JP2005080090A - Output voltage control circuit of differential amplifier circuit and voltage detector - Google Patents
Output voltage control circuit of differential amplifier circuit and voltage detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005080090A JP2005080090A JP2003310139A JP2003310139A JP2005080090A JP 2005080090 A JP2005080090 A JP 2005080090A JP 2003310139 A JP2003310139 A JP 2003310139A JP 2003310139 A JP2003310139 A JP 2003310139A JP 2005080090 A JP2005080090 A JP 2005080090A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- differential amplifier
- voltage
- mos transistor
- dummy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、差動増幅回路の出力電圧を制御する回路及び電圧検出器に関する。 The present invention relates to a circuit for controlling an output voltage of a differential amplifier circuit and a voltage detector.
無線機器の小型化のために、従来、外付けの素子で構成されていたフィルタをトランスコンダクタタンスアンプと容量とを組み合わせて実現することが行われている。
トランスコンダクタンスアンプを用いてフィルタを構成する場合、LSI上に形成されるトランスコンダクタタンスアンプのゲインと容量にはばらつきが生じる。ゲインと容量を所望の値にするためにトランスコンダクタンスアンプのコンダクタンスgmを調整してgmと容量Cの比を一定に調整することが行われる。
In order to reduce the size of wireless devices, conventionally, a filter configured with an external element is realized by combining a transconductance amplifier and a capacitor.
When a filter is configured using a transconductance amplifier, variations occur in the gain and capacitance of the transconductance amplifier formed on the LSI. In order to set the gain and the capacitance to desired values, the conductance gm of the transconductance amplifier is adjusted to adjust the ratio of gm to the capacitance C to be constant.
特許文献1には、そのようなトランスコンダクタンスアンプの調整回路を簡素化するための技術について記載されている。
また、特許文献2には、トランスコンダクタンスアンプにおいて、大きなダイナミックレンジを得るための回路的工夫について記載されている。
Patent Document 1 describes a technique for simplifying the adjustment circuit of such a transconductance amplifier.
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes circuit measures for obtaining a large dynamic range in a transconductance amplifier.
ここで、従来の差動アンプ(トランスコンダクタンスアンプ)の一例を図3を参照して説明する。
図3において、中段のnチャネルMOSトランジスタQ1,Q2のゲートには、それぞれ位相が180度異なる信号Vin+、Vin−が入力し、それぞれのソースには、下段のnチャネルMOSトランジスタQ5とQ6のドレインが接続されている。
Here, an example of a conventional differential amplifier (transconductance amplifier) will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, signals Vin + and Vin− having a phase difference of 180 degrees are input to the gates of the middle n-channel MOS transistors Q1 and Q2, respectively, and the drains of the lower n-channel MOS transistors Q5 and Q6 are input to the respective sources. Is connected.
中段のMOSトランジスタQ1,Q2のドレイン間には抵抗R2,R3が直列に接続されており、それらの抵抗R2,R3の中点の電圧がドレイン検出電圧Voとして出力される。また、中段のMOSトランジスタQ1,Q2のソース間には抵抗R1が接続されている。 Resistors R2 and R3 are connected in series between the drains of the middle-stage MOS transistors Q1 and Q2, and the voltage at the midpoint of these resistors R2 and R3 is output as the drain detection voltage Vo. A resistor R1 is connected between the sources of the middle-stage MOS transistors Q1 and Q2.
さらに、中段のMOSトランジスタQ1,Q2のドレインには、それぞれ上段のpチャネルMOSトランジスタQ3,Q4のドレインが接続され、pチャネルMOSトランジスタQ3,Q4のソースは電源電圧Vccに接続されている。このMOSトランジスタQ3,Q4は、能動負荷として機能する。 Furthermore, the drains of the upper p-channel MOS transistors Q3 and Q4 are connected to the drains of the middle-stage MOS transistors Q1 and Q2, respectively, and the sources of the p-channel MOS transistors Q3 and Q4 are connected to the power supply voltage Vcc. MOS transistors Q3 and Q4 function as an active load.
下段のMOSトランジスタQ5とQ6のゲートには、直流電圧源11からバイアス電圧V−BIAS1が与えられ、それぞれのソースは接地されている。
図3の回路においては、例えば、MOSトランジスタQ5,Q6のゲートバイアス電圧V−BIAS1を変化させて回路のコンダクタンスgmを変化させると、MOSトランジスタQ1とQ3,MOSトランジスタQ2とQ4を流れる電流が変化する。その結果、MOSトランジスタQ1、Q2のドレイン電圧が大幅に変化してしまうという問題点があった。また、電源電圧Vccの変動により、ドレイン電流が変化し、その結果ドレイン電圧が変化することもある。
A bias voltage V-BIAS1 is applied from the
In the circuit of FIG. 3, for example, when the gate conductance voltage V-BIAS1 of the MOS transistors Q5 and Q6 is changed to change the conductance gm of the circuit, the currents flowing through the MOS transistors Q1 and Q3 and the MOS transistors Q2 and Q4 change. To do. As a result, there is a problem that the drain voltages of the MOS transistors Q1 and Q2 change significantly. In addition, the drain current may change due to fluctuations in the power supply voltage Vcc, and as a result, the drain voltage may change.
そのようなドレイン電圧の変化を抑制するために、MOSトランジスタQ1,Q2のドレインに抵抗R2,R3を接続し、その抵抗の中点の電圧Voを検出し、その電圧Voが一定になるように制御することが考えられている。
しかしながら、図3の回路のように、MOSトランジスタQ1,Q2のドレインに抵抗R2,R3を接続すると、それらの抵抗が差動増幅回路の負荷となるので差動増幅回路のゲインが低下するという問題点がある。
本発明の課題は、差動増幅回路のドレイン電圧の直流成分を一定にすることである。
However, when the resistors R2 and R3 are connected to the drains of the MOS transistors Q1 and Q2 as in the circuit of FIG. 3, these resistors become a load of the differential amplifier circuit, so that the gain of the differential amplifier circuit is reduced. There is a point.
An object of the present invention is to make the DC component of the drain voltage of the differential amplifier circuit constant.
本発明の差動増幅回路の出力電圧制御回路は、対称な回路構成を有する差動増幅回路の一方の回路と相似な回路構成を有するダミー回路と、前記ダミー回路の直流出力電圧と基準電圧との差電圧に応じた電圧を、前記ダミー回路の能動負荷及び前記差動増幅回路の能動負荷のバイアス電圧として供給し、前記ダミー回路と前記差動増幅回路の直流出力電圧を一定に制御する制御回路とを備える。 The output voltage control circuit of the differential amplifier circuit of the present invention includes a dummy circuit having a circuit configuration similar to one circuit of the differential amplifier circuit having a symmetric circuit configuration, a DC output voltage of the dummy circuit, and a reference voltage. A voltage corresponding to the difference voltage is supplied as a bias voltage for the active load of the dummy circuit and the active load of the differential amplifier circuit, and the DC output voltage of the dummy circuit and the differential amplifier circuit is controlled to be constant. Circuit.
この発明によれば、差動増幅回路の一方の回路と相似な回路構成を有するダミー回路を設けることにより、差動増幅回路の直流出力電圧を間接的に検出することができる。そして、その検出したダミー回路の直流出力電圧が一定になるようにダミー回路と差動増幅回路のバイアス電圧を制御することで、差動増幅回路の直流出力電圧を一定に制御できる。また、本発明は、差動増幅回路と別のダミー回路の電圧を検出しているので、差動増幅回路の負荷に影響を与えない。さらに、入力信号を増幅する差動増幅回路と、直流出力電圧を検出するダミー回路が別系統となっているので、ダミー回路で検出した電圧を差動増幅回路にフィードバックするループに入力信号の交流成分が加わらない。 According to the present invention, the DC output voltage of the differential amplifier circuit can be indirectly detected by providing the dummy circuit having a circuit configuration similar to one circuit of the differential amplifier circuit. Then, the DC output voltage of the differential amplifier circuit can be controlled to be constant by controlling the bias voltage of the dummy circuit and the differential amplifier circuit so that the detected DC output voltage of the dummy circuit becomes constant. Further, the present invention detects the voltage of the dummy circuit different from the differential amplifier circuit, and therefore does not affect the load of the differential amplifier circuit. Furthermore, since the differential amplifier circuit that amplifies the input signal and the dummy circuit that detects the DC output voltage are separate systems, the input signal AC is fed to a loop that feeds back the voltage detected by the dummy circuit to the differential amplifier circuit. No ingredients are added.
上記の発明において、前記差動増幅回路は、トランスコンダクタンスアンプであり、前記ダミー回路は、前記トランスコンダクタンスアンプのゲインを変化させたときに連動してゲインが変化し、前記制御回路は、前記ダミー回路のゲインが変化したときに、前記ダミー回路の直流出力電圧が一定になるように前記ダミー回路と前記トランスコンダクタンスアンプのバイアス電圧を制御するようにしても良い。 In the above invention, the differential amplifier circuit is a transconductance amplifier, the dummy circuit changes its gain in conjunction with changing the gain of the transconductance amplifier, and the control circuit has the dummy circuit The bias voltage of the dummy circuit and the transconductance amplifier may be controlled so that the DC output voltage of the dummy circuit becomes constant when the gain of the circuit changes.
このように構成することで、トランスコンダクタンスアンプのゲインを変化させた場合でも、トランスコンダクタンスアンプの直流出力電圧を一定に制御することができる。
上記の発明において、前記ダミー回路は、第1のMOSトランジスタと、該第1のMOSトランジスタの能動負荷となる第2のMOSトランジスタと、前記差動増幅回路と同じバイアス電圧が与えられる第3のMOSトランジスタとからなり、前記制御回路は、前記第1のMOSトランジスタの直流出力電圧と基準電圧との差電圧を増幅する演算増幅器を有し、該演算増幅器の出力電圧を前記ダミー回路の前記第2のMOSトランジスタのゲートと前記差動増幅回路の能動負荷となる少なくとも2つのMOSトランジスタのゲートにバイアス電圧として供給し、前記ダミー回路と前記差動増幅回路の出力段のMOSトランジスタの直流出力電圧が基準電圧と等しくなるように制御しても良い。
With this configuration, the DC output voltage of the transconductance amplifier can be controlled to be constant even when the gain of the transconductance amplifier is changed.
In the above invention, the dummy circuit includes a first MOS transistor, a second MOS transistor serving as an active load of the first MOS transistor, and a third bias voltage to which the same bias voltage as that of the differential amplifier circuit is applied. The control circuit includes an operational amplifier that amplifies a difference voltage between a DC output voltage of the first MOS transistor and a reference voltage, and the output voltage of the operational amplifier is used as the first voltage of the dummy circuit. A bias output voltage is supplied to the gate of two MOS transistors and the gate of at least two MOS transistors serving as active loads of the differential amplifier circuit, and the DC output voltage of the dummy circuit and the MOS transistor at the output stage of the differential amplifier circuit May be controlled to be equal to the reference voltage.
例えば、ダミー回路の第1のMOSトランジスタは、図1のMOSトランジスタQ7に対応し、第2のMOSトランジスタは、MOSトランジスタQ8に対応し、第3のMOSトランジスタは、MOSトランジスタQ9に対応する。また、制御回路は、図1の演算増幅器25に対応する。また、差動増幅回路の出力段のMOSトランジスタは、図1のMOSトランジスタQ1,Q2に対応する。
For example, the first MOS transistor of the dummy circuit corresponds to the MOS transistor Q7 in FIG. 1, the second MOS transistor corresponds to the MOS transistor Q8, and the third MOS transistor corresponds to the MOS transistor Q9. The control circuit corresponds to the
このように構成することで、差動増幅回路の出力段のMOSトランジスタの直流出力電圧を基準電圧と等しくなるように制御することができる。
上記の発明において、前記ダミー回路の第1、第2及び第3のMOSトランジスタのゲート幅の比を所定の値に保ち、かつゲート幅を前記差動増幅回路のMOSトランジスタのゲート幅より狭くしても良い。
With this configuration, the DC output voltage of the MOS transistor at the output stage of the differential amplifier circuit can be controlled to be equal to the reference voltage.
In the above invention, the ratio of the gate widths of the first, second and third MOS transistors of the dummy circuit is kept at a predetermined value, and the gate width is made smaller than the gate width of the MOS transistors of the differential amplifier circuit. May be.
このように構成することで、ダミー回路の消費電力を少なくし、かつ素子面積を小さくできる。
本発明の他の差動増幅回路の出力電圧制御回路は、左右対称な回路構成を有し、少なくとも入力信号を差動増幅する第1及び第2のMOSトランジスタと、前記第1及び第2のMOSトランジスタの能動負荷となる第3及び第4のMOSトランジスタと、前記第1及び第2のMOSトランジスタの電流を制御する少なくとも1つの第1の電流源とからなる差動増幅回路と、前記左右対称な差動増幅回路の一方の回路と相似な回路構成を有し、前記第1または第2のMOSトランジスタに対応する第5のMOSトランジスタと、該第5のMOSトランジスタの能動負荷となる第6のMOSトランジスタと、前記第1の電流源と同じバイアス電圧が与えられる第2の電流源とからなるダミー回路と、前記第5のMOSトランジスタの直流出力電圧と基準電圧との差電圧に応じた電圧を、前記ダミー回路の前記第6のMOSトランジスタのゲートと前記差動増幅回路の第3及び第4のMOSトランジスタのゲートにバイアス電圧として供給し、前記ダミー回路の前記第5のMOSトランジスタの直流出力電圧と前記差動増幅回路の第1及び第2のMOSトランジスタの直流出力電圧を一定に制御する制御回路とを備える。
With this configuration, the power consumption of the dummy circuit can be reduced and the element area can be reduced.
An output voltage control circuit of another differential amplifier circuit according to the present invention has a symmetrical circuit configuration, and includes at least first and second MOS transistors for differentially amplifying an input signal, and the first and second MOS transistors. A differential amplifier circuit comprising: third and fourth MOS transistors serving as active loads of the MOS transistor; and at least one first current source for controlling currents of the first and second MOS transistors; A fifth MOS transistor corresponding to the first or second MOS transistor and an active load of the fifth MOS transistor have a circuit configuration similar to one circuit of the symmetric differential amplifier circuit. A dummy circuit composed of a sixth MOS transistor, a second current source to which the same bias voltage as that of the first current source is applied, and a DC output voltage of the fifth MOS transistor A voltage corresponding to a voltage difference from a reference voltage is supplied as a bias voltage to the gate of the sixth MOS transistor of the dummy circuit and the gates of the third and fourth MOS transistors of the differential amplifier circuit, and the dummy And a control circuit for controlling the DC output voltage of the fifth MOS transistor of the circuit and the DC output voltages of the first and second MOS transistors of the differential amplifier circuit to be constant.
この発明によれば、左右対称な回路構成を有する差動増幅回路の一方の回路と相似なダミー回路の直流出力電圧が基準電圧と等しくなるように、差動増幅回路のゲートバイアス電圧を制御することで、差動増幅回路の直流出力電圧を一定に保つことができる。
例えば、上記の第1の電流源は、図1のMOSトランジスタQ5,Q6に対応し、第2の電流源は、MOSトランジスタQ9に対応する。また、ダミー回路の第5のMOSトランジスタは、図1のMOSトランジスタQ7に対応し、ダミー回路の第6のMOSトランジスタは、図1のMOSトランジスタQ8に対応する。
According to the present invention, the gate bias voltage of the differential amplifier circuit is controlled so that the DC output voltage of a dummy circuit similar to one circuit of the differential amplifier circuit having a symmetrical circuit configuration is equal to the reference voltage. Thus, the DC output voltage of the differential amplifier circuit can be kept constant.
For example, the first current source corresponds to the MOS transistors Q5 and Q6 in FIG. 1, and the second current source corresponds to the MOS transistor Q9. The fifth MOS transistor of the dummy circuit corresponds to the MOS transistor Q7 in FIG. 1, and the sixth MOS transistor of the dummy circuit corresponds to the MOS transistor Q8 in FIG.
本発明の電圧検出器は、対称な回路構成を有する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の対称な回路の一方の回路と相似な回路構成を有するダミー回路とを備える。
この発明によれば、差動増幅回路の直流出力電圧をダミー回路により間接的に検出することができる。
The voltage detector of the present invention includes a differential amplifier circuit having a symmetric circuit configuration and a dummy circuit having a circuit configuration similar to one of the symmetric circuits of the differential amplifier circuit.
According to the present invention, the DC output voltage of the differential amplifier circuit can be indirectly detected by the dummy circuit.
本発明の他の電圧検出器は、左右対称な回路構成を有し、少なくとも入力信号を差動増幅する第1及び第2のMOSトランジスタと、前記第1及び第2のMOSトランジスタの能動負荷となる第3及び第4のMOSトランジスタと、前記第1及び第2のMOSトランジスタの電流を制御する少なくとも1つの第1の電流源とからなる差動増幅回路と、前記左右対称な差動増幅回路の一方の回路と相似な回路構成を有し、前記第1または第2のMOSトランジスタに対応する第5のMOSトランジスタと、該第5のMOSトランジスタの能動負荷となる第6のMOSトランジスタと、前記第1の電流源と同じバイアス電圧が与えられる第2の電流源とからなるダミー回路とを備える。 Another voltage detector of the present invention has a symmetrical circuit configuration, and includes at least first and second MOS transistors that differentially amplify an input signal, and active loads of the first and second MOS transistors. A differential amplifier circuit comprising: third and fourth MOS transistors; and at least one first current source for controlling currents of the first and second MOS transistors; and the left-right symmetric differential amplifier circuit A fifth MOS transistor corresponding to the first or second MOS transistor, a sixth MOS transistor serving as an active load of the fifth MOS transistor, A dummy circuit including a second current source to which the same bias voltage as that of the first current source is applied.
この発明によれば、差動増幅回路に流れる電流が変化し、差動増幅回路の直流出力電圧が変化した場合に、その電圧変化をダミー回路により間接的に検出することができる。 According to the present invention, when the current flowing through the differential amplifier circuit changes and the DC output voltage of the differential amplifier circuit changes, the voltage change can be indirectly detected by the dummy circuit.
本発明によれば、差動増幅回路の直流出力電圧をダミー回路により間接的に検出することができる。そして、その検出したダミー回路の直流出力電圧と基準電圧との差電圧を増幅してバイアス電圧として差動増幅回路に供給することで、差動増幅回路の直流出力電圧を一定に制御できる。また、差動増幅回路とは別のダミー回路により直流出力電圧を検出しているので、差動増幅回路の負荷に影響を与えない。また、ダミー回路は入力信号の増幅を行わないので、信号の交流成分がバイアス電圧に加わるのを防止できる。 According to the present invention, the DC output voltage of the differential amplifier circuit can be indirectly detected by the dummy circuit. Then, the detected difference between the DC output voltage of the dummy circuit and the reference voltage is amplified and supplied as a bias voltage to the differential amplifier circuit, so that the DC output voltage of the differential amplifier circuit can be controlled to be constant. Further, since the DC output voltage is detected by a dummy circuit different from the differential amplifier circuit, the load on the differential amplifier circuit is not affected. In addition, since the dummy circuit does not amplify the input signal, it is possible to prevent the AC component of the signal from being added to the bias voltage.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、実施の形態の差動増幅回路(例えば、トランスコンダクタンスアンプ)と、電圧制御回路の構成を示す図である。
図1の差動増幅回路21は、基本的には図3の回路と同じである。異なる点は、図3のMOSトランジスタQ1とQ2のドレイン間の抵抗R2,R3を廃止し、MOSトランジスタQ3,Q4のゲートに演算増幅器25の出力電圧を供給している点である。なお、図1において、AC+入力、AC−入力は、DC電圧=Vin_DCを含む交流の入力信号Vin+、Vin−であり、電圧Vin_DCと等しい電圧が後述するダミー回路22のMOSトランジスタQ7のゲートに与えられている。Iout−、Iout+は、入力信号とMOSトランジスタQ1,Q2のゲインにより定まる出力電流である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a differential amplifier circuit (for example, a transconductance amplifier) and a voltage control circuit according to the embodiment.
The
ダミー回路22は、左右対称な回路構成を有する差動増幅回路21の一方の回路と同じ回路構成を有している。具体的には、入力信号Vin+またはVin−を増幅する差動増幅回路21のnチャネルMOSトランジスタQ1またはQ2と同じ機能を有するnチャネルMOSトランジスタQ7と、そのMOSトランジスタQ7のドレインとドレインが接続され、ソースが電源電圧VCCに接続され、能動負荷として機能するpチャネルMOSトランジスタQ8と、MOSトランジスタQ7のソースとドレインが接続され、ソースが接地されたnチャネルMOSトランジスタQ9とからなる。
The
ダミー回路22のMOSトランジスタQ9のゲートは、差動増幅回路21のMOSトランジスタQ5,Q6のゲートに接続されており、差動増幅回路21のMOSトランジスタQ5,Q6と同じバイアス電圧V_BIASが与えられている。また、MOSトランジスタQ7のゲートには、差動増幅回路21のMOSトランジスタQ1,Q2のゲートに入力する入力信号Vin+またはVin−に含まれる直流電圧と等しい直流バイアス電圧Vin_DCが直流電源26から与えられている。
The gate of the MOS transistor Q9 of the
制御回路23は、演算増幅器25からなり、演算増幅器25の非反転入力端子は、ダミー回路22のMOSトランジスタQ7のドレインに接続され、反転入力端子は、基準電圧Vrefを生成する、高精度の直流電圧源24に接続されている。また、演算増幅器25の出力は、ダミー回路22のMOSトランジスタQ8のゲートと、差動増幅回路21のMOSトランジスタQ3,Q4のゲートに接続されている。
The
次に、以上のような構成の回路の動作を説明する。ダミー回路22のMOSトランジスタQ7のゲートバイアス電圧は、差動増幅回路21のMOSトランジスタQ1,Q2のゲートの入力信号に含まれる直流電圧Vin_DCと等しく、MOSトランジスタQ9のゲートバイアス電圧は、差動増幅回路21のMOSトランジスタQ5,Q6のゲートバイアス電圧V_BIASと等しく、MOSトランジスタQ8のゲートバイアス電圧は、差動増幅回路21のMOSトランジスタQ3,Q4のゲートバイアス電圧と等しいので、ダミー回路22のMOSトランジスタQ7の直流出力電圧(ドレイン電圧)は、差動増幅回路21のMOSトランジスタQ1,Q2のドレイン電圧の直流成分(直流出力電圧)と同じ値になる。
Next, the operation of the circuit configured as described above will be described. The gate bias voltage of the MOS transistor Q7 of the
差動増幅回路21のMOSトランジスタQ5,Q6のゲートのバイアス電圧V_BIASが、差動増幅回路21のゲインを変化させるために変更されると、MOSトランジスタQ1,Q2のドレイン電流が変化し、MOSトランジスタQ1,Q2のドレイン電圧の直流成分(直流出力電圧)が変化する。
When the bias voltage V_BIAS at the gates of the MOS transistors Q5 and Q6 of the
差動増幅回路21のゲートバイアス電圧V_BIASが変化すると、ダミー回路22のMOSトランジスタQ9のゲートバイアス電圧も同様に変化し、MOSトランジスタQ7のドレイン電圧(直流出力電圧)も、差動増幅回路21と同様に変化する。
MOSトランジスタQ7のドレイン電圧と基準電圧Vrefとの差電圧は、演算増幅器25により増幅され、差電圧が大きくなると、MOSトランジスタQ8に流れる電流を増減させるバイアス電圧がMOSトランジスタQ8及び差動増幅回路21のMOSトランジスタQ3,Q4に与えられる。
When the gate bias voltage V_BIAS of the
The differential voltage between the drain voltage of the MOS transistor Q7 and the reference voltage Vref is amplified by the
すなわち、差動増幅回路21のゲートバイアス電圧V_BIASがMOSトランジスタQ5,Q6,Q9のドレインーソース間電流を大きくする方向に変更された場合には、MOSトランジスタQ8のゲートーソース間電圧が固定されているとすれば(実際の動作はV−BIASとMOSトランジスタQ8のゲートーソース間電圧はほぼ同時に動作するがここでは理解のために固定されているとする)、Q8のドレインーソース間電圧は大きくなり、ダミー回路22のMOSトランジスタQ7のドレイン電圧が基準電圧Vrefより低くなる。そして、演算増幅器25から、MOSトランジスタQ8に流れる電流を増やす(トランジスタQ8のドレインーソース間電圧を減らす)方向のバイアス電圧が、ダミー回路22のMOSトランジスタQ8と差動増幅回路21のMOSトランジスタQ3,Q4のゲートに供給される。すなわち、差動増幅回路21のゲートバイアス電圧V_BIASがMOSトランジスタQ5,Q6,Q9のドレインーソース間電流を大きくするのと同時に、MOSトランジスタQ8のゲートーソース間電圧(バイアス電圧)は増える。そして、MOSトランジスタQ7のドレイン電圧は高くなる。その結果、ダミー回路22のMOSトランジスタQ7と、差動増幅回路21のMOSトランジスタQ1,Q2の直流出力電圧が一定の基準電圧Vrefに保たれる。
That is, when the gate bias voltage V_BIAS of the
また、差動増幅回路21のゲートバイアス電圧V_BIASがMOSトランジスタQ5,Q6,Q9のドレインーソース間電流を小さくする方向に変更された場合には、MOSトランジスタQ8のゲートーソース間電圧が固定されているとすれば、Q8のドレインーソース間電圧は小さくなり、ダミー回路22のMOSトランジスタQ7のドレイン電圧が基準電圧Vrefより高くなる。そして、演算増幅器25から、MOSトランジスタQ8に流れるドレインーソース間電流を減らす方向のバイアス電圧が、ダミー回路22のMOSトランジスタQ8と差動増幅回路21のMOSトランジスタQ3,Q4のゲートに供給される。そして、MOSトランジスタQ7のドレイン電圧は低くなる。その結果、ダミー回路22のMOSトランジスタQ7と、差動増幅回路21のMOSトランジスタQ1,Q2の直流出力電圧が一定の基準電圧Vrefに保たれる。
In addition, when the gate bias voltage V_BIAS of the
上述した実施の形態によれば。左右対称な回路構成を有する差動増幅回路の一方の回路と相似(同一)な回路構成を有するダミー回路を設け、そのダミー回路の直流出力電圧が一定になるように制御することで、差動増幅回路の負荷に影響を与えずに差動増幅回路のドレイン電圧の直流成分(直流出力電圧)を一定に制御することができる。また、信号が入力する差動増幅回路と別のダミー回路22のドレイン電圧と基準電圧Vrefとを比較して差動増幅回路21にフィードバックしているので、直流出力電圧を一定に制御するためのフィードバック電圧に、入力信号の交流成分が加わらないようにできる。
〈他の実施の形態〉
ダミー回路22は、差動増幅回路21の一方の回路と素子サイズも含めて完全に同一である必要はなく、ダミー回路22の各MOSトランジスタのゲート幅の比を一定に保ったまま、ゲート幅を縮小し、MOSトランジスタの電流、素子サイズを小さくしても良い。
According to the embodiment described above. By providing a dummy circuit having a circuit configuration similar to (same as) one circuit of the differential amplifier circuit having a symmetrical circuit configuration, and controlling the DC output voltage of the dummy circuit to be constant, the differential circuit The DC component (DC output voltage) of the drain voltage of the differential amplifier circuit can be controlled to be constant without affecting the load of the amplifier circuit. In addition, since the differential amplifier circuit to which the signal is input and the drain voltage of another
<Other embodiments>
The
このように構成することで、ダミー回路22の消費電力を減らし、素子面積を小さくできる。
図2は、トランスコンダクタンスアンプを用いた1次フィルタの一例を示す図である。
トランスコンダクタンスアンプ31は、上述した差動増幅回路等により構成され、入力信号Vin+、Vin−を所望のゲインで増幅し、出力端子からコンデンサC1,C2、C3,C4及び次段のトランスコンダクタンスアンプ32に出力する。
With this configuration, the power consumption of the
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a primary filter using a transconductance amplifier.
The
図3に示すように、前段のトランスコンダクタンスアンプ31の出力電圧が、次のトランスコンダクタンスアンプ32の入力電圧として与えられるので、前段のトランスコンダクタンスアンプ31の直流出力電圧が変動すると、次段のトランスコンダクタンスアンプ32のゲイン等に影響してしまう。
As shown in FIG. 3, since the output voltage of the preceding
上述したダミー回路22及び制御回路23を用いることで、トランスコンダクタンスアンプの直流出力電圧を一定に制御することができる。これにより、前段のトランスコンダクタンスアンプ31の直流電圧が次段のアンプで増幅され、信号のダイナミックレンジが狭くなる等の問題を解消できる。
By using the
本発明は、上述した実施の形態に限らず、以下のように構成しても良い。
差動増幅回路21は、実施の形態に示した回路に限らず、公知の回路に適用できる。例えば、MOSトランジスタQ1,Q2のソースまたはドレインに共通に1つの定電流回路を接続しても良い。あるいは、実施の形態とは異なる定電流回路を使用しても良い。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and may be configured as follows.
The
また、使用するMOSトランジスタも、実施の形態のようにpチャネルとnチャネルMOSトランジスタからなる回路に限らず、nチャネルMOSのみで構成しても良い。
また、制御回路23は、演算増幅器25に限らず、ダミー回路22の直流出力電圧を一定に制御できる回路であればどのような回路でもよい。
Also, the MOS transistor to be used is not limited to a circuit composed of a p-channel and an n-channel MOS transistor as in the embodiment, but may be composed of only an n-channel MOS.
The
本発明は、トランスコンダクタタンスアンプに限らず、他の差動増幅回路にも適用できる。 The present invention can be applied not only to a transconductance amplifier but also to other differential amplifier circuits.
Q1〜Q9 MOSトランジスタ
11、12 直流電圧源
21 差動増幅回路
22 ダミー回路
23 制御回路
25 演算増幅器
Q1 to
Claims (8)
前記ダミー回路の直流出力電圧と基準電圧との差電圧に応じた電圧を、前記ダミー回路の能動負荷及び前記差動増幅回路の能動負荷のバイアス電圧として供給し、前記ダミー回路と前記差動増幅回路の直流出力電圧を一定に制御する制御回路とを備える差動増幅回路の出力電圧制御回路。 A dummy circuit having a circuit configuration similar to one circuit of the differential amplifier circuit having a symmetric circuit configuration;
A voltage corresponding to a voltage difference between a DC output voltage of the dummy circuit and a reference voltage is supplied as a bias voltage for the active load of the dummy circuit and the active load of the differential amplifier circuit, and the dummy circuit and the differential amplifier are supplied. An output voltage control circuit for a differential amplifier circuit, comprising: a control circuit for controlling the DC output voltage of the circuit to be constant.
前記ダミー回路は、前記トランスコンダクタンスアンプのゲインを変化させたときに連動してゲインが変化し、
前記制御回路は、前記ダミー回路のゲインが変化したときに、前記ダミー回路の直流出力電圧が一定になるように前記ダミー回路と前記トランスコンダクタンスアンプのバイアス電圧を制御する請求項1記載の差動増幅回路の出力電圧制御回路。 The differential amplifier circuit is a transconductance amplifier,
The dummy circuit changes the gain in conjunction with changing the gain of the transconductance amplifier,
2. The differential circuit according to claim 1, wherein the control circuit controls a bias voltage of the dummy circuit and the transconductance amplifier so that a DC output voltage of the dummy circuit becomes constant when a gain of the dummy circuit changes. Output voltage control circuit for amplifier circuit.
前記制御回路は、前記第1のMOSトランジスタの直流出力電圧と基準電圧との差電圧を増幅する演算増幅器を有し、該演算増幅器の出力電圧を前記ダミー回路の前記第2のMOSトランジスタのゲートと前記差動増幅回路の能動負荷となる少なくとも2つのMOSトランジスタのゲートにバイアス電圧として供給し、前記ダミー回路と前記差動増幅回路のMOSトランジスタの直流出力電圧が基準電圧と等しくなるように制御する請求項1または2記載の差動増幅回路の出力電圧制御回路。 The dummy circuit includes at least a first MOS transistor, a second MOS transistor serving as an active load of the first MOS transistor, and a third MOS transistor to which the same bias voltage as that of the differential amplifier circuit is applied. Become
The control circuit includes an operational amplifier that amplifies a differential voltage between a DC output voltage of the first MOS transistor and a reference voltage, and the output voltage of the operational amplifier is used as a gate of the second MOS transistor of the dummy circuit. And a bias voltage is supplied to the gates of at least two MOS transistors serving as active loads of the differential amplifier circuit, and the DC output voltage of the dummy circuit and the MOS transistor of the differential amplifier circuit is controlled to be equal to a reference voltage. The output voltage control circuit of the differential amplifier circuit according to claim 1 or 2.
前記左右対称な差動増幅回路の一方の回路と相似な回路構成を有し、前記第1または第2のMOSトランジスタに対応する第5のMOSトランジスタと、該第5のMOSトランジスタの能動負荷となる第6のMOSトランジスタと、前記第1の電流源と同じバイアス電圧が与えられる第2の電流源とからなるダミー回路と、
前記第5のMOSトランジスタの直流出力電圧と基準電圧との差電圧に応じた電圧を、前記ダミー回路の前記第6のMOSトランジスタのゲートと前記差動増幅回路の第3及び第4のMOSトランジスタのゲートにバイアス電圧として供給し、前記ダミー回路の前記第5のMOSトランジスタの直流出力電圧と前記差動増幅回路の第1及び第2のMOSトランジスタの直流出力電圧を一定に制御する制御回路とを備える差動増幅回路の出力電圧制御回路。 First and second MOS transistors having a symmetrical circuit configuration and differentially amplifying at least an input signal; third and fourth MOS transistors serving as active loads of the first and second MOS transistors; A differential amplifier circuit comprising at least one first current source for controlling currents of the first and second MOS transistors;
A fifth MOS transistor corresponding to the first or second MOS transistor, and an active load of the fifth MOS transistor, having a circuit configuration similar to one circuit of the symmetric differential amplifier circuit; A dummy circuit comprising a sixth MOS transistor and a second current source to which the same bias voltage as that of the first current source is applied;
The voltage according to the difference voltage between the DC output voltage of the fifth MOS transistor and the reference voltage is set to the gate of the sixth MOS transistor of the dummy circuit and the third and fourth MOS transistors of the differential amplifier circuit. And a control circuit for controlling the DC output voltage of the fifth MOS transistor of the dummy circuit and the DC output voltages of the first and second MOS transistors of the differential amplifier circuit to be constant. An output voltage control circuit of a differential amplifier circuit comprising:
前記ダミー回路の前記第2の電流源は、前記差動増幅回路の第7及び第8のMOSトランジスタと同じバイアス電圧が与えられる第9のMOSトランジスタとからなり、
前記制御回路は、前記第5のMOSトランジスタの直流出力電圧と基準電圧との差電圧を増幅する演算増幅器を有し、該演算増幅器の出力電圧を前記ダミー回路の前記第6のMOSトランジスタのゲートと前記差動増幅回路の第3及び第4のMOSトランジスタのゲートにバイアス電圧として供給する請求項5記載の差動増幅回路の出力電圧制御回路。 The first current source includes seventh and eighth MOS transistors in which the same bias voltage is applied to the gate,
The second current source of the dummy circuit comprises a ninth MOS transistor to which the same bias voltage as the seventh and eighth MOS transistors of the differential amplifier circuit is applied,
The control circuit includes an operational amplifier that amplifies a difference voltage between a DC output voltage of the fifth MOS transistor and a reference voltage, and outputs the output voltage of the operational amplifier to a gate of the sixth MOS transistor of the dummy circuit. 6. An output voltage control circuit for a differential amplifier circuit according to claim 5, wherein a bias voltage is supplied to the gates of the third and fourth MOS transistors of the differential amplifier circuit.
前記差動増幅回路の対称な回路の一方の回路と相似な回路構成を有するダミー回路とを備える電圧検出器。 A differential amplifier circuit having a symmetric circuit configuration;
A voltage detector comprising: a dummy circuit having a circuit configuration similar to one of symmetrical circuits of the differential amplifier circuit.
前記左右対称な差動増幅回路の一方の回路と相似な回路構成を有し、前記第1または第2のMOSトランジスタに対応する第5のMOSトランジスタと、該第5のMOSトランジスタの能動負荷となる第6のMOSトランジスタと、前記第1の電流源と同じバイアス電圧が与えられる第2の電流源とからなるダミー回路とを備える電圧検出器。
First and second MOS transistors having a symmetrical circuit configuration and differentially amplifying at least an input signal; third and fourth MOS transistors serving as active loads of the first and second MOS transistors; A differential amplifier circuit comprising at least one first current source for controlling currents of the first and second MOS transistors;
A fifth MOS transistor corresponding to the first or second MOS transistor, and an active load of the fifth MOS transistor, having a circuit configuration similar to one circuit of the symmetric differential amplifier circuit; A voltage detector comprising a sixth MOS transistor and a dummy circuit comprising a second current source to which the same bias voltage as that of the first current source is applied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003310139A JP2005080090A (en) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | Output voltage control circuit of differential amplifier circuit and voltage detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003310139A JP2005080090A (en) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | Output voltage control circuit of differential amplifier circuit and voltage detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005080090A true JP2005080090A (en) | 2005-03-24 |
Family
ID=34412097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003310139A Withdrawn JP2005080090A (en) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | Output voltage control circuit of differential amplifier circuit and voltage detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005080090A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007094448A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Physical quantity sensor |
JP2010066984A (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Ricoh Co Ltd | Current restriction circuit and method for driving the same |
JP2012050006A (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Olympus Corp | Amplifier circuit |
JP2013524728A (en) * | 2010-04-15 | 2013-06-17 | マイクロン テクノロジー, インク. | Signaling system, preamplifier, memory device and method. |
JP2019087971A (en) * | 2017-11-10 | 2019-06-06 | ザインエレクトロニクス株式会社 | Amplifier circuit |
-
2003
- 2003-09-02 JP JP2003310139A patent/JP2005080090A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007094448A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Physical quantity sensor |
JPWO2007094448A1 (en) * | 2006-02-17 | 2009-07-09 | シチズンホールディングス株式会社 | Physical quantity sensor |
JP4671305B2 (en) * | 2006-02-17 | 2011-04-13 | シチズンホールディングス株式会社 | Physical quantity sensor |
US8127603B2 (en) | 2006-02-17 | 2012-03-06 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Physical quantity sensor |
JP2010066984A (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Ricoh Co Ltd | Current restriction circuit and method for driving the same |
JP2013524728A (en) * | 2010-04-15 | 2013-06-17 | マイクロン テクノロジー, インク. | Signaling system, preamplifier, memory device and method. |
US9184711B2 (en) | 2010-04-15 | 2015-11-10 | Micron Technology, Inc. | Signaling systems, preamplifiers, memory devices and methods |
JP2012050006A (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Olympus Corp | Amplifier circuit |
JP2019087971A (en) * | 2017-11-10 | 2019-06-06 | ザインエレクトロニクス株式会社 | Amplifier circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7443237B1 (en) | Folded cascode amplifier having improved slew performance | |
JP2009105810A (en) | Amplifying apparatus and bias circuit | |
JP2007174029A (en) | Gain variable circuit and automatic gain control amplifier using the same | |
JPH0360209A (en) | Amplifier circuit and semiconductor integrated circuit including the same | |
US7633346B2 (en) | Transconductance compensating bias circuit and amplifier | |
US7113044B2 (en) | Precision current mirror and method for voltage to current conversion in low voltage applications | |
US20050184805A1 (en) | Differential amplifier circuit | |
US7443240B2 (en) | AM intermediate frequency variable gain amplifier circuit, variable gain amplifier circuit and its semiconductor integrated circuit | |
KR100664309B1 (en) | Variable gain differential amplifier, variable degeneration impedance controlling device used in the same, and variable degeneration impedance controlling method | |
US7167049B2 (en) | OP-amplifier with an offset voltage cancellation circuit | |
US7068090B2 (en) | Amplifier circuit | |
US20050200411A1 (en) | Differential amplifier without common mode feedback | |
US7859339B2 (en) | Differential amplification circuit | |
US7449951B2 (en) | Low voltage operational amplifier | |
US6781462B2 (en) | Power amplifier | |
WO2020250349A1 (en) | Constant voltage circuit and electronic device | |
JP2007295566A (en) | Operational amplifier | |
JP2005080090A (en) | Output voltage control circuit of differential amplifier circuit and voltage detector | |
JP2010141589A (en) | Differential amplifier circuit | |
JP2005354172A (en) | COMMON MODE FEEDBACK CIRCUIT, MUTUAL CONDUCTANCE AMPLIFIER, AND gmC FILTER | |
US6903607B2 (en) | Operational amplifier | |
JP4331550B2 (en) | Phase compensation circuit | |
JP4867066B2 (en) | Amplifier circuit | |
KR100365426B1 (en) | High-Gain Low-Current sense amplifier | |
JPH05226950A (en) | Full differential amplifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061107 |