JP2001117648A - Buffer amplifier with output terminal charging function - Google Patents
Buffer amplifier with output terminal charging functionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は，基準電圧回路の出
力バッファアンプにおいて，特に回路の立ち上がり時間
を短くする出力端子充電機能付きバッファアンプに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an output buffer amplifier of a reference voltage circuit, and more particularly to a buffer amplifier having an output terminal charging function for shortening the rise time of the circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の基準電圧回路の出力バッファアン
プではバッファアンプ（以下ＢＡと略す）の立ち上がり
後，ＢＡの出力段を通して負荷容量（以下ＣＬと略す）
に充電が行われる。2. Description of the Related Art In a conventional output buffer amplifier of a reference voltage circuit, after a buffer amplifier (hereinafter abbreviated as BA) rises, a load capacitance (hereinafter abbreviated as CL) is passed through an output stage of BA.
Is charged.
【０００３】図６に示される従来回路においては，ＣＬ
５への充電は，ＢＡ３出力端子に接続されたＰチャネル
ＭＯＳトランジスタのドレイン電流により行われる。図
６のＢＡ３部に図７の回路が用いられている場合は，Ｃ
Ｌ５への充電は，ＰチャネルＭＯＳトランジスタ（以下
ＭＰと略す）であるＭＰ５のドレイン電流によって行わ
れる。ＭＰ５にドレイン電流が生じるためには，ＭＰ５
に対して，ゲート−ソース間電圧（以下ＶＧＳと略す）
−しきい値電圧（以下ＶＴと略す）＜０が成立している
必要がある。すなわち，ＭＰ５のゲート−ソース間電圧
にはＶＧＳ−ＶＴ＜０が成り立つような電圧が供給され
ていなければならない。ここで，ＭＰ５のＶＧＳを供給
しているのはＭＰ４のＶＧＳであるため，ＭＰ４につい
てもＶＧＳ−ＶＴ＜０が成り立っている必要がある。ま
た，ＭＰ４とＭＮ４のドレイン電流は等しくなるので，
ＭＮ４に対しても同様にＶＧＳ−ＶＴ＞０が成り立つ必
要がある。[0003] In the conventional circuit shown in FIG.
5 is charged by the drain current of the P-channel MOS transistor connected to the BA3 output terminal. If the circuit of FIG. 7 is used for the BA3 part of FIG.
L5 is charged by a drain current of MP5, which is a P-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as MP). In order for a drain current to occur in MP5,
, The gate-source voltage (hereinafter abbreviated as VGS)
-It is necessary that the threshold voltage (hereinafter abbreviated as VT) <0 holds. That is, a voltage that satisfies VGS-VT <0 must be supplied to the gate-source voltage of MP5. Here, since the VGS of MP5 is supplied from the VGS of MP4, it is necessary that VGS-VT <0 also holds for MP4. Since the drain currents of MP4 and MN4 become equal,
Similarly, it is necessary to satisfy VGS-VT> 0 for MN4.
【０００４】以下同様にして，図７の回路に関してＭＰ
５がＶＧＳ−ＶＴ＜０を満足するためには，ＭＰ３，Ｍ
Ｐ４に対してＶＧＳ−ＶＴ＜０が，ＮチャネルＭＯＳト
ランジスタ（以下ＭＮと略す）であるＭＮ０，ＭＮ４に
対してＶＧＳ−ＶＴ＞０が，それぞれ成り立っていなけ
ればならない。これらのＭＰ３，ＭＰ４又はＭＮ０，Ｍ
Ｎ４がＶＧＳ−ＶＴ＜０又はＶＧＳ−ＶＴ＞０を満足す
る，すなわちトランジスタが立ち上がる際，バイアス電
圧入力端子であるＶＢから供給されるバイアス電流によ
ってＭＰ３が立ち上がり，以下ＭＮ０，ＭＮ４，ＭＰ
４，ＭＰ５の順で立ち上がる。したがってＭＰ５により
ＣＬ５へ充電を行うためには，これらのトランジスタが
順に立ち上がるのを待たなければならないことになるた
め，充電が終わるまでかなり時間がかかってしまう。こ
の様に，電源投入直後はＢＡ３自体が回路の立ち上がり
に時間を要するため，ＢＡ３の出力段からＣＬ５を充電
するための電流はしばらく供給されない。Similarly, the circuit shown in FIG.
5 satisfies VGS-VT <0, MP3, M
VGS-VT <0 must be satisfied for P4, and VGS-VT> 0 must be satisfied for N-channel MOS transistors (hereinafter abbreviated as MN) MN0 and MN4. These MP3, MP4 or MN0, M
When N4 satisfies VGS-VT <0 or VGS-VT> 0, that is, when the transistor rises, MP3 rises by the bias current supplied from the bias voltage input terminal VB, and MN0, MN4, MP
4. Start up in the order of MP5. Therefore, in order to charge the CL5 with the MP5, it is necessary to wait for these transistors to rise in order, so that it takes a considerable time until the charging is completed. In this way, immediately after the power is turned on, BA3 itself requires time to start up the circuit, and therefore, the current for charging CL5 is not supplied from the output stage of BA3 for a while.
【０００５】このような電源投入直後の回路の立ち上が
り時間を短くすることを目的として，特開平０１−３１
４３１９には，差動増幅回路を備えた定電圧回路におい
ては，定電圧出力電圧が低いときはトランジスタにより
定電圧回路の出力電流が増加するため定電圧回路のスタ
ートアップ特性が改善されて，その電源オン時における
立ち上がりが確実となり，またその立ち上がり時間が短
くなるという効果が得られる，と記載されている。In order to shorten the rise time of the circuit immediately after turning on the power, Japanese Patent Application Laid-Open No.
4319, in a constant voltage circuit having a differential amplifier circuit, when the constant voltage output voltage is low, the output current of the constant voltage circuit is increased by the transistor, so that the startup characteristics of the constant voltage circuit are improved, It is described that the rising at the time of ON is assured and that the rising time is shortened.
【０００６】また同様に電源投入直後の回路の立ち上が
り時間を短くすることを目的として，特開平０８−２１
１９５５には，電流源の電流に比べて大きな値の充電電
流で外付けコンデンサを充電することができるため，電
流源の電流により外付けコンデンサを充電する構成の従
来の基準電圧回路に比べて，外付けコンデンサの充電時
間を短縮することができ，かつ，出力電圧が定常値に達
した後は充電電流を停止させることができ，消費電流を
ほとんど増加させることなく，電源投入時に出力電圧が
定常値に達するまでの立ち上がり時間を速くすることが
できる，と記載されている。Similarly, for the purpose of shortening the rise time of the circuit immediately after turning on the power, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In 1955, since the external capacitor can be charged with a charging current having a larger value than the current of the current source, the external capacitor can be charged by the current of the current source. The charging time of the external capacitor can be shortened, and the charging current can be stopped after the output voltage reaches a steady value. It is stated that the rise time before reaching the value can be shortened.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし，特開平０１−
３１４３１９の定電圧回路は，定電圧回路についての改
善についての記載しかなく，基準電圧回路の出力バッフ
ァアンプの特性改善を目的としてはいない。また特開平
０１−３１４３１９の定電圧回路は，差動増幅回路を備
えた定電圧回路に対する定電圧回路のスタートアップ特
性改善であって，基準電圧回路の出力バッファアンプに
ついての特性改善ではない。However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
The constant voltage circuit of 314319 only describes improvement of the constant voltage circuit and does not aim at improving the characteristics of the output buffer amplifier of the reference voltage circuit. Further, the constant voltage circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 01-314319 is an improvement in the start-up characteristics of the constant voltage circuit with respect to the constant voltage circuit having the differential amplifier circuit, not in the characteristics of the output buffer amplifier of the reference voltage circuit.
【０００８】また，特開平０８−２１１９５５の基準電
圧回路は，基準電圧回路に関しての改善についての記載
しかなく，基準電圧回路の出力バッファアンプの特性改
善を目的としてはいない。Further, the reference voltage circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-211955 only describes improvement with respect to the reference voltage circuit, and does not aim at improving the characteristics of the output buffer amplifier of the reference voltage circuit.
【０００９】以上の従来技術における問題に鑑み本発明
は，基準電圧回路の出力バッファアンプにおいて，バッ
ファアンプ内のトランジスタの立ち上がりを待たずにＣ
Ｌへの充電を開始して充電時間を短縮することができ，
出力端子の立ち上がり時間を従来回路と比較して短縮す
ることを可能にする出力端子充電機能付きバッファアン
プを提供することを目的とする。In view of the above problems in the prior art, the present invention provides an output buffer amplifier of a reference voltage circuit which does not wait for the rise of a transistor in the buffer amplifier to achieve C
The charging time can be reduced by starting charging to L,
It is an object of the present invention to provide a buffer amplifier with an output terminal charging function that enables a rise time of an output terminal to be reduced as compared with a conventional circuit.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本出
願第１の発明の出力端子充電機能付きバッファアンプ
は，非反転入力端子に基準電圧源を接続し，反転入力端
子及び負荷容量を出力端子に接続するバッファアンプ
と，このバッファアンプの出力端子の電圧値を参照し
て，負荷容量に電流を供給するＩＣと，このＩＣに電源
を供給する高電位側電源と，から成り，前記ＩＣは，バ
ッファアンプの出力の電圧値が所定値より低い場合は負
荷容量に電流を供給し，バッファアンプの出力の電圧値
が所定値より高い場合は負荷容量への電流供給を停止す
ることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a buffer amplifier having an output terminal charging function, wherein a reference voltage source is connected to a non-inverting input terminal, and an inverting input terminal and a load capacitance are output. A buffer amplifier connected to a terminal, an IC for supplying a current to a load capacitance with reference to a voltage value of an output terminal of the buffer amplifier, and a high-potential-side power supply for supplying power to the IC. Is characterized in that the current is supplied to the load capacitance when the voltage value of the output of the buffer amplifier is lower than a predetermined value, and the current supply to the load capacitance is stopped when the voltage value of the output of the buffer amplifier is higher than the predetermined value. And
【００１１】したがって，本出願第１の発明の出力端子
充電機能付きバッファアンプによれば，アンプが立ち上
がる以前からＩＣにより充電が開始されるため，基準電
圧回路の出力バッファアンプにおいて，バッファアンプ
内のトランジスタの立ち上がりを待たずにＣＬへの充電
を開始して充電時間を短縮することができ，出力端子の
立ち上がり時間を従来回路と比較して短縮することを可
能にする。Therefore, according to the buffer amplifier with the output terminal charging function of the first invention of the present application, the charging is started by the IC before the amplifier starts up. The charging of CL can be started without waiting for the rise of the transistor to shorten the charging time, and the rising time of the output terminal can be reduced as compared with the conventional circuit.
【００１２】本出願第２の発明の出力端子充電機能付き
バッファアンプは，本出願第１の発明の出力端子充電機
能付きバッファアンプにおいて，前記ＩＣは，エンハン
スメント型ＮチャネルＭＯＳトランジスタであり，ゲー
トが前記基準電圧源に接続しドレイン電流が負荷容量に
電流を供給することを特徴とする。A buffer amplifier with an output terminal charging function according to a second invention of the present application is the buffer amplifier with an output terminal charging function according to the first invention of the present application, wherein the IC is an enhancement-type N-channel MOS transistor and has a gate. The drain current is connected to the reference voltage source to supply current to a load capacitance.
【００１３】したがって，本出願第２の発明の出力端子
充電機能付きバッファアンプによれば，ＣＬ５に供給す
る電流がトランジスタ自身のゲート−ソース間電圧によ
って制御されるため，ＢＡ３出力端子が所望の電圧に達
したとき，回路外部から電流供給を止めるための信号入
力等を行う必要がない。また，ＣＬを充電する電流がＩ
ＣとしてＭＮＣＥより供給されるため，ＣＬを充電する
ためにＢＡの立ち上がりを待つ必要がなく，ＩＣを持た
ない従来回路と比較してＶＯＵＴの立ち上がり時間が短
縮される。更に，通常の電圧フォロア型の回路構成にト
ランジスタを一個追加するだけという，ごく単純な構成
で出力端子の立ち上がり時間を従来回路と比較して短縮
することが実現可能になる。Therefore, according to the buffer amplifier with the output terminal charging function of the second invention of the present application, the current supplied to CL5 is controlled by the gate-source voltage of the transistor itself, so that the BA3 output terminal has the desired voltage. When it reaches, there is no need to input a signal or the like to stop the current supply from outside the circuit. The current for charging CL is I
Since C is supplied from MNCE, there is no need to wait for the rise of BA to charge CL, and the rise time of VOUT is shortened as compared with a conventional circuit having no IC. Furthermore, the rise time of the output terminal can be reduced with a very simple configuration in which only one transistor is added to the normal voltage follower type circuit configuration as compared with the conventional circuit.
【００１４】本出願第３の発明の出力端子充電機能付き
バッファアンプは，本出願第１の発明の出力端子充電機
能付きバッファアンプにおいて，前記ＩＣは，Ｎチャネ
ルＭＯＳトランジスタ（以下ＭＮＣと略す）とこのＭＮ
Ｃのゲートと接続する電圧源とから成り，ＭＮＣドレイ
ン電流が負荷容量に電流を供給することを特徴とする。A buffer amplifier with an output terminal charging function according to a third invention of the present application is the buffer amplifier with an output terminal charging function according to the first invention of the present application, wherein the IC comprises an N-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as MNC). This MN
And a voltage source connected to the gate of C, wherein the MNC drain current supplies current to the load capacitance.
【００１５】したがって，本出願第３の発明の出力端子
充電機能付きバッファアンプによれば，ＭＮＣについて
ＶＧＳ−ＶＴ＝０の状態になるソース電圧値を設計段階
で制御することが可能となり，出力電圧が基準電圧に達
する直前までＭＮＣによって充電を行うことができる。Therefore, according to the buffer amplifier with the output terminal charging function of the third invention of the present application, it is possible to control the source voltage value of the MNC at which VGS-VT = 0 at the design stage, and to control the output voltage. Can be charged by the MNC until just before reaching the reference voltage.
【００１６】本出願第４の発明の出力端子充電機能付き
バッファアンプは，本出願第３の発明の出力端子充電機
能付きバッファアンプにおいて，前記電圧源が供給する
電圧は所定の電圧値を有することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a buffer amplifier with an output terminal charging function according to the third aspect of the present invention, wherein the voltage supplied by the voltage source has a predetermined voltage value. It is characterized by.
【００１７】したがって，本出願第４の発明の出力端子
充電機能付きバッファアンプによれば，別個に電位を生
成してＭＮＣに供給しているため，ＭＮＣのゲート電圧
をＶＧによって任意に設定することができる。ここで所
定の電圧値とは，ＭＮＣのゲート−ソース間電圧値がＭ
ＮＣのしきい値電圧値に等しくなる電圧源の電圧値を示
す。Therefore, according to the buffer amplifier with the output terminal charging function of the fourth invention of the present application, since the potential is separately generated and supplied to the MNC, the gate voltage of the MNC can be arbitrarily set by VG. Can be. Here, the predetermined voltage value means that the gate-source voltage value of the MNC is M
It shows the voltage value of the voltage source that becomes equal to the threshold voltage value of NC.
【００１８】本出願第５の発明の出力端子充電機能付き
バッファアンプは，本出願第１の発明の出力端子充電機
能付きバッファアンプにおいて，前記ＩＣは，電圧源と
２抵抗とが直列に配置される抵抗分圧回路とＭＮＣとか
ら成り，２抵抗間とＭＮＣのゲートとを接続し，ＭＮＣ
ドレイン電流が負荷容量に電流を供給することを特徴と
する。A buffer amplifier with an output terminal charging function according to a fifth invention of the present application is the buffer amplifier with an output terminal charging function according to the first invention of the present application, wherein the IC comprises a voltage source and two resistors arranged in series. A resistor voltage divider circuit and an MNC are connected between the two resistors and the gate of the MNC.
The drain current supplies current to the load capacitance.
【００１９】したがって，本出願第５の発明の出力端子
充電機能付きバッファアンプによれば，分圧抵抗Ｒ１，
Ｒ２の抵抗比により，ＭＮＣのゲート電圧を任意に選択
することが可能になる。Therefore, according to the buffer amplifier with the output terminal charging function of the fifth invention of the present application, the voltage dividing resistors R1,
The gate voltage of the MNC can be arbitrarily selected by the resistance ratio of R2.
【００２０】本出願第６の発明の出力端子充電機能付き
バッファアンプは，本出願第１の発明の出力端子充電機
能付きバッファアンプにおいて，前記ＩＣは，ＭＮＣと
コンパレータと定電圧源とから成り，定電圧源はコンパ
レータの非反転入力端子に接続し，コンパレータの反転
入力端子はＭＮＣの出力端子と接続し，コンパレータの
出力端子はＭＮＣのゲートに接続して，ＭＮＣドレイン
電流が負荷容量に電流を供給することを特徴とする。A buffer amplifier with an output terminal charging function according to a sixth invention of the present application is the buffer amplifier with an output terminal charging function of the first invention of the present application, wherein the IC comprises an MNC, a comparator, and a constant voltage source; The constant voltage source is connected to the non-inverting input terminal of the comparator, the inverting input terminal of the comparator is connected to the output terminal of the MNC, and the output terminal of the comparator is connected to the gate of the MNC. It is characterized by supplying.
【００２１】したがって，本出願第６の出力端子充電機
能付きバッファアンプによれば，ＣＬへの充電中ＭＮＣ
のＶＧＳを大きい値に保つことができる。これによって
ＩＤ∝（ＶＧＳ−ＶＴ）２より，本発明の本出願第２及
び本出願第５の発明の回路と比較して大きなドレイン電
流を供給することができるので，より早くＣＬへの充電
を行うことができる。Therefore, according to the buffer amplifier with output terminal charging function of the sixth application of the present application, MNC during charging of CL is
VGS can be kept at a large value. As a result, a larger drain current can be supplied from ID @ (VGS-VT) 2 as compared with the circuits according to the second and fifth embodiments of the present invention. It can be carried out.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】一実施の形態 本発明における実施の形態の出力端子充電機能付きバッ
ファアンプを図１を参照して説明する。図１は本発明に
おける一実施の形態の出力端子充電機能付きバッファア
ンプの基本的構成を示す回路図である。本実施の形態の
出力端子充電機能付きバッファアンプは，基準電圧源
（以下ＶＲＥＦと略す）４，ＢＡ３本体，出力端子充電
用電圧制御電流源（以下ＩＣと略す）１，高電位側電源
（以下ＶＤＤと略す）２，低電位側電源（以下ＧＮＤと
略す），ＢＡ３出力端子とＧＮＤとの間に接続されたＢ
Ａ３のＣＬ５から構成される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One Embodiment A buffer amplifier with an output terminal charging function according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing a basic configuration of a buffer amplifier with an output terminal charging function according to an embodiment of the present invention. The buffer amplifier with an output terminal charging function according to the present embodiment includes a reference voltage source (hereinafter abbreviated as VREF) 4, a BA3 main body, an output terminal charging voltage control current source (hereinafter abbreviated as IC) 1, a high-potential-side power supply (hereinafter abbreviated as IC). VDD), a low-potential-side power supply (hereinafter abbreviated as GND), BA3 connected between an output terminal and GND.
It is composed of CL5 of A3.
【００２３】また，ＶＲＥＦ４は陰極がＧＮＤに接続さ
れ，陽極がＢＡ３の非反転入力端子に接続される。ＢＡ
３の反転入力端子はＢＡ３のＣＬ５の高電位側端子と接
続される。更に，ＢＡ３の出力端子はＣＬ５に接続され
る。一方，ＩＣ１はＶＤＤ２と接続しており，ＢＡ３の
出力電圧値をＩＣ１が入力してその電圧値によって異な
る信号をＣＬ５の高電位側端子に出力する。VREF4 has a cathode connected to GND and an anode connected to the non-inverting input terminal of BA3. BA
The inverting input terminal 3 is connected to the high-potential terminal of CL5 of BA3. Further, the output terminal of BA3 is connected to CL5. On the other hand, IC1 is connected to VDD2, and IC1 inputs the output voltage value of BA3, and outputs a signal that differs depending on the voltage value to the high-potential terminal of CL5.
【００２４】電源未投入時は，回路全体についてＧＮＤ
と同電位である。電源投入後，ＢＡ３の出力段及びＩＣ
１よりＣＬ５に充電が行われるが，電源投入直後はＢＡ
３自体が回路の立ち上がりに時間を要するため，アンプ
の出力段からＣＬ５を充電するための電流は供給されな
い。従来の回路ではアンプの立ち上がり後，アンプの出
力段を通してＣＬ５に充電が行われるが，本発明ではア
ンプが立ち上がる以前からＩＣ１により充電が開始され
る。そのため，ＩＣ１のない回路と比較してＶＯＵＴの
立ち上がりに要する時間が短縮される。When the power is not turned on, GND is applied to the entire circuit.
And the same potential. After power on, BA3 output stage and IC
CL5 is charged from 1 but BA is
Since the circuit 3 itself takes time to rise, the current for charging CL5 is not supplied from the output stage of the amplifier. In the conventional circuit, CL5 is charged through the output stage of the amplifier after the rise of the amplifier. In the present invention, charging is started by the IC 1 before the rise of the amplifier. Therefore, the time required for the rise of VOUT is reduced as compared with a circuit without IC1.
【００２５】また，ＩＣ１は電圧制御電流源となってお
り，ＣＬ５への充電が進んでＶＯＵＴが一定のレベルま
で上昇すると自動的に電流の供給を中止するような回路
構成とすることで，ＶＯＵＴが立ち上がった後，回路は
単なる電圧フォロアとなり，通常のバッファアンプとし
て使用できる。更に，充電用に電圧制御電流源を用いて
いるため，一定レベルまでＣＬ５の充電が進行したとこ
ろで自動的にＩＣ１からの電流供給が止まり，定常状態
においてＶＯＵＴの電位に影響を与えない。The IC1 is a voltage-controlled current source, and has a circuit configuration in which when the charging of CL5 advances and VOUT rises to a certain level, the current supply is automatically stopped. After the rise, the circuit becomes a mere voltage follower and can be used as a normal buffer amplifier. Further, since the voltage-controlled current source is used for charging, when the charging of CL5 progresses to a certain level, the current supply from IC1 is automatically stopped, and the potential of VOUT is not affected in a steady state.
【００２６】[0026]
【実施例】第１の実施例 本発明における第１の実施例の出力端子充電機能付きバ
ッファアンプを図２を参照して説明する。図２は本発明
における第１の実施例の出力端子充電機能付きバッファ
アンプ回路図である。一実施の形態で説明した充電用電
流源ＩＣ１としてＮチャネルＭＯＳ１１を回路に組み込
む。エンハンスメント型ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
（以下ＭＮＣＥと略す）１１のゲートをＶＲＥＦ４の高
電位側と接続し，ＭＮＣＥ１１のソースをＢＡ３の出力
端に接続する。更にドレインをＶＤＤに接続する。その
他の構成は本発明における実施の形態の出力端子充電機
能付きバッファアンプと同様である。この構成によっ
て，ＭＮＣＥ１１のドレイン電流によって負荷容量の充
電が実現される。ＭＮＣＥ１１はＶＩＮとＶＯＵＴの差
によって制御される電圧制御電流源として作用する。こ
の回路構成によって充電がある程度進むと，ＭＮＣＥ１
１のドレイン電流が０となり，ＭＮＣＥ１１からの充電
が止まるようになっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A buffer amplifier with an output terminal charging function according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram of a buffer amplifier with an output terminal charging function according to a first embodiment of the present invention. An N-channel MOS 11 is incorporated in the circuit as the charging current source IC1 described in the embodiment. The gate of an enhancement type N-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as MNCE) 11 is connected to the high potential side of VREF4, and the source of MNCE11 is connected to the output terminal of BA3. Further, the drain is connected to VDD. Other configurations are the same as those of the buffer amplifier with an output terminal charging function according to the embodiment of the present invention. With this configuration, charging of the load capacitance is realized by the drain current of the MNCE 11. MNCE 11 acts as a voltage controlled current source controlled by the difference between VIN and VOUT. When charging proceeds to some extent by this circuit configuration, MNCE1
The drain current of 1 becomes 0, and charging from the MNCE 11 stops.
【００２７】電源投入後の過渡状態において，ゲート−
ソース間電圧をＶＧＳ，しきい電圧をＶＴとすると，Ｖ
ＯＵＴがＶＩＮに対して充分低い電位にあり，かつＶＩ
Ｎ＞ＶＴであるとき，ＭＮＣＥ１１に対して ＶＧＳ−ＶＴ＞０ となり， ＩＤ∝（ＶＧＳ−ＶＴ）２ で示されるドレイン電流ＩＤが流れ，ＣＬ５に充電が行
われる。ＣＬ５への充電が進み，ＶＩＮに対してＶＯＵ
Ｔの電位が接近してくるとしばらくして， ＶＧＳ−ＶＴ＝０ という状態になる。このとき上式ＩＤ∝（ＶＧＳ−Ｖ
Ｔ）２より，ＩＤは０となり，ＭＮＣＥ１１からＣＬ５
への充電はその時点で止まる。ＶＧＳは ＶＧＳ＝ＶＩＮ−ＶＯＵＴ であるので，ＶＯＵＴが（ＶＩＮ−ＶＴ）に達するまで
はＭＮＣＥ１１により充電が行われ，それ以降，ＶＯＵ
ＴがＶＩＮと同電位になるまでは，ＢＡ３出力段電流よ
りＣＬ５の充電が行われる。また，充電停止は充電用ト
ランジスタＭＮＣＥ１１の自己制御にて行っているた
め，充電停止回路を特に必要としない。In a transient state after power is turned on, the gate
Assuming that the source-to-source voltage is VGS and the threshold voltage is VT, V
OUT is at a sufficiently low potential with respect to VIN, and
When N> VT, VGS-VT> 0 for MNCE11, and ID ， (VGS-VT)2 The drain current ID indicated by the symbol flows, and charging is performed to CL5.
Is The charging of CL5 proceeds, and VOU is
After a short time when the potential of T approaches, a state of VGS-VT = 0 is established. At this time, the above expression ID∝ (VGS-V
T)2Therefore, the ID becomes 0, and MNCE11 to CL5
Charging stops at that point. Since VGS is VGS = VIN−VOUT, until VOUT reaches (VIN−VT)
Is charged by MNCE11 and thereafter, VOU
Until T becomes the same potential as VIN, the BA3 output stage current
CL5 is charged. In addition, charging stops when charging
It is performed under the self-control of the transistor MNCE11.
Therefore, a charging stop circuit is not particularly required.
【００２８】以上第１の実施例の出力端子充電機能付き
バッファアンプによりＣＬ５を充電する電流がＩＣとし
てＭＮＣＥ１１より供給されるため，ＣＬ５を充電する
ためにＢＡ３の立ち上がりを待つ必要がなく，ＩＣを持
たない従来回路と比較してＶＯＵＴの立ち上がり時間が
短縮される。また，電圧制御電流源としてエンハンスメ
ント型ＮＭＯＳトランジスタ１１を用いており，ＣＬ５
に供給する電流がトランジスタ自身のゲート−ソース間
電圧によって制御されるため，ＢＡ３出力端子が所望の
電圧に達したとき，回路外部から電流供給を止めるため
の信号入力等を行う必要がない。更に，通常の電圧フォ
ロア型の回路構成にトランジスタを一個追加するだけと
いう，ごく単純な構成で実現可能である。As described above, since the current for charging CL5 is supplied from the MNCE 11 as an IC by the buffer amplifier having the output terminal charging function of the first embodiment, there is no need to wait for the rise of BA3 to charge CL5. The rise time of VOUT is shortened as compared with a conventional circuit having no VOUT. In addition, the enhancement type NMOS transistor 11 is used as a voltage control current source, and CL5
Is controlled by the gate-source voltage of the transistor itself, so that when the BA3 output terminal reaches a desired voltage, there is no need to input a signal or the like to stop the current supply from outside the circuit. Further, it can be realized with a very simple configuration in which only one transistor is added to the normal voltage follower type circuit configuration.
【００２９】第２の実施例 本発明における第２の実施例の出力端子充電機能付きバ
ッファアンプを図３を参照して説明する。図３は本発明
における第２の実施例の出力端子充電機能付きバッファ
アンプ回路図である。第１の実施例においてＭＮＣＥ１
１を取り除き同様の位置にＭＮＣ２１を組み込み，ゲー
ト電圧を供給するための電圧源としてＶＧ２２を設置し
ＭＮＣ２１のゲートに接続する。その他の構成は本発明
における第１の実施例の出力端子充電機能付きバッファ
アンプと同様である。図２がＭＮＣ２１のゲート電圧に
ＶＲＥＦ４を用いているのに対し，図３では別個に電位
を生成してＭＮＣ２１に供給しているため，ＭＮＣ２１
のゲート電圧をＶＧ２２によって任意に設定することが
できる。したがって，図３の回路ではＶＧＳ−ＶＴ＝０
の状態になるソース電圧値を設計段階で制御することが
可能となり，出力電圧がＶＲＥＦ４に達する直前までＭ
ＮＣ２１によって充電を行うことができる。充電停止は
充電用トランジスタＭＮＣ２１の自己制御にて行ってい
るため，充電停止回路を特に必要としない。その他の本
実施例における出力端子充電機能付きバッファアンプの
構成及び動作は第１の実施例の出力端子充電機能付きバ
ッファアンプと同様である。Second Embodiment A buffer amplifier with an output terminal charging function according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a circuit diagram of a buffer amplifier with an output terminal charging function according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, MNCE1
1 is removed, the MNC 21 is assembled at the same position, a VG 22 is installed as a voltage source for supplying a gate voltage, and connected to the gate of the MNC 21. Other configurations are the same as those of the buffer amplifier with output terminal charging function of the first embodiment of the present invention. 2 uses VREF4 as the gate voltage of the MNC 21, whereas in FIG. 3, a potential is separately generated and supplied to the MNC 21.
Can be arbitrarily set by the VG 22. Therefore, VGS-VT = 0 in the circuit of FIG.
Can be controlled at the design stage when the output voltage reaches VREF4.
Charging can be performed by the NC 21. Since the charging is stopped by the self-control of the charging transistor MNC21, a charging stop circuit is not particularly required. Other configurations and operations of the buffer amplifier with the output terminal charging function in the present embodiment are the same as those of the buffer amplifier with the output terminal charging function in the first embodiment.
【００３０】第３の実施例 本発明における第３の実施例の出力端子充電機能付きバ
ッファアンプを図４を参照して説明する。図４は本発明
における第３の実施例の出力端子充電機能付きバッファ
アンプ回路図である。第２の実施例においてＶＧ２２と
してＶＤＤ３２と抵抗Ｒ１（３３）及びＲ２（３４）を
組み込み抵抗分圧回路を形成させる。ＶＤＤ３２の端子
とＲ１（３３）及びＲ２（３４）を直列に接続しＲ１
（３３）とＲ２（３４）との接続位置とＭＮＣ３１のゲ
ートを接続する。また，Ｒ２（３４）のＲ１（３３）と
接続しない端点はＧＮＤに接続しておく。これによっ
て，上述のＶＤＤ３２と抵抗Ｒ１（３３）及びＲ２（３
４）からなる回路はゲート電圧を供給するための電圧源
として作用する。これはＭＮＣ３１のゲート電圧とし
て，抵抗分圧回路により生成した（ＶＤＤ３２−ＧＮ
Ｄ）×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）という電圧を供給するもの
で，分圧抵抗Ｒ１（３３），Ｒ２（３４）の抵抗比によ
り，ＭＮＣ３１のゲート電圧を任意に選択することが可
能である。充電停止は充電用トランジスタＭＮＣ３１の
自己制御にて行っているため，充電停止回路を特に必要
としない。Third Embodiment A buffer amplifier with an output terminal charging function according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit diagram of a buffer amplifier with an output terminal charging function according to a third embodiment of the present invention. In the second embodiment, VDD 32 and resistors R1 (33) and R2 (34) are incorporated as the VG 22 to form a resistor voltage dividing circuit. The terminal of VDD32 and R1 (33) and R2 (34) are connected in series and R1
The connection position between (33) and R2 (34) is connected to the gate of MNC31. An end point of R2 (34) not connected to R1 (33) is connected to GND. As a result, the VDD 32 and the resistors R1 (33) and R2 (3
The circuit composed of 4) acts as a voltage source for supplying a gate voltage. This is generated as a gate voltage of the MNC 31 by a resistance voltage dividing circuit (VDD32−GN
D) × R2 / (R1 + R2) is supplied, and the gate voltage of the MNC 31 can be arbitrarily selected by the resistance ratio of the voltage dividing resistors R1 (33) and R2 (34). Since the charging is stopped under the self-control of the charging transistor MNC31, a charging stop circuit is not particularly required.
【００３１】第４の実施例 本発明における第４の実施例の出力端子充電機能付きバ
ッファアンプを図５を参照して説明する。図５は本発明
における第４の実施例の出力端子充電機能付きバッファ
アンプ回路図である。第２の実施例においてＶＧ２２と
してＶ１（４３）とコンパレータ（比較器）４２を組み
込む。Ｖ１（４３）の高電位端子とコンパレータ４２の
非反転入力端子とを接続する。Ｖ１（４３）の低電位端
子はＧＮＤに接続する。コンパレータ４２の反転入力端
子はＭＮＣ４１の出力端子と接続されて，コンパレータ
４２の出力端子をＭＮＣ４１のゲートに接続する。これ
によって，上述のＶ１（４３）とコンパレータ４２から
なる回路はゲート電圧を供給するための電圧源として作
用する。ＭＮＣ４１のゲート電圧にコンパレータ４２の
出力を用いており，使用するコンパレータ４２の動作
は，ＶＯＵＴがコンパレータ比較用電圧（以下ＶＣＩＮ
と略す）より小さい状態では高電位側電圧を出力し，Ｖ
ＯＵＴが上昇してＶＣＩＮより大きくなると，出力が高
電位側電圧から低電位側電圧に遷移するものとする。あ
るいは，ＢＡ３の出力電圧が（ＶＣＩＮ−ΔＶ）まで上
昇すると出力が低電位側に遷移するようなコンパレータ
を用いれば，Ｖ１（４３）としてＶＲＥＦ４による基準
電圧を利用することもできる。ただしΔＶは任意の正の
電圧であり，ΔＶ＜ＶＣＩＮを満たす電圧である。Fourth Embodiment A buffer amplifier with an output terminal charging function according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a circuit diagram of a buffer amplifier with an output terminal charging function according to a fourth embodiment of the present invention. In the second embodiment, V1 (43) and a comparator (comparator) 42 are incorporated as VG22. The high potential terminal of V1 (43) is connected to the non-inverting input terminal of the comparator. The low potential terminal of V1 (43) is connected to GND. The inverting input terminal of the comparator 42 is connected to the output terminal of the MNC 41, and the output terminal of the comparator 42 is connected to the gate of the MNC 41. Thus, the circuit composed of V1 (43) and the comparator 42 functions as a voltage source for supplying a gate voltage. The output of the comparator 42 is used for the gate voltage of the MNC 41, and the operation of the comparator 42 used is such that VOUT is a comparator comparison voltage (hereinafter VCIN).
In a state smaller than the above, a high-potential side voltage is output and V
When OUT rises and becomes larger than VCIN, it is assumed that the output transitions from the high potential side voltage to the low potential side voltage. Alternatively, if a comparator is used such that when the output voltage of BA3 rises to (VCIN-.DELTA.V), the output transitions to the lower potential side, the reference voltage by VREF4 can be used as V1 (43). However, ΔV is an arbitrary positive voltage, and is a voltage satisfying ΔV <VCIN.
【００３２】コンパレータ４２を用いた本実施例のよう
な回路の場合，高電位側出力電圧として，ＶＩＮと比較
して充分高い電圧を出力するようなコンパレータを使用
すれば，ＣＬ５への充電中ＭＮＣ４１のＶＧＳを大きい
値に保つことができる。したがってＩＤ∝（ＶＧＳ−Ｖ
Ｔ）２より，本発明の実施例１や実施例３の回路と比較
して大きなドレイン電流を供給することができるので，
より早くＣＬ５への充電を行うことができる。In the case of the circuit according to the present embodiment using the comparator 42, if a comparator that outputs a voltage sufficiently higher than VIN as the high-potential-side output voltage is used, the MNC 41 during charging of CL5 is used. VGS can be kept at a large value. Therefore, ID @ (VGS-V
T) 2 , a larger drain current can be supplied as compared with the circuits of the first and third embodiments of the present invention.
It is possible to charge the CL5 earlier.
【００３３】以上本発明の一実施の形態又は実施例１か
ら実施例４のいずれか一の出力端子充電機能付きバッフ
ァアンプによれば，非反転入力端子にＶＲＥＦ４を接続
し，反転入力端子及びＣＬ５を出力端子に接続するＢＡ
３と，このＢＡ３の出力端子の電圧値を参照して，ＣＬ
５に電流を供給するＩＣ１と，このＩＣ１に電源を供給
するＶＤＤ２と，から成り，ＩＣ１は，ＢＡ３の出力の
電圧値が所定値より低い場合はＣＬ５に電流を供給し，
ＢＡ３の出力の電圧値が所定値より高い場合はＣＬ５へ
の電流供給を停止することにより，基準電圧回路の出力
バッファアンプにおいて，ＢＡ３内のトランジスタの立
ち上がりを待たずにＣＬ５への充電を開始して充電時間
を短縮することができ，出力端子の立ち上がり時間を従
来回路と比較して短縮することを可能にする。According to the buffer amplifier with an output terminal charging function of any one of the embodiments or the first to fourth embodiments of the present invention, VREF4 is connected to the non-inverting input terminal, and the inverting input terminal and CL5 are connected. To connect to the output terminal
3 and the voltage value at the output terminal of BA3, CL
IC1 for supplying current to the IC5, and VDD2 for supplying power to the IC1. When the voltage value of the output of BA3 is lower than a predetermined value, IC1 supplies a current to CL5,
When the voltage value of the output of BA3 is higher than the predetermined value, the current supply to CL5 is stopped, so that the output buffer amplifier of the reference voltage circuit starts charging CL5 without waiting for the rise of the transistor in BA3. Charging time can be shortened, and the rise time of the output terminal can be shortened as compared with the conventional circuit.
【００３４】[0034]
【発明の効果】基準電圧回路の出力バッファアンプにお
いて，バッファアンプ内のトランジスタの立ち上がりを
待たずに負荷容量への充電を開始して充電時間を短縮す
ることができ，出力端子の立ち上がり時間を従来回路と
比較して短縮することを可能にする。また，充電用に電
圧制御電流源を用いているため，一定レベルまでＣＬ５
の充電が進行したところで自動的にＩＣ１からの電流供
給が止まり，定常状態においてＶＯＵＴの電位に影響を
与えない。更に，通常の電圧フォロア型の回路構成にト
ランジスタを一個追加するだけという，ごく単純な構成
で実現可能である。According to the present invention, in the output buffer amplifier of the reference voltage circuit, the charging of the load capacitance can be started without waiting for the rise of the transistor in the buffer amplifier, and the charging time can be shortened. It can be shortened compared to a circuit. Also, since the voltage controlled current source is used for charging, the CL5
The current supply from IC1 is automatically stopped when the charging of the battery has progressed, and the potential of VOUT is not affected in a steady state. Further, it can be realized with a very simple configuration in which only one transistor is added to the normal voltage follower type circuit configuration.
【図１】 本発明における一実施の形態の出力端子充電
機能付きバッファアンプの基本的構成を示す回路図であ
る。FIG. 1 is a circuit diagram showing a basic configuration of a buffer amplifier with an output terminal charging function according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明における第１の実施例の出力端子充電
機能付きバッファアンプの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a buffer amplifier with an output terminal charging function according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 本発明における第２の実施例の出力端子充電
機能付きバッファアンプの回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a buffer amplifier with an output terminal charging function according to a second embodiment of the present invention.
【図４】 本発明における第３の実施例の出力端子充電
機能付きバッファアンプの回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a buffer amplifier with an output terminal charging function according to a third embodiment of the present invention.
【図５】 本発明における第４の実施例の出力端子充電
機能付きバッファアンプの回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a buffer amplifier with an output terminal charging function according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】 従来のＶＲＥＦバッファアンプの構成を示す
回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional VREF buffer amplifier.
【図７】 バッファアンプのトランジスタレベルでの構
成の一例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a buffer amplifier at a transistor level.
１ 出力端子充電用電圧制御電流源 ２ 高電位側電源 ３ バッファアンプ ４ 基準電圧源 ５ 負荷容量 1 Voltage control current source for output terminal charging 2 High potential side power supply 3 Buffer amplifier 4 Reference voltage source 5 Load capacitance
Claims (6)
反転入力端子及び負荷容量を出力端子に接続するバッフ
ァアンプと，このバッファアンプの出力端子の電圧値を
参照して，負荷容量に電流を供給する出力端子充電用電
圧制御電流源（以下ＩＣと略す）と，このＩＣに電源を
供給する高電位側電源と，から成り，前記ＩＣは，バッ
ファアンプの出力の電圧値が所定値より低い場合は負荷
容量に電流を供給し，バッファアンプの出力の電圧値が
所定値より高い場合は負荷容量への電流供給を停止する
ことを特徴とする出力端子充電機能付きバッファアン
プ。1. A reference voltage source is connected to a non-inverting input terminal,
A buffer amplifier for connecting the inverting input terminal and the load capacitance to the output terminal, and an output terminal charging voltage control current source (hereinafter abbreviated as IC) for supplying a current to the load capacitance with reference to the voltage value of the output terminal of the buffer amplifier. ) And a high-potential-side power supply for supplying power to the IC. The IC supplies a current to a load capacitor when the voltage value of the output of the buffer amplifier is lower than a predetermined value, and A buffer amplifier with an output terminal charging function, wherein the current supply to the load capacitance is stopped when the voltage value is higher than a predetermined value.
ネルＭＯＳトランジスタであり，ゲートが前記基準電圧
源に接続しドレイン電流が負荷容量に電流を供給するこ
とを特徴とする請求項１に記載の出力端子充電機能付き
バッファアンプ。2. The output terminal according to claim 1, wherein the IC is an enhancement type N-channel MOS transistor, a gate is connected to the reference voltage source, and a drain current supplies a current to a load capacitance. Buffer amplifier with charging function.
スタ（以下ＭＮＣと略す）とこのＭＮＣのゲートと接続
する電圧源とから成り，ＭＮＣドレイン電流が負荷容量
に電流を供給することを特徴とする請求項１に記載の出
力端子充電機能付きバッファアンプ。3. An IC comprising an N-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as MNC) and a voltage source connected to the gate of the MNC, wherein an MNC drain current supplies a current to a load capacitance. Item 2. The buffer amplifier with an output terminal charging function according to Item 1.
値を有することを特徴とする請求項３に記載の出力端子
充電機能付きバッファアンプ。4. The buffer amplifier with an output terminal charging function according to claim 3, wherein the voltage supplied by said voltage source has a predetermined voltage value.
配置される抵抗分圧回路とＭＮＣとから成り，２抵抗間
とＭＮＣのゲートとを接続し，ＭＮＣドレイン電流が負
荷容量に電流を供給することを特徴とする請求項１に記
載の出力端子充電機能付きバッファアンプ。5. The IC comprises a resistance voltage dividing circuit in which a voltage source and two resistors are arranged in series and an MNC, connects the two resistors to a gate of the MNC, and changes an MNC drain current to a load capacitance. 2. The buffer amplifier with an output terminal charging function according to claim 1, which supplies a current.
電圧源とから成り，定電圧源はコンパレータの非反転入
力端子に接続し，コンパレータの反転入力端子はＭＮＣ
の出力端子と接続し，コンパレータの出力端子はＭＮＣ
のゲートに接続して，ＭＮＣドレイン電流が負荷容量に
電流を供給することを特徴とする請求項１に記載の出力
端子充電機能付きバッファアンプ。6. The IC comprises an MNC, a comparator, and a constant voltage source. The constant voltage source is connected to a non-inverting input terminal of the comparator, and the inverting input terminal of the comparator is connected to the MNC.
And the output terminal of the comparator is MNC
2. The buffer amplifier with an output terminal charging function according to claim 1, wherein the MNC drain current supplies a current to the load capacitance when connected to the gate of the output terminal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29891399A JP3351405B2 (en) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | Buffer amplifier with output terminal charging function |
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|---|---|---|---|
| JP29891399A JP3351405B2 (en) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | Buffer amplifier with output terminal charging function |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001117648A true JP2001117648A (en) | 2001-04-27 |
| JP3351405B2 JP3351405B2 (en) | 2002-11-25 |
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| JP29891399A Expired - Fee Related JP3351405B2 (en) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | Buffer amplifier with output terminal charging function |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3351405B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7288990B2 (en) * | 2003-09-03 | 2007-10-30 | Broadcom Corporation | Reference buffer with dynamic current control |
| JP2010246004A (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | New Japan Radio Co Ltd | Bias amplifier |
-
1999
- 1999-10-20 JP JP29891399A patent/JP3351405B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7288990B2 (en) * | 2003-09-03 | 2007-10-30 | Broadcom Corporation | Reference buffer with dynamic current control |
| JP2010246004A (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | New Japan Radio Co Ltd | Bias amplifier |
Also Published As
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| JP3351405B2 (en) | 2002-11-25 |
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