、PチャンネルMOSトランジスタM30〜M33が設けられ、PチャンネルMOSトランジスタM30、M32は互い直列接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM30のソースは電源電位に接続されている。また、PチャンネルMOSトランジスタM30のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM21のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM32のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM34のドレインに接続されている。   The current bias transistor 13 is provided with P-channel MOS transistors M30 to M33. The P-channel MOS transistors M30 and M32 are connected in series, and the source of the P-channel MOS transistor M30 is connected to the power supply potential. ing. The drain of the P channel MOS transistor M30 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M21, and the drain of the P channel MOS transistor M32 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M34.

また、PチャンネルMOSトランジスタM31、M33は互い直列接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM31のソースは電源電位に接続されている。また、PチャンネルMOSトランジスタM31のドレインはNチャンネルMOSトランジスタM22のドレインに接続されている。
また、PチャンネルMOSトランジスタM30、M31のゲートは互いに接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM32のドレインに接続され、PチャンネルMOSトランジスタM32、M33のゲートは互いに接続されている。
The P channel MOS transistors M31 and M33 are connected in series, and the source of the P channel MOS transistor M31 is connected to the power supply potential. The drain of the P channel MOS transistor M31 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M22.
The gates of the P-channel MOS transistors M30 and M31 are connected to each other and are connected to the drain of the P-channel MOS transistor M32. The gates of the P-channel MOS transistors M32 and M33 are connected to each other.

また、出力回路15には、PチャンネルMOSトランジスタM38、M40、NチャンネルMOSトランジスタM39、M41、抵抗R1、R2およびコンデンサC1、C2が設けられている。なお、PチャンネルMOSトランジスタM38およびNチャンネルMOSトランジスタM39は出力トランジスタとして使用することができる。また、PチャンネルMOSトランジスタM40およびNチャンネルMOSトランジスタM41は、PチャンネルMOSトランジスタM38およびNチャンネルMOSトランジスタM39のバイアス設定用として用いることができる。また、抵抗R1、R2およびコンデンサC1、C2は位相補償用として用いることができる。   The output circuit 15 is provided with P-channel MOS transistors M38 and M40, N-channel MOS transistors M39 and M41, resistors R1 and R2, and capacitors C1 and C2. P channel MOS transistor M38 and N channel MOS transistor M39 can be used as output transistors. The P channel MOS transistor M40 and the N channel MOS transistor M41 can be used for bias setting of the P channel MOS transistor M38 and the N channel MOS transistor M39. The resistors R1 and R2 and the capacitors C1 and C2 can be used for phase compensation.

ここで、PチャンネルMOSトランジスタM38とNチャンネルMOSトランジスタM39とは互いに直列接続され、PチャンネルMOSトランジスタM38のソースは電源電位に接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM39のソースは接地電位に接続されている。また、PチャンネルMOSトランジスタM38のゲートとドレインとの間には、互いに直列接続された抵抗R1およびコンデンサC1が接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM39のゲートとドレインとの間には、互いに直列接続された抵抗R2およびコンデンサC2が接続されている。   Here, the P channel MOS transistor M38 and the N channel MOS transistor M39 are connected in series, the source of the P channel MOS transistor M38 is connected to the power supply potential, and the source of the N channel MOS transistor M39 is connected to the ground potential. ing. A resistor R1 and a capacitor C1 connected in series with each other are connected between the gate and drain of the P-channel MOS transistor M38, and between the gate and drain of the N-channel MOS transistor M39. A connected resistor R2 and capacitor C2 are connected.

また、PチャンネルMOSトランジスタM40とNチャンネルMOSトランジスタM41とは互いに並列接続されている。そして、NチャンネルMOSトランジスタM41のドレインはPチャンネルMOSトランジスタM33のドレインに接続されるとともに、PチャンネルMOSトランジスタM38のゲートに接続されている。また、NチャンネルMOSトランジスタM41のソースはNチャンネルMOSトランジスタM35のドレインに接続されるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM39のゲートに接続されている。   The P channel MOS transistor M40 and the N channel MOS transistor M41 are connected in parallel to each other. The drain of the N-channel MOS transistor M41 is connected to the drain of the P-channel MOS transistor M33 and to the gate of the P-channel MOS transistor M38. The source of the N channel MOS transistor M41 is connected to the drain of the N channel MOS transistor M35 and to the gate of the N channel MOS transistor M39.

そして、図3の演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用するために、NチャンネルMOSトランジスタM21およびPチャンネルMOSトランジスタM26のゲートはNチャンネルMOSトランジスタM39のドレインに接続されている。そして、NチャンネルMOSトランジスタM22およびPチャンネルMOSトランジスタM25のゲートには演算増幅回路の正転入力端子P−Inが設けられるとともに、NチャンネルMOSトランジスタM21およびPチャンネルMOSトランジスタM26のゲートには演算増幅回路の反転入力端子N−Inが設けられ、NチャンネルMOSトランジスタM39のドレインには演算増幅回路の出力端子OUT2が設けられている。そして、入力信号Vinを演算増幅回路の正転入力端子P−Inに入力するとともに、電源電圧としてVDDを供給することにより、図3の演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用することができる。   In order to use the operational amplifier circuit of FIG. 3 as a voltage follower, the gates of the N channel MOS transistor M21 and the P channel MOS transistor M26 are connected to the drain of the N channel MOS transistor M39. The gates of the N channel MOS transistor M22 and the P channel MOS transistor M25 are provided with the normal input terminal P-In of the operational amplifier circuit, and the gates of the N channel MOS transistor M21 and the P channel MOS transistor M26 are operated and amplified. An inverting input terminal N-In of the circuit is provided, and an output terminal OUT2 of the operational amplifier circuit is provided at the drain of the N-channel MOS transistor M39. Then, by inputting the input signal Vin to the normal rotation input terminal P-In of the operational amplifier circuit and supplying VDD as the power supply voltage, the operational amplifier circuit of FIG. 3 can be used as a voltage follower.

なお、図3の演算増幅回路では、NチャンネルMOSトランジスタM22のゲート−ドレイン間には寄生容量Cgdnが存在し、PチャンネルMOSトランジスタM25のゲート−ドレイン間には寄生容量Cgdpが存在する。
ここで、差動対トランジスタ11a、11bがバランスしている時の内部ノードA2、B2、C2、D2の動作点は、PチャンネルMOSトランジスタM23、M24およびNチャンネルMOSトランジスタM27、M28がオフ状態となるような電位に設定することができる。そして、入力信号Vinの電位がGND付近にある状態では、NチャンネルMOSトランジスタM21、M22はオフ状態にあるため、PチャンネルMOSトランジスタM25、M26を差動対とする演算増幅回路として動作し、正転入力端子P−Inと反転入力端子N−Inはほぼ同電位となるように負帰還がかかる。この時、PチャンネルMOSトランジスタM23、M24およびNチャンネルMOSトランジスタM27、M28もオフ状態にあり、電流は流れていない。
In the operational amplifier circuit of FIG. 3, the gate of the N-channel MOS transistor M22 - between the drain there is a parasitic capacitance C gdn, the gate of the P-channel MOS transistor M25 - between the drain there is a parasitic capacitance C gdp.
Here, the operating points of the internal nodes A2, B2, C2, and D2 when the differential pair transistors 11a and 11b are balanced are that the P-channel MOS transistors M23 and M24 and the N-channel MOS transistors M27 and M28 are in the off state. Can be set to such a potential. When the potential of the input signal Vin is in the vicinity of GND, the N-channel MOS transistors M21 and M22 are in an off state, so that the P-channel MOS transistors M25 and M26 operate as an operational amplifier circuit having a differential pair. Negative input is applied so that the inverting input terminal P-In and the inverting input terminal N-In have substantially the same potential. At this time, the P-channel MOS transistors M23 and M24 and the N-channel MOS transistors M27 and M28 are also in the off state, and no current flows.

次に、入力電圧Vinがステップ的に1/2・VDD付近まで上昇した場合、反転入力端N−Inの電位が上昇していく過程においては、NチャンネルMOSトランジスタM21、M22に印加される電圧差が大きいため、内部ノードB2の電位はGND付近まで下がろうとする。しかし、内部ノードB2の電位がVDD−Vth以下になると、PチャンネルMOSトランジスタM24がオンして電流が流れ始めるため、bias11によって決められる電流とのバランスがとれた時点で電位の降下は止まる。なお、この電位は、PチャンネルMOSトランジスタM24のサイズによって調整可能である。このため、反転入力端N−Inの電位が正転入力端子P−Inとほぼ等しくなって負帰還がかかった際の内部ノードB2の変動を抑えることができ、出力インピーダンスRfが大きい(例えば、数10kΩ以上)場合においても、寄生容量Cgdnを介した正転入力端子P−Inへの影響を小さくすることを可能として、オーバーシュートを伴わないようなステップ応答を得ることができる。なお、上記の動作は、図9に示した回路のスタートアップ時と基本的には同様である。 Next, when the input voltage Vin increases stepwise to around ½ · VDD, the voltage applied to the N-channel MOS transistors M21 and M22 in the process of increasing the potential of the inverting input terminal N-In. Since the difference is large, the potential of the internal node B2 tends to decrease to near GND. However, when the potential of the internal node B2 becomes equal to or lower than VDD−Vth, the P-channel MOS transistor M24 is turned on and current starts to flow, so that the potential drop stops when the current determined by the bias 11 is balanced. This potential can be adjusted by the size of the P-channel MOS transistor M24. For this reason, the fluctuation of the internal node B2 when the potential of the inverting input terminal N-In is almost equal to the normal input terminal P-In and negative feedback is applied can be suppressed, and the output impedance Rf is large (for example, Even in the case of several tens of kΩ or more), it is possible to reduce the influence on the non-inverting input terminal P-In via the parasitic capacitance C gdn and to obtain a step response without accompanying overshoot. The above operation is basically the same as that at the start-up of the circuit shown in FIG.

図4は、図3の演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用した場合のスタートアップ時の各ノードの過渡応答を図9の従来例と比較して示す図である。
図4(a)において、出力インピーダンスRfが大きい場合に、入力電圧Vinとしてステップ的にGND付近から1/2・VDD付近に変化するような入力を与えた。この時、図9のレール・トゥ・レール型演算増幅回路においては、内部ノードB4の電位変動が大きいため、その変動が正転入力端子P−Inに伝達し、OUT4端子にオーバーシュートを生じる。
FIG. 4 is a diagram showing a transient response of each node at the start-up when the operational amplifier circuit of FIG. 3 is used as a voltage follower in comparison with the conventional example of FIG.
In FIG. 4A, when the output impedance Rf is large, an input that changes stepwise from the vicinity of GND to about ½ · VDD is given as the input voltage Vin. At this time, in the rail-to-rail operational amplifier circuit of FIG. 9, since the potential fluctuation of the internal node B4 is large, the fluctuation is transmitted to the normal input terminal P-In, and an overshoot occurs at the OUT4 terminal.

一方、図4(b)に示すように、図3の付加回路14aが差動対トランジスタ11aに付加された演算増幅回路では、内部ノードB2の電位降下を抑制することができ、OUT2端子の出力にオーバーシュートを生じていないことがわかる。また、逆にVDD付近から1/2・VDD付近に変化するような入力を与えた場合にも、図3の付加回路14bを差動対トランジスタ11bに付加することにより、NチャンネルMOSトランジスタM27によって内部ノードC2の上昇を抑制することができる。このため、寄生容量Cgdpを介した正転入力端子P−Inへの影響を小さくすることができ、アンダーシュートが生じるのを防ぐことができる。
なお、いずれの場合においても、差動対トランジスタがバランスしている状態においては、新たに付加されたMOSトランジスタにはほとんど電流が流れないような動作点に設計することにより、その状態における演算増幅回路の諸特性を保持することが可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the operational amplifier circuit in which the additional circuit 14a of FIG. 3 is added to the differential pair transistor 11a, the potential drop of the internal node B2 can be suppressed, and the output of the OUT2 terminal It can be seen that there is no overshoot. Conversely, even when an input that changes from near VDD to about 1/2 · VDD is given, by adding the additional circuit 14b of FIG. 3 to the differential pair transistor 11b, the N-channel MOS transistor M27 The rise of the internal node C2 can be suppressed. For this reason, it is possible to reduce the influence on the normal input terminal P-In via the parasitic capacitance C gdp and to prevent the occurrence of undershoot.
In any case, in the state where the differential pair transistors are balanced, the operational amplification in that state is achieved by designing the operating point so that almost no current flows in the newly added MOS transistor. Various characteristics of the circuit can be maintained.

本発明の演算増幅回路は、インピーダンス変換を目的とした電圧バッファとして使用することができ、立ち上げ時の応答特性およびステップ入力時の応答特性を円滑化することができる。   The operational amplifier circuit of the present invention can be used as a voltage buffer for impedance conversion, and can smooth the response characteristic at the time of startup and the response characteristic at the time of step input.

本発明の第1実施形態に係る演算増幅回路の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of an operational amplifier circuit according to a first embodiment of the present invention. 図1の演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用した場合のスタートアップ時の各ノードの過渡応答を示す図である。It is a figure which shows the transient response of each node at the time of start-up at the time of using the operational amplifier circuit of FIG. 1 as a voltage follower. 本発明の第2実施形態に係る演算増幅回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the operational amplifier circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図3の演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用した場合のスタートアップ時の各ノードの過渡応答を図9の従来例と比較して示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a transient response of each node at start-up when the operational amplifier circuit of FIG. 3 is used as a voltage follower in comparison with the conventional example of FIG. 9. 従来の演算増幅回路を用いたボルテージフォロワの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the voltage follower using the conventional operational amplifier circuit. 従来のフォールデッドカスコード型演算増幅回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional folded cascode type | mold operational amplifier circuit. 図6のフォールデッドカスコード型演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用した場合の構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration when the folded cascode operational amplifier circuit of FIG. 6 is used as a voltage follower. 図6のフォールデッドカスコード型演算増幅回路をボルテージフォロワとして使用した場合のスタートアップ時の各ノードの過渡応答を示す図である。It is a figure which shows the transient response of each node at the time of start-up at the time of using the folded cascode type | mold operational amplifier circuit of FIG. 6 as a voltage follower. 従来のレール・トゥ・レール型演算増幅回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional rail-to-rail type operational amplifier circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1、11a、11b 差動対トランジスタ
2、12 カスコード型ロードトランンジスタ
3、13 電流バイアス用トランンジスタ
4、14a、14b 付加回路
M1、M2、M9〜M13、M21、M22、M27、M28、M34〜M37、M39、M41、M42、M51〜M53、M60〜M63、M71、M72、M79、M80〜M83 NチャンネルMOSトランジスタ
M3、M4、 M5〜M8、M23〜M26、M30〜M33、M38、M40、M43、M55〜M58、M73、M74、M75〜M78、M84 PチャンネルMOSトランジスタ
f 出力インピーダンス
gd、Cgs 寄生容量
R1、R2 抵抗
C1、C2 コンデンサ
OP オペアンプ
15 出力回路
1, 11a, 11b Differential pair transistor 2, 12 Cascode-type load transistor 3, 13 Current bias transistor 4, 14a, 14b Additional circuit M1, M2, M9 to M13, M21, M22, M27, M28, M34 to M37, M39, M41, M42, M51 to M53, M60 to M63, M71, M72, M79, M80 to M83 N-channel MOS transistors M3, M4, M5 to M8, M23 to M26, M30 to M33, M38, M40, M43 , M55 to M58, M73, M74, M75 to M78, M84 P-channel MOS transistor R f Output impedance C gd , C gs parasitic capacitance R1, R2 Resistor C1, C2 Capacitor OP operational amplifier 15 Output circuit

Claims (5)

信号入力部に配置された一対の差動対トランジスタ、折り返されたカスコード型ロードトランジスタおよび電流バイアス用トランジスタが設けられたフォールデッドカスコード型演算増幅回路と、
前記差動対トランジスタのドレイン電位の変動範囲を制御する付加回路とを備えることを特徴とする演算増幅回路。
A folded cascode operational amplifier circuit provided with a pair of differential pair transistors, a folded cascode load transistor, and a current bias transistor disposed in the signal input unit;
And an additional circuit for controlling a fluctuation range of the drain potential of the differential pair transistor.
前記付加回路は、前記差動対トランジスタのドレインにそれぞれ直列に接続され、ゲートとドレインが接続されたトランジスタ対であることを特徴とする請求項1記載の演算増幅回路。   2. The operational amplifier circuit according to claim 1, wherein the additional circuit is a transistor pair connected in series to the drains of the differential pair transistors and having a gate and a drain connected to each other. 前記差動対トランジスタがバランスしている時には、前記付加回路のトランジスタ対がオフ状態になるように前記電流バイアス用トランジスタのバイアスが設定されていることを特徴とする請求項2記載の演算増幅回路。   3. The operational amplifier circuit according to claim 2, wherein when the differential pair transistor is balanced, the bias of the current bias transistor is set so that the transistor pair of the additional circuit is turned off. . フォールデッドカスコード型演算増幅回路の差動対トランジスタと極性の異なるもう一対の差動対トランジスタが信号入力部に追加されたレール・トゥ・レール型演算増幅回路と、
前記差動対トランジスタのドレイン電位の変動範囲を制御する付加回路とを備えることを特徴とする演算増幅回路。
A rail-to-rail operational amplifier circuit in which another differential pair transistor having a different polarity from the differential pair transistor of the folded cascode operational amplifier circuit is added to the signal input unit,
And an additional circuit for controlling a fluctuation range of the drain potential of the differential pair transistor.
前記付加回路は、前記差動対トランジスタのドレインにそれぞれ直列に接続され、ゲートとドレインが接続されたトランジスタ対であることを特徴とする請求項4記載の演算増幅回路。   5. The operational amplifier circuit according to claim 4, wherein the additional circuit is a transistor pair connected in series to the drains of the differential pair transistors and having a gate and a drain connected to each other.
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