JPH07142940A - Mosfet power amplifier - Google Patents

Mosfet power amplifier

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JPH07142940A
JPH07142940A JP5309685A JP30968593A JPH07142940A JP H07142940 A JPH07142940 A JP H07142940A JP 5309685 A JP5309685 A JP 5309685A JP 30968593 A JP30968593 A JP 30968593A JP H07142940 A JPH07142940 A JP H07142940A
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JP
Japan
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stage
offset
voltage
power output
power amplifier
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Application number
JP5309685A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Akita
晋一 秋田
Taisuke Ikeda
泰典 池田
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New Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
New Japan Radio Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07142940A publication Critical patent/JPH07142940A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the invalid current of a power output stage, to reduce cross-over distortion and to efficiently drive a MOSFET power amplifier by providing offset stages before and behind a power output stage and providing amplifier stages amplifying input signals before and behind the offset stages. CONSTITUTION:The positive side offset (level shift) stage 6 for PMOSFET Q1 and the negative side offset (level shift) stage 7 for NMOSFET Q2 are provided for the gate voltage bias of PMOSFET Q1 and NMOSFET Q2 in the power output stage 5. A positive side differential amplifier stage 8 is provided in the prestage of the positive side offset stage 6 and a negative side differential amplifier stage 9 in the prestage of the negative side offset stage 7. Voltage inputted to an input terminal 1 is impressed on the inverted input means of the differential amplifying stages 8 and 9. In such a case, the non- inverted input-sides of the differential amplifying stages 8 and 9 are connected to an output terminal 2, and they function as a voltage follower.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、携帯音響製品、携帯パ
ーソナルコンピュータ、携帯マルチメディア機器、移動
電話機等の携帯用電気機器において、音声信号を増幅す
るMOSFET電力増幅器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOSFET power amplifier for amplifying an audio signal in portable electric equipment such as portable audio products, portable personal computers, portable multimedia equipment and mobile phones.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯用電気機器の音声信号の電力増幅
は、従来ではバイポーラトランジスタ回路によって実現
されていたが、使用する電源電圧の低電圧化に伴って、
バイポーラトランジスタが本質的に持っているコレクタ
・エミッタ間飽和電圧(Vce)が出力電圧の利用効率
を落してしまい、結果として出力パワーが不十分となっ
たり、電力効率が低下するという問題が大きくなってき
た。
2. Description of the Related Art Power amplification of a voice signal of a portable electric device has conventionally been realized by a bipolar transistor circuit, but with the decrease of the power supply voltage to be used,
The collector-emitter saturation voltage (Vce) inherent in the bipolar transistor lowers the utilization efficiency of the output voltage, resulting in insufficient output power or a problem of reduced power efficiency. Came.

【0003】そこで、昇圧回路を付加し、電源電圧を昇
圧して電力増幅部を動作させることが行なわれてきた
が、電力効率の面の改善は進まなかった。
Therefore, a booster circuit has been added to boost the power supply voltage to operate the power amplifying section, but the improvement in power efficiency has not progressed.

【0004】一方、FET素子を使用して電力増幅器を
構成する試みが成された。しかし、品質の要求が厳しく
ない分野には応用されているものの、ハイファイ分野で
は充分に高い電圧で動作させることができる場合以外
は、実用化されていない。
On the other hand, attempts have been made to construct a power amplifier using FET elements. However, although it is applied to a field where quality requirements are not strict, it has not been put to practical use in the field of hi-fi unless it can be operated at a sufficiently high voltage.

【0005】これは、FETは電流を駆動する能力がバ
イポーラトランジスタに劣っており、パイポーラトラン
ジスタ並に電力を駆動しようとすると、それ以上に無効
電力(貫通電流による)を消費する結果になることが不
可避であるからである。
This is because the FET is inferior to the bipolar transistor in the ability to drive the current, and if it is attempted to drive the electric power as much as the bipolar transistor, the reactive power (through current) is consumed more than that. Is inevitable.

【0006】ところで、近年バイアス電流を出力振幅に
応じて制御する方法を実用化して、大振幅のときだけ電
流駆動能力を増加させて電力効率を改善した、図4に示
すようなMOSFET電力増幅器が提案されている(IE
EE J.SOLID STATE CIRCUITS,Vol.SC-17,no.6,pp929-98
2, Dec.1982 )。この図5の回路は準ソースホロワ電力
増幅器とよばれるもので、図中、1は入力端子、2は出
力端子、3は正側増幅段、4は負側増幅段である。また
5はCMOSプッシュプル構成の電力出力段であって、
出力用PMOSFETQ1と出力用NMOSFETQ2
とからなる。
By the way, in recent years, a MOSFET power amplifier as shown in FIG. 4 has been put into practical use in which a method of controlling a bias current according to an output amplitude is put into practical use to increase the current driving capability only when the amplitude is large and to improve the power efficiency. Proposed (IE
EE J.SOLID STATE CIRCUITS, Vol.SC-17, no.6, pp929-98
2, Dec.1982). The circuit of FIG. 5 is called a quasi-source follower power amplifier. In the figure, 1 is an input terminal, 2 is an output terminal, 3 is a positive amplification stage, and 4 is a negative amplification stage. 5 is a power output stage of CMOS push-pull configuration,
Output PMOSFET Q1 and output NMOSFET Q2
Consists of.

【0007】またこのような準ソースホロワ電力増幅器
においては、入力無信号時の消費電力低減化のために、
図5に示すように、増幅段3、4に対して入力オフセッ
トを持たせる方法も提案されている。V1、V2が入力
オフセット電圧である(IEEEJ.SOLID STATE CIRCUITS,V
ol.SC-20,no.6,pp1200-1205, Dec.1982 )。
Further, in such a quasi-source follower power amplifier, in order to reduce power consumption when there is no signal input,
As shown in FIG. 5, a method of providing an input offset to the amplification stages 3 and 4 has also been proposed. V1 and V2 are input offset voltages (IEEE J.SOLID STATE CIRCUITS, V
ol.SC-20, no.6, pp1200-1205, Dec.1982).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな準ソースホロワ電力増幅器においては、入力が無信
号時には電力出力段5のMOSFETQ1、Q2のゲー
トは、無効電流(貫通電流)が少なくなり、且つクロス
オーバ歪も少なくなるように、安定的に制御されなけれ
ばならない。
In the quasi-source follower power amplifier as described above, the reactive current (through current) is reduced in the gates of the MOSFETs Q1 and Q2 of the power output stage 5 when there is no signal input, and It must be controlled stably so that crossover distortion is also reduced.

【0009】すなわち、増幅段3、4内にオフセットが
あってその出力電圧が所定の電圧からシフトしてしまう
と、電力出力段5のMOSFETQ1、Q2に過大な無
効電流が流れたり、逆に深く逆バイアスされてクロスオ
ーバー歪が大きくなる等の問題が起こる。
That is, if there is an offset in the amplification stages 3 and 4 and the output voltage thereof shifts from a predetermined voltage, an excessive reactive current flows in the MOSFETs Q1 and Q2 of the power output stage 5, or conversely deeply. There are problems such as reverse bias and large crossover distortion.

【0010】また、入力側にオフセットを持たせた図5
に示す準ソースホロワ電力増幅器では、そのオフセット
電圧が増幅段3、4で増幅されるため、増幅段3、4に
対称性(同一性)が要求されるがこれは困難であり、M
OSFETQ1、Q2からなる電力出力段5では上記し
た逆バイアスはより大きなものとなり易くクロスオーバ
の歪はより顕著となり易い。
Further, an offset is provided on the input side in FIG.
In the quasi-source follower power amplifier shown in (1), since the offset voltage is amplified by the amplification stages 3 and 4, symmetry (identity) is required for the amplification stages 3 and 4, but this is difficult.
In the power output stage 5 including the OSFETs Q1 and Q2, the above-mentioned reverse bias is likely to be larger, and the crossover distortion is more likely to be significant.

【0011】そこで、反対に逆バイアス量を低減しよう
とするとオフセット電圧をごく微少な値に設定する必要
が生じるが、製造時のバラツキの影響を大きく受けるよ
うになる。
On the contrary, in order to reduce the amount of reverse bias, it is necessary to set the offset voltage to a very small value, but it is greatly affected by variations in manufacturing.

【0012】本発明の目的は、安定したオフセットを行
なって、上記した問題を解決し、電力出力段の少無効電
流、低クロスオーバ歪を実現し、効率的に駆動できるよ
うにしたMOSFET電力増幅器を提供することであ
る。
It is an object of the present invention to solve the above problems by performing stable offset, to realize a small reactive current and low crossover distortion in the power output stage, and to enable efficient driving of the MOSFET power amplifier. Is to provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、電力出
力段がCMOS構成からなるプッシュプル型のMOSF
ET電力増幅器において、上記電力出力段の前段にオフ
セット段を設け、該オフセット段の前段に入力信号を増
幅する増幅段を設け、上記オフセット段において上記電
力出力段のMOSFETのゲートバイアス電圧を設定す
るようにしたことを特徴とするMOSFET電力増幅器
によって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a push-pull type MOSF whose power output stage has a CMOS structure.
In the ET power amplifier, an offset stage is provided in front of the power output stage, an amplification stage for amplifying an input signal is provided in front of the offset stage, and the gate bias voltage of the MOSFET of the power output stage is set in the offset stage. This is achieved by a MOSFET power amplifier characterized in that

【0014】また、電力出力段がCMOS構成からなる
プッシュプル型のMOSFET電力増幅器において、入
力信号を増幅する増幅段への上記電力出力段からの帰還
回路に、上記電力出力段のMOSFETのゲートバイア
ス電圧を設定する抵抗ネットワークを設けたことを特徴
とするMOSFET電力増幅器によっても達成されるよ
うになる。
In a push-pull type MOSFET power amplifier having a CMOS power output stage, a gate bias of the MOSFET of the power output stage is provided in a feedback circuit from the power output stage to an amplification stage for amplifying an input signal. It will also be achieved by a MOSFET power amplifier characterized by the provision of a resistor network for setting the voltage.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1はその第1の実施例の電力増幅器の回路図である。本
実施例では、電力出力段5のPMOSFETQ1とNM
OSFETQ2のゲート電圧バイアス用として、PMO
SFETQ1用の正側オフセット(レベルシフト)段
6、NMOSFETQ2用の負側オフセット(レベルシ
フト)段7を設けている。そして、その正側オフセット
段6の前段に正側差動増幅段8を、負側オフセット段7
の前段に負側差動増幅段9を設け、この両差動増幅段
7、8の反転入力端子に入力端子1に入力する電圧を印
加させた。この両差動増幅段8、9の非反転入力側は出
力端子2に接続され、各々ボルテーホロワとして機能す
る。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram of the power amplifier of the first embodiment. In this embodiment, the PMOSFET Q1 and NM of the power output stage 5 are
For gate voltage bias of OSFETQ2, PMO
A positive offset (level shift) stage 6 for SFET Q1 and a negative offset (level shift) stage 7 for NMOSFET Q2 are provided. The positive side differential amplification stage 8 is provided in front of the positive side offset stage 6 and the negative side offset stage 7 is provided.
The negative side differential amplification stage 9 was provided in the preceding stage, and the voltage input to the input terminal 1 was applied to the inverting input terminals of both the differential amplification stages 7 and 8. The non-inverting input sides of the two differential amplifier stages 8 and 9 are connected to the output terminal 2 and each function as a voltage follower.

【0016】正側オフセット段6は正側差動増幅段8の
出力を受けるPMOSFETQ3と定電圧バイアスのN
MOSFETQ4をCMOS接続した回路から構成さ
れ、負側オフセット段7は定電圧バイアスのPMOSF
ETQ5と負側差動増幅段9の出力を受けるNMOSF
ETQ6をCMOS接続した回路から構成される。Vs
1はバイアス電圧である。
The positive side offset stage 6 has a PMOSFET Q3 which receives the output of the positive side differential amplifier stage 8 and N which is a constant voltage bias.
It is composed of a circuit in which the MOSFET Q4 is CMOS-connected, and the negative side offset stage 7 is a constant voltage bias PMOSF.
NMOSF that receives the output of ETQ5 and the negative differential amplifier stage 9
It is composed of a circuit in which the ETQ6 is CMOS-connected. Vs
1 is a bias voltage.

【0017】また、正側差動増幅段8は、差動接続され
るNMOSFETQ7、Q8、その差動接続回路の能動
負荷としてカレントミラー接続されるPMOSFETQ
9、Q10、動作電流源として機能するNMOSFET
Q11から構成される。Vs2はバイアス電圧である。
The positive side differential amplifier stage 8 includes NMOSFETs Q7 and Q8 which are differentially connected and a PMOSFET Q which is current mirror connected as an active load of the differential connection circuit.
9, Q10, NMOSFET functioning as an operating current source
It is composed of Q11. Vs2 is a bias voltage.

【0018】更に、負側差動増幅段9は、差動接続され
るPMOSFETQ12、Q13、その差動接続回路の
能動負荷としてカレントミラー接続されるNMOSFE
TQ14、Q15、動作電流源として機能するPMOS
FETQ16から構成されている。
Further, the negative-side differential amplifier stage 9 includes PMOSFETs Q12 and Q13 which are differentially connected, and an NMOSFE which is current-mirror connected as an active load of the differential connection circuit.
TQ14, Q15, PMOS functioning as operating current source
It is composed of a FET Q16.

【0019】さて、入力端子1に電圧が入力すると、両
差動増幅段8、9の非反転入力側に帰還されている出力
端子2の電圧との差電圧がその差動増幅段8又は差動増
幅器9で増幅され、出力端子2の電圧が入力端子1の電
圧に等しくなる方向に電力出力段5のMOSFETQ
1、Q2が制御される。
Now, when a voltage is input to the input terminal 1, the difference voltage between the voltage of the output terminal 2 which is fed back to the non-inverting input side of both the differential amplification stages 8 and 9 is the differential amplification stage 8 or the difference. The MOSFET Q of the power output stage 5 is amplified in the dynamic amplifier 9 so that the voltage of the output terminal 2 becomes equal to the voltage of the input terminal 1.
1, Q2 is controlled.

【0020】よって、入力端子1の入力が無信号のとき
は、その入力端子1の電圧は電源電圧Vddの半分(V
dd/2)であり、その電圧が出力端子2に現れる。
Therefore, when there is no signal input to the input terminal 1, the voltage at the input terminal 1 is half the power supply voltage Vdd (V
dd / 2), and the voltage appears at the output terminal 2.

【0021】この無信号時には、電力出力段5のゲート
電圧は、そこのMOSFETQ1、Q2の閾値(Vt
h)よりも小さい方が無効電流低減のためには望まし
い。この無効電流を減少させることクロスオーバ歪を減
少させることとは相反する関係にあるが、オフセットを
最適に設定することで両者を満足させることができる。
When there is no signal, the gate voltage of the power output stage 5 is the threshold voltage (Vt) of the MOSFETs Q1 and Q2.
A smaller value than h) is desirable for reducing the reactive current. There is a contradictory relationship between reducing the reactive current and reducing the crossover distortion, but both can be satisfied by setting the offset optimally.

【0022】そこでこの実施例では、オフセット段6、
7において電力出力段5に出力するためのゲート電圧を
その電力出力段5のMOSFETQ1、Q2のVthに
応じて数Vだけシフトさせてやる。
Therefore, in this embodiment, the offset stage 6,
In 7, the gate voltage to be output to the power output stage 5 is shifted by several V according to the Vth of the MOSFETs Q1 and Q2 of the power output stage 5.

【0023】このためには、オフセット段6において
は、MOSFETQ3とQ4のサイズ比(チャンネルの
幅W/チャンネル長L)を、またオフセット段7におい
てはMOSFETQ5とQ6のサイズ比を適宜設定して
行なう。
To this end, in the offset stage 6, the size ratio of the MOSFETs Q3 and Q4 (channel width W / channel length L) is set, and in the offset stage 7, the size ratio of the MOSFETs Q5 and Q6 is set appropriately. .

【0024】いま、例えば、電力出力段5のPMOSF
ETQ1の閾値(Vth)が650mVであるとする
と、このときは、無信号時のゲート電圧(Vgs)が1
50mVになるようにオフセット段6の出力電圧を設定
して、そのときカットオフにさせれば、500mVの余
裕をそこに持たせることができる。
Now, for example, the PMOSF of the power output stage 5
Assuming that the threshold value (Vth) of ETQ1 is 650 mV, the gate voltage (Vgs) when there is no signal is 1 at this time.
If the output voltage of the offset stage 6 is set to 50 mV and the cutoff is performed at that time, a margin of 500 mV can be provided therein.

【0025】よって、このPMOSFETQ1のドレイ
ンがフローティング状態になる入力電圧範囲は、500
mV/G(但しGは増幅段6と差動増幅段8の合計ゲイ
ン)であり、数mV以下にできることから、クロスオー
バ歪も小さく保つことができる。
Therefore, the input voltage range in which the drain of the PMOSFET Q1 is in a floating state is 500
mV / G (where G is the total gain of the amplification stage 6 and the differential amplification stage 8) and can be set to several mV or less, so that the crossover distortion can be kept small.

【0026】これに対して、前述した図5の回路ように
増幅段3、4の入力側にオフセット電圧を与える手法に
おいては、意図的に発生できる電圧は最小でも数十mV
がせいぜいであり、これを電圧増幅して電力出力段のゲ
ート電圧シフト用とした場合、製造誤差も増幅されてい
ることを考えると、安定的に制御するのは極めて難し
い。例えば、増幅段3、4のゲインを低く設定して入力
オフセット電圧を比較的大きな値にした場合でも、その
入力オフセット電圧がそのまま入力電圧範囲を減少させ
るので、動作電圧範囲を狭める結果となる。
On the other hand, in the method of applying the offset voltage to the input side of the amplification stages 3 and 4 as in the circuit of FIG. 5, the voltage that can be intentionally generated is at least several tens mV.
This is at best, and when this is voltage-amplified and used for shifting the gate voltage of the power output stage, stable control is extremely difficult considering that manufacturing errors are also amplified. For example, even when the gains of the amplification stages 3 and 4 are set low and the input offset voltage is set to a relatively large value, the input offset voltage directly reduces the input voltage range, resulting in a narrow operating voltage range.

【0027】このように、この図1に示す第1の実施例
の電力増幅器では、電力出力段5に無効な貫通電流が増
大することを防止することができる。このため、無信号
時のアイドリング電流をクロスオーバ歪が大きくならな
い程度の小さな値に抑えることができるばかりか、動作
時においても他の回路部で消費電流が増大するような帰
還を必要としないので、効率的なオフセットができる。
また、入力側に意図的なオフセット電圧を発生させるも
のではないので、入力電圧範囲をオフセットの影響を受
けずに広く設定でき、大振幅動作が可能となる。
As described above, in the power amplifier of the first embodiment shown in FIG. 1, it is possible to prevent an increase of the through current which is ineffective in the power output stage 5. Therefore, not only the idling current when there is no signal can be suppressed to such a small value that the crossover distortion does not increase, but also the feedback that increases the current consumption in other circuit parts is not required during operation. , Efficient offset is possible.
Further, since an intentional offset voltage is not generated on the input side, the input voltage range can be set wide without being affected by the offset, and a large amplitude operation can be performed.

【0028】図2は第2の実施例の電力増幅器を示す図
である。図1に示した第1の実施例の電力増幅器と同一
のものには同一の符号を付している。ここでは、1系統
の差動増幅段10を使用している。この差動増幅段10
は、差動接続されるPMOSFETQ17、Q18、そ
の差動接続回路の能動負荷としてカレントミラー接続さ
れるNMOSFETQ19、Q20、動作電流源として
機能するPMOSFETQ21から構成されている。ま
た、正側オフセット段11を負側オフセット段7と同様
な構成として、定電圧バイアスされるPMOSFETQ
22、差動増幅段10の出力を受けるNMOSFETQ
23から構成している。
FIG. 2 is a diagram showing a power amplifier of the second embodiment. The same components as those of the power amplifier of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Here, one system of differential amplification stage 10 is used. This differential amplification stage 10
Is composed of PMOSFETs Q17 and Q18 which are differentially connected, NMOSFETs Q19 and Q20 which are current-mirror connected as an active load of the differential connection circuit, and PMOSFET Q21 which functions as an operating current source. Further, the positive-side offset stage 11 has the same configuration as the negative-side offset stage 7, and the PMOSFET Q is biased at a constant voltage.
22, NMOSFET Q for receiving the output of the differential amplification stage 10
It consists of 23.

【0029】この第2の実施例の電力増幅器では、入力
側が1系統の差動増幅段で構成されるので、図1で説明
した2系統の差動増幅段を使用する場合に比べて、コス
ト的に有利であるばかりか、2系統以上の回路に発生す
るランダムなオフセット誤差の影響を低減することもで
きる。
In the power amplifier of the second embodiment, since the input side is composed of one system of differential amplification stages, the cost is higher than that of the case of using the two systems of differential amplification stages described in FIG. In addition to being advantageous, it is possible to reduce the influence of a random offset error that occurs in two or more circuits.

【0030】図3は第3の実施例の電力増幅器を示す図
である。ここでは、前述した図4の回路において、増幅
段3、4と電力出力段5の帰還側に抵抗ネットワークに
よりオフセットを設定している。
FIG. 3 is a diagram showing a power amplifier of the third embodiment. Here, in the circuit of FIG. 4 described above, an offset is set by a resistor network on the feedback side of the amplification stages 3 and 4 and the power output stage 5.

【0031】このオフセットは、電源と接地間に直列接
続した抵抗R1〜R3、抵抗R1とR2の共通接続点と
出力端子2と間に接続した帰還抵抗R4、R5、抵抗R
2とR3の共通接続点と出力端子2との間に接続した帰
還抵抗R6、R7からなるものであり、抵抗R4とR5
の共通接続点を増幅段3の非反転入力端子に、抵抗R6
とR7の共通接続点を増幅段4の非反転入力端子に接続
している。ここで、抵抗R1、R3としては例えば10
KΩ、R2として100〜200Ω、R4、R6として
100KΩ、R5、R7として5KΩが使用できる。
This offset is caused by resistors R1 to R3 connected in series between the power source and ground, feedback resistors R4 and R5 connected between the common connection point of the resistors R1 and R2 and the output terminal 2, and a resistor R.
2 and R3 are connected in common and a feedback resistor R6 and R7 connected between the output terminal 2 and resistors R4 and R5.
Is connected to the non-inverting input terminal of the amplification stage 3 by a resistor R6.
The common connection point of R7 and R7 is connected to the non-inverting input terminal of the amplification stage 4. Here, as the resistors R1 and R3, for example, 10
100 to 200Ω can be used as KΩ and R2, 100KΩ as R4 and R6, and 5KΩ as R5 and R7.

【0032】この図3の第3の実施例では、抵抗R2の
両端間に、[R2・Vdd/(R1+R2+R3)]の
電位差を持たせることができる。これによって、増幅段
3と4の相対的オフセット量(オフセット量の差)を設
定することができる。そして、正側増幅段3のオフセッ
ト量やゲインは抵抗R4、R5の比により設定され、こ
れによりPMOSFETQ1のゲート電圧バイアス値が
決定される。また、負側増幅段4のオフセット量やゲイ
ンは抵抗R6、R7の比により設定され、これによりN
MOSFETQ2のゲート電圧バイアス値が決定され
る。
In the third embodiment of FIG. 3, a potential difference of [R2Vdd / (R1 + R2 + R3)] can be provided across the resistor R2. Thereby, the relative offset amount (difference in offset amount) between the amplification stages 3 and 4 can be set. The offset amount and gain of the positive amplification stage 3 are set by the ratio of the resistors R4 and R5, and the gate voltage bias value of the PMOSFET Q1 is determined by this. Further, the offset amount and the gain of the negative side amplification stage 4 are set by the ratio of the resistors R6 and R7.
The gate voltage bias value of MOSFET Q2 is determined.

【0033】このように、ここではオフセット電圧発生
のために抵抗ネットワークによる電圧分割を利用してい
るので、無効電流が少なく、且つクロスオーバ歪の少な
くなるオフセット電圧をきめ細かに比較的小さい値まで
安定的に柔軟に設定できるようになり、その際に基板上
の配置等に与える負担も少なくできる。この抵抗の取り
出し位置は半導体製造工程において、最終工程に近い配
線工程で行なうことができ、トランジスタ等の製造バラ
ツキを補完するトリミングも可能である。更に、オフセ
ット量は回路の形を替えずに調整可能であり、マスタス
ライスも可能である。
As described above, since the voltage division by the resistance network is used to generate the offset voltage, the reactive voltage is small and the offset voltage with which crossover distortion is small is finely stabilized to a relatively small value. The setting can be made flexibly, and the load on the arrangement on the substrate at that time can be reduced. The position of taking out the resistor can be performed in the wiring process close to the final process in the semiconductor manufacturing process, and trimming can be performed to complement the manufacturing variation of transistors and the like. Furthermore, the offset amount can be adjusted without changing the circuit shape, and master slice is also possible.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上から本発明によれば、トレードオフ
の関係にある無効電流とクロスオーバ歪の両者を満足さ
せるようなオフセット電圧を発生させることができる。
そしてこのとき、オフセット段を電力出力段の直前に設
けるので、発生させたオフセット電圧が動作電圧範囲に
悪影響を及ぼすことを回避できる。またこのオフセット
を抵抗ネットワークによる電圧分割で発生させることも
でき、きめ細かに比較的小さい値まで安定的に柔軟に設
定できるようになり、その際に基板上の配置等に与える
負担も少なくなる。
As described above, according to the present invention, it is possible to generate an offset voltage that satisfies both the reactive current and the crossover distortion that are in a trade-off relationship.
At this time, since the offset stage is provided immediately before the power output stage, it is possible to prevent the generated offset voltage from adversely affecting the operating voltage range. Further, this offset can be generated by voltage division by a resistance network, and it becomes possible to set a fine and stable value in a stable and flexible manner, and at that time, the load imposed on the arrangement on the substrate is reduced.

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

【図1】 本発明の第1の実施例の電力増幅器の回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a power amplifier according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2の実施例の電力増幅器の回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a power amplifier according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第3の実施例の電力増幅器の回路図
である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a power amplifier according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 従来の電力増幅器のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a conventional power amplifier.

【図5】 従来の別の電力増幅器のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of another conventional power amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:入力端子、2:出力端子、3:正側増幅段、4:負
側増幅段、5:電力出力段、6:正側オフセット段、
7:負側オフセット段、8:正側差動入力段、9:負側
差動入力段、10:1系統の差動入力段。
1: input terminal, 2: output terminal, 3: positive amplification stage, 4: negative amplification stage, 5: power output stage, 6: positive offset stage,
7: Negative side offset stage, 8: Positive side differential input stage, 9: Negative side differential input stage, 10: 1 system differential input stage.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 17/16 L 9184−5J 17/687 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H03K 17/16 L 9184-5J 17/687

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力出力段がCMOS構成からなるプッ
シュプル型のMOSFET電力増幅器において、上記電
力出力段の前段にオフセット段を設け、該オフセット段
の前段に入力信号を増幅する増幅段を設け、上記オフセ
ット段において上記電力出力段のMOSFETのゲート
バイアス電圧を設定するようにしたことを特徴とするM
OSFET電力増幅器。
1. A push-pull MOSFET power amplifier having a power output stage of a CMOS structure, wherein an offset stage is provided in front of the power output stage, and an amplification stage for amplifying an input signal is provided in front of the offset stage. In the offset stage, the gate bias voltage of the MOSFET of the power output stage is set.
OSFET power amplifier.
【請求項2】 上記オフセット段を上記電力出力段のP
MOSFET側用の正側オフセット段と、NMOSFE
T側用の負側オフセット段に分離して設けると共に、上
記増幅段を上記正側オフセット段と上記負側オフセット
段に共通の差動入力段として設け、又は上記正側オフセ
ット段用の正側差動入力段と上記負側オフセット段用の
負側差動入力段に分離して設けたことを特徴とする請求
項1に記載のMOSFET電力増幅器。
2. The offset stage is a P of the power output stage.
Positive offset stage for MOSFET side and NMOSFE
The negative offset stage for the T side is provided separately, and the amplification stage is provided as a differential input stage common to the positive offset stage and the negative offset stage, or the positive side for the positive offset stage. The MOSFET power amplifier according to claim 1, wherein a differential input stage and a negative differential input stage for the negative offset stage are provided separately.
【請求項3】 電力出力段がCMOS構成からなるプッ
シュプル型のMOSFET電力増幅器において、入力信
号を増幅する増幅段への上記電力出力段からの帰還回路
に、上記電力出力段のMOSFETのゲートバイアス電
圧を設定する抵抗ネットワークを設けたことを特徴とす
るMOSFET電力増幅器。
3. A push-pull MOSFET power amplifier having a CMOS power output stage, wherein a gate bias of the MOSFET of the power output stage is provided in a feedback circuit from the power output stage to an amplification stage for amplifying an input signal. A MOSFET power amplifier comprising a resistor network for setting a voltage.
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