JPH07240640A - Semiconductor differential amplifier - Google Patents

Semiconductor differential amplifier

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JPH07240640A
JPH07240640A JP6029760A JP2976094A JPH07240640A JP H07240640 A JPH07240640 A JP H07240640A JP 6029760 A JP6029760 A JP 6029760A JP 2976094 A JP2976094 A JP 2976094A JP H07240640 A JPH07240640 A JP H07240640A
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JP
Japan
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differential amplifier
voltage
bias
circuit
input
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Application number
JP6029760A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideshi Tsumura
英志 津村
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07240640A publication Critical patent/JPH07240640A/en
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Abstract

PURPOSE:To perform offset compensation (suppression) with a small circuit by detecting a voltage less than a prescribed reduced cut-off frequency from the differential output signals of a differential amplifier part and adjusting an input DC bias corresponding to the voltage. CONSTITUTION:This differential amplifier (main body) OP is operated by two power sources VDD and VSS, a coupling capacitor CA1 is connected between the noninverted input terminal and a signal input terminal, and the coupling capacitor CB1 of the same capacity is connected between an inverted input terminal and a ground terminal. Also, impedanre circuits ZA1 and ZA2 for setting an input bias are connected to the noninverted input terminal, and the impedance circuits ZB1 and ZB2 are connected to the inverted input terminal similarly. Then, by two low-pass filters constituted of feedback resistors RAF and RBF and capacitors CAF and CBF, the voltage less than the prescribed reduced cut-off frequency is detected from the differential output signals outputted from the differential amplifier OP, and the input DC bias is adjusted corresponding to the voltage.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の分野】本発明は、オフセットを補償するオフ
セット補償回路を備えた半導体差動増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor differential amplifier having an offset compensating circuit for compensating offset.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、光通信網中の中継器や送受信機
に内蔵される半導体増幅器について述べれば、高速伝送
を実現するために、バイポーラトランジスタを適用した
ECL形式の半導体差動増幅器や、化合物半導体デバイ
スを適用したSCFL形式の半導体差動増幅器が使用さ
れている。ところが、これらECL形式やSCFL形式
の半導体差動増幅器は、有効論理振幅が小さいので、小
振幅の入力信号に対して確実に動作するように動作マー
ジンを大きくする必要があり、かかる課題に対しては、
特に、出力オフセット電圧を低減するためのオフセット
補償回路を備えることが効果的である。
2. Description of the Related Art For example, a semiconductor amplifier incorporated in a repeater or a transmitter / receiver in an optical communication network will be described. In order to realize high-speed transmission, an ECL type semiconductor differential amplifier to which a bipolar transistor is applied or a compound is used. A SCFL type semiconductor differential amplifier to which a semiconductor device is applied is used. However, these ECL format and SCFL format semiconductor differential amplifiers have a small effective logic amplitude, and therefore it is necessary to increase the operation margin so as to surely operate for an input signal of a small amplitude. Is
In particular, it is effective to provide an offset compensation circuit for reducing the output offset voltage.

【0003】このようなオフセット補償回路を備えた半
導体差動増幅器の従来例を図3と図4と共に説明する。
まず、図3に示すように、オフセット補償回路及び帰還
回路を備えずに、電圧増幅率(オープンループゲイン)
GのECL又はSCFL形式の差動増幅器OPで直接に
電圧増幅する場合には、例えば、VSS<VDDの関係にあ
る電源電圧で作動させ且つ、入力信号Sinをカップリン
グコンデンサCin及び入力バイアス設定用の抵抗R1
2 から成る回路を介して差動増幅器OPの非反転入力
端子へ供給すると共に、他方の反転入力端子にも上記回
路と等しい回路が接続されて、その反転入力端子側のカ
ップリングコンデンサCinの入力端はグランド端子に接
続される。かかる半導体差動増幅器では、理想的には、
入力信号Sinに対して、2GSinに電圧増幅された差動
出力信号が反転及び非反転出力端子間に発生することと
なる。
A conventional example of a semiconductor differential amplifier including such an offset compensation circuit will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 3, a voltage amplification factor (open loop gain) is provided without providing an offset compensation circuit and a feedback circuit.
When the voltage is directly amplified by the differential amplifier OP of G ECL or SCFL type, for example, the input signal S in is operated by the power supply voltage in the relationship of V SS <V DD and the coupling capacitor C in and Input bias setting resistor R 1 ,
It is supplied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier OP through a circuit composed of R 2, and a circuit equivalent to the above circuit is connected to the other inverting input terminal, and the coupling capacitor C in on the inverting input terminal side is connected. The input end of is connected to the ground terminal. In such a semiconductor differential amplifier, ideally,
With respect to the input signal S in , a differential output signal whose voltage is amplified to 2 GS in is generated between the inverting and non-inverting output terminals.

【0004】しかし、実際の差動増幅器OPは、内部回
路を構成しているトランジスタや抵抗の製造バラツキ、
特に差動入力段のトランジスタの特性バラツキのため
に、入力オフセット電圧VISが存在するので、実際の差
動出力信号の振幅は、2G(Sin+VIS)となり、出力
オフセット電圧VOS(=2GVIS)が重乗するという問
題を招来する。
However, in the actual differential amplifier OP, there are manufacturing variations in the transistors and resistors that form the internal circuit.
In particular, since the input offset voltage V IS exists due to the characteristic variation of the transistors in the differential input stage, the actual amplitude of the differential output signal becomes 2 G (S in + V IS ), and the output offset voltage V OS (= 2GV IS ) raises the problem of multiplies.

【0005】そこで、従来は、図4に示すようなオフセ
ット補償回路を備えた半導体差動増幅器が用いられてい
た。図4において、入力信号Sinは、カップリングコン
デンサCA1を介して差動増幅器(本体部分)OPの非反
転入力端子へ供給され、その反転入力端子は、コンデン
サCA1と等しい容量のカップリングコンデンサCB1を介
してグランド端子に接続されている。又、差動増幅器O
Pの非反転入力端子と反転出力端子の間に帰還抵抗RA1
とRA2が直列接続されると共に、帰還抵抗RA1とRA2
接続接点とグランド端子間に帰還コンデンサCA2が接続
されている。更に、反転入力端子と非反転出力端子の間
にも、同様に帰還抵抗RB1とRB2が直列接続されると共
に、帰還抵抗RB1とRB2の接続接点とグランド端子間に
帰還コンデンサCB2が接続されている。尚、抵抗RA1
B1、抵抗RA2とRB2、コンデンサCA2とCB2の夫々が
等しい抵抗値若しくは容量値に設定されている。したが
って、かかるオフセット補償回路は、抵抗RA1とRA2
びコンデンサCA2から成るローパスフィルタと、抵抗R
B1とRB2及びコンデンサCB2から成るローパスフィルタ
とを有することによって、反転及び非反転出力端子に発
生する直流電圧成分(出力オフセット電圧)を負帰還さ
せている。
Therefore, conventionally, a semiconductor differential amplifier having an offset compensation circuit as shown in FIG. 4 has been used. In FIG. 4, the input signal S in is supplied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier (main body portion) OP via the coupling capacitor C A1 , and the inverting input terminal thereof has the same capacitance as the capacitor C A1. It is connected to the ground terminal via the capacitor C B1 . Also, the differential amplifier O
Between the non-inverting input terminal of P and the inverting output terminal, a feedback resistor R A1
And R A2 are connected in series, and a feedback capacitor C A2 is connected between the connection contact of the feedback resistors R A1 and R A2 and the ground terminal. Further, feedback resistors R B1 and R B2 are similarly connected in series between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal, and the feedback capacitor C B2 is connected between the connection contact of the feedback resistors R B1 and R B2 and the ground terminal. Are connected. The resistors R A1 and R B1 , the resistors R A2 and R B2 , and the capacitors C A2 and C B2 are set to have the same resistance value or capacitance value. Therefore, such an offset compensation circuit includes a low-pass filter including resistors R A1 and R A2 and a capacitor C A2 and a resistor R A2.
By having B1 and R B2 and a low-pass filter composed of the capacitor C B2 , the DC voltage component (output offset voltage) generated at the inverting and non-inverting output terminals is negatively fed back.

【0006】このオフセット補償回路を備えると、入力
オフセット電圧VISに対する出力オフセット電圧V
OSは、VOS={2G/(1+2G)}VISとなるので、
図3に示した回路と比較して、大幅に低減されることと
なる。
When this offset compensation circuit is provided, the output offset voltage V IS relative to the input offset voltage V IS.
The OS is V OS = {2G / (1 + 2G)} V IS , so
This is a significant reduction compared to the circuit shown in FIG.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示したようなオフセット補償回路を含めた従来の半導体
差動増幅器にあっては、大容量のコンデンサCA2とCB2
が必要となるために、大型になる問題があった。
However, in the conventional semiconductor differential amplifier including the offset compensating circuit as shown in FIG. 4, the capacitors C A2 and C B2 having a large capacity are used.
However, there is a problem in that the size becomes large.

【0008】この問題点を更に詳述すると、まず、オフ
セット補償回路を含めた従来の半導体差動増幅器(図4
参照)の低域カットオフ周波数fc は、 fc =(CA1+CA2)/(2πRA1A1A2) =(CB1+CB2)/(2πRB1B1B2) となり、一方、オフセット補償回路を備えない半導体増
幅器(図3参照)の低域カットオフ周波数fc ’は、 fc ’=1/{2πR1 2 /(R1 +R2 )C1 } となる。このことは、カップリングコンデンサC1 とC
A1の容量値を等しく設計した場合には、低域カットオフ
周波数fc が低域カットオフ周波数fc ’の約(CA1
A2)/CA2倍になることを意味する。したがって、入
力信号Sinに影響を及ぼすことなくオフセットだけを補
償するために低域カットオフ周波数fcを下げようとす
ると、大容量のコンデンサCA2とCB2が必要となる。特
に、半導体デバイス技術によって図4の半導体増幅器を
形成すると、半導体チップにおけるコンデンサCA2とC
B2の占有面積が他のトランジスタ等に較べて大きくなる
ことから、半導体集積回路装置(ICやLSIなど)と
して実現する場合には大きな問題となっていた。
This problem will be described in more detail. First, a conventional semiconductor differential amplifier including an offset compensation circuit (see FIG. 4).
The low frequency cut-off frequency f c of (see) is f c = (C A1 + C A2 ) / (2πR A1 C A1 C A2 ) = (C B1 + C B2 ) / (2πR B1 C B1 C B2 ), while The low-frequency cutoff frequency f c ′ of the semiconductor amplifier (see FIG. 3) not provided with the offset compensation circuit is f c ′ = 1 / {2πR 1 R 2 / (R 1 + R 2 ) C 1 }. This means that the coupling capacitors C 1 and C
When equally designed capacitance values of A1 is about low cut-off frequency f c is the low band cut-off frequency f c '(C A1 +
C A2 ) / C A2 . Therefore, in order to lower the low frequency cut-off frequency f c in order to compensate only the offset without affecting the input signal S in , the capacitors C A2 and C B2 having a large capacitance are required. In particular, when the semiconductor amplifier of FIG. 4 is formed by the semiconductor device technology, capacitors C A2 and C 2 in the semiconductor chip are formed.
Since the occupied area of B2 is larger than that of other transistors and the like, it has been a serious problem when implemented as a semiconductor integrated circuit device (IC, LSI, etc.).

【0009】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、オフセット補償(抑圧)を小さな回路で実
現する半導体差動増幅器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a semiconductor differential amplifier which realizes offset compensation (suppression) with a small circuit.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、カップリングコンデンサを介して入
力される入力信号を差動増幅する差動増幅部を備える半
導体差動増幅器において、前記差動増幅部から出力され
る差動出力信号より所定の低域カットオフ周波数以下の
電圧を検出する低域通過フィルタと、該低域通過フィル
タから出力される前記電圧に応じて前記差動増幅部の入
力直流バイアスを調整するバイアス調整回路とを有する
オフセット補償回路を具備する構成とした。
In order to achieve such an object, the present invention provides a semiconductor differential amplifier including a differential amplifier for differentially amplifying an input signal inputted via a coupling capacitor, A low-pass filter that detects a voltage equal to or lower than a predetermined low-pass cutoff frequency from the differential output signal output from the differential amplifier, and the differential according to the voltage output from the low-pass filter. An offset compensating circuit having a bias adjusting circuit for adjusting the input DC bias of the amplifying unit is provided.

【0011】[0011]

【作用】かかる構成のオフセット補償回路を具備する半
導体差動増幅器は、差動増幅部に存在する入力オフセッ
ト電圧に起因してその差動増幅部から出力オフセット電
圧が発生しても、前記低域通過フィルタがこの出力オフ
セット電圧を検出し、更に、前記バイアス調整回路がそ
の出力オフセット電圧の増減変化に応じて差動増幅部の
入力直流バイアスを調整する。即ち、出力オフセット電
圧が増加すると入力直流バイアスの電圧レベルを下げる
ことで、入力オフセット電圧を低減する方向へ入力直流
バイアスを調整するので、出力オフセット電圧を自動的
に抑制する。更に、前記バイアス調整回路の内部インピ
ーダンスを高くすることにより、差動増幅部の入力段と
前記低域通過フィルタとを効果的に分離でき、前記カッ
プリングコンデンサ及び低域通過フィルタを構成するの
に必要なコンデンサを小容量にすることができ、その結
果、小型の半導体差動増幅器を実現することができる。
According to the semiconductor differential amplifier having the offset compensating circuit having such a configuration, even if the output offset voltage is generated from the differential amplifier due to the input offset voltage existing in the differential amplifier, The pass filter detects this output offset voltage, and further, the bias adjusting circuit adjusts the input DC bias of the differential amplifier according to the increase / decrease of the output offset voltage. That is, when the output offset voltage increases, the voltage level of the input DC bias is lowered to adjust the input DC bias in the direction of reducing the input offset voltage, so that the output offset voltage is automatically suppressed. Further, by increasing the internal impedance of the bias adjusting circuit, the input stage of the differential amplifier and the low pass filter can be effectively separated, and the coupling capacitor and the low pass filter can be configured. A required capacitor can be made small in capacity, and as a result, a small semiconductor differential amplifier can be realized.

【0012】[0012]

【実施例】本発明の第1の実施例を、本発明の原理と共
に説明する。まず、図1に基いて回路構成を説明する。
差動増幅器(本体)OPは2電源VDDとVSS(VSS<V
DD)によって作動し、その非反転入力端子と信号入力端
子との間にカップリングコンデンサCAIが接続されると
共に、反転入力端子とグランド端子との間にカップリン
グコンデンサCBIが接続されている。尚、各容量値は、
AI=CBIの関係に在る。
The first embodiment of the present invention will be described together with the principle of the present invention. First, the circuit configuration will be described with reference to FIG.
The differential amplifier (main body) OP has two power supplies V DD and V SS (V SS <V
DD ), the coupling capacitor C AI is connected between the non-inverting input terminal and the signal input terminal, and the coupling capacitor C BI is connected between the inverting input terminal and the ground terminal. . In addition, each capacitance value is
There is a relationship of C AI = C BI .

【0013】又、非反転入力端子には、入力バイアスを
設定するための第1のインピーダンス回路(又はインピ
ーダンス素子、以下同様)ZA1と第2のインピーダンス
回路ZA2が接続されると共に、反転入力端子にも同様
に、入力バイアスを設定するための第3のインピーダン
ス回路ZB1と第4のインピーダンス回路ZB2が接続され
ている。更に、非反転入力端子とグランド端子間には、
後述する第1の帰還信号VAFによって電流が変化する第
1の可変電流源IA が接続されると共に、反転入力端子
とグランド端子間には、後述する第2の帰還信号VBF
よって電流が変化する第2の可変電流源IB が接続され
ている。尚、第1,第2のインピーダンス回路ZA1,Z
B1が共に等しく、第3,第4のインピーダンス回路
A2,ZB2が共に等しく、且つ第1,第2の可変電流源
A ,IB が共に等しい回路構成又は素子で実現されて
いる。又、図1中、入力オフセット電圧VISが非反転入
力端子側に掛かるものとして示している。
Further, a first impedance circuit (or impedance element, the same applies hereinafter) Z A1 and a second impedance circuit Z A2 for setting an input bias are connected to the non-inverting input terminal, and an inverting input is made. Similarly, the third impedance circuit Z B1 and the fourth impedance circuit Z B2 for setting the input bias are also connected to the terminals. Furthermore, between the non-inverting input terminal and the ground terminal,
A first variable current source I A whose current changes according to a first feedback signal V AF described later is connected, and a current flows between the inverting input terminal and the ground terminal by a second feedback signal V BF described later. A changing second variable current source I B is connected. The first and second impedance circuits Z A1 , Z
It is realized by a circuit configuration or element in which B1 is the same, the third and fourth impedance circuits Z A2 and Z B2 are the same, and the first and second variable current sources I A and I B are the same. Further, in FIG. 1, the input offset voltage V IS is shown as applied to the non-inverting input terminal side.

【0014】差動増幅器OPの非反転出力端子QA とグ
ランド端子間には、第1の帰還抵抗RAFと帰還コンデン
サCAFが直列に接続されると共に、これらの接続接点x
A に発生する電圧の信号VAFが第1の可変電流源IA
供給され、同様に、反転出力端子QB とグランド端子間
には、第2の帰還抵抗RBFと帰還コンデンサCBFが直列
接続されると共に、これらの接続接点xB に発生する電
圧の信号VBFが第2の可変電流源IB に供給されてい
る。帰還抵抗RAF,RBFが共に等しく、帰還コンデンサ
AFとCBFが共に等しい抵抗値若しくは容量値に設定さ
れている。
A first feedback resistor R AF and a feedback capacitor C AF are connected in series between the non-inverting output terminal Q A of the differential amplifier OP and the ground terminal, and their connecting contacts x
Signal V AF of voltage generated in the A is supplied to the first variable current source I A, likewise, between the inverted output terminal Q B and the ground terminal, a second feedback resistor R BF and feedback capacitor C BF The signals V BF of the voltages generated at these connection contacts x B are connected in series and are supplied to the second variable current source I B. The feedback resistors R AF and R BF are both equal, and the feedback capacitors C AF and C BF are both set to the same resistance value or capacitance value.

【0015】次に、かかる構成の差動増幅器の動作を説
明する。まず、入力信号Sinは、カップリングコンデン
サCAIによって直流成分がカットされ、第1,第2のイ
ンピーダンス回路ZA1,ZA2で直流バイアスされて差動
増幅器OPの非反転入力端子に供給される。ここで、第
1,第2のインピーダンス回路ZA1,ZA2の接続接点に
おける直流バイアス電圧は、夫々のインピーダンスをZ
A1,ZA2、第1の可変定電流源IA の電流値をIA とす
れば、{ZA2/(ZA1+ZA2)}VDD−ZA1A であ
り、更に、帰還信号VAFに対する電流IA の増幅率gmA
(=IA /VAF)を用いて表せば、{ZA2/(ZA1+Z
A2)}VDD−ZA1mAAFである。したがって、非反転
入力端子に入力される電圧信号(V+ とする)は、交流
成分だけの入力信号Sinと、上記直流バイアス電圧と、
入力オフセット電圧VISの和になるので、 V+ =Sin+{ZA2/(ZA1+ZA2)}VDD−ZA1mAAF+VIS …(1) の関係式で表すことができる。
Next, the operation of the differential amplifier having such a configuration will be described. First, the DC component of the input signal S in is cut by the coupling capacitor C AI , the DC signal is biased by the first and second impedance circuits Z A1 , Z A2 , and the input signal S in is supplied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier OP. It Here, the DC bias voltage at the connection contact of the first and second impedance circuits Z A1 and Z A2 has the respective impedances Z
If the current values of A1 , Z A2 and the first variable constant current source I A are I A , then {Z A2 / (Z A1 + Z A2 )} V DD −Z A1 I A , and the feedback signal V Amplification factor of current I A to AF g mA
If expressed using (= I A / V AF ), {Z A2 / (Z A1 + Z
A2 )} V DD -Z A1 g mA V AF . Therefore, the voltage signal (denoted as V + ) input to the non-inverting input terminal is the input signal S in having only the AC component, the DC bias voltage, and
Since it is the sum of the input offset voltage V IS , it can be expressed by the relational expression of V + = S in + {Z A2 / (Z A1 + Z A2 )} V DD −Z A1 g mA V AF + V IS (1) it can.

【0016】一方、第3,第4のインピーダンス回路Z
B1,ZB2の接続接点における直流バイアス電圧は、夫々
のインピーダンスをZB1,ZB2、第2の可変定電流源I
B の電流値をIB とすれば、{ZB2/(ZB1+ZB2)}
DD−ZB1B であり、更に、帰還信号VBFに対する電
流IB の増幅率gmB(=IB /VBF)を用いて表せば、
{ZB2/(ZB1+ZB2)}VDD−ZB1mBBFである。
したがって、反転入力端子の入力電圧(V- とする)
は、 V- ={ZB2/(ZB1+ZB2)}VDD−ZB1mBBF …(2) の関係式で表すことができる。
On the other hand, the third and fourth impedance circuits Z
The DC bias voltage at the connection contact of B1 and Z B2 has impedances Z B1 and Z B2 , respectively, and a second variable constant current source I
If the current value of B is I B , {Z B2 / (Z B1 + Z B2 )}
V DD −Z B1 I B , and further expressed using the amplification factor g mB (= I B / V BF ) of the current I B with respect to the feedback signal V BF ,
{Z B2 / (Z B1 + Z B2 )} V DD −Z B1 g mB V BF .
Therefore, the input voltage of the inverting input terminal (V - a)
Can be expressed by the following relational expression: V = {Z B2 / (Z B1 + Z B2 )} V DD −Z B1 g mB V BF (2)

【0017】そして、電圧利得(オープンループゲイ
ン)Gの差動増幅器OPの非反転出力端子QA と反転出
力端子QB 間に発生する差動出力信号(Sout とする)
は、上記式(1),(2) を適用することによって、 Sout =2G(V+ −V- ) =2G[[Sin+{ZA2/(ZA1+ZA2)}VDD−ZA1mAAF+VIS] −[{ZB2/(ZB1+ZB2)}VDD−ZB1mBBF]] となる。更に、前述したように、非反転入力端子と反転
入力端子に接続されている夫々の回路は互いに等しい特
性の構成要素で実現されているので、非反転入力端子側
に接続されている回路の素子定数を用いて上記式を簡略
化すると、 Sout =2G{Sin−ZA1mA(VAF−VBF)+VIS} …(3) で表される。
A differential output signal ( denoted as S out ) generated between the non-inverting output terminal Q A and the inverting output terminal Q B of the differential amplifier OP having a voltage gain (open loop gain) G.
By applying the above formulas (1) and (2), S out = 2G (V + −V ) = 2G [[S in + {Z A2 / (Z A1 + Z A2 )} V DD −Z A1 g mA V AF + V IS ] − [{Z B2 / (Z B1 + Z B2 )} V DD −Z B1 g mB V BF ]]. Further, as described above, since the respective circuits connected to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal are realized by the components having the same characteristics, the elements of the circuit connected to the non-inverting input terminal side When the above equation is simplified by using a constant, it is represented by S out = 2G {S in −Z A1 g mA (V AF −V BF ) + V IS } (3).

【0018】ここで、上記式(3) 中の電圧VAFは帰還抵
抗RAFとコンデンサCAFで構成される低域通過フィルタ
によって発生される直流電圧であり、且つ、電圧VBF
帰還抵抗RBF(RAFと抵抗値が等しい)とコンデンサC
BF(CAFと容量値が等しい)で構成される低域通過フィ
ルタによって発生される直流電圧であるので、これらの
電圧差(VAF−VBF)は、出力端子QA ,QB 間に発生
する出力オフセット電圧VOSと等しい。したがって、上
記式(3) 中の出力オフセット電圧VOSに着目すると、V
OS=2G(−ZA1mAOS+VIS)となり、更に、出力
オフセット電圧VOSは、 VOS={2G/(1+2GZA1mA)}VIS =1/{(1/2G)+ZA1mA}VIS …(4) で表され、更に、1<<2Gであるので、入力オフセッ
ト電圧VISはほぼ、1/ZA1mAに低減されることとな
る。
Here, the voltage V AF in the above equation (3) is a DC voltage generated by the low pass filter composed of the feedback resistor R AF and the capacitor C AF , and the voltage V BF is the feedback resistor. R BF (having the same resistance value as R AF ) and capacitor C
Since the DC voltage generated by the constructed low pass filter BF (C AF and the capacitance value are equal), these voltage differences (V AF -V BF), an output terminal Q A, between Q B It is equal to the generated output offset voltage V OS . Therefore, paying attention to the output offset voltage V OS in the above equation (3), V
OS = 2G (−Z A1 g mA V OS + V IS ), and the output offset voltage V OS is V OS = {2G / (1 + 2GZ A1 g mA )} V IS = 1 / {(1 / 2G) + Z A1 g mA } V IS (4), and since 1 << 2 G, the input offset voltage V IS is reduced to almost 1 / Z A1 g mA .

【0019】更に、この実施例によれば、従来の半導体
差動増幅器(図4参照)におけるコンデンサの大型化の
問題が改善されている。まず、図1に示す本実施例にお
いて、差動増幅器OPの入力側に設けられているカップ
リングコンデンサCAIとインピーダンス回路ZA1,ZA2
及び可変定電流源IA によって決まる低域カットオフ周
波数fcin は、可変定電流源IA のインピーダンス及び
差動増幅器OPの入力インピーダンスが極めて高いの
で、ほぼインピーダンス回路ZA1,ZA2とカップリング
コンデンサCAIによって決まるので、 fcin =1/{2πCAIA1A2/(ZA1+ZA2)} …(5) であり、同様に、カップリングコンデンサCBIとインピ
ーダンス回路ZB1,ZB2及び可変定電流源IB によって
決まる低域カットオフ周波数もfcin と等しくなる。
Further, according to this embodiment, the problem of increasing the size of the capacitor in the conventional semiconductor differential amplifier (see FIG. 4) is improved. First, in the present embodiment shown in FIG. 1, the coupling capacitor C AI and the impedance circuits Z A1 and Z A2 provided on the input side of the differential amplifier OP.
Since the impedance of the variable constant current source I A and the input impedance of the differential amplifier OP are extremely high, the low-frequency cutoff frequency f cin determined by the variable constant current source I A and the variable constant current source I A is almost coupled with the impedance circuits Z A1 and Z A2. since determined by the capacitor C AI, a f cin = 1 / {2πC AI Z A1 Z A2 / (Z A1 + Z A2)} ... (5), likewise, the coupling capacitor C BI and the impedance circuit Z B1, Z B2 The low-frequency cutoff frequency determined by the variable constant current source I B is also equal to f cin .

【0020】更に、帰還抵抗RAFとコンデンサCAFによ
って決まる高域カットオフ周波数fcAF は、 fcAF =1/2πCAFAF …(6) であり、帰還抵抗RBFとコンデンサCBFによって決まる
高域カットオフ周波数fcBF もfcAF と等しくなる。
Further, the high cutoff frequency f cAF determined by the feedback resistor R AF and the capacitor C AF is f cAF = 1 / 2πC AF R AF (6), which is determined by the feedback resistor R BF and the capacitor C BF . The high cutoff frequency f cBF is also equal to f cAF .

【0021】一方、図4に示した従来の差動増幅器の入
力側に設けられているカップリングコンデンサCA1と抵
抗RA1及び帰還コンデンサCA2によって決まる、入力信
号の低域カットオフ周波数fc は、前述した如く、 fc =(CA1+CA2)/(2πRA1A1A2) …(7) である。そして、この式(7) から明らかなように、従来
の差動増幅器にあっては、カップリングコンデンサCA1
と帰還コンデンサCA2の容量値を等しくした場合(CA1
=CA2)に、これらのコンデンサを最も小さくすること
が可能となり、その場合の低域カットオフ周波数f
c は、 fc =1/πCA1A1 …(8) となる。
On the other hand, the low cutoff frequency f c of the input signal determined by the coupling capacitor C A1 , the resistor R A1 and the feedback capacitor C A2 provided on the input side of the conventional differential amplifier shown in FIG. is as described above, f c = (C A1 + C A2) / (2πR A1 C A1 C A2) ... (7). Then, as is apparent from the equation (7), in the conventional differential amplifier, the coupling capacitor C A1
And the feedback capacitor C A2 have the same capacitance value (C A1
= C A2 ), it is possible to minimize these capacitors, and in that case, the low cutoff frequency f
c becomes f c = 1 / πC A1 R A1 ... (8).

【0022】したがって、上記式(5) と(8) を比較すれ
ば、回路の大型化を招来することなく、RA1=ZA1A2
/(ZA1+ZA2)の関係と成るようにインピーダンス回
路の抵抗値を決めることが容易なことは半導体製造技術
では明らかであるので、本実施例では、カップリングコ
ンデンサCAIを従来と較べて2分の1(即ち、CAI=C
A1/2)にすることができる。
Therefore, if the above equations (5) and (8) are compared, R A1 = Z A1 Z A2 without increasing the size of the circuit.
Since it is clear in the semiconductor manufacturing technology that it is easy to determine the resistance value of the impedance circuit so as to have the relationship of / (Z A1 + Z A2 ), in this embodiment, the coupling capacitor C AI is compared with the conventional one. 1/2 (ie C AI = C
It can be A1 / 2).

【0023】尚、本実施例において入出力間のアイソレ
ーションが十分に取れるようにするために、低域カット
オフ周波数fcin と高域カットオフ周波数fcAF を、例
えば一般的に使用される条件に基づいて、fcin =10
×fcAF に設定したとしても、ZA1A2/(ZA1
A2)の抵抗値は通常50Ω程度であり、更に、帰還抵
抗RAFは通常50kΩ程度とすることができるので、帰
還コンデンサCAFとカップリングコンデンサCAIの値
は、CAF=0.01×CAI程度となる。
In this embodiment, the low cutoff frequency f cin and the high cutoff frequency f cAF are set under, for example, a commonly used condition in order to obtain sufficient isolation between input and output. Based on f cin = 10
Even if it is set to × f cAF , Z A1 Z A2 / (Z A1 +
Since the resistance value of Z A2 ) is usually about 50Ω and the feedback resistance R AF can be normally set to about 50 kΩ, the values of the feedback capacitor C AF and the coupling capacitor C AI are C AF = 0.01. It becomes about C AI .

【0024】この結果、本実施例によれば、帰還コンデ
ンサCAFとカップリングコンデンサCAIの両方とも、従
来の技術(図4参照)と較べて小さくすることができ
る。
As a result, according to this embodiment, both the feedback capacitor C AF and the coupling capacitor C AI can be made smaller than in the conventional technique (see FIG. 4).

【0025】このように、この実施例によれば、カップ
リングコンデンサCAI及びオフセット補償用の帰還コン
デンサCAFを小容量にすることができるので、オフセッ
ト補償回路を備えた小型の半導体差動増幅器を提供する
ことができる。特に、IC化やLSI化などを行う場合
には、半導体チップのサイズを小さくすることが可能と
成るので、極めて優れた効果を発揮する。
As described above, according to this embodiment, the coupling capacitor C AI and the feedback capacitor C AF for offset compensation can be made small in capacity, so that a small semiconductor differential amplifier having an offset compensation circuit is provided. Can be provided. In particular, in the case of making into an IC or an LSI, the size of the semiconductor chip can be reduced, so that an extremely excellent effect is exhibited.

【0026】次に、第2の実施例を図2に基いて説明す
る。尚、この実施例は図1に示した第1の実施例に基く
より具体的な例であり、GaAsMESFETで形成さ
れたSCFL形式の半導体差動増幅器である。又、図2
において図1と同一又は相当する部分を同一符号で示し
ている。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. It should be noted that this embodiment is a more specific example based on the first embodiment shown in FIG. 1 and is a semiconductor differential amplifier of SCFL type formed by GaAs MESFETs. Moreover, FIG.
In the figure, the same or corresponding parts as in FIG.

【0027】まず、図1の差動増幅器(本体部分)OP
に対応する回路構成を説明すると、図2において、電源
DDに2個の大電力型ダイオードDp1,Dp2が順方向接
続されており、差動対を構成するGaAsMESFET
(以下、FETという)q1,q2 の各ドレインが、負
荷抵抗RL1,RL2を介して、ダイオードDp2のカソード
に接続されている。又、FET q1 ,q2 の共通ソー
ス接点がFET q3のドレインソース路ないし抵抗r
1 を介して電源VSSに接続されており、FETq3 がゲ
ートに常に印加される定電圧VCSよって決まる定電流I
c1を流すことによって、上記差動対を構成するFET
1 ,q2 及び負荷抵抗RL1,RL2の直流バイアスを設
定している。
First, the differential amplifier (main body) OP of FIG.
2 will be described. In FIG. 2, two high power type diodes D p1 and D p2 are forward-connected to the power supply V DD , and a GaAs MESFET forming a differential pair is formed.
The drains of q 1 and q 2 (hereinafter referred to as FETs) are connected to the cathode of the diode D p2 via load resistors R L1 and R L2 . The common source contact of the FETs q 1 and q 2 is the drain / source path of the FET q 3 or the resistance r.
The constant current I connected to the power supply V SS via 1 and the constant current I CS determined by the constant voltage V CS applied to the gate of the FET q 3 at all times.
FET that constitutes the differential pair by flowing c1
It has set a DC bias of q 1, q 2 and the load resistor R L1, R L2.

【0028】FET q1 のドレインに発生する信号S
L1は、FET q4 ,q5 とダイオードD1 ,D2 及び
抵抗r2 によって形成されているソースホロワ形式の第
1のレベルシフト回路と、FET q6 ,q7 及び抵抗
3 によって形成されているソースフォロワ形式の第1
の出力段を介して反転出力端子QB に出力される。
The signal S generated at the drain of the FET q 1.
L1 is a source follower type first level shift circuit formed by FETs q 4 , q 5 and diodes D 1 , D 2 and a resistor r 2, and is formed by FETs q 6 , q 7 and a resistor r 3 . Source follower format first
Is output to the inverting output terminal Q B via the output stage of

【0029】即ち、第1のレベルシフト回路において
は、ゲートに定電圧VCSが印加されるFET q5 が流
す定電流Ic2によって、FET q4 及びダイオードD
1 ,D2 の直流バイアスが設定されているので、信号S
L1はFET q4 によって電力増幅されると共に、ダイ
オードD1 ,D2 の順方向電圧分だけレベルシフトされ
て、第1の出力段のFET q6 のゲートに供給され
る。第1の出力段においては、ゲートに定電圧VCSが印
加されるFET q7 が流す定電流Ic3によってFET
6 の直流バイアスが設定されているので、FET
6 は、ゲートに供給された信号を電力増幅して反転出
力端子QB へ出力する。
That is, in the first level shift circuit, the FET q 4 and the diode D are driven by the constant current I c2 flowing through the FET q 5 whose gate is applied with the constant voltage V CS.
Since the DC bias of 1 and D 2 is set, the signal S
L1 is power-amplified by the FET q 4 , and level-shifted by the forward voltage of the diodes D 1 and D 2 and supplied to the gate of the FET q 6 of the first output stage. In the first output stage, the FET q 7 is supplied with the constant current I c3 flowing through the FET q 7 whose constant voltage V CS is applied to the gate.
Since the DC bias of q 6 is set,
q 6 power-amplifies the signal supplied to the gate and outputs the amplified signal to the inverting output terminal Q B.

【0030】一方、FET q2 のドレインに発生する
信号SL2は、FET q8 ,q9 とダイオードD3 ,D
4 及び抵抗r4 によって形成されているソースホロワ形
式の第2のレベルシフト回路と、FET q10,q11
び抵抗r5 によって形成されているソースフォロワ形式
の第2の出力段を介して非反転出力端子QA に出力され
る。
On the other hand, the signal S L2 generated at the drain of the FET q 2 is the FETs q 8 and q 9 and the diodes D 3 and D.
4 and a second level shift circuit source follower type which is formed by resistors r 4, FET q 10, q 11 and via a second output stage of the source follower type, which is formed by the resistor r 5 noninverting It is output to the output terminal Q A.

【0031】即ち、第2のレベルシフト回路において
は、ゲートに定電圧VCSが印加されるFET q9 が流
す定電流Ic4によって、FET q8 及びダイオードD
3 ,D4 の直流バイアスが設定されているので、信号S
L2はFET q8 によって電力増幅されると共に、ダイ
オードD3 ,D4 の順方向電圧分だけレベルシフトされ
て、第2の出力段のFET q10のゲートに供給され
る。第2の出力段においては、ゲートに定電圧VCSが印
加されるFET q11が流す定電流Ic5によってFET
10の直流バイアスが設定されているので、FET
10は、ゲートに供給された信号を電力増幅して非反転
出力端子QA へ出力する。
That is, in the second level shift circuit, the FET q 8 and the diode D are driven by the constant current I c4 flowing through the FET q 9 whose gate is applied with the constant voltage V CS.
Since the DC bias of 3 and D 4 is set, the signal S
L2, together with electric power is amplified by the FET q 8, is a forward voltage amount corresponding level shifting diodes D 3, D 4, is supplied to the gate of FET q 10 of the second output stage. In the second output stage, the constant current I c5 flowing through the FET q 11 to which the constant voltage V CS is applied to the gate causes the FET
Since the DC bias of q 10 is set,
q 10 power-amplifies the signal supplied to the gate and outputs the amplified signal to the non-inverting output terminal Q A.

【0032】このように、本実施例の差動増幅器(本体
部分)は、FET q1 〜q11と、ダイオードDp1,D
p2,D1 〜D4 、及び抵抗RL1,RL2,r1 〜r5 によ
って構成されている。
As described above, the differential amplifier (main body portion) of this embodiment has the FETs q 1 to q 11 and the diodes D p1 , D.
is constituted by p2, D 1 ~D 4, and resistors R L1, R L2, r 1 ~r 5.

【0033】次に、図1中の差動増幅器OPの入力側に
接続されている入力バイアス設定回路及びオフセット補
償回路の一部分に対応する構成を説明する。図2におい
て、電源VDDとグランド端子間に直列接続されている抵
抗RA1,RA2及びダイオードDA1〜DA6によって、第
1,第2のインピーダンス回路(図1参照)ZA1,ZA2
が形成され、同様に、電源VDDとグランド端子間に直列
接続されている抵抗RB1,RB2及びダイオードDB1〜D
B6によって、第3,第4のインピーダンス回路(図1参
照)ZB1,ZB2が形成されている。そして、ダイオード
A4のカソードがFET q1 のゲート(非反転入力端
子に相当する)に接続されると共に、カップリングコン
デンサCAIを介して入力信号Sinの入力端子に接続され
ている。又、ダイオードDB4のカソードがFET q2
のゲート(反転入力端子に相当する)に接続されると共
に、カップリングコンデンサCBIを介してグランド端子
に接続されている。
Next, a structure corresponding to a part of the input bias setting circuit and the offset compensation circuit connected to the input side of the differential amplifier OP in FIG. 1 will be described. In FIG. 2, resistors R A1 and R A2 and diodes D A1 to D A6 connected in series between the power supply V DD and the ground terminal are used to connect the first and second impedance circuits (see FIG. 1) Z A1 and Z A2.
Are similarly formed, and resistors R B1 and R B2 and diodes D B1 to D B are similarly connected in series between the power supply V DD and the ground terminal.
B6 forms third and fourth impedance circuits (see FIG. 1) Z B1 and Z B2 . The cathode of the diode D A4 is connected to the gate of the FET q 1 (corresponding to the non-inverting input terminal) and is also connected to the input terminal of the input signal S in via the coupling capacitor C AI . The cathode of the diode D B4 is FET q 2
Is connected to the gate (corresponding to the inverting input terminal) of and is also connected to the ground terminal via the coupling capacitor C BI .

【0034】更に、FET qA ,qB ,qAB及び抵抗
ABによって、第1,第2の可変定電流源(図1参照)
A ,IB が形成されている。即ち、図2において、差
動対を構成するFET qA ,qB の共通ソース接点が
FET qABのドレインソース路ないし抵抗rABを介し
て電源VSSに接続され、FET qA のドレインがダイ
オードDA2のカソードに接続されると共に、FET q
B のドレインがダイオードDB2のカソードに接続されて
いる。そして、ゲートに定電圧VCSが印加されているF
ET qABが流す定電流IABによってFET qA ,q
B の直流バイアスが設定されると共に、FET qA
B の各ドレイン電流IA ,IB が、後述する帰還回路
を介してゲートに入力される帰還電圧VAF,VBFに従っ
て流れるようになっている。
Further, the first and second variable constant current sources (see FIG. 1) are constituted by the FETs q A , q B , q AB and the resistor r AB .
I A and I B are formed. That is, in FIG. 2, FET q A constituting a differential pair, a common source contact of q B is connected to the power source V SS through a drain source path to the resistance r AB of FET q AB, the drain of the FET q A is It is connected to the cathode of diode D A2 , and FET q
The drain of B is connected to the cathode of diode D B2 . The constant voltage V CS is applied to the gate F
The constant current I AB flowing by ET q AB causes FETs q A , q
While the DC bias of B is set, FET q A ,
The drain currents I A and I B of q B flow according to feedback voltages V AF and V BF input to the gates via a feedback circuit described later.

【0035】次に、図1中の帰還回路に対応する部分
(オフセット補償回路の残余の部分)に対応する回路構
成を説明すると、反転出力端子QB とFET qA のゲ
ート間に、帰還抵抗RAFと帰還コンデンサCAFから成る
低域通過型フィルタが接続され、この抵抗RAFとコンデ
ンサCAFの接続接点xA に発生する帰還電圧VAFがFE
T qA のゲートに供給されると共に、非反転出力端子
A とFET qB のゲート間に、帰還抵抗RBFと帰還
コンデンサCBFから成る低域通過型フィルタが接続さ
れ、この抵抗RBFとコンデンサCBFの接続接点xB に発
生する帰還電圧VBFがFET qB のゲートに供給され
ている。
Next, the circuit configuration corresponding to the portion corresponding to the feedback circuit in FIG. 1 (the remaining portion of the offset compensation circuit) will be described. A feedback resistor is provided between the inverting output terminal Q B and the gate of the FET q A. R AF and low-pass filter consisting of a feedback capacitor C AF is connected, the feedback voltage V AF to be generated at the connection contact point x a of the resistor R AF and the capacitor C AF is FE
While being supplied to the gate of T q A, a low pass filter including a feedback resistor R BF and a feedback capacitor C BF is connected between the non-inverting output terminal Q A and the gate of the FET q B , and this resistor R BF is connected. The feedback voltage V BF generated at the connection contact x B between the capacitor C BF and the capacitor C BF is supplied to the gate of the FET q B.

【0036】尚、これらの帰還抵抗RAFとRBFは、夫々
2分の1の抵抗値RAF/2とRAF/2及び抵抗値RBF
2とRBF/2となる中点の間に、小容量のコデンデンサ
cup が接続されている。かかるコンデンサCcup を設
ける理由は次の通りである。この実施例の半導体差動増
幅器を例えばICやLSI等のように同一の半導体チッ
プ上に形成して高周波増幅器とする場合に、配線自体の
ワイヤインダクタンスとFET qA ,qB のゲート容
量等に起因して、ギガヘルツ(GHz)帯域内に共振点
が存在し、発振等の現象を引き起こす場合があり、帰還
回路内にこのようなコンデンサCcup を設けることによ
って、ギガヘルツ(GHz)帯域の信号成分を除去して
発振等の発生を防止している。尚、化合物半導体プロセ
スで製造する場合には、コンデンサCcup をMIM容量
で実現することができる。
The feedback resistors R AF and R BF are ½ of the resistance values R AF / 2 and R AF / 2 and the resistance value R BF /, respectively.
A small-capacity condenser C cup is connected between the middle point of 2 and R BF / 2. The reason for providing such a capacitor C cup is as follows. When the semiconductor differential amplifier of this embodiment is formed on the same semiconductor chip such as an IC or an LSI to form a high frequency amplifier, the wire inductance of the wiring itself and the gate capacitance of the FETs q A and q B are determined. Due to this, there may be a resonance point in the gigahertz (GHz) band, which may cause a phenomenon such as oscillation. By providing such a capacitor C cup in the feedback circuit, a signal component in the gigahertz (GHz) band is generated. To prevent the occurrence of oscillations. In the case of manufacturing by the compound semiconductor process, the capacitor C cup can be realized by the MIM capacity.

【0037】次に、かかる実施例の動作を説明する。差
動増幅器(本体部分)の電圧利得(オープンループゲイ
ン)Gは、FET qA ,qB の相互コンダクタンスを
共にgm 、負荷抵抗RL1,RL2の抵抗値を共にRL で表
すと、ほぼG=gm L となる。入力信号Sinは、カッ
プリングコンデンサCAIによって所定の直流成分が除去
された後、抵抗RA1,RA2及びダイオードDA1〜DA6
よって直流バイスされてFET q1 のゲートに入力さ
れ、増幅された差動出力信号が出力端子QA,QB 間に
出力される。
Next, the operation of this embodiment will be described. The voltage gain (open loop gain) G of the differential amplifier (main body portion) is expressed by g m which is the mutual conductance of the FETs q A and q B , and RL which is the resistance value of the load resistors R L1 and R L2 . Approximately G = g m RL . The input signal S in , after the predetermined DC component is removed by the coupling capacitor C AI , is DC biased by the resistors R A1 , R A2 and the diodes D A1 to D A6 , input to the gate of the FET q 1 , and amplified. The generated differential output signal is output between the output terminals Q A and Q B.

【0038】出力端子QA ,QB 間に生じる差動出力信
号中の出力オフセット電圧VOSが帰還抵抗RAF,RBF
びコンデンサCAF,CBFより形成されている帰還回路を
通過し、帰還電圧VA ,VB としてFET qA ,qB
のゲートに供給される。そして、FET qA ,qB
ゲート入力電圧VA ,VB 対ドレイン電流IA ,IB
夫々の比をgmA,gmB(=gmA)と表すと、この実施例
においても前記式(4)が満足されて、出力オフセット電
圧VOSが低減される。更に、前記第1の実施例において
説明した原理に基づいて、カップリングコンデンサ
AI,CBI及び帰還コンデンサCAF,CBFの容量を小さ
くすることができるので、例えば、IC化やLSI化な
どを行った場合に、半導体チップを小さくすることがで
きる。
The output offset voltage V OS in the differential output signal generated between the output terminals Q A and Q B passes through the feedback circuit formed by the feedback resistors R AF and R BF and the capacitors C AF and C BF , feedback voltage V A, FET q A as V B, q B
Is supplied to the gate. Then, FET q A, the gate input voltage V A of q B, V B versus drain current I A, g mA ratio of each of I B, when expressed as g mB (= g mA), the also in this embodiment Expression (4) is satisfied, and the output offset voltage V OS is reduced. Furthermore, based on the principle described in the first embodiment, the capacities of the coupling capacitors C AI and C BI and the feedback capacitors C AF and C BF can be reduced, so that, for example, an IC or an LSI is formed. When the above is performed, the semiconductor chip can be made smaller.

【0039】尚、この実施例では、入力側のインピーダ
ンス回路を複数のダイオードで実現したが、抵抗やFE
Tその他のデバイスによって形成してもよい。
In this embodiment, the impedance circuit on the input side is realized by a plurality of diodes.
It may be formed by a T or other device.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ップリングコンデンサを介して入力される入力信号を差
動増幅する差動増幅部を備える半導体差動増幅器におい
て、前記差動増幅部から出力される差動出力信号より所
定の低域カットオフ周波数以下の電圧を検出する低域通
過フィルタと、該低域通過フィルタから出力される前記
電圧に応じて前記差動増幅部の入力直流バイアスを調整
するバイアス調整回路とを有するオフセット補償回路を
具備する構成としたので、差動増幅部に存在する入力オ
フセット電圧に起因してその差動増幅部から出力オフセ
ット電圧が発生しても、前記低域通過フィルタがこの出
力オフセット電圧を検出し、更に、前記バイアス調整回
路がその出力オフセット電圧の増減変化に応じて差動増
幅部の入力直流バイアスを調整する。即ち、出力オフセ
ット電圧が増加すると入力直流バイアスの電圧レベルを
下げることで、入力オフセット電圧を低減する方向へ入
力直流バイアスを調整するので、出力オフセット電圧を
自動的に抑制する。更に、前記バイアス調整回路の内部
インピーダンスを高くすることにより、差動増幅部の入
力段と前記低域通過フィルタとを効果的に分離でき、前
記カップリングコンデンサ及び低域通過フィルタを構成
するのに必要なコンデンサを小容量にすることができ、
その結果、小型の半導体差動増幅器を提供することがで
きる。
As described above, according to the present invention, in the semiconductor differential amplifier provided with the differential amplifier for differentially amplifying the input signal inputted through the coupling capacitor, the differential amplifier is A low-pass filter that detects a voltage equal to or lower than a predetermined low-pass cutoff frequency from the output differential output signal, and an input DC bias of the differential amplifier according to the voltage output from the low-pass filter. Since the offset compensation circuit having a bias adjustment circuit for adjusting the above is provided, even if an output offset voltage is generated from the differential amplification section due to the input offset voltage existing in the differential amplification section, A low-pass filter detects this output offset voltage, and the bias adjustment circuit further detects the input DC voltage of the differential amplifier according to the increase / decrease of the output offset voltage. To adjust the astigmatism. That is, when the output offset voltage increases, the voltage level of the input DC bias is lowered to adjust the input DC bias in the direction of reducing the input offset voltage, so that the output offset voltage is automatically suppressed. Further, by increasing the internal impedance of the bias adjusting circuit, the input stage of the differential amplifier and the low pass filter can be effectively separated, and the coupling capacitor and the low pass filter can be configured. The required capacitor can be made small,
As a result, a small semiconductor differential amplifier can be provided.

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

【図1】本発明による第1の実施例を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment according to the present invention.

【図2】本発明による第2の実施例を示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment according to the present invention.

【図3】従来の半導体差動増幅器における問題点を説明
するための回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a problem in a conventional semiconductor differential amplifier.

【図4】従来の半導体差動増幅器における問題点を更に
説明するための回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram for further explaining a problem in a conventional semiconductor differential amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

OP…差動増幅器(本体部分)、ZA1,ZA2,ZB1,Z
B2…インピーダンス回路、CAI,CBI……カップリング
コンデンサ、IA ,IB …可変電流源回路、RAF,RBF
…帰還抵抗、CAF,CBF…帰還コンデンサ、q1
11,qA ,qB ,qAB…FET、Dp1,Dp2,D1
3 ,DA1〜DA6,DB1〜DB6…ダイオード、RL1,R
L2…負荷抵抗、r1 〜r5 ,rAB,RA1,RA2,RB1
B2…抵抗、Ccup …コンデンサ。
OP ... Differential amplifier (main body part), Z A1 , Z A2 , Z B1 , Z
B2 ... impedance circuit, C AI, C BI ...... coupling capacitor, I A, I B ... variable current source circuit, R AF, R BF
... Feedback resistance, C AF , C BF ... Feedback capacitor, q 1 ~
q 11 , q A , q B , q AB ... FET, D p1 , D p2 , D 1 ~
D 3 , D A1 to D A6 , D B1 to D B6 ... Diodes, R L1 , R
L2 ... load resistance, r 1 to r 5 , r AB , R A1 , R A2 , R B1 ,
R B2 ... Resistor, C cup ... Capacitor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カップリングコンデンサを介して入力さ
れる入力信号を差動増幅する差動増幅部を備える半導体
差動増幅器において、 前記差動増幅部から出力される差動出力信号より所定の
低域カットオフ周波数以下の電圧を検出する低域通過フ
ィルタと、該低域通過フィルタから出力される前記電圧
に応じて前記差動増幅部の入力直流バイアスを調整する
バイアス調整回路とを有するオフセット補償回路を具備
することを特徴とする半導体差動増幅器。
1. A semiconductor differential amplifier including a differential amplifier for differentially amplifying an input signal input via a coupling capacitor, wherein a differential output signal output from the differential amplifier is lower than a predetermined value. Offset compensation having a low-pass filter that detects a voltage equal to or lower than a band cut-off frequency, and a bias adjustment circuit that adjusts an input DC bias of the differential amplification unit according to the voltage output from the low-pass filter. A semiconductor differential amplifier comprising a circuit.
【請求項2】 カップリングコンデンサを介して入力さ
れる入力信号を所定の直流バイアスする直流バイアス回
路と、該直流バイアス回路に発生する信号を差動増幅す
る差動増幅部とを備える半導体差動増幅器において、 前記差動増幅部から出力される差動出力信号より所定の
低域カットオフ周波数以下の電圧を検出する低域通過フ
ィルタと、該低域通過フィルタから出力される前記電圧
に応じて前記直流バイアス回路の直流バイアス電圧を調
整すると共に、該直流バイアス回路の内部インピーダン
スより高い内部インピーダンスを有するバイアス調整回
路とを有するオフセット補償回路を具備することを特徴
とする半導体差動増幅器。
2. A semiconductor differential circuit comprising: a DC bias circuit for biasing an input signal input via a coupling capacitor to a predetermined DC bias; and a differential amplifier section for differentially amplifying a signal generated in the DC bias circuit. In the amplifier, a low-pass filter that detects a voltage equal to or lower than a predetermined low-pass cutoff frequency from a differential output signal output from the differential amplification unit, and a voltage that is output from the low-pass filter according to the low-pass filter. A semiconductor differential amplifier, comprising: an offset compensation circuit having a DC bias voltage of the DC bias circuit and a bias adjustment circuit having an internal impedance higher than that of the DC bias circuit.
【請求項3】 前記半導体差動増幅器は、GaAs化合
物半導体デバイスで形成されていることを特徴とする請
求項1又は請求項2に記載の半導体差動増幅器。
3. The semiconductor differential amplifier according to claim 1, wherein the semiconductor differential amplifier is formed of a GaAs compound semiconductor device.
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