JP2009152680A - 増幅回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な回路構成により、出力電圧範囲の拡大が可能なバッファアンプを提供する。
【解決手段】電流源CS1及びトランジスタP1を用いて、第1のソースフォロワ回路を構成し、電流源CS2及びトランジスタN1を用いて第2のソースフォロワ回路を構成する。第1のソースフォロワ回路の出力端子には、トランジスタN2のゲート端子及びトランジスタP4のソース端子を接続する。第2のソースフォロワ回路の出力端子には、トランジスタP2のゲート端子及びトランジスタN4のソース端子を接続する。トランジスタ(P4、N4)のゲート端子には、それぞれ電圧(V11,V12)を供給する。そして、低電圧領域では、トランジスタP2の代わりにトランジスタN4を動作させ、高電圧領域では、トランジスタN2の代わりにトランジスタP4を動作させる。
【選択図】図2

Description

本発明は、入力電圧に追従した出力電圧を出力するバッファアンプに関し、特に出力電圧範囲が広い増幅回路に関するものである。
従来、供給された入力信号に応じて、利得1倍で増幅した出力信号を出力するバッファアンプが利用されることがある。また、オペアンプをバッファアンプとして利用する場合には、フィードバックが必要であり、回路構成が複雑になる。そこで、例えば、低消費電力かつ電圧精度のよいドライバ回路が検討されている(例えば、特許文献1参照。)。このドライバ回路においては、入力信号に応じた出力基本電圧を出力する電圧生成部と、電圧生成部が出力した出力基本電圧に応じた出力電圧を出力する第1のバッファ回路と、第1のバッファ回路より消費電力が大きく、出力電圧に応じた電圧を生成して出力信号として出力する第2のバッファ回路とを備える。更に、第1のバッファ回路と略同一の特性の模擬バッファ回路を有し、電圧生成部が出力した出力基本電圧に応じた模擬電圧を生成し、この模擬電圧に基づいて、電圧生成部が出力する出力基本電圧を制御する。
また、出力電圧範囲の拡大が可能なバッファアンプも検討されている(例えば、特許文献2参照。)。このバッファアンプは、入力電圧が印加されるnチャンネルのソースフォロワ回路及びpチャンネルのソースフォロワ回路とを備える。更に、この2つのソースフォロワ回路の出力がそれぞれ接続され出力電圧を出力する出力段回路を備える。そして、nチャンネルのソースフォロワ回路の出力電流を入力電流とし出力電流を出力段回路の出力に供給する第1の電流ミラー回路と、pチャンネルのソースフォロワ回路の出力電流を入力電流とし出力電流を出力段回路の出力に供給する第2の電流ミラー回路とを設ける。
特開2005−217949号公報(図3) 特開2002−185269号公報(図1)
しかし、従来のバッファアンプでは出力電圧範囲(スイング)が十分でなかったことを以下に説明する。まず、特許文献1に記載されたドライバ回路の概略図を図14に示す。このドライバ回路においては、パルス発生器500の出力を、第1のバッファ回路510と第2のバッファ回路520とを用いて増幅する。しかし、この回路では、入力電圧が高い領域では、第2のバッファ回路520の出力電圧は、トランジスタ531のベース・エミッタ電圧によって制限され、低電圧側ではトランジスタ532によって制限される。
そこで、特許文献2には、図15に示す概略図のように、スイングを大きくするため電流ミラー回路(640、650)が設けられている。この電流ミラー回路(640、650)は、それぞれ、トランジスタ(641、642)、トランジスタ(651、652)から構成されており、ソースフォロア回路(610、620)が、動作しない範囲で出力電圧を供給する。
しかし、電流ミラー回路640のトランジスタ641を動作させるためには、ソースフォロア回路610のトランジスタ611のドレイン電圧をできるだけ下げなけばならない。入力電圧が高くなり電源電圧に近くなった場合、トランジスタ611のドレイン電圧も高くなるため、電流ミラー回路640のトランジスタ641を十分に駆動できなくなる。
この場合、トランジスタ611の閾値電圧を大きくすることによって、電流ミラー回路
640のドライブ能力を確保することも可能であるが、この場合には、トランジスタ611のソース・ドレイン間電圧が小さいため、動作が遅くなるという問題がある。このような問題は、入力電圧が低い場合にも、ソースフォロア回路620と電流ミラー回路650との関係において生じる。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、簡易な回路構成により、出力電圧範囲の拡大が可能なバッファアンプを提供することにある。
上記問題点を解決するために、本発明は、入力電圧が供給される第1、第2のソースフォロワ回路と、前記第1のソースフォロワ回路の出力が制御端子に供給されるとともに、第1端子に電源電圧が供給される第1出力トランジスタと、前記第2のソースフォロワ回路の出力が制御端子に供給されるとともに、第1端子に基底電圧が供給される第2出力トランジスタと、前記第1のソースフォロワ回路の出力端子が第2端子に接続されるとともに、第1バイアス電圧が制御端子に入力される第1補助トランジスタと、前記第2のソースフォロワ回路の出力端子が第2端子に接続されるとともに、第2バイアス電圧が制御端子に入力される第2補助トランジスタと、前記第1、第2出力トランジスタの第2端子と、前記第1、第2補助トランジスタの第1端子との接続ノードの電圧を出力する出力手段とを設けたことを要旨とする。これにより、第1、第2出力トランジスタの閾値電圧の影響を受ける電圧領域において、第1、第2補助トランジスタを動作させて、広い出力電圧範囲を確保することができる。
本発明の増幅回路において、前記第1のソースフォロワ回路は、第1電流源と第1導電型の第1トランジスタとを含んで構成され、前記第2のソースフォロワ回路は、第2電流源と第2導電型の第2トランジスタとを含んで構成されていることを要旨とする。これにより、第1、第2出力トランジスタを駆動させることができる。
本発明の増幅回路において、前記第1バイアス電圧として、前記電源電圧から前記第1トランジスタの閾値電圧を差し引いた値を基準に設定された電圧を供給することにより、前記第1トランジスタがオフした場合に、前記第1補助トランジスタをオンし、前記第2バイアス電圧として、前記基底電圧に前記第2トランジスタの閾値電圧を加えた値を基準に設定された電圧を供給することにより、前記第2トランジスタがオフした場合に、前記第2補助トランジスタをオンさせるように構成したことを要旨とする。これにより、第1、第2トランジスタがオフして、第1、第2出力トランジスタを駆動できなくなった場合にも、第1、第2補助トランジスタを動作させて、広い出力電圧範囲を確保することができる。
本発明の増幅回路において、前記第1、第2トランジスタを電界効果型のトランジスタ素子を用いて構成したことを要旨とする。これにより、電界効果型のトランジスタ素子を用いて第1、第2のソースフォロワ回路を実現することができる。
本発明の増幅回路において、前記第1、第2トランジスタをバイポーラ型のトランジスタ素子を用いて構成したことを要旨とする。これにより、バイポーラ型のトランジスタ素子を用いて第1、第2のソースフォロワ回路を実現することができる。
本発明によれば、簡易な回路構成により、出力電圧範囲の拡大が可能なバッファアンプを提供することができる。
以下、本発明を具体化した増幅回路としてのバッファアンプの一実施形態を図1〜図11に従って説明する。本実施形態のバッファアンプは、特許文献1の回路に対して、第1、第2補助トランジスタを設けたことを特徴とする。ここで、第1補助トランジスタは、入力電圧が電源電圧に近い場合に動作し、第2補助トランジスタは、入力電圧が接地電位に近い場合に動作する。なお、本実施形態では、バッファアンプを電界効果型のトランジスタ素子を用いて構成し、ゲート端子、ドレイン端子、ソース端子が、それぞれ制御端子、第1端子、第2端子として機能する。
本実施形態のバッファアンプは、図1に示すように、シリーズレギュレータSR1に適用される。このシリーズレギュレータSR1は、アンプ10、抵抗R1、容量C1、バッファアンプ20、抵抗R2、及び抵抗R3から構成されている。
アンプ10には、シリーズレギュレータSR1への入力信号が供給される。このアンプ10の出力は、バッファアンプ20に供給される。なお、アンプ10の出力端子と接地ラインL1との間には、抵抗R1、容量C1が存在する。
バッファアンプ20の出力は、出力トランジスタ30のゲート端子に供給される。この出力トランジスタ30は、pチャンネル型(第1導電型)のMOS構造の電界効果型トランジスタ素子によって構成される。出力トランジスタ30のソース端子は電源ラインL2に接続される。また、出力トランジスタ30のドレイン端子は抵抗(R2,R3)を介して接地ラインL1に接続される。そして、出力トランジスタ30のドレイン端子の電圧が出力電圧になる。この出力電圧は、抵抗(R2,R3)により抵抗分割されて、アンプ10に帰還される。
次に、図2を用いて、バッファアンプ20の構成を説明する。このバッファアンプ20には、電源電圧が供給される電源ラインL2と基底電圧が供給される接地ラインL1とが接続される。そして、バッファアンプ20の入力端子には、電圧V1が供給され、出力端子から電圧V2が出力される。
バッファアンプ20の入力端子はトランジスタ(P1、N1)のゲート端子に接続されており、これらのゲート端子には電圧V1が供給される。このトランジスタP1はpチャンネル型(第1導電型)のMOS構造のトランジスタ素子(第1トランジスタ)によって構成され、トランジスタN1はnチャンネル型(第2導電型)のMOS構造のトランジスタ素子(第2トランジスタ)によって構成される。
トランジスタP1のソース端子には、電源電圧VCCの電源ラインL2に接続されている電流源CS1(第1電流源)から電流が供給される。トランジスタP1のドレイン端子は、接地ラインL1に接続される。これにより、電流源CS1及びトランジスタP1は、第1のソースフォロワ回路を構成する。
一方、トランジスタN1のドレイン端子は、電源ラインL2に接続される。そして、トランジスタN1のソース端子は、電流源CS2(第2電流源)を介して、接地ラインL1に接続される。これにより、電流源CS2及びトランジスタN1は、第2のソースフォロワ回路を構成する。
電流源CS1とトランジスタP1との接続ノード(第1のソースフォロワ回路の出力端子)には、トランジスタN2のゲート端子及びトランジスタP4のソース端子が接続される。また、電流源CS2とトランジスタN1との接続ノード(第2のソースフォロワ回路の出力端子)には、トランジスタP2のゲート端子及びトランジスタN4のソース端子が接続される。トランジスタ(N2、N4)はnチャンネル型のMOS構造のトランジスタ
素子であり、トランジスタ(P2,P4)はpチャンネル型のMOS構造のトランジスタ素子である。
トランジスタN2は第1出力トランジスタとして機能し、このドレイン端子は電源ラインL2に接続される。トランジスタN2のソース端子は、トランジスタP2のソース端子に接続される。トランジスタP2は第2出力トランジスタとして機能し、このドレイン端子は、接地ラインL1に接続される。
トランジスタP4は第1補助トランジスタとして機能し、このゲート端子には第1バイアス電圧としての電圧V11が供給される。一方、トランジスタN4は第2補助トランジスタとして機能し、このゲート端子には第2バイアス電圧としての電圧V12が供給される。この電圧V11には、電源電圧からトランジスタP1の閾値電圧を差し引いた値を基準に設定された電圧として、電源電圧VCCから閾値電圧Vthを差し引いた電圧より所定値だけ低い値を用いる。一方、電圧V12には、基底電圧にトランジスタN1の閾値電圧を加えた値を基準に設定された電圧として、閾値電圧Vthより所定値だけ高い値を用いる。
そして、トランジスタP4のドレイン端子とトランジスタN4のドレイン端子とが相互に接続される。
バッファアンプ20の出力端子(出力手段)は、トランジスタ(N4,P4)の接続ノード、トランジスタ(P2,N2)の接続ノードに接続されている。
(バッファアンプ20の動作)
以下、図3〜図8を用いて、バッファアンプ20の動作を説明する。ここでは、中間電圧領域、低電圧領域、高電圧領域に分けて説明する。
〔中間電圧領域〕
まず、図3、4を用いて、電圧V1が中間電圧領域(閾値電圧Vth〜電圧〔VCC−Vth〕の範囲)にある場合のバッファアンプ20の動作を説明する。
この場合には、図4(b)に示すように、トランジスタ(P1、N1)がオンして、電流(IP1、IN1)が流れる。一方、図3に示すように、トランジスタ(P4、N4)のゲート・ソース間電圧が小さいため、トランジスタ(P4、N4)はオフして、電流(IP4、IN4)は「0」になる。そして、トランジスタ(P2、N2)には、図4(c)に示す電流(IP2、IN2)が流れる。
このような回路構成は、所謂ダイヤモンド・バッファ回路を構成している。この回路では、トランジスタP1及び電流源CS1からなる第1のソースフォロア回路と、トランジスタN1及び電流源CS2からなる第2のソースフォロア回路とから構成され、各ソースフォロア回路の出力によりトランジスタ(N2、P2)が駆動されて、図4(a)に示すように、電圧V2(=電圧V1)が出力される。
〔低電圧領域〕
次に、図5、6を用いて、入力電圧が低電圧領域(接地電圧〜閾値電圧Vthの範囲)にある場合のバッファアンプ20の動作を説明する。
バッファアンプ20に入力される電圧V1が低くなった場合、トランジスタN1のゲート端子電圧が接地電圧GNDに近づく。そして、電圧V1と接地電圧GNDの差がトランジスタN1の閾値電圧Vth以下になった場合、図5に示すように、トランジスタP1はオン状態を維持するが、トランジスタN1はオフする。この場合、トランジスタP4はオ
フしたままであるが、トランジスタN4のソース端子から電流源CS2に電流I2が供給されるため、トランジスタN4のソース端子電圧が低下する。そして、トランジスタN4のゲート・ソース間電圧が閾値電圧Vthを超えた場合、トランジスタN4がオンする。
これにより、トランジスタP2の代わりにトランジスタN4が動作し、図6(b)に示すように、電流IN4が流れる。この電流IN4の大きさは電流源CS2の電流I2と同じである。このトランジスタN4に供給される電圧V12を高めに設定しておくと、トランジスタN4に早く切り替わることになる。
ここで、出力端子からの電流の入出力がない場合、図6(c)に示すように、トランジスタN2、トランジスタN4及び電流源CS2はソースフォロア回路として機能し、トランジスタN2には電流IN2が流れる。そして、このソースフォロア回路は、トランジスタP1及び電流源CS1の出力により駆動されて、図6(a)に示すように、電圧V1に応じた電圧V2が出力される。
〔高電圧領域〕
次に、図7、8を用いて、入力電圧が高電圧領域(電圧〔VCC−Vth〕〜電源電圧VCCの範囲)にある場合のバッファアンプ20の動作を説明する。
バッファアンプ20に入力される電圧V1が高くなった場合、トランジスタP1のゲート端子電圧が電源電圧VCCに近づく。そして、電圧V1と電源電圧VCCの差がトランジスタP1の閾値電圧Vth以下になった場合、図7に示すように、トランジスタN1はオン状態を維持するが、トランジスタP1がオフする。この場合、トランジスタN4はオフしたままであるが、電流源CS1の電流I1がトランジスタP4のソース端子に供給されるため、トランジスタP4のソース端子電圧が上昇する。そして、トランジスタP4のゲート・ソース間電圧が閾値電圧Vthを超えた場合、トランジスタP4がオンする。
これにより、トランジスタN2の代わりにトランジスタP4が動作し、図8(b)に示すように、電流IP4が流れる。この電流IP4は電流源CS1の電流I1と同じである。このトランジスタP4に供給される電圧V11を低めに設定しておくと、トランジスタP4に早く切り替わることになる。
ここで、出力端子からの電流の入出力がない場合、図8(c)に示すように、トランジスタP2、トランジスタP4及び電流源CS1はソースフォロア回路として機能し、トランジスタP2には電流IP2が流れる。そして、このソースフォロア回路は、トランジスタN1及び電流源CS2の出力により駆動されて、図8(a)に示すように、電圧V1に応じた電圧V2が出力される。
(シリーズレギュレータの動作)
このようなバッファアンプ20は、図1に示すようなシリーズレギュレータSR1に利用される。この場合、シリーズレギュレータSR1において出力トランジスタ30は面積が大きいトランジスタである。このため、シリーズレギュレータSR1の出力電流が「0」の場合にも、バッファアンプ20の出力電圧が電源電圧付近まで上昇しないと、出力トランジスタ30が十分にオフにならないので漏れ電流を生じる。この漏れ電流により出力電圧が上昇してしまうことがある。このような漏れ電流の影響を減らすため、抵抗(R2,R3)の抵抗値を減らしたり、出力にブリーダ抵抗を追加したりする必要があり、この結果、消費電流が増えてしまう。
また、バッファアンプ20の出力電圧を接地電圧GNDに近づけることができれば、出力トランジスタ30に電流を流し易くできる。従って、同じ出力電流を得る場合にも、よ
り小さな出力トランジスタ30を用いることができる。一方、同じ出力トランジスタ30を用いる場合には、より多くの出力電流を取り出すことができる。
このためには、バッファアンプ20の出力を、接地電圧GND〜電源電圧VCCまで、できるだけ大きくスイングさせることが望ましい。
ここで、バッファアンプ20の効用を示すため、図9に示すようにバッファアンプ20を備えていないシリーズレギュレータSR0を想定する。出力トランジスタ30が大きい場合、ソース・ゲート端子間に大きな容量C2が存在する。このようなシリーズレギュレータSR0を動作させる場合、図10(a)に示すように、ゲイン周波数特性において、出力容量C3によって生じる極PL1と、容量C2によって生じる極PL2が発生する。ここで、容量C1は容量C2より十分小さいので、容量C1は極PL2に影響を与えない。
この2つの極(PL1,PL2)が近いと、図10(b)に示す位相周波数特性において位相マージン(ゲイン=0dBでの位相)を十分に確保することができない。従って、シリーズレギュレータを安定的に動作させるためには、2つの極(PL1,PL2)が十分に離して、位相マージンを十分に確保することが望ましい。
そこで、バッファアンプ20を挿入することによって、2つの容量(C1、C2)を切り離すことができる。そして、バッファアンプ20により容量C2を十分にドライブすることができれば、容量C2による極がより高い周波数領域へ移動する。バッファアンプ20の入力に生じる抵抗R1と容量C1による極も、極PL1に比べ高い周波数領域に存在するので、バッファアンプ20の入力または出力で生じる極PL2が極PL1に比べ高周波へ移動する。この結果、図10(c)に示すように、2つの極(PL1,PL2)は離すことができ、高い周波数までゲインを維持することができる。更に、図10(d)に示すように、位相マージンを確保することができる。
上記実施形態の増幅回路によれば、以下のような効果を得ることができる。
・ 上記実施形態では、低電圧領域においては、トランジスタP2の代わりにトランジスタN4が動作し、高電圧領域においては、トランジスタN2の代わりにトランジスタP4が動作する。従来のバッファアンプの場合には、図11(a)に示すように、低電圧領域や高電圧領域においては、シリーズレギュータの出力側トランジスタの閾値電圧の影響を受けて、入力電圧に対して出力電圧が制限される。この結果、図11(b)に示すように、入力電圧が低い場合にも出力電流が制限され、入力電圧が高くなった場合にも漏れ電流が生じる。これに対して、トランジスタ(P4、N4)を設けることにより、図11(c)に示すように、トランジスタ(P2、N2)における閾値電圧の影響を受けず、入力電圧に対して出力電圧をフルスイングさせることができる。この結果、図11(d)に示すように、最大出力電流を大きくすることができるとともに、漏れ電流を抑制することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 上記実施形態では、バッファアンプ20をシリーズレギュレータに用いたが、用途はこれに限定されるものはない。
○ 上記実施形態では、電流源CS1をトランジスタP1に、電流源CS2をトランジスタN1に直接接続した。これに代えて、図12に示すバッファアンプ21のように、電流源CS1とトランジスタP1との間にトランジスタP3を設け、電流源CS2とトランジスタN1との間にトランジスタN3を設けることも可能である。この場合、トランジスタP1をpチャンネル型のMOS構造のトランジスタ素子、トランジスタN1をnチャンネル型のMOS構造のトランジスタ素子を用いて構成する。そして、トランジスタP3の
ゲート端子には電圧V11、トランジスタN3のゲート端子には電圧V12を入力する。これにより、トランジスタ(P3、N3)を含めて、第1、第2のソースフォロア回路を実現することができる。
○ 上記実施形態では、トランジスタ(P1,N1)はMOS構造のトランジスタ素子を用いて構成した。これに代えて、図13に示すバッファアンプ22のように、バイポーラ型トランジスタ素子であるトランジスタ(BP1,BN1)を用いて構成することも可能である。この場合、第1トランジスタとしてのトランジスタBP1にはpnp型、第2トランジスタとしてのトランジスBN1にはnpn型のトランジスタ素子を用いる。
本実施形態のシリーズレギュレータの全体構成の説明図。 本実施形態のバッファアンプの回路構成の説明図。 中間電圧領域におけるバッファアンプの動作の説明図。 中間電圧領域におけるバッファアンプの電圧特性であって、(a)は出力電圧、(b)はトランジスタ(P1、N1、P4、N4)の電流、(c)はトランジスタ(P2、N2)の電流の説明図。 低電圧領域におけるバッファアンプの動作の説明図。 低電圧領域におけるバッファアンプの電圧特性であって、(a)は出力電圧、(b)はトランジスタ(P1、N1、P4、N4)の電流、(c)はトランジスタ(P2、N2)の電流の説明図。 高電圧領域におけるバッファアンプの動作の説明図。 高電圧領域におけるバッファアンプの電圧特性であって、(a)は出力電圧、(b)はトランジスタ(P1、N1、P4、N4)の電流、(c)はトランジスタ(P2、N2)の電流の説明図。 従来のシリーズレギュレータの擬似回路の説明図。 シリーズレギュレータの周波数特性であって、(a)は従来の回路のゲイン、(b)は従来の回路の位相、(c)は本実施形態の回路のゲイン、(d)は本実施形態の回路の位相の説明図。 シリーズレギュレータの入力電圧特性であって、(a)は従来の回路の出力電圧、(b)は従来の回路の出力電流、(c)は本実施形態の回路の出力電圧、(d)は本実施形態の回路の出力電流の説明図。 他の実施形態のバッファアンプの回路構成の説明図。 他の実施形態のバッファアンプの回路構成の説明図。 従来のバッファアンプの回路構成の説明図。 従来のバッファアンプの回路構成の説明図。
符号の説明
L1…接地ライン、L2…電源ライン、SR1…シリーズレギュレータ、10…アンプ、R1…抵抗、C1…容量、20…バッファアンプ、R2…抵抗、R3…抵抗、P1,N1,P2,N2,P3,N3,P4,N4…トランジスタ、CS1,CS2…電流源。

Claims (5)

  1. 入力電圧が供給される第1、第2のソースフォロワ回路と、
    前記第1のソースフォロワ回路の出力が制御端子に供給されるとともに、第1端子に電源電圧が供給される第1出力トランジスタと、
    前記第2のソースフォロワ回路の出力が制御端子に供給されるとともに、第1端子に基底電圧が供給される第2出力トランジスタと、
    前記第1のソースフォロワ回路の出力端子が第2端子に接続されるとともに、第1バイアス電圧が制御端子に入力される第1補助トランジスタと、
    前記第2のソースフォロワ回路の出力端子が第2端子に接続されるとともに、第2バイアス電圧が制御端子に入力される第2補助トランジスタと、
    前記第1、第2出力トランジスタの第2端子と、前記第1、第2補助トランジスタの第1端子との接続ノードの電圧を出力する出力手段と
    を設けたことを特徴とする増幅回路。
  2. 前記第1のソースフォロワ回路は、第1電流源と第1導電型の第1トランジスタとを含んで構成され、
    前記第2のソースフォロワ回路は、第2電流源と第2導電型の第2トランジスタとを含んで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の増幅回路。
  3. 前記第1バイアス電圧として、前記電源電圧から前記第1トランジスタの閾値電圧を差し引いた値を基準に設定された電圧を供給することにより、前記第1トランジスタがオフした場合に、前記第1補助トランジスタをオンし、
    前記第2バイアス電圧として、前記基底電圧に前記第2トランジスタの閾値電圧を加えた値を基準に設定された電圧を供給することにより、前記第2トランジスタがオフした場合に、前記第2補助トランジスタをオンさせるように構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の増幅回路。
  4. 前記第1、第2トランジスタを電界効果型のトランジスタ素子を用いて構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の増幅回路。
  5. 前記第1、第2トランジスタをバイポーラ型のトランジスタ素子を用いて構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の増幅回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016501502A (ja) * 2012-12-19 2016-01-18 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated マルチステージ増幅器
JP2017208634A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 アズビル株式会社 Opアンプおよび電子回路

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5760708B2 (ja) * 2011-06-01 2015-08-12 株式会社リコー 画像形成装置および駆動電圧生成回路
KR101393932B1 (ko) * 2011-12-08 2014-05-12 진옥상 소신호 버퍼증폭회로
CN103825598B (zh) 2012-11-19 2018-11-13 恩智浦美国有限公司 轨间差分缓冲器输入级
US8723582B1 (en) 2013-02-19 2014-05-13 Freescale Semiconductor, Inc. Level shifter circuit
US9093992B1 (en) * 2014-01-27 2015-07-28 Maxim Integrated Products, Inc. Current-boosting output stage with short-circuit protection
US9467107B2 (en) 2014-03-10 2016-10-11 Freescale Semiconductor, Inc. Rail-to-rail follower circuits
US9331516B2 (en) 2014-05-18 2016-05-03 Freescale Semiconductor, Inc. Single power supply level shifter
CN105897246B (zh) 2014-12-26 2020-10-02 恩智浦美国有限公司 用于高电压应用的电压电平移位器
CN106612112B (zh) 2015-10-21 2022-02-08 恩智浦美国有限公司 具有共享有源负载的轨对轨比较器
US10205423B1 (en) 2017-08-11 2019-02-12 Nxp Usa, Inc. Rail-to-rail source follower
RU2684489C1 (ru) * 2018-06-08 2019-04-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Буферный усилитель на комплементарных полевых транзисторах с управляющим p-n переходом для работы при низких температурах
RU2711725C1 (ru) * 2019-06-20 2020-01-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Быстродействующий выходной каскад аналоговых микросхем на комплементарных полевых транзисторах с управляющим p-n переходом для работы при низких температурах
US11188112B2 (en) * 2020-03-27 2021-11-30 Analog Devices, Inc. Current mirror arrangements with adjustable offset buffers

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6085615A (ja) * 1983-10-17 1985-05-15 Sony Corp バツフア・アンプ
JPH05304425A (ja) * 1992-04-24 1993-11-16 Toyota Motor Corp 半導体集積回路
JPH0865134A (ja) * 1994-08-17 1996-03-08 Toshiba Corp バッファ回路
JPH09199951A (ja) * 1995-07-24 1997-07-31 Motorola Inc 演算増幅器のための出力段
JP2001273042A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mosレギュレータ回路
JP2005196354A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Ricoh Co Ltd 電源回路
JP2007249712A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Fujitsu Ltd リニアレギュレータ回路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833424A (en) * 1988-04-04 1989-05-23 Elantec Linear amplifier with transient current boost
JP3399329B2 (ja) * 1997-12-09 2003-04-21 株式会社村田製作所 演算増幅器
JP2002185269A (ja) 2000-12-18 2002-06-28 Yokogawa Electric Corp バッファアンプ
JP3905889B2 (ja) 2004-01-30 2007-04-18 株式会社アドバンテスト ドライバ回路
US7394316B1 (en) * 2006-08-31 2008-07-01 Texas Instruments Incorporated High speed, high current gain voltage buffer and method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6085615A (ja) * 1983-10-17 1985-05-15 Sony Corp バツフア・アンプ
JPH05304425A (ja) * 1992-04-24 1993-11-16 Toyota Motor Corp 半導体集積回路
JPH0865134A (ja) * 1994-08-17 1996-03-08 Toshiba Corp バッファ回路
JPH09199951A (ja) * 1995-07-24 1997-07-31 Motorola Inc 演算増幅器のための出力段
JP2001273042A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mosレギュレータ回路
JP2005196354A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Ricoh Co Ltd 電源回路
JP2007249712A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Fujitsu Ltd リニアレギュレータ回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016501502A (ja) * 2012-12-19 2016-01-18 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated マルチステージ増幅器
JP2017208634A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 アズビル株式会社 Opアンプおよび電子回路

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