JP2009152680A - 増幅回路 - Google Patents
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Abstract
【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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
・ 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。
○ 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。
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。
Claims (5)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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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