JP2007274631A - Differential amplifier circuit - Google Patents
Differential amplifier circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007274631A JP2007274631A JP2006100919A JP2006100919A JP2007274631A JP 2007274631 A JP2007274631 A JP 2007274631A JP 2006100919 A JP2006100919 A JP 2006100919A JP 2006100919 A JP2006100919 A JP 2006100919A JP 2007274631 A JP2007274631 A JP 2007274631A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- amplifier circuit
- mos transistor
- diode
- terminal
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、低電源電圧により高速動作が可能な全差動増幅回路に関するものである。 The present invention relates to a fully differential amplifier circuit capable of high-speed operation with a low power supply voltage.
CMOSプロセスによって形成される差動増幅回路としてテレスコピックカスコードアンプがある。このテレスコピックカスコードアンプは例えば、非特許文献1のFig.2に示されている。このテレスコピックカスコードアンプは、スイッチトキャパシタ増幅回路及びサンプルホールド回路等のフィードバック回路で用いる場合、安定性がよく、低消費電力であり、高速性に優れ、構成が簡単であるという特長を有する。 There is a telescopic cascode amplifier as a differential amplifier circuit formed by a CMOS process. This telescopic cascode amplifier is disclosed in, for example, FIG. 2. When used in a feedback circuit such as a switched capacitor amplifier circuit and a sample-and-hold circuit, this telescopic cascode amplifier has features such as good stability, low power consumption, excellent high speed, and simple configuration.
しかしながら、微細CMOSプロセス等によってテレスコピックカスコードアンプを形成する場合、問題が生じる。このテレスコピックカスコードアンプの入力電圧は、通常、グランドレベルおよび電源レベルから大きくかけ離れているため(電源電圧をVDDとするとVDD/2に近い電圧となるため)、スイッチトキャパシタ回路で用いる場合、このテレスコピックカスコードアンプの入力端子に接続されるアナログスイッチのオン抵抗が大きくなってしまい、このため、それらのアナログスイッチのゲート電圧を昇圧する回路が必要となるという問題がある。 However, a problem arises when a telescopic cascode amplifier is formed by a fine CMOS process or the like. Since the input voltage of this telescopic cascode amplifier is usually far away from the ground level and power supply level (because the power supply voltage is VDD, it becomes a voltage close to VDD / 2), so when used in a switched capacitor circuit, this telescopic cascode amplifier There is a problem that the on-resistance of the analog switches connected to the input terminals of the amplifiers is increased, which requires a circuit for boosting the gate voltages of those analog switches.
また、非特許文献2のFig.3.8.2に示すIntegrator1に、テレスコピックカスコードアンプを用いる場合、入力端子に複数のアナログスイッチが接続されるため、複数の昇圧回路が必要となり、消費電力、回路面積が増大するという問題がある。 Also, FIG. When a telescopic cascode amplifier is used for the Integrator 1 shown in 3.8.2, since a plurality of analog switches are connected to the input terminal, a plurality of booster circuits are required, and there is a problem that power consumption and circuit area increase. .
この問題を解決するため、カレントミラー型差動増幅回路が用いられる。例えば、非特許文献2または非特許文献3に示されるような構成のカレントミラー型差動アンプが用いられる。 In order to solve this problem, a current mirror type differential amplifier circuit is used. For example, a current mirror type differential amplifier configured as shown in Non-Patent Document 2 or Non-Patent Document 3 is used.
図6は、従来の全差動増幅回路90の構成を示す回路図である。全差動増幅回路90は、Pチャネル型MOSトランジスタM1a・M1bを備えている。Pチャネル型MOSトランジスタM1aのゲート端子には、差動入力電圧vinpが印加される。Pチャネル型MOSトランジスタM1bのゲート端子には、差動入力電圧vinmが印加される。Pチャネル型MOSトランジスタM1aのソース端子とPチャネル型MOSトランジスタM1bのソース端子とは、Pチャネル型MOSトランジスタMcのドレイン端子に接続されている。Pチャネル型MOSトランジスタMcのソース端子は、共通ラインに接続され、ゲート端子には、電圧vb5が印加される。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional fully
Pチャネル型MOSトランジスタM1aのドレイン端子は、Nチャネル型MOSトランジスタM2aのドレイン端子に接続されている。Nチャネル型MOSトランジスタM2aのソース端子は、Nチャネル型MOSトランジスタM2bのドレイン端子に接続されている。MOSトランジスタM2bのソース端子は、他の共通ラインに接続されている。MOSトランジスタM2bのゲート端子は、MOSトランジスタM2aのドレイン端子に接続されている。 The drain terminal of the P-channel MOS transistor M1a is connected to the drain terminal of the N-channel MOS transistor M2a. The source terminal of the N-channel MOS transistor M2a is connected to the drain terminal of the N-channel MOS transistor M2b. The source terminal of the MOS transistor M2b is connected to another common line. The gate terminal of the MOS transistor M2b is connected to the drain terminal of the MOS transistor M2a.
Pチャネル型MOSトランジスタM1bのドレイン端子は、Nチャネル型MOSトランジスタM2cのドレイン端子に接続されている。Nチャネル型MOSトランジスタM2cのソース端子は、Nチャネル型MOSトランジスタM2dのドレイン端子に接続されている。MOSトランジスタM2dのソース端子は、共通ラインに接続されている。MOSトランジスタM2dのゲート端子は、MOSトランジスタM2cのドレイン端子に接続されている。 The drain terminal of the P-channel MOS transistor M1b is connected to the drain terminal of the N-channel MOS transistor M2c. The source terminal of the N-channel MOS transistor M2c is connected to the drain terminal of the N-channel MOS transistor M2d. The source terminal of the MOS transistor M2d is connected to the common line. The gate terminal of the MOS transistor M2d is connected to the drain terminal of the MOS transistor M2c.
MOSトランジスタM2aおよびM2cのドレイン端子は、それぞれNチャネル型MOSトランジスタM2eおよびM2fのドレイン端子に接続されており、MOSトランジスタM2eおよびM2fのソース端子は、共通ラインに接続されている。MOSトランジスタM2eおよびM2fのゲート端子には、入力電圧vb1が印加される。 The drain terminals of MOS transistors M2a and M2c are connected to the drain terminals of N-channel MOS transistors M2e and M2f, respectively, and the source terminals of MOS transistors M2e and M2f are connected to a common line. The input voltage vb1 is applied to the gate terminals of the MOS transistors M2e and M2f.
全差動増幅回路90には、直列に接続されたNチャネル型MOSトランジスタM3a・M3bが設けられている。MOSトランジスタM3bのゲート端子は、MOSトランジスタM2bのゲート端子に接続されている。MOSトランジスタM3bのソース端子は共通ラインに接続される。
The fully
全差動増幅回路90は、直列に接続されたNチャネル型MOSトランジスタM3c・M3dを備えている。MOSトランジスタM3dのゲート端子は、MOSトランジスタM2dのゲート端子に接続されている。MOSトランジスタM3dのソース端子は、共通ラインに接続される。MOSトランジスタM3a・M2a・M2c・M3cのゲート端子は、互いに接続されており、入力電圧vb2bが印加される。
The fully
全差動増幅回路90には、直列に接続されたPチャネル型MOSトランジスタM4a・M4bが設けられている。MOSトランジスタM4bのゲート端子には、電圧vb4bが印加される。MOSトランジスタM3a・M4bは、差動出力電圧voutpが出力される出力端子に接続されている。
The fully
全差動増幅回路90は、直列に接続されたPチャネル型MOSトランジスタM4c・M4dが設けられている。MOSトランジスタM4dのゲート端子には、電圧vb4bが印加される。MOSトランジスタM3c・M4dは、差動出力電圧voutmが出力される出力端子に接続されている。MOSトランジスタM4a・M4cのゲート端子には、コモンモードフィードバック回路CMFBの出力電圧が印加される。
The fully
このアンプを用いることにより、アンプの入力電圧をグランドレベル(下側の共通ラインの電位)に近づけることが可能となり、このアンプの入力端子に接続されるアナログスイッチのオン抵抗を低減することが可能である。また、このアンプはカレントミラー比を設定することにより、帯域とノイズのトレードオフを設定できるという特長を有するため(非特許文献2:プレゼン資料8ページ)、テレスコピックカスコードアンプよりも低消費電力にすることが可能である。
しかしながら、図6に示すカレントミラー型差動増幅回路の構成では、スルーイング時に出力コモンモード電圧が大きく揺らいでしまうという問題点がある。スルーイングとは、差動出力電圧voutp-voutmが大きく変化するときに起こる現象であり、このとき、差動出力として出力端子(voutpとvoutm)から供給可能な電流をIとし、差動出力端子に接続される負荷容量をCとすると、差動出力電圧の時間変化はI/Cとなる(スルーレート)。 However, the configuration of the current mirror type differential amplifier circuit shown in FIG. 6 has a problem that the output common mode voltage fluctuates greatly during slewing. Slewing is a phenomenon that occurs when the differential output voltage voutp-voutm changes greatly. At this time, the current that can be supplied from the output terminals (voutp and voutm) as differential output is I, and the differential output terminal If the load capacitance connected to C is C, the time change of the differential output voltage is I / C (slew rate).
定常状態でのバイアス条件を、下記の(表1)のように仮定する。 The bias conditions in the steady state are assumed as shown in (Table 1) below.
また、MOSトランジスタM3d・M2d間(MOSトランジスタM3b・M2b間)のカレントミラー比を2とする。 The current mirror ratio between the MOS transistors M3d and M2d (between the MOS transistors M3b and M2b) is set to 2.
スルーイング時には、差動入力電圧vinpと差動入力電圧vinmとの間の差が大きな差動電圧が印加された状態となる(差動入力電圧vinp−差動入力電圧vinmが大きい場合を考える)。このとき、MOSトランジスタM1aはオフ状態となり、MOSトランジスタM1bはオン状態となる。MOSトランジスタMcに流れる電流を2×IINとすると、その電流はMOSトランジスタM1bに全て流れる。MOSトランジスタM2e、M2fには常時一定の電流0.5×IINが流れるため、MOSトランジスタM3dには3×IINの電流が流れようとする。一方、MOSトランジスタM3bには電流が流れない。 At the time of slewing, a differential voltage having a large difference between the differential input voltage vinp and the differential input voltage vinm is applied (considering a case where the differential input voltage vinp−the differential input voltage vinm is large). . At this time, the MOS transistor M1a is turned off and the MOS transistor M1b is turned on. If the current flowing through the MOS transistor Mc is 2 × IIN, all of the current flows through the MOS transistor M1b. Since a constant current 0.5 × IIN always flows through the MOS transistors M2e and M2f, a current of 3 × IIN tends to flow through the MOS transistor M3d. On the other hand, no current flows through the MOS transistor M3b.
一方、CMFB回路の出力電圧がフィードバックされるMOSトランジスタM4a・M4cには常時IINの電流が流れる。従って、voutm端子ではvoutm端子に接続される負荷から2×IINの電流を引き込もうとするが、voutp端子ではvoutp端子に接続される負荷からIINの電流を出力しようとする。コモンモードを安定に保つためには、差動出力端子間で引き込む電流の値と出力する電流の値とが同じである必要がある。しかし、図6の演算増幅器ではそれらの電流に差があるため(IINと3×IIN)、スルーイング時に出力コモンモード電圧(voutp+voutm)/2が大きく揺らぐ。その揺らぎを抑えるために、出力段であるMOSトランジスタM4a・M4cにより多くの電流を流す必要が生じ、電力効率が悪くなる。 On the other hand, a current of IIN always flows through the MOS transistors M4a and M4c to which the output voltage of the CMFB circuit is fed back. Therefore, the voutm terminal tries to draw a current of 2 × IIN from the load connected to the voutm terminal, but the voutp terminal tries to output the IIN current from the load connected to the voutp terminal. In order to keep the common mode stable, the value of the current drawn between the differential output terminals needs to be the same as the value of the output current. However, since there is a difference between the currents in the operational amplifier of FIG. 6 (IIN and 3 × IIN), the output common mode voltage (voutp + voutm) / 2 fluctuates greatly during slewing. In order to suppress the fluctuation, it is necessary to pass a large amount of current through the MOS transistors M4a and M4c which are output stages, and the power efficiency is deteriorated.
この問題を解決するためには、出力側の増幅回路(MOSトランジスタM3a〜M3d・M4a〜M4d)を、差動対とテールトランジスタとから構成されるアンプ(非特許文献1のFig.2)に置き換えることにより回避可能であるが、そうすると、そのアンプの差動入力対のバイアス電圧が高くなってしまい、入力側の増幅回路(MOSトランジスタMc・M1a・M1b・M2a〜M2f)のダイオード接続トランジスタである、MOSトランジスタM2bとMOSトランジスタM2dのW/L(W:チャネル幅、L:チャネル長)を小さくし、インピーダンスを高くする必要がある。MOSトランジスタM2bとMOSトランジスタM2dとのインピーダンスが高くなると、周波数特性が劣化してしまうという問題が生じる(差動増幅回路の位相余裕が劣化し、差動増幅回路をフィードバック回路で用いる場合に不安定になる)。 In order to solve this problem, the amplifier circuit on the output side (MOS transistors M3a to M3d and M4a to M4d) is replaced with an amplifier (FIG. 2 of Non-Patent Document 1) configured by a differential pair and a tail transistor. This can be avoided by replacing, but in that case, the bias voltage of the differential input pair of the amplifier becomes high, and the diode-connected transistor of the amplifier circuit on the input side (MOS transistors Mc, M1a, M1b, M2a to M2f). It is necessary to reduce the W / L (W: channel width, L: channel length) of the MOS transistor M2b and the MOS transistor M2d and increase the impedance. When the impedance between the MOS transistor M2b and the MOS transistor M2d is increased, the frequency characteristic is deteriorated (the phase margin of the differential amplifier circuit is deteriorated and unstable when the differential amplifier circuit is used in the feedback circuit). become).
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、差動増幅回路に用いられる1対のダイオード接続トランジスタにおいて、そのコモンモードインピーダンスを高くすると共に、その差動インピーダンスを低減することが可能な1対のダイオード接続トランジスタを提供することにある。さらに、そのダイオード接続トランジスタを用いることにより、周波数特性の劣化なく、コモンモード出力電圧の安定した差動増幅回路を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to increase the common mode impedance and to reduce the differential impedance in a pair of diode-connected transistors used in a differential amplifier circuit. The object is to provide a pair of diode-connected transistors that can be reduced. Furthermore, by using the diode-connected transistor, it is to realize a differential amplifier circuit having a stable common mode output voltage without deterioration of frequency characteristics.
本発明に係る全差動増幅回路は、上記課題を解決するために、互いに並列に配置された一対のダイオード接続トランジスタを備える全差動増幅回路において、各ダイオード接続トランジスタは、所定のバイアス電圧が印加されるソース端子を有する第1トランジスタ素子と、前記第1トランジスタ素子のドレイン端子にソース端子が接続された第2トランジスタ素子とを有し、前記第1トランジスタ素子のゲート端子と、前記第2トランジスタ素子のゲート端子とが、前記第2トランジスタ素子のドレイン端子に接続され、一方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子と、他方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子とが、互いに接続されており、差動出力端子が、各ダイオード接続トランジスタにそれぞれ設けられた第2トランジスタ素子のドレイン端子であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a fully differential amplifier circuit according to the present invention includes a pair of diode-connected transistors arranged in parallel to each other, and each diode-connected transistor has a predetermined bias voltage. A first transistor element having a source terminal to be applied; a second transistor element having a source terminal connected to a drain terminal of the first transistor element; the gate terminal of the first transistor element; The gate terminal of the transistor element is connected to the drain terminal of the second transistor element, the source terminal of the second transistor element provided in one diode-connected transistor, and the second transistor provided in the other diode-connected transistor The source terminal of the element is connected to each other, and the differential output terminal Characterized in that it is a drain terminal of the second transistor element provided to each diode-connected transistor.
この特徴により、各ダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のトランスコンダクタンスを、第1トランジスタ素子のトランスコンダクタンスよりもはるかに大きくすることにより、差動モードインピーダンスZDMを小さくする一方、コモンモードインピーダンスZCMを大きくすることができる。また、各ダイオード接続トランジスタの第2トランジスタ素子のW/Lを大きくし、各ダイオード接続トランジスタの第1トランジスタ素子のW/Lを小さくすることにより、差動モードインピーダンスZDMを小さく保ちながら、各ダイオード接続トランジスタの第1トランジスタ素子及び第2トランジスタ素子のゲート電圧を高くすることができる。このため、一対のダイオード接続トランジスタの差動インピーダンスを所望の値に保ったまま、後段増幅回路の入力バイアス電圧を所望の値に設定することが可能である。その結果、一対のダイオード接続トランジスタの差動インピーダンスの増大による周波数特性の劣化を防止することができる。 Due to this feature, the transconductance of the second transistor element provided in each diode-connected transistor is made much larger than the transconductance of the first transistor element, thereby reducing the differential mode impedance ZDM, while reducing the common mode impedance. it is possible to increase the impedance Z CM. Further, by increasing the W / L of the second transistor element of each diode-connected transistor and decreasing the W / L of the first transistor element of each diode-connected transistor, while maintaining the differential mode impedance Z DM small, The gate voltage of the first transistor element and the second transistor element of the diode-connected transistor can be increased. For this reason, it is possible to set the input bias voltage of the post-stage amplifier circuit to a desired value while keeping the differential impedance of the pair of diode-connected transistors at a desired value. As a result, it is possible to prevent the deterioration of the frequency characteristics due to the increase in the differential impedance of the pair of diode-connected transistors.
本発明に係る全差動増幅回路では、各ダイオード接続トランジスタにそれぞれ設けられた第2トランジスタ素子のドレイン端子にそれぞれ接続される電流源をさらに備えることが好ましい。 The fully differential amplifier circuit according to the present invention preferably further includes a current source connected to a drain terminal of a second transistor element provided in each diode-connected transistor.
上記構成によれば、各ダイオード接続トランジスタのサイズを大きくすることなく、差動対MOSトランジスタのサイズ、及び、流す電流を増大することができ、ノイズ、及び帯域を改善することが可能である。つまり、差動対MOSトランジスタに流れる電流のほとんどを一対の電流源(電流源はMOSトランジスタで構成される)に流すため、各ダイオード接続トランジスタに流す電流を小さくすることができる。 According to the above configuration, the size of the differential pair MOS transistor and the current flowing can be increased without increasing the size of each diode-connected transistor, and noise and bandwidth can be improved. That is, since most of the current flowing through the differential pair MOS transistor is caused to flow through a pair of current sources (the current source is configured by a MOS transistor), the current flowing through each diode-connected transistor can be reduced.
本発明に係る全差動増幅回路では、各ダイオード接続トランジスタにそれぞれ設けられた第1トランジスタ素子と第2トランジスタ素子とは、互いに同一の極性を有していることが好ましい。 In the fully differential amplifier circuit according to the present invention, it is preferable that the first transistor element and the second transistor element respectively provided in each diode-connected transistor have the same polarity.
上記構成によれば、第2トランジスタ素子の第1トランジスタ素子と反対側の端子を差動出力端子とする全差動増幅回路を構成することができる。 According to the above configuration, it is possible to configure a fully differential amplifier circuit in which the terminal of the second transistor element opposite to the first transistor element is the differential output terminal.
本発明に係る差動増幅回路は、上記課題を解決するために、初段増幅回路と、前記初段増幅回路の後段側に設けられた後段増幅回路とをさらに備える差動増幅回路において、前記初段増幅回路は本発明の全差動増幅回路であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the differential amplifier circuit according to the present invention is a differential amplifier circuit further comprising a first stage amplifier circuit and a rear stage amplifier circuit provided on the rear stage side of the first stage amplifier circuit. The circuit is the fully differential amplifier circuit of the present invention.
上記構成によれば、2段構成の差動増幅回路に本発明を適用することができる。 According to the above configuration, the present invention can be applied to a two-stage differential amplifier circuit.
本発明に係る他の全差動増幅回路は、上記課題を解決するために、互いに並列に配置された一対のダイオード接続トランジスタを備える全差動増幅回路において、各ダイオード接続トランジスタは、所定のバイアス電圧が印加されるソース端子を有する第1極性の第1トランジスタ素子と、前記第1トランジスタ素子のドレイン端子にドレイン端子が接続された前記第1極性と異なる第2極性の第2トランジスタ素子とを有し、前記第1トランジスタ素子のゲート端子と、前記第2トランジスタ素子のゲート端子とが、前記第2トランジスタ素子のドレイン端子に接続され、一方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子と、他方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子とが、互いに接続されており、差動出力端子が、各ダイオード接続トランジスタにそれぞれ設けられた第2トランジスタ素子のドレイン端子であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, another fully differential amplifier circuit according to the present invention includes a pair of diode-connected transistors arranged in parallel to each other, wherein each diode-connected transistor has a predetermined bias. A first transistor element having a first polarity having a source terminal to which a voltage is applied; and a second transistor element having a second polarity different from the first polarity and having a drain terminal connected to a drain terminal of the first transistor element. And the gate terminal of the first transistor element and the gate terminal of the second transistor element are connected to the drain terminal of the second transistor element, and the second transistor element provided in one diode-connected transistor is provided. Source terminal and source of second transistor element provided in the other diode-connected transistor Terminal and, are connected to each other, the differential output terminals, characterized in that the drain terminal of the second transistor element provided to each diode-connected transistor.
このため、各ダイオード接続トランジスタに設けられた第2極性の第2トランジスタ素子のトランスコンダクタンスを、第1極性の第1トランジスタ素子のトランスコンダクタンスよりもはるかに大きくすることにより、差動モードインピーダンスZDMを小さくする一方、コモンモードインピーダンスZCMを大きくすることができる。また、各ダイオード接続トランジスタの第2極性の第2トランジスタ素子のW/Lを大きくし、各ダイオード接続トランジスタの第1極性の第1トランジスタ素子のW/Lを小さくすることにより、差動モードインピーダンスZDMを小さく保ちながら、一方のダイオード接続トランジスタの第1極性の第1トランジスタ素子及び第2極性の第2トランジスタ素子のゲート電圧を高くすることができる。このため、一対のダイオード接続トランジスタの差動インピーダンスを所望の値に保ったまま、後段増幅回路の入力バイアス電圧を所望の値に設定することが可能である。その結果、一対のダイオード接続トランジスタの差動インピーダンスの増大による周波数特性の劣化を防止することができる。 Therefore, by making the transconductance of the second transistor element of the second polarity provided in each diode-connected transistor far larger than the transconductance of the first transistor element of the first polarity, the differential mode impedance Z DM one to reduce, it is possible to increase the common-mode impedance Z CM. Further, by increasing the W / L of the second transistor element of the second polarity of each diode-connected transistor and decreasing the W / L of the first transistor element of the first polarity of each diode-connected transistor, the differential mode impedance The gate voltage of the first transistor element of the first polarity and the second transistor element of the second polarity of one diode-connected transistor can be increased while keeping Z DM small. For this reason, it is possible to set the input bias voltage of the post-stage amplifier circuit to a desired value while keeping the differential impedance of the pair of diode-connected transistors at a desired value. As a result, it is possible to prevent the deterioration of the frequency characteristics due to the increase in the differential impedance of the pair of diode-connected transistors.
本発明に係る全差動増幅回路は、以上のように、第1トランジスタ素子のゲート端子と、第2トランジスタ素子のゲート端子とが、第2トランジスタ素子のドレイン端子に接続され、一方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子と、他方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子とが、互いに接続されているので、一対のダイオード接続トランジスタの差動インピーダンスを所望の値に保ったまま、後段増幅回路の入力バイアス電圧を所望の値に設定することが可能となり、一対のダイオード接続トランジスタの差動インピーダンスの増大による周波数特性の劣化を防止することができるという効果を奏する。 As described above, in the fully differential amplifier circuit according to the present invention, the gate terminal of the first transistor element and the gate terminal of the second transistor element are connected to the drain terminal of the second transistor element, and one diode connection is made. Since the source terminal of the second transistor element provided in the transistor and the source terminal of the second transistor element provided in the other diode-connected transistor are connected to each other, the differential impedance of the pair of diode-connected transistors is reduced. It is possible to set the input bias voltage of the post-stage amplifier circuit to a desired value while maintaining the desired value, and it is possible to prevent deterioration of frequency characteristics due to an increase in the differential impedance of the pair of diode-connected transistors. There is an effect.
本発明に係る他の全差動増幅回路は、以上のように、第1トランジスタ素子のゲート端子と、第2トランジスタ素子のゲート端子とが、第2トランジスタ素子のドレイン端子に接続され、一方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子と、他方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子とが、互いに接続されているので、一対のダイオード接続トランジスタの差動インピーダンスを所望の値に保ったまま、後段増幅回路の入力バイアス電圧を所望の値に設定することが可能となり、一対のダイオード接続トランジスタの差動インピーダンスの増大による周波数特性の劣化を防止することができるという効果を奏する。 In the other fully differential amplifier circuit according to the present invention, as described above, the gate terminal of the first transistor element and the gate terminal of the second transistor element are connected to the drain terminal of the second transistor element. Since the source terminal of the second transistor element provided in the diode-connected transistor and the source terminal of the second transistor element provided in the other diode-connected transistor are connected to each other, the differential of the pair of diode-connected transistors It is possible to set the input bias voltage of the post-stage amplifier circuit to a desired value while maintaining the impedance at a desired value, and to prevent deterioration of the frequency characteristics due to an increase in the differential impedance of the pair of diode-connected transistors. There is an effect that can be done.
本発明の実施形態について図1ないし図5に基づいて説明すると以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 as follows.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る全差動増幅回路1の構成を示す回路図である。全差動増幅回路1は、初段増幅回路2と、初段増幅回路2の後段側に設けられた後段増幅回路3とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a fully
本明細書において、「全差動増幅回路」とは、入力が差動2入力であり、かつ出力も差動2出力である増幅回路を意味する。また、「差動増幅回路」は、入力が差動2入力であることを示し、出力はシングル1出力でもよいし、差動2出力でもよい。入力が差動2入力であり出力はシングル1出力である差動増幅回路は既によく知られているため、以下の実施例では、差動増幅回路の出力は差動2出力であるとする。「極性」とは、NチャネルMOSであるか、PチャネルMOSであるかを指す。 In this specification, the “fully differential amplifier circuit” means an amplifier circuit having two differential inputs and two differential outputs. The “differential amplifier circuit” indicates that the input is a differential two input, and the output may be a single one output or a differential two output. Since a differential amplifier circuit having two differential inputs and a single single output is already well known, in the following embodiments, the differential amplifier circuit outputs two differential outputs. “Polarity” indicates whether it is an N-channel MOS or a P-channel MOS.
初段増幅回路2は、ダイオード接続トランジスタブロック4を有している。ダイオード接続トランジスタブロック4には、一対のダイオード接続トランジスタ5・6が設けられている。
The first stage amplifier circuit 2 has a diode-connected
ダイオード接続トランジスタ5は、直列に接続されたNチャネル型MOSトランジスタM2BP・M2APを有している。MOSトランジスタM2BPのソース端子S1は、電源が供給される共通ラインに接続されている。MOSトランジスタM2BPのドレイン端子D1は、MOSトランジスタM2APのソース端子S3に接続されている。MOSトランジスタM2BPのゲート端子G1とMOSトランジスタM2APのゲート端子G3とは、MOSトランジスタM2APのドレイン端子D3に接続されている。
The diode-connected
ダイオード接続トランジスタ6は、直列に接続されたNチャネル型MOSトランジスタM2BM・M2AMを有している。MOSトランジスタM2BMのソース端子S2は、共通ラインに接続されている。MOSトランジスタM2BMのドレイン端子D2は、MOSトランジスタM2AMのソース端子S4に接続されている。MOSトランジスタM2BMのゲート端子G2とMOSトランジスタM2AMのゲート端子G4とは、MOSトランジスタM2AMのドレイン端子D4に接続されている。
The diode-connected
初段増幅回路2は、Pチャネル型MOSトランジスタM1Pを有している。MOSトランジスタM1Pのドレイン端子は、MOSトランジスタM2APのドレイン端子D3に接続されている。MOSトランジスタM1Pのゲート端子には、差動入力電圧vinpが印加される。 The first stage amplifier circuit 2 has a P-channel MOS transistor M1P. The drain terminal of the MOS transistor M1P is connected to the drain terminal D3 of the MOS transistor M2AP. A differential input voltage vinp is applied to the gate terminal of the MOS transistor M1P.
初段増幅回路2には、Pチャネル型MOSトランジスタM1Mが設けられている。MOSトランジスタM1Mのドレイン端子は、MOSトランジスタM2AMのドレイン端子D4に接続されている。MOSトランジスタM1Mのゲート端子には、差動入力電圧vinmが印加される。 The first stage amplifier circuit 2 is provided with a P-channel MOS transistor M1M. The drain terminal of the MOS transistor M1M is connected to the drain terminal D4 of the MOS transistor M2AM. A differential input voltage vinm is applied to the gate terminal of the MOS transistor M1M.
初段増幅回路2は、Pチャネル型MOSトランジスタM1Cを有している。MOSトランジスタM1Cのソース端子は、他の共通ラインに接続されている。MOSトランジスタM1Cのドレイン端子は、MOSトランジスタM1Pのソース端子及びMOSトランジスタM1Mのソース端子に接続されている。MOSトランジスタM1Cのゲート端子には、電圧vb5が印加される。 The first stage amplifier circuit 2 has a P-channel MOS transistor M1C. The source terminal of the MOS transistor M1C is connected to another common line. The drain terminal of the MOS transistor M1C is connected to the source terminal of the MOS transistor M1P and the source terminal of the MOS transistor M1M. A voltage vb5 is applied to the gate terminal of the MOS transistor M1C.
後段増幅回路3は、Nチャネル型MOSトランジスタM3Mを有している。MOSトランジスタM3Mのゲート端子は、MOSトランジスタM2AMのドレイン端子D4に接続されている。後段増幅回路には、Nチャネル型MOSトランジスタM3Pが設けられている。MOSトランジスタM3Pのゲート端子は、MOSトランジスタM2APのドレイン端子D3に接続されている。 The post-stage amplifier circuit 3 has an N-channel MOS transistor M3M. The gate terminal of the MOS transistor M3M is connected to the drain terminal D4 of the MOS transistor M2AM. The post-stage amplifier circuit is provided with an N-channel MOS transistor M3P. The gate terminal of the MOS transistor M3P is connected to the drain terminal D3 of the MOS transistor M2AP.
後段増幅回路3は、Nチャネル型MOSトランジスタM3Cを有している。MOSトランジスタM3Cのソース端子は共通ラインに接続されており、ドレイン端子はMOSトランジスタM3Mのソース端子及びMOSトランジスタM3Pのソース端子に接続されている。MOSトランジスタM3Cのゲート端子には、CMFB回路の出力電圧が印加される。 The post-stage amplifier circuit 3 has an N-channel type MOS transistor M3C. The source terminal of the MOS transistor M3C is connected to the common line, and the drain terminal is connected to the source terminal of the MOS transistor M3M and the source terminal of the MOS transistor M3P. The output voltage of the CMFB circuit is applied to the gate terminal of the MOS transistor M3C.
後段増幅回路3には、Pチャネル型MOSトランジスタM4M・M4Pが設けられている。MOSトランジスタM4M・M4Pのソース端子は、他の共通ラインを介して、MOSトランジスタM1Cのドレイン端子に接続されている。MOSトランジスタM4Mのゲート端子とMOSトランジスタM4Pのゲート端子とは、互いに接続されており、電圧vb5bが印加される。 The post-stage amplifier circuit 3 is provided with P-channel MOS transistors M4M and M4P. The source terminals of the MOS transistors M4M and M4P are connected to the drain terminal of the MOS transistor M1C through another common line. The gate terminal of the MOS transistor M4M and the gate terminal of the MOS transistor M4P are connected to each other, and the voltage vb5b is applied.
MOSトランジスタM4Mのドレイン端子は、MOSトランジスタM3Mのドレイン端子と接続されている。MOSトランジスタM4M・M3M間に設けられた出力端子から差動出力voutmが出力される。MOSトランジスタM4Pのドレイン端子は、MOSトランジスタM3Pのドレイン端子と接続されている。MOSトランジスタM4P・M3P間に設けられた出力端子から差動出力voutpが出力される。 The drain terminal of the MOS transistor M4M is connected to the drain terminal of the MOS transistor M3M. A differential output voutm is output from an output terminal provided between the MOS transistors M4M and M3M. The drain terminal of the MOS transistor M4P is connected to the drain terminal of the MOS transistor M3P. A differential output voutp is output from an output terminal provided between the MOS transistors M4P and M3P.
図1に示す差動増幅回路1は、2つの増幅回路(初段増幅回路2と後段増幅回路3)を直列に接続した構成となっている。初段増幅回路2は、MOSトランジスタM1C・M1P・M1M・M2AP・M2BP・M2AM・M2BMによって構成されるゲインの比較的低い全差動増幅回路である。後段増幅回路3は、MOSトランジスタM3P・M3M・M3C・M4M・M4Pによって構成されるゲインの比較的高い差動増幅回路である(非特許文献1のFig.2と基本的に同じ)。
The
この差動増幅回路1では、差動対となるMOSトランジスタM3PとMOSトランジスタM3Mに流れる電流値の和を一定に保つために、テールトランジスタ(MOSトランジスタ)M3Cが付加されている。このため、スルーイング時においても、出力コモンモード電圧が安定する。
In this
しかしながら、この差動増幅回路を採用したことにより、該差動増幅回路の入力コモンモード電圧(MOSトランジスタM3MおよびMOSトランジスタM3Pのゲート電圧の平均値)を、MOSトランジスタM3Cが線形領域に入らないように、少し高めの電圧に設定する必要がある。 However, by employing this differential amplifier circuit, the input common mode voltage of the differential amplifier circuit (the average value of the gate voltages of the MOS transistor M3M and the MOS transistor M3P) is prevented from entering the linear region of the MOS transistor M3C. In addition, it is necessary to set a slightly higher voltage.
即ち、
Vg3>Vgs3+Vdsat3c、
ここで、
Vgs3:MOSトランジスタM3P・M3Mのゲート・ソース間電圧、
Vdsat3c:MOSトランジスタM3Cが飽和領域で動作するために必要となるソース・ドレイン間電圧、
である。
That is,
Vg3> Vgs3 + Vdsat3c,
here,
Vgs3: gate-source voltage of MOS transistors M3P and M3M,
Vdsat3c: a source-drain voltage required for the MOS transistor M3C to operate in the saturation region,
It is.
この入力コモンモード電圧を最適にバイアスするため、初段増幅回路2の負荷として、MOSトランジスタM2AP・M2BPによって構成されるダイオード接続トランジスタ5と、MOSトランジスタM2AM・M2BMによって構成されるダイオード接続トランジスタ6とを有するダイオード接続トランジスタブロック4を採用する。
In order to optimally bias the input common mode voltage, a diode-connected
図2(a)はダイオード接続トランジスタブロック4の差動モードにおける動作を説明するための回路図であり、図2(b)はコモンモードにおける動作を説明するための回路図である。
FIG. 2A is a circuit diagram for explaining the operation in the differential mode of the diode-connected
小信号解析による差動モードインピーダンスZDMおよびコモンモードインピーダンスZCMは、それぞれ近似的に下記の(式1)及び(式2)によって表される。 Differential mode impedance Z DM and the common mode impedance Z CM by small signal analysis is represented by approximately below each (Equation 1) and (Equation 2).
ここで、
gm2A:MOSトランジスタM2AP・M2AMのトランスコンダクタンス、
gm2B:MOSトランジスタM2BP・M2BMのトランスコンダクタンス、
である。
here,
gm 2A : transconductance of MOS transistors M2AP and M2AM,
gm 2B : transconductance of MOS transistors M2BP and M2BM,
It is.
トランスコンダクタンスgm2Aが、トランスコンダクタンスgm2Bよりも、はるかに大きくなるように(gm2A>>gm2B)構成すると、差動モードインピーダンスZDMを小さくする一方、コモンモードインピーダンスZCMを大きくすることができる。 When the transconductance gm 2A is configured to be much larger than the transconductance gm 2B (gm 2A >> gm 2B ), the differential mode impedance Z DM is reduced while the common mode impedance Z CM is increased. Can do.
また、MOSトランジスタM2AP・M2AMのW/Lを大きくし、MOSトランジスタM2BP・M2BMのW/Lを小さくすることにより、差動モードインピーダンスZDMを小さく保ちながら、MOSトランジスタM2AP・M2BPのゲート電圧を高くすることができる。 Also, increasing the W / L of the MOS transistor M2AP · M2AM, by decreasing the W / L of the MOS transistor M2BP · M2BM, while keeping small the differential mode impedance Z DM, the gate voltage of the MOS transistor M2AP · M2BP Can be high.
図6に示す従来の差動増幅回路90の場合、ダイオード接続トランジスタM2b・M2dのゲート電圧を上げるためには、差動インピーダンスも上げる必要があり、演算増幅回路の差動特性を劣化させてしまっていた。図1に示す実施の形態1に係る差動増幅回路1によれば、ダイオード接続トランジスタ5・6の差動インピーダンスを所望の値に保ったまま、後段増幅回路3の入力バイアス電圧を所望の値に設定することが可能である。
In the case of the conventional
なお、実施の形態1では、ダイオード接続トランジスタの構成としてNチャネル型MOSトランジスタを用いたが、Pチャネル型MOSトランジスタを用いてもよい。後述する実施の形態においても同様である。また、ここではMOSトランジスタを用いて構成したが、バイポーラトランジスタ等を用いても同様に構成することが可能である。 In the first embodiment, an N-channel MOS transistor is used as the configuration of the diode-connected transistor, but a P-channel MOS transistor may be used. The same applies to the embodiments described later. In addition, although a MOS transistor is used here, the same configuration can be achieved using a bipolar transistor or the like.
(実施の形態2)
図3は、実施の形態2に係る差動増幅回路1aの構成を示す回路図である。実施の形態1で前述した構成要素と同一の構成要素には、同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the
差動増幅回路1aの初段増幅回路2aは、ダイオード接続トランジスタブロック4aを備えている。ダイオード接続トランジスタブロック4aは、ダイオード接続トランジスタ5a・6aを有している。ダイオード接続トランジスタブロック4aには、一対のNチャネル型MOSトランジスタM2C(電流源)が設けられている。MOSトランジスタM2Cの一方のソース端子は、共通ラインに接続されており、そのドレイン端子は、MOSトランジスタM2APのドレイン端子に接続されている。MOSトランジスタM2Cの他方のソース端子は、共通ラインに接続されており、そのドレイン端子は、MOSトランジスタM2AMのドレイン端子に接続されている。一対のMOSトランジスタM2Cのゲート端子には、所定の一定電圧vb1が印加される。
The first
このように一対のMOSトランジスタM2Cを追加することにより、ダイオード接続トランジスタ5a・6aのサイズを大きくすることなく、初段増幅回路2aの差動対MOSトランジスタM1P・M1Mのサイズ、及び、流す電流を増大することができ、ノイズ、及び帯域を改善することが可能である。つまり、差動対MOSトランジスタM1P・M1Mに流れる電流のほとんどを一対のMOSトランジスタM2Cに流すため、MOSトランジスタM2BPおよびM2BMに流す電流を小さくすることができる。
By adding a pair of MOS transistors M2C in this way, the size of the differential pair MOS transistors M1P and M1M of the first
(実施の形態3)
図4は、実施の形態3に係る全差動増幅回路1bの構成を示す回路図である。全差動増幅回路1bは、ダイオード接続トランジスタブロック4bを有している。ダイオード接続トランジスタブロック4bには、ダイオード接続トランジスタ5b・6bが設けられている。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a fully
ダイオード接続トランジスタ5bは、直列に接続されたPチャネル型MOSトランジスタM2BPXと、Nチャネル型MOSトランジスタM2APとを有している。MOSトランジスタM2BPXのソース端子S1Xは、共通ラインに接続されている。MOSトランジスタM2BPXのドレイン端子D1Xは、MOSトランジスタM2APのドレイン端子D3に接続されている。MOSトランジスタM2BPXのゲート端子G1XとMOSトランジスタM2APのゲート端子G3とは、MOSトランジスタM2APのドレイン端子D3に接続されている。
The diode-connected
ダイオード接続トランジスタ6bには、直列に接続されたPチャネル型MOSトランジスタM2BMXと、Nチャネル型MOSトランジスタM2AMとを有している。MOSトランジスタM2BMXのソース端子S2Xは、共通ラインに接続されている。MOSトランジスタM2BMXのドレイン端子D2Xは、MOSトランジスタM2AMのドレイン端子D4に接続されている。MOSトランジスタM2BMXのゲート端子G2XとMOSトランジスタM2AMのゲート端子G4とは、MOSトランジスタM2AMのドレイン端子D4に接続されている。
The
全差動増幅回路1bは、一対のNチャネル型MOSトランジスタM0C2を有している。一方のNチャネル型MOSトランジスタM0C2のソース端子は、他の共通ラインに接続され、ドレイン端子は、MOSトランジスタM2APのソース端子S3に接続されている。他方のNチャネル型MOSトランジスタM0C2のソース端子は、他の共通ラインに接続され、ドレイン端子は、MOSトランジスタM2AMのソース端子S4に接続されている。一対のMOSトランジスタM0C2のそれぞれのゲート端子には、所定の一定電圧vb1aが印加される。M2APのソース端子S3とM2AMのソース端子S4は短絡されている。
The fully
全差動増幅回路1bは、Nチャネル型MOSトランジスタM1Pを有している。MOSトランジスタM1Pのドレイン端子は、MOSトランジスタM2APのドレイン端子D3に接続されている。MOSトランジスタM1Pのゲート端子には、差動入力電圧vinpが印加される。
The fully
全差動増幅回路1bには、Nチャネル型MOSトランジスタM1Mが設けられている。MOSトランジスタM1Mのドレイン端子は、MOSトランジスタM2AMのドレイン端子D4に接続されている。MOSトランジスタM1Mのゲート端子には、差動入力電圧vinmが印加される。
The fully
全差動増幅回路1bは、Nチャネル型MOSトランジスタM0Cを有している。MOSトランジスタM0Cのソース端子は、他の共通ラインに接続されている。MOSトランジスタM0Cのドレイン端子は、MOSトランジスタM1Pのソース端子及びMOSトランジスタM1Mのソース端子に接続されている。MOSトランジスタM0Cのゲート端子には、電圧vb1bが印加される。
The fully
このように、ダイオード接続トランジスタを、Nチャネル型MOSトランジスタとPチャネル型MOSトランジスタとを組み合わせて構成してもよい。このとき、トランスコンダクタンスgm2A>>トランスコンダクタンスgm2Bとすることにより、差動トランジスタM1P・M1Mのドレイン端子が接続される端子間の差動モードインピーダンスを低く保ったまま、該端子間のコモンモードインピーダンスを大きくすることができる。また、該端子のコモンモード電圧を、差動モードインピーダンスに影響を与えずに電源電圧レベルから下げることができる。 As described above, the diode-connected transistor may be configured by combining the N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor. At this time, by setting transconductance gm 2A >> transconductance gm 2B , the common mode between the terminals is maintained while the differential mode impedance between the terminals to which the drain terminals of the differential transistors M1P and M1M are connected is kept low. Impedance can be increased. Also, the common mode voltage of the terminal can be lowered from the power supply voltage level without affecting the differential mode impedance.
なお、全差動増幅回路1bを前段増幅回路とし、実施の形態1および2に記載のものと同様の後段増幅回路を追加することにより(実施の形態1および2の後段増幅回路の極性を反転する必要がある)、全差動増幅回路1および1aと同様の全差動増幅回路を構成することができる。このとき、後段増幅回路の差動入力をそれぞれトランジスタM2APとM2AMのドレイン端子D3とD4に接続する。
The fully-
(実施の形態4)
図5は、実施の形態4に係る差動増幅回路1cの構成を示す回路図である。実施の形態1で前述した構成要素と同一の構成要素には、同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a
差動増幅回路1cには、ダイオード接続トランジスタブロック4と電源が供給される共通ラインとの間にNチャネル型MOSトランジスタM2Cが設けられている。MOSトランジスタM2Cのソース端子は、共通ラインに接続され、ドレイン端子は、MOSトランジスタM2BPのソース端子及びMOSトランジスタM2BMのソース端子に接続されている。MOSトランジスタM2Cのゲート端子とドレイン端子とは、互いに接続されている。
In the
このように、ダイオード接続トランジスタと電源端子との間にさらにダイオード接続トランジスタを配置することにより、端子TCの電圧を一定値にバイアスすることができ、初段増幅回路の出力コモンモード電圧をさらに柔軟に設定することが可能である。 As described above, by further disposing the diode-connected transistor between the diode-connected transistor and the power supply terminal, the voltage of the terminal TC can be biased to a constant value, and the output common mode voltage of the first stage amplifier circuit can be more flexible. It is possible to set.
以上のように実施の形態1〜4に示すダイオード接続トランジスタを負荷に持つ差動増幅回路を用いることにより、出力差動インピーダンスを低く保ったまま、出力コモンモード電圧を任意に設定することが可能となる。また、実施の形態の差動増幅回路と、差動対とテールトランジスタから構成される差動増幅回路を組み合わせることにより、従来問題であったコモンモードの不安定性を回避可能な演算増幅回路を実現することが可能となる。 As described above, by using the differential amplifier circuit having the diode-connected transistor shown in the first to fourth embodiments as a load, it is possible to arbitrarily set the output common mode voltage while keeping the output differential impedance low. It becomes. Also, by combining the differential amplifier circuit of the embodiment with the differential amplifier circuit composed of a differential pair and a tail transistor, an operational amplifier circuit that can avoid common-mode instability that was a problem in the past has been realized. It becomes possible to do.
本発明は、CMOSプロセスによって形成された差動増幅回路に限定されず、バイポーラ型の差動増幅回路に対しても適用することができる。 The present invention is not limited to the differential amplifier circuit formed by the CMOS process, and can also be applied to a bipolar differential amplifier circuit.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、低電源電圧により高速動作が可能な差動増幅回路に適用することができる。 The present invention can be applied to a differential amplifier circuit capable of high-speed operation with a low power supply voltage.
1 差動増幅回路
2 初段増幅回路
3 後段増幅回路
4 ダイオード接続トランジスタブロック
5、6 ダイオード接続トランジスタ
M2BP、M2BM MOSトランジスタ(第1トランジスタ素子)
M2AP、M2AM MOSトランジスタ(第2トランジスタ素子)
M2C MOSトランジスタ(電流源)
S1、S2 ソース端子
D1、D2 ドレイン端子
G1、G2 ゲート端子
S3、S4 ソース端子
D3、D4 ドレイン端子
G3、G4 ゲート端子
DESCRIPTION OF
M2AP, M2AM MOS transistor (second transistor element)
M2C MOS transistor (current source)
S1, S2 Source terminal D1, D2 Drain terminal G1, G2 Gate terminal S3, S4 Source terminal D3, D4 Drain terminal G3, G4 Gate terminal
Claims (5)
各ダイオード接続トランジスタは、所定のバイアス電圧が印加されるソース端子を有する第1トランジスタ素子と、
前記第1トランジスタ素子のドレイン端子にソース端子が接続された第2トランジスタ素子とを有し、
前記第1トランジスタ素子のゲート端子と、前記第2トランジスタ素子のゲート端子とが、前記第2トランジスタ素子のドレイン端子に接続され、
一方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子と、他方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子とが、互いに接続されており、
差動出力端子が、各ダイオード接続トランジスタにそれぞれ設けられた第2トランジスタ素子のドレイン端子であることを特徴とする全差動増幅回路。 In a fully differential amplifier circuit comprising a pair of diode-connected transistors arranged in parallel with each other,
Each diode-connected transistor includes a first transistor element having a source terminal to which a predetermined bias voltage is applied;
A second transistor element having a source terminal connected to a drain terminal of the first transistor element;
A gate terminal of the first transistor element and a gate terminal of the second transistor element are connected to a drain terminal of the second transistor element;
The source terminal of the second transistor element provided in one diode-connected transistor and the source terminal of the second transistor element provided in the other diode-connected transistor are connected to each other,
A fully differential amplifier circuit, wherein the differential output terminal is a drain terminal of a second transistor element provided in each diode-connected transistor.
前記初段増幅回路は請求項1に記載の全差動増幅回路であることを特徴とする差動増幅回路。 In the differential amplifier circuit further comprising a first stage amplifier circuit and a rear stage amplifier circuit provided on the rear stage side of the first stage amplifier circuit,
The differential amplifier circuit according to claim 1, wherein the first stage amplifier circuit is the fully differential amplifier circuit according to claim 1.
各ダイオード接続トランジスタは、所定のバイアス電圧が印加されるソース端子を有する第1極性の第1トランジスタ素子と、
前記第1トランジスタ素子のドレイン端子にドレイン端子が接続された前記第1極性と異なる第2極性の第2トランジスタ素子とを有し、
前記第1トランジスタ素子のゲート端子と、前記第2トランジスタ素子のゲート端子とが、前記第2トランジスタ素子のドレイン端子に接続され、
一方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子と、他方のダイオード接続トランジスタに設けられた第2トランジスタ素子のソース端子とが、互いに接続されており、
差動出力端子が、各ダイオード接続トランジスタにそれぞれ設けられた第2トランジスタ素子のドレイン端子であることを特徴とする全差動増幅回路。 In a fully differential amplifier circuit comprising a pair of diode-connected transistors arranged in parallel with each other,
Each diode-connected transistor includes a first transistor element having a first polarity having a source terminal to which a predetermined bias voltage is applied;
A second transistor element having a second polarity different from the first polarity and having a drain terminal connected to a drain terminal of the first transistor element;
A gate terminal of the first transistor element and a gate terminal of the second transistor element are connected to a drain terminal of the second transistor element;
The source terminal of the second transistor element provided in one diode-connected transistor and the source terminal of the second transistor element provided in the other diode-connected transistor are connected to each other,
A fully differential amplifier circuit, wherein the differential output terminal is a drain terminal of a second transistor element provided in each diode-connected transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006100919A JP4545705B2 (en) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | Differential amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006100919A JP4545705B2 (en) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | Differential amplifier circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007274631A true JP2007274631A (en) | 2007-10-18 |
JP4545705B2 JP4545705B2 (en) | 2010-09-15 |
Family
ID=38676898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006100919A Expired - Fee Related JP4545705B2 (en) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | Differential amplifier circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4545705B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010074636A (en) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Semiconductor Technology Academic Research Center | Differential operational amplifier circuit and pipeline-type a/d conversion device employing the same |
JP2010287945A (en) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Operational amplifier |
JP2016167704A (en) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | 株式会社東芝 | Active load circuit and semiconductor integrated circuit |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0388405A (en) * | 1989-08-30 | 1991-04-12 | Toko Inc | Variable transconductance amplifier circuit |
WO1999031797A1 (en) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Asahi Kasei Microsystems Co., Ltd. | Integrated circuit, current mirror circuit, and method of fabricating current mirror circuit |
JP2000151302A (en) * | 1998-09-08 | 2000-05-30 | Toshiba Corp | Transconductor and filter circuit using the same |
JP2003508950A (en) * | 1999-09-01 | 2003-03-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Load device |
JP2003258573A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Electronic circuit apparatus |
JP2004242078A (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Fujitsu Ltd | In-phase feedback circuit |
JP2005347949A (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Sony Corp | Differential amplification circuit |
-
2006
- 2006-03-31 JP JP2006100919A patent/JP4545705B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0388405A (en) * | 1989-08-30 | 1991-04-12 | Toko Inc | Variable transconductance amplifier circuit |
WO1999031797A1 (en) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Asahi Kasei Microsystems Co., Ltd. | Integrated circuit, current mirror circuit, and method of fabricating current mirror circuit |
JP2000151302A (en) * | 1998-09-08 | 2000-05-30 | Toshiba Corp | Transconductor and filter circuit using the same |
JP2003508950A (en) * | 1999-09-01 | 2003-03-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Load device |
JP2003258573A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Electronic circuit apparatus |
JP2004242078A (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Fujitsu Ltd | In-phase feedback circuit |
JP2005347949A (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Sony Corp | Differential amplification circuit |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010074636A (en) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Semiconductor Technology Academic Research Center | Differential operational amplifier circuit and pipeline-type a/d conversion device employing the same |
JP4564558B2 (en) * | 2008-09-19 | 2010-10-20 | 株式会社半導体理工学研究センター | Differential operational amplifier circuit and pipeline type A / D converter using the same |
US7898449B2 (en) | 2008-09-19 | 2011-03-01 | Semiconductor Technology Academic Research Center | Differential operational amplifier circuit correcting settling error for use in pipelined A/D converter |
JP2010287945A (en) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Operational amplifier |
JP2016167704A (en) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | 株式会社東芝 | Active load circuit and semiconductor integrated circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4545705B2 (en) | 2010-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7956597B2 (en) | Reference buffer circuits for providing reference voltages | |
KR100377064B1 (en) | Fully differential folded cascade cmos operational amplifier having adaptive biasing and common mode feedback circuits | |
JP3388721B2 (en) | Differential amplifier and method for compensating the differential amplifier | |
US9634685B2 (en) | Telescopic amplifier with improved common mode settling | |
US7298210B2 (en) | Fast settling, low noise, low offset operational amplifier and method | |
JP4784818B2 (en) | CMOS amplifier using four-terminal double insulated gate field transistor, multi-input CMOS amplifier, high gain multi-input CMOS amplifier, high gain high stability multi-input CMOS amplifier and multi-input CMOS differential amplifier using the same | |
JP2008067143A (en) | Differential amplifier circuit and sample-and-hold circuit | |
JP2006222796A (en) | Operational amplifier circuit | |
US7414472B2 (en) | Differential amplifying circuit | |
US6833760B1 (en) | Low power differential amplifier powered by multiple unequal power supply voltages | |
US20080157873A1 (en) | Fully differential amplification device | |
JP4545705B2 (en) | Differential amplifier circuit | |
WO2020129184A1 (en) | Class ab amplifier and operational amplifier | |
US20050162198A1 (en) | Operational amplifier including low DC gain wideband feed forward circuit and high DC gain narrowband gain circuit | |
KR20060099976A (en) | Operational trans-conductance amplifier using current sink | |
JP2011166278A (en) | Differential amplifying circuit, two-stage amplifying circuit and a/d conversion circuit using them | |
JP2011061611A (en) | Operational amplifier | |
CN111344949B (en) | Class AB amplifier and operational amplifier | |
CN112511110B (en) | High-linearity programmable gain amplifier | |
JP2009060376A (en) | Amplifier circuit, sample holding circuit using the same, and analog-digital converter using the circuit | |
US7609112B2 (en) | Boosted tail-current circuit | |
JP3930461B2 (en) | Amplifier circuit and liquid crystal display device using the same | |
Nayak et al. | Design of high gain operational transconductance amplifiers in 180 nm CMOS technology | |
JP4686758B2 (en) | Multi-input CMOS amplifier using insulated gate field effect transistor and high-gain multi-input CMOS amplifier, high-stable multi-input CMOS amplifier, high-gain high-stable multi-input CMOS amplifier, multi-input CMOS differential amplifier using the same | |
JP2012156611A (en) | Operational amplification circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100303 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100309 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100414 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100629 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100630 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |