JP2009207082A - ビデオ信号出力段アンプ - Google Patents

Abstract

【課題】電源ノイズの出力への影響を低減する。
【解決手段】一対のｐチャネルトランジスタの差動トランジスタＱ１４，Ｑ１５により差動アンプを形成する。この差動アンプの電源側に一端が接続され、他端が電源ラインに接続された定電流回路Ｑ１２を設ける。また、差動アンプの出力によって駆動される出力トランジスタＱ１８を設ける。そして、この出力トランジスタＱ１８の電源側に一端が接続され、他端が電源ラインに接続された定電流回路Ｑ１３を設ける。定電流源によって出力端への電源ノイズの伝達を防ぐ。
【選択図】図１

Description

ビデオ信号の出力段に用いられるビデオ信号出力段アンプに関する。

ビデオドライバなどの各種回路において、その出力段に差動アンプを設け、この差動アンプの出力により出力トランジスタを駆動するドライバ回路が用いられている。

このような回路においては、差動アンプを、ｎチャネルトランジスタで構成し、この出力で、ｐチャネルの出力トランジスタを駆動している場合が多い。

特開２００２−３５３７９２号公報

ここで、効率のよい出力を得るためには、電源電圧を高くすることが有効であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の昇圧回路を利用して電源電圧を昇圧する場合も多い。このような昇圧した電源では、電源電圧にノイズが含まれる場合が多い。

ｎチャネルトランジスタを差動アンプに利用する回路では、出力端にノイズが伝達される経路が生じやすく、ノイズが大きくなってしまうという問題があった。例えば、定電流バイアスされたｐチャネルの出力トランジスタのソースが電源に接続されれば、電源のノイズはそのままゲートに伝達され、通常出力トランジスタのゲート、ドレイン間には位相補償用のコンデンサ、抵抗が配置されているため、高周波ではこの経路でノイズが出力端に伝達される場合が多かった。

本発明は、一対の差動トランジスタを有する差動アンプと、この差動アンプの電源側に一端が接続され、他端が電源ラインに接続された定電流回路と、前記差動アンプの出力によって駆動され、その電源側から信号を出力する出力トランジスタと、この出力トランジスタの電源側に一端が接続され、他端が電源ラインに接続された定電流回路と、を有し、前記一対の差動トランジスタは、ｐチャネルトランジスタで構成されることを特徴とする。

また、前記出力トランジスタのドレイン・ゲート間に発振防止用のコンデンサと抵抗の直列接続が配置されることが好適である。

また、前記差動アンプの一対の差動トランジスタのグランド側には、一対のカレントミラートランジスタが配置されることが好適である。

本発明のよれば、差動アンプの差動トランジスタをｐチャネルトランジスタで構成し、出力トランジスタの電源側に定電流源を配置したことで、電源ノイズが出力端に流れる経路をなくした。このため、電源ノイズの出力への影響を低減することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態の回路の構成を示す図である。電源Ｖｄｄには、ｐチャネルトランジスタＱ１１のソースが接続されている。このトランジスタＱ１１は、ドレインゲート間が短絡されている。なお、トランジスタＱ１２，Ｑ１３を定電流バイアスすることができれば、他の手段でＱ１２，Ｑ１４のゲートに電圧を印加してもかまわない。トランジスタＱ１１のドレインは、定電流源１０を介しグランドに接続されている。従って、トランジスタＱ１１には、定電流源１０に流れる定電流が流れる。

トランジスタＱ１１のゲートには、同じくソースが電源Ｖｄｄに接続されたｐチャネルトランジスタＱ１２，Ｑ１３のゲートが接続されている。従って、トランジスタＱ１１とトランジスタＱ１２，Ｑ１３はカレントミラーを構成し、トランジスタＱ１２，Ｑ１３は、定電流源１０に流れる定電流と同一またはこれに比例した電流を流す。

一対の入力ＩＮ＋，ＩＮ−（極性が反対の入力）は、ｐチャネルトランジスタＱ１４，Ｑ１５のゲートに入力される。トランジスタＱ１４，Ｑ１５のソースは、トランジスタＱ１２のドレインに共通接続されている。また、トランジスタＱ１４のドレインは、ｎチャネルトランジスタＱ１６のドレインに接続され、トランジスタＱ１５のドレインは、ｎチャネルトランジスタＱ１７のドレインに接続されている。トランジスタＱ１７はドレインゲート間が短絡され、トランジスタＱ１６のベースがトランジスタＱ１７のベースに接続されている。従って、トランジスタＱ１７とＱ１６は、カレントミラーを構成している。なお、トランジスタＱ１６，Ｑ１７のソースはグランドに接続されている。

従って、トランジスタＱ１４，Ｑ１５は、トランジスタＱ１２からの定電流を分け合い、トランジスタＱ１６，Ｑ１７は、基本的に同一の電流を流す。そこで、本実施形態では、トランジスタＱ１４とＱ１６の接続点からトランジスタＱ１４，Ｑ１５に流れる電流の差分の信号が出力される。すなわち、入力信号ＩＮ＋，ＩＮ−の差に応じてトランジスタＱ１４，Ｑ１５に流れる電流に差が生じ、その差の電圧がトランジスタＱ１４，Ｑ１６の接続点に生じる。

トランジスタＱ１４とトランジスタＱ１６の接続点は、ｎチャネルトランジスタＱ１８のゲートに接続されている。このトランジスタＱ１８のソースは、グランドに接続され、ドレインはトランジスタＱ１３のドレインに接続されている。さらに、トランジスタＱ１３とトランジスタＱ１８のドレイン同士の接続点には、抵抗Ｒ１の一端が接続され、この抵抗Ｒ１の他端はコンデンサＣ１を介しトランジスタＱ１８のゲートに接続されている。そして、トランジスタＱ１３と、トランジスタＱ１８の接続点は、出力端ＯＵＴに接続されている。

従って、トランジスタＱ１４，Ｑ１５の接続点に生じた入力ＩＮ＋，ＩＮ−の差分についての電圧が、トランジスタＱ１８のゲートに印加され、これによってトランジスタＱ１８が駆動される。トランジスタＱ１８に電流を供給するトランジスタＱ１３は定電流を流すため、トランジスタＱ１８の電流量の変化は出力端ＯＵＴに現れ、これによって入力ＩＮ＋，ＩＮ−の差に応じた出力電流が出力端ＯＵＴに得られる。なお、抵抗Ｒ１，Ｃ１は、出力端ＯＵＴから出力される出力信号と、入力ＩＮ＋，ＩＮ−の位相を調整するためのものである。

このような本実施形態の回路では、トランジスタＱ１３，Ｑ１２は、定電流を流す。従って、電源Ｖｄｄにノイズがのっても、これがトランジスタＱ１３，Ｑ１２のドレイン側に漏れることがなく、従って回路の電源ノイズ除去比（Power Supply Rejection Ratio:PSRR）を向上することができ、ＤＣ／ＤＣコンバータなどを利用して昇圧した電源Ｖｄｄを利用しても問題がなくなる。

なお、本実施形態の回路では、グランドのノイズの影響を受けやすい。しかし、グランドは、基板で共通の十分な能力のものを採用することが容易であり、電源ノイズのような問題は生じない。

図２には、トランジスタＱ１６，Ｑ１７をカスケード接続にした例を示してある。すなわち、トランジスタＱ１６−１のドレインがトランジスタＱ１４のドレインに接続され、トランジスタＱ１６−１のソースがトランジスタＱ１６−２のドレインに接続され、トランジスタＱ１６−２のソースがグランドに接続される。トランジスタＱ１７−１のドレインがトランジスタＱ１５のドレインに接続され、トランジスタＱ１７−１のソースがトランジスタＱ１７−２のドレインに接続され、トランジスタＱ１７−２のソースがグランドに接続される。そして、トランジスタＱ１６−１のベースとトランジスタＱ１７−１のベースが接続され、トランジスタＱ１６−２のベースとトランジスタＱ１７−２のベースが接続される。また、トランジスタＱ１７−１，Ｑ１７−２のゲートドレイン間が短絡されている。これによって、差動トランジスタＱ１４，Ｑ１５の下流側のカレントミラーが２つにより精密な定電流を流すことができ、差動アンプの精度、増幅率を向上することができる。すなわち、カレントミラートランジスタを、複数段で配置すると、インピーダンスが大きくなり、出力のダイナミックレンジを稼ぐことができる。

このように、本実施形態によれば、出力トランジスタＱ１８の電源側にトランジスタＱ１３という定電流源があるため、電源のノイズが出力端に漏れることがない。

実施形態の回路を示す図である。 変形例を示す図である。

符号の説明

１０ 定電流源、Ｑ１１〜Ｑ１８ トランジスタ。

Claims (3)

1. 一対の差動トランジスタを有する差動アンプと、
   この差動アンプの電源側に一端が接続され、他端が電源ラインに接続された定電流回路と、
   前記差動アンプの出力によって駆動され、その電源側から信号を出力する出力トランジスタと、
   この出力トランジスタの電源側に一端が接続され、他端が電源ラインに接続された定電流回路と、
   を有し、
   前記一対の差動トランジスタは、ｐチャネルトランジスタで構成されることを特徴とするビデオ信号出力段アンプ。
2. 請求項１に記載のビデオ信号出力段アンプにおいて、
   前記出力トランジスタのドレイン・ゲート間に発振防止用のコンデンサと抵抗の直列接続が配置されることを特徴とするビデオ信号出力段アンプ。
3. 請求項１または２に記載のビデオ信号出力段アンプにおいて、
   前記差動アンプの一対の差動トランジスタのグランド側には、一対のカレントミラートランジスタが配置されることを特徴とするビデオ信号出力段アンプ。

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