JP2010130526A - Offset detection circuit - Google Patents

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JP2010130526A JP2008305043A JP2008305043A JP2010130526A JP 2010130526 A JP2010130526 A JP 2010130526A JP 2008305043 A JP2008305043 A JP 2008305043A JP 2008305043 A JP2008305043 A JP 2008305043A JP 2010130526 A JP2010130526 A JP 2010130526A
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Hiroo Yabe
紘央 矢部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress variation in circuit threshold voltage with respect to a temperature change. <P>SOLUTION: An offset detection circuit 50 is provided with current sources 1 to 3, a Pch MOS transistor PT1, a Pch MOS transistor PT2, Nch MOS transistors NT1 to NT4, and a resistor R1. The Nch MOS transistors NT1 and NT2 and a differential couple of Pch MOS transistors PT1 and PT2 are set to the same β ratio, respectively. The current sources 1 and 2 cause a reference current Iref to flow to a side of a low-potential side power source VSS on the basis of a reference voltage supplied from a band gap reference circuit 4. A relation of a potential difference V(p-n) between an input voltage Vinp and an input voltage Vinn, a gate-source voltage Vgs1 of the Nch MOS transistor NT1, a gate-source voltage Vgs2 of the Nch MOS transistor NT2, a resistance value r1 of the resistor R1 and the reference current Iref is set to V(p-n)=(Vgs1-Vgs2)+(r1×Iref). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、オフセット検出回路に関する。   The present invention relates to an offset detection circuit.

電圧増幅回路、電力増幅器、演算増幅器(オペアンプ)などの増幅器では、出力される信号にオフセット電圧が発生する。増幅器が設けられる半導体集積回路や各種機器には、このオフセット電圧が所定の規格を超えているかどうかを判断するオフセット検出回路が設けられる。オフセット電圧が所定の規格(回路閾値電圧(Vth))を超えていると判断された場合、オフセット検出回路からアラーム信号が出力される(例えば、特許文献1参照。)。   In an amplifier such as a voltage amplifier circuit, a power amplifier, and an operational amplifier (op amp), an offset voltage is generated in an output signal. A semiconductor integrated circuit and various devices provided with an amplifier are provided with an offset detection circuit for determining whether or not the offset voltage exceeds a predetermined standard. When it is determined that the offset voltage exceeds a predetermined standard (circuit threshold voltage (Vth)), an alarm signal is output from the offset detection circuit (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1などに記載されるオフセット検出回路に不平衡差動対のMOSトランジスタを用いた場合、回路閾値電圧(Vth)の温度依存性が大きいので、オフセット値が所定の値を満足するかどうかを精度よく判断することができないとういう問題点がある。温度保証範囲が広い産業機器分野では、特に顕著となる。   When an unbalanced differential pair of MOS transistors is used in the offset detection circuit described in Patent Document 1 and the like, the temperature dependence of the circuit threshold voltage (Vth) is large, so whether or not the offset value satisfies a predetermined value. There is a problem that it is not possible to accurately judge. This is particularly noticeable in the industrial equipment field where the temperature guarantee range is wide.

また、不平衡差動対のMOSトランジスタを用いると、レイアウト設計段階でのマッチングを取ることが困難となるという問題点がある。
特開2008−67046号公報
In addition, when an unbalanced differential pair of MOS transistors is used, there is a problem that it is difficult to achieve matching at the layout design stage.
JP 2008-67046 A

本発明は、温度変化に対して回路閾値電圧の変動を抑制することができるオフセット検出回路を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an offset detection circuit capable of suppressing a fluctuation of a circuit threshold voltage with respect to a temperature change.

本発明の一態様のオフセット検出回路は、ゲートに第1の入力電圧が入力され、ドレインが高電位側電源側に接続され、前記第1の入力電圧をレベルシフトする第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、一端が前記第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される抵抗と、ゲートに第2の入力電圧が入力され、ドレインが前記高電位側電源側に接続され、前記第2の入力電圧をレベルシフトする第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートが前記抵抗の他端に接続される第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートが前記第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続され、前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと差動対をなす第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタとを具備することを特徴とする。   An offset detection circuit according to one embodiment of the present invention includes a first Nch insulated gate type in which a first input voltage is input to a gate, a drain is connected to a high-potential side power supply side, and the first input voltage is level-shifted. A field effect transistor, a resistor having one end connected to the source of the first Nch insulated gate field effect transistor, a second input voltage input to the gate, and a drain connected to the high potential side power supply side; A second Nch insulated gate field effect transistor for level shifting the second input voltage; a first Pch insulated gate field effect transistor whose gate is connected to the other end of the resistor; and a gate for the second The second Pch isolation is connected to the source of the Nch insulated gate field effect transistor and forms a differential pair with the first Pch insulated gate field effect transistor. Characterized by comprising a gate-type field effect transistor.

更に、本発明の他態様のオフセット検出回路は、ゲートに第1の入力電圧が入力され、ドレインが低電位側電源側に接続され、前記第1の入力電圧をレベルシフトする第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートに第2の入力電圧が入力され、ドレインが前記低電位側電源側に接続され、前記第2の入力電圧をレベルシフトする第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、一端が前記第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される抵抗と、ゲートが前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートが前記抵抗の他端に接続され、前記第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと差動対をなす第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタとを具備することを特徴とする。   Furthermore, in the offset detection circuit according to another aspect of the present invention, the first input voltage is input to the gate, the drain is connected to the low-potential side power supply side, and the first Pch insulation for level-shifting the first input voltage is provided. A gate type field effect transistor, and a second Pch insulated gate field effect transistor in which a second input voltage is input to the gate, a drain is connected to the low potential power supply side, and the second input voltage is level-shifted A resistor having one end connected to the source of the second Pch insulated gate field effect transistor, and a first Nch insulated gate type having a gate connected to the source of the first Pch insulated gate field effect transistor. A field effect transistor and a second N having a gate connected to the other end of the resistor and forming a differential pair with the first Nch insulated gate field effect transistor Characterized by comprising an h insulated gate field effect transistor.

本発明によれば、温度変化に対して回路閾値電圧の変動を抑制することができるオフセット検出回路を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the offset detection circuit which can suppress the fluctuation | variation of a circuit threshold voltage with respect to a temperature change can be provided.

以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本発明の実施例1に係るオフセット検出回路について、図面を参照して説明する。図1はオフセット検出回路を示す回路図、図2は比較例のオフセット検出回路を示す回路図である。本実施例では、差動対をなすトランジスタの前段にオフセット値の温度及びプロセス変動を抑制する補正手段を設けている。   First, an offset detection circuit according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an offset detection circuit, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an offset detection circuit of a comparative example. In this embodiment, correction means for suppressing the temperature of the offset value and the process variation is provided in the preceding stage of the transistors forming the differential pair.

図1に示すように、オフセット検出回路50には、電流源1乃至3、Pch MOSトランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、Nch MOSトランジスタNT1乃至NT4、及び抵抗R1が設けられる。オフセット検出回路50は、半導体集積回路や各種機器に設けられ、例えば電圧増幅回路、電力増幅器、演算増幅器(オペアンプ)などの増幅器から出力される信号のオフセット電圧が所定の規格を超えているかどうかの判断を行う。増幅器から出力される信号のオフセット電圧が所定の規格を超えている場合、オフセット検出回路50からアラーム信号である、例えばハイレベルの信号が出力される。オフセット検出回路50は、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnが比較的高電位の場合に好適なオフセット検出回路である。   As shown in FIG. 1, the offset detection circuit 50 is provided with current sources 1 to 3, Pch MOS transistors PT1, Pch MOS transistors PT2, Nch MOS transistors NT1 to NT4, and a resistor R1. The offset detection circuit 50 is provided in a semiconductor integrated circuit or various devices. For example, whether the offset voltage of a signal output from an amplifier such as a voltage amplifier circuit, a power amplifier, or an operational amplifier (op amp) exceeds a predetermined standard. Make a decision. When the offset voltage of the signal output from the amplifier exceeds a predetermined standard, an alarm signal, for example, a high level signal is output from the offset detection circuit 50. The offset detection circuit 50 is an offset detection circuit suitable when the input voltage Vinp and the input voltage Vinn are relatively high potentials.

ここで、MOSトランジスタは、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)とも呼称される。MISトランジスタはMIS(Metal Insulator Semiconductor)トランジスタとも呼称される。MOSトランジスタ及びMISトランジスタは、絶縁ゲート型電界効果トランジスタと呼称される。   Here, the MOS transistor is also referred to as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The MIS transistor is also referred to as a MIS (Metal Insulator Semiconductor) transistor. The MOS transistor and MIS transistor are called insulated gate field effect transistors.

Nch MOSトランジスタNT1は、ドレインが高電位側電源VCCに接続され、ゲートに入力差動電圧である入力電圧Vinpが入力され、入力電圧Vinpをレベルシフトする。抵抗R1は、一端がNch MOSトランジスタNT1のソースに接続され、他端がノードN1に接続される。ここで、抵抗R1は、電圧係数及び温度係数の小さい材料、例えばフィールド上に形成される不純物が高濃度にドープされた多結晶ポリシリコン膜、金属サーメット膜、或いは金属薄膜などを用いるのが好ましい。   The Nch MOS transistor NT1 has a drain connected to the high-potential-side power supply VCC, and an input voltage Vinp that is an input differential voltage is input to the gate, and the input voltage Vinp is level-shifted. Resistor R1 has one end connected to the source of Nch MOS transistor NT1 and the other end connected to node N1. Here, the resistor R1 is preferably made of a material having a small voltage coefficient and temperature coefficient, such as a polycrystalline polysilicon film, a metal cermet film, or a metal thin film doped with impurities formed on the field at a high concentration. .

Nch MOSトランジスタNT2は、ドレインが高電位側電源VCCに接続され、ゲートに入力差動電圧である入力電圧Vinnが入力され、ソースがノードN2に接続され、入力電圧Vinnをレベルシフトする。   The Nch MOS transistor NT2 has a drain connected to the high potential side power supply VCC, a gate to which an input voltage Vinn as an input differential voltage is input, a source connected to the node N2, and a level shift of the input voltage Vinn.

Nch MOSトランジスタNT1のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法)))とNch MOSトランジスタNT2のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))は同一に設定される。この設定により、レイアウト設計段階の煩雑な処理を軽減することができる。   The β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Nch MOS transistor NT1 and the β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Nch MOS transistor NT2 are set to be the same. Is done. With this setting, complicated processing at the layout design stage can be reduced.

電流源1は、一端が抵抗R1の他端(ノードN1)に接続され、他端が接地電圧である低電位側電源VSSに接続される。電流源1は、バンドギャップリファレンス回路4から供給される基準電圧に基づいて、基準電流Irefを低電位側電源VSS側に流す。   One end of the current source 1 is connected to the other end (node N1) of the resistor R1, and the other end is connected to the low-potential-side power source VSS that is a ground voltage. The current source 1 causes the reference current Iref to flow to the low potential side power source VSS side based on the reference voltage supplied from the band gap reference circuit 4.

電流源2は、一端がNch MOSトランジスタNT2のソース(ノードN2)に接続され、他端が接地電圧である低電位側電源VSSに接続される。電流源2は、バンドギャップリファレンス回路4から供給される基準電圧に基づいて、基準電流Irefを低電位側電源VSS側に流す。ここで、電流源2で生成される基準電流Irefは、電流源1で生成される基準電流Irefと同一レベルである。   One end of the current source 2 is connected to the source (node N2) of the Nch MOS transistor NT2, and the other end is connected to the low potential side power source VSS which is the ground voltage. The current source 2 causes the reference current Iref to flow to the low potential side power source VSS side based on the reference voltage supplied from the band gap reference circuit 4. Here, the reference current Iref generated by the current source 2 is at the same level as the reference current Iref generated by the current source 1.

電流源3は、一端が高電位側電源VCCに接続され、他端がノードN3に接続され、バイアス電流IbをノードN3側に流す。   One end of the current source 3 is connected to the high potential side power supply VCC, the other end is connected to the node N3, and the bias current Ib flows to the node N3 side.

Pch MOSトランジスタPT1は、ソースがノードN3に接続され、ドレインがノードN4に接続され、ゲートが抵抗R1の他端(ノードN1)に接続される。   In the Pch MOS transistor PT1, the source is connected to the node N3, the drain is connected to the node N4, and the gate is connected to the other end (node N1) of the resistor R1.

Pch MOSトランジスタPT2は、ソースがノードN3に接続され、ドレインがノードN5に接続され、ゲートがNch MOSトランジスタNT2のソース(ノードN2)に接続される。   Pch MOS transistor PT2 has a source connected to node N3, a drain connected to node N5, and a gate connected to the source (node N2) of Nch MOS transistor NT2.

Pch MOSトランジスタPT1のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))とPch MOSトランジスタPT2のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))は同一に設定され、平衡差動対をなす。この設定により、レイアウト設計段階の煩雑な処理を軽減することができる。   The β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Pch MOS transistor PT1 and the β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Pch MOS transistor PT2 are set to be the same. Make a balanced differential pair. With this setting, complicated processing at the layout design stage can be reduced.

Nch MOSトランジスタNT3は、ドレインがノードN4に接続され、ゲートがドレインに接続され、ソースが低電位側電源VSSに接続される。Nch MOSトランジスタNT4は、ドレインがノードN5に接続され、ゲートがNch MOSトランジスタNT3のゲートに接続され、ソースが低電位側電源VSSに接続される。Nch MOSトランジスタNT3とNch MOSトランジスタNT4は、カレントミラー回路を構成する。   The Nch MOS transistor NT3 has a drain connected to the node N4, a gate connected to the drain, and a source connected to the low potential side power source VSS. The Nch MOS transistor NT4 has a drain connected to the node N5, a gate connected to the gate of the Nch MOS transistor NT3, and a source connected to the low potential power source VSS. Nch MOS transistor NT3 and Nch MOS transistor NT4 constitute a current mirror circuit.

Nch MOSトランジスタNT3のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))とNch MOSトランジスタNT4のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))は同一に設定される。この設定により、レイアウト設計段階の煩雑な処理を軽減することができる。   The β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Nch MOS transistor NT3 and the β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Nch MOS transistor NT4 are set to be the same. The With this setting, complicated processing at the layout design stage can be reduced.

ノードN5からオフセット検出回路50の出力信号Soutが出力される。入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差が所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)を超えている場合、出力信号Soutはハイレベル(“1”)であるアラーム信号となる。入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差が所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)以下の場合、出力信号Soutはローレベル(“0”)となる。   The output signal Sout of the offset detection circuit 50 is output from the node N5. When the potential difference between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn exceeds a circuit threshold voltage (Vth) that is a predetermined standard value, the output signal Sout becomes an alarm signal that is at a high level (“1”). When the potential difference between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn is equal to or lower than a circuit threshold voltage (Vth) that is a predetermined standard value, the output signal Sout is at a low level (“0”).

ここで、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)、Nch MOSトランジスタNT1のゲート−ソース間電圧Vgs1、Nch MOSトランジスタNT2のゲート−ソース間電圧Vgs2、抵抗R1の抵抗値r1、基準電流Irefの関係は、
V(p−n)=(Vgs1−Vgs2)+(r1×Iref)・・・・・・・・式(1)
と表すことができる。
Here, the potential difference V (pn) between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn, the gate-source voltage Vgs1 of the Nch MOS transistor NT1, the gate-source voltage Vgs2 of the Nch MOS transistor NT2, and the resistance value of the resistor R1 The relationship between r1 and the reference current Iref is
V (p−n) = (Vgs1−Vgs2) + (r1 × Iref) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (1)
It can be expressed as.

(Vgs1−Vgs2)はNch MOSトランジスタNT1及びNch MOSトランジスタNT2のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))が等しく、それぞれのドレイン電流が等しいことより、プロセス依存性及び温度依存性が非常に小さい。基準電流Irefはバンドギャップリファレンス回路4に設けられる図示しない抵抗の抵抗値に逆比例するので、(r1×Iref)はプロセス依存性及び温度依存性が非常に小さい。このため、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)であるオフセット電圧は、プロセス依存性及び温度依存性が非常に小さいものとなる。また、所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)はプロセス依存性及び温度依存性が非常に小さいものとなる。   (Vgs1-Vgs2) is equal to the β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Nch MOS transistor NT1 and Nch MOS transistor NT2, and the respective drain currents are equal. The dependency is very small. Since the reference current Iref is inversely proportional to the resistance value of a resistor (not shown) provided in the bandgap reference circuit 4, (r1 × Iref) has very little process dependency and temperature dependency. For this reason, the offset voltage, which is the potential difference V (pn) between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn, has very small process dependency and temperature dependency. Further, the circuit threshold voltage (Vth), which is a predetermined standard value, has very small process dependency and temperature dependency.

図2に示すように、比較例のオフセット検出回路60には、電流源5、Pch MOSトランジスタPT11、Pch MOSトランジスタPT12、Nch MOSトランジスタNT11、及びNch MOSトランジスタNT12が設けられる。比較例のオフセット検出回路60は、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差(オフセット電圧)が所定の規格である回路閾値電圧(Vth)を超えているかどうかの判断を行う。   As shown in FIG. 2, the offset detection circuit 60 of the comparative example is provided with a current source 5, a Pch MOS transistor PT11, a Pch MOS transistor PT12, an Nch MOS transistor NT11, and an Nch MOS transistor NT12. The offset detection circuit 60 of the comparative example determines whether the potential difference (offset voltage) between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn exceeds a circuit threshold voltage (Vth) that is a predetermined standard.

Pch MOSトランジスタPT11は、ソースが高電位側電源VCCに接続され、ゲートがドレインに接続され、ドレインがノードN11に接続される。Pch MOSトランジスタPT12は、ソースが高電位側電源VCCに接続され、ゲートがPch MOSトランジスタPT11のゲートに接続され、ドレインがノードN12に接続される。   The Pch MOS transistor PT11 has a source connected to the high potential side power supply VCC, a gate connected to the drain, and a drain connected to the node N11. Pch MOS transistor PT12 has a source connected to high potential side power supply VCC, a gate connected to the gate of Pch MOS transistor PT11, and a drain connected to node N12.

Nch MOSトランジスタNT11は、ドレインがノードN11に接続され、ゲートに入力電圧Vinpが入力され、ソースがノードN13に接続される。Nch MOSトランジスタNT12は、ドレインがノードN12に接続され、ゲートに入力電圧Vinnが入力され、ソースがノードN13に接続される。   N-channel MOS transistor NT11 has a drain connected to node N11, a gate to which input voltage Vinp is input, and a source connected to node N13. N-channel MOS transistor NT12 has a drain connected to node N12, a gate to which input voltage Vinn is input, and a source connected to node N13.

Nch MOSトランジスタNT11とNch MOSトランジスタNT12は、不平衡差動対をなす。Nch MOSトランジスタNT12のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))は、Nch MOSトランジスタNT11のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))よりもm倍(ただし、mは1以上)に設定される。   Nch MOS transistor NT11 and Nch MOS transistor NT12 form an unbalanced differential pair. Β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of Nch MOS transistor NT12 is m times larger than β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of Nch MOS transistor NT11. (Where m is 1 or more).

電流源5は、一端がノードN13に接続され、他端が低電位側電源VSSに接続され、バイアス電流Ibを低電位側電源VSS側に流す。   One end of the current source 5 is connected to the node N13, the other end is connected to the low potential side power source VSS, and the bias current Ib flows to the low potential side power source VSS side.

ノードN12からオフセット検出回路60の出力信号Soutが出力される。オフセット検出回路60では、不平衡差動対をなすNch MOSトランジスタNT11とNch MOSトランジスタNT12を流れる電流値を切り替える電位差(Vp−n)に温度依存性があるので精度よくオフセット値を規定することができない。つまり、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)であるオフセット電圧は、プロセス依存性及び温度依存性が大きく、また所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)はプロセス依存性及び温度依存性が非常に大きいものとなる。更に、不平衡差動対を有するオフセット検出回路60では、レイアウト設計段階の煩雑な処理を必要とする。   The output signal Sout of the offset detection circuit 60 is output from the node N12. In the offset detection circuit 60, since the potential difference (Vp−n) for switching the current value flowing through the Nch MOS transistor NT11 and the Nch MOS transistor NT12 forming the unbalanced differential pair has temperature dependence, the offset value can be accurately defined. Can not. That is, the offset voltage, which is the potential difference V (p−n) between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn, has a large process dependency and temperature dependency, and the circuit threshold voltage (Vth), which is a predetermined standard value, is a process voltage. The dependence and temperature dependence are very large. Furthermore, the offset detection circuit 60 having an unbalanced differential pair requires complicated processing at the layout design stage.

次に、オフセット検出回路の温度特性について図3及び図4を参照して説明する。図3は本実施例のオフセット検出回路の回路閾値電圧の温度依存性を示す図、図4は比較例のオフセット検出回路の回路閾値電圧の温度依存性を示す図である。ここでは、シミュレーションを用いてオフセット検出回路の回路閾値電圧の温度依存性を算出している。温度は産業機器で要求される−40℃から+125℃の範囲であり、要求される所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)は100±10mVである。   Next, temperature characteristics of the offset detection circuit will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing the temperature dependence of the circuit threshold voltage of the offset detection circuit of this embodiment, and FIG. 4 is a diagram showing the temperature dependence of the circuit threshold voltage of the offset detection circuit of the comparative example. Here, the temperature dependence of the circuit threshold voltage of the offset detection circuit is calculated using simulation. The temperature is in the range of −40 ° C. to + 125 ° C. required for industrial equipment, and the circuit threshold voltage (Vth), which is a predetermined standard value required, is 100 ± 10 mV.

図3に示すように、本実施例のオフセット検出回路50では、要求される全温度範囲(−40℃〜+125℃)で回路閾値電圧(Vth)が96〜104mVとすべて要求規格値を満足し、上限と下限の差異が約8mVと非常に小さい。   As shown in FIG. 3, in the offset detection circuit 50 of the present embodiment, the circuit threshold voltage (Vth) is 96 to 104 mV in all the required temperature range (−40 ° C. to + 125 ° C.) and all satisfy the required standard value. The difference between the upper limit and the lower limit is as small as about 8 mV.

一方、図4に示すように、比較例のオフセット検出回路60では、要求される全温度範囲(−40℃〜+125℃)で回路閾値電圧(Vth)が77〜126mVと要求規格値を満足しない(+125℃ではすべて要求規格値を満足せず、−40℃では大半が要求規格値を満足しない)。しかも、上限と下限の差異が略49mVと本実施例よりも約6倍大きい。   On the other hand, as shown in FIG. 4, in the offset detection circuit 60 of the comparative example, the circuit threshold voltage (Vth) does not satisfy the required standard value of 77 to 126 mV in the entire required temperature range (−40 ° C. to + 125 ° C.). (At + 125 ° C., all do not satisfy the required standard value, and at −40 ° C., most do not satisfy the required standard value). In addition, the difference between the upper limit and the lower limit is about 49 mV, which is about 6 times larger than the present embodiment.

上述したように、本実施例のオフセット検出回路では、電流源1乃至3、Pch MOSトランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、Nch MOSトランジスタNT1乃至NT4、及び抵抗R1が設けられる。Nch MOSトランジスタNT1は、ゲートに入力電圧Vinpが入力され、入力電圧Vinpをレベルシフトする。抵抗R1は、一端がNch MOSトランジスタNT1のソースに接続され、他端がPch MOSトランジスタPT1のゲート及び電流源1の一端に接続される。Nch MOSトランジスタNT2は、ゲートに入力電圧Vinnが入力され、ソースがPch MOSトランジスタPT2のゲート及び電流源2の一端に接続され、入力電圧Vinnをレベルシフトする。電流源1及び2は、バンドギャップリファレンス回路4から供給される基準電圧に基づいて基準電流Irefを低電位側電源VSS側に流す。Nch MOSトランジスタNT1とNch MOSトランジスタNT2、及び差動対をなすPch MOSトランジスタPT1とPch MOSトランジスタPT2は、それぞれ同一β比に設定される。入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)、Nch MOSトランジスタNT1のゲート−ソース間電圧Vgs1、Nch MOSトランジスタNT2のゲート−ソース間電圧Vgs2、抵抗R1の抵抗値r1、基準電流Irefの関係は、V(p−n)=(Vgs1−Vgs2)+(r1×Iref)に設定される。   As described above, in the offset detection circuit of this embodiment, the current sources 1 to 3, the Pch MOS transistor PT1, the Pch MOS transistor PT2, the Nch MOS transistors NT1 to NT4, and the resistor R1 are provided. The Nch MOS transistor NT1 receives the input voltage Vinp at its gate and shifts the level of the input voltage Vinp. The resistor R1 has one end connected to the source of the Nch MOS transistor NT1 and the other end connected to the gate of the Pch MOS transistor PT1 and one end of the current source 1. In the Nch MOS transistor NT2, the input voltage Vinn is input to the gate, the source is connected to the gate of the Pch MOS transistor PT2 and one end of the current source 2, and the input voltage Vinn is level-shifted. The current sources 1 and 2 flow the reference current Iref to the low potential side power source VSS side based on the reference voltage supplied from the band gap reference circuit 4. Nch MOS transistor NT1 and Nch MOS transistor NT2, and Pch MOS transistor PT1 and Pch MOS transistor PT2 forming a differential pair are set to the same β ratio. Potential difference V (pn) between input voltage Vinp and input voltage Vinn, gate-source voltage Vgs1 of Nch MOS transistor NT1, gate-source voltage Vgs2 of Nch MOS transistor NT2, resistance value r1 of resistor R1, reference The relationship of the current Iref is set to V (p−n) = (Vgs1−Vgs2) + (r1 × Iref).

このため、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)であるオフセット電圧は、プロセス依存性及び温度依存性が非常に小さいものとなる。また、所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)はプロセス依存性及び温度依存性が非常に小さいものとなる。したがって、回路閾値電圧(Vth)を広い温度範囲で精度よく規定することができ、オフセット値の判定を広い温度範囲で精度よく判断することができる。また、オフセット検出回路50を構成するNch MOSトランジスタNT1とNch MOSトランジスタNT2、Nch MOSトランジスタNT3とNch MOSトランジスタNT4、及び差動対をなすPch MOSトランジスタPT1とPch MOSトランジスタPT2は、それぞれ同一β比に設定されるので、レイアウト設計段階の煩雑な処理を必要としない。   For this reason, the offset voltage, which is the potential difference V (pn) between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn, has very small process dependency and temperature dependency. Further, the circuit threshold voltage (Vth), which is a predetermined standard value, has very small process dependency and temperature dependency. Therefore, the circuit threshold voltage (Vth) can be accurately defined over a wide temperature range, and the offset value can be accurately determined over a wide temperature range. Further, the Nch MOS transistor NT1 and the Nch MOS transistor NT2, the Nch MOS transistor NT3 and the Nch MOS transistor NT4, and the Pch MOS transistor PT1 and the Pch MOS transistor PT2 forming the differential pair constituting the offset detection circuit 50 have the same β ratio. Therefore, complicated processing at the layout design stage is not required.

なお、本実施例では、オフセット検出回路50をMOSトランジスタで構成しているが、代わりにMISトランジスタを用いてもよい。   In the present embodiment, the offset detection circuit 50 is configured by a MOS transistor, but a MIS transistor may be used instead.

次に、本発明の実施例2に係るオフセット検出回路について、図面を参照して説明する。図5はオフセット検出回路を示す回路図である。本実施例では、差動対をなすトランジスタにNch MOSトランジスタを使用している。   Next, an offset detection circuit according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a circuit diagram showing the offset detection circuit. In this embodiment, an Nch MOS transistor is used as a transistor forming a differential pair.

図5に示すように、オフセット検出回路51には、電流源1乃至3、Pch MOSトランジスタPT21乃至PT24、Nch MOSトランジスタNT21、Nch MOSトランジスタNT22、及び抵抗R11が設けられる。オフセット検出回路51は、半導体集積回路や各種機器に設けられ、例えば電圧増幅回路、電力増幅器、演算増幅器(オペアンプ)などの増幅器から出力される信号のオフセット電圧が所定の規格を超えているかどうかの判断を行う。増幅器から出力される信号のオフセット電圧が所定の規格を超えている場合、オフセット検出回路51からアラーム信号である、例えばハイレベルの信号が出力される。オフセット検出回路51は、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnが比較的低電位の場合に好適なオフセット検出回路である。   As shown in FIG. 5, the offset detection circuit 51 includes current sources 1 to 3, Pch MOS transistors PT21 to PT24, Nch MOS transistor NT21, Nch MOS transistor NT22, and resistor R11. The offset detection circuit 51 is provided in a semiconductor integrated circuit or various devices. For example, whether the offset voltage of a signal output from an amplifier such as a voltage amplification circuit, a power amplifier, or an operational amplifier (op amp) exceeds a predetermined standard. Make a decision. When the offset voltage of the signal output from the amplifier exceeds a predetermined standard, an alarm signal, for example, a high level signal is output from the offset detection circuit 51. The offset detection circuit 51 is an offset detection circuit suitable when the input voltage Vinp and the input voltage Vinn are relatively low potentials.

電流源1は、一端が高電位側電源VCCに接続され、他端がノードN21に接続される。電流源1は、バンドギャップリファレンス回路4から供給される基準電圧に基づいて、基準電流IrefをノードN21側に流す。   The current source 1 has one end connected to the high potential side power supply VCC and the other end connected to the node N21. The current source 1 causes the reference current Iref to flow to the node N21 side based on the reference voltage supplied from the band gap reference circuit 4.

電流源2は、一端が高電位側電源VCCに接続され、他端がノードN22に接続される。電流源2は、バンドギャップリファレンス回路4から供給される基準電圧に基づいて、基準電流IrefをノードN22側に流す。ここで、電流源2で生成される基準電流Irefは、電流源1で生成される基準電流Irefと同一レベルである。   The current source 2 has one end connected to the high potential side power supply VCC and the other end connected to the node N22. The current source 2 causes the reference current Iref to flow to the node N22 side based on the reference voltage supplied from the band gap reference circuit 4. Here, the reference current Iref generated by the current source 2 is at the same level as the reference current Iref generated by the current source 1.

Pch MOSトランジスタPT21は、ソースが電流源1の他端(ノードN21)に接続され、ゲートに入力電圧Vinpが入力され、ドレインが低電位側電源VSSに接続され、入力電圧Vinpをレベルシフトする。   In the Pch MOS transistor PT21, the source is connected to the other end (node N21) of the current source 1, the gate is supplied with the input voltage Vinp, the drain is connected to the low potential side power source VSS, and the input voltage Vinp is level-shifted.

抵抗R11は、一端が電流源2の他端(ノードN22)に接続される。Pch MOSトランジスタPT22は、ソースが抵抗R11の他端に接続され、ゲートに入力電圧Vinnが入力され、ドレインが低電位側電源VSSに接続され、入力電圧Vinnをレベルシフトする。ここで、抵抗R11は、電圧係数及び温度係数の小さい材料、例えばフィールド上に形成される不純物が高濃度にドープされた多結晶ポリシリコン膜、金属サーメット膜、或いは金属薄膜などを用いるのが好ましい。   One end of the resistor R11 is connected to the other end (node N22) of the current source 2. In the Pch MOS transistor PT22, the source is connected to the other end of the resistor R11, the input voltage Vinn is input to the gate, the drain is connected to the low potential side power source VSS, and the input voltage Vinn is level-shifted. Here, the resistor R11 is preferably made of a material having a small voltage coefficient and temperature coefficient, such as a polycrystalline polysilicon film, a metal cermet film, or a metal thin film doped with impurities formed on the field at a high concentration. .

Pch MOSトランジスタPT21のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))とPch MOSトランジスタPT22のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))は同一に設定される。この設定により、レイアウト設計段階の煩雑な処理を軽減することができる。   The β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Pch MOS transistor PT21 and the β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Pch MOS transistor PT22 are set to be the same. The With this setting, complicated processing at the layout design stage can be reduced.

Pch MOSトランジスタPT23は、ソースが高電位側電源VCCに接続され、ゲートがドレインに接続され、ドレインがノードN23に接続される。Pch MOSトランジスタPT24は、ソースが高電位側電源VCCに接続され、ゲートがPch MOSトランジスタPT23のゲートに接続され、ドレインがノードN24に接続される。   The Pch MOS transistor PT23 has a source connected to the high potential side power supply VCC, a gate connected to the drain, and a drain connected to the node N23. The Pch MOS transistor PT24 has a source connected to the high potential side power supply VCC, a gate connected to the gate of the Pch MOS transistor PT23, and a drain connected to the node N24.

Pch MOSトランジスタPT23とPch MOSトランジスタPT24は、カレントミラー回路を構成する。Pch MOSトランジスタPT23のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))とPch MOSトランジスタPT24のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))は同一に設定される。この設定により、レイアウト設計段階の煩雑な処理を軽減することができる。   Pch MOS transistor PT23 and Pch MOS transistor PT24 form a current mirror circuit. The β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Pch MOS transistor PT23 and the β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Pch MOS transistor PT24 are set to be the same. The With this setting, complicated processing at the layout design stage can be reduced.

Nch MOSトランジスタNT21は、ドレインがノードN23に接続され、ゲートがノードN21に接続され、ソースがノードN25に接続される。Nch MOSトランジスタNT22は、ドレインがノードN24に接続され、ゲートがノードN22に接続され、ソースがノードN25に接続される。   N-channel MOS transistor NT21 has a drain connected to node N23, a gate connected to node N21, and a source connected to node N25. N-channel MOS transistor NT22 has a drain connected to node N24, a gate connected to node N22, and a source connected to node N25.

Nch MOSトランジスタNT21のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))とNch MOSトランジスタNT22のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))は同一に設定され、平衡差動対をなす。この設定により、レイアウト設計段階の煩雑な処理を軽減することができる。   The β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Nch MOS transistor NT21 and the β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Nch MOS transistor NT22 are set to be the same. Make a balanced differential pair. With this setting, complicated processing at the layout design stage can be reduced.

電流源3は、一端がノードN25に接続され、他端が低電位側電源VSSに接続され、バイアス電流Ibを低電位側電源VSS側に流す。   One end of the current source 3 is connected to the node N25, the other end is connected to the low potential side power source VSS, and the bias current Ib flows to the low potential side power source VSS side.

ノードN24からオフセット検出回路51の出力信号Soutが出力される。入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差が所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)を超えている場合、出力信号Soutはハイレベル(“1”)であるアラーム信号となる。入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差が所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)以下の場合、出力信号Soutはローレベル(“0”)となる。   An output signal Sout of the offset detection circuit 51 is output from the node N24. When the potential difference between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn exceeds a circuit threshold voltage (Vth) that is a predetermined standard value, the output signal Sout becomes an alarm signal that is at a high level (“1”). When the potential difference between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn is equal to or lower than a circuit threshold voltage (Vth) that is a predetermined standard value, the output signal Sout is at a low level (“0”).

ここで、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)、Pch MOSトランジスタPT21のゲート−ソース間電圧Vgs21、Pch MOSトランジスタPT22のゲート−ソース間電圧Vgs22、抵抗R11の抵抗値r11、基準電流Irefの関係は、
V(p−n)=(|Vgs22|−|Vgs21|)+(r11×Iref)・・・・・・・・式(2)
と表すことができる。
Here, the potential difference V (pn) between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn, the gate-source voltage Vgs21 of the Pch MOS transistor PT21, the gate-source voltage Vgs22 of the Pch MOS transistor PT22, and the resistance value of the resistor R11. The relationship between r11 and the reference current Iref is
V (p−n) = (| Vgs22 | − | Vgs21 |) + (r11 × Iref) Expression (2)
It can be expressed as.

(|Vgs22|−|Vgs21|)は、Pch MOSトランジスタPT21及びPch MOSトランジスタPT22のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))が等しく、それぞれのドレイン電流が等しいことより、プロセス依存性及び温度依存性が非常に小さい。基準電流Irefはバンドギャップリファレンス回路4に設けられる図示しない抵抗の抵抗値に逆比例するので、(r11×Iref)はプロセス依存性及び温度依存性が非常に小さい。このため、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)であるオフセット電圧は、プロセス依存性及び温度依存性が非常に小さいものとなる。また、所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)はプロセス依存性及び温度依存性が非常に小さいものとなる。   (| Vgs22 | − | Vgs21 |) is equal to the β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Pch MOS transistor PT21 and the Pch MOS transistor PT22, and the respective drain currents are equal. Process dependence and temperature dependence are very small. Since the reference current Iref is inversely proportional to the resistance value of a resistor (not shown) provided in the band gap reference circuit 4, (r11 × Iref) has very little process dependency and temperature dependency. For this reason, the offset voltage, which is the potential difference V (pn) between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn, has very small process dependency and temperature dependency. Further, the circuit threshold voltage (Vth), which is a predetermined standard value, has very small process dependency and temperature dependency.

上述したように、本実施例のオフセット検出回路では、電流源1乃至3、Pch MOSトランジスタPT21乃至PT24、Nch MOSトランジスタNT21、Nch MOSトランジスタNT22、及び抵抗R11が設けられる。Pch MOSトランジスタPT21は、ゲートに入力電圧Vinpが入力され、入力電圧Vinpをレベルシフトする。Pch MOSトランジスタPT22は、ゲートに入力電圧Vinnが入力され、入力電圧Vinnをレベルシフトする。抵抗R11は、一端がPch MOSトランジスタPT22のソースに接続され、他端がノードN22に接続される。電流源1及び2は、バンドギャップリファレンス回路4から供給される基準電圧に基づいて基準電流Irefを低電位側電源VSS側に流す。Pch MOSトランジスタPT21とPch MOSトランジスタPT22、及び差動対をなすNch MOSトランジスタNT21とNch MOSトランジスタNT22は、それぞれ同一β比に設定される。入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)、Pch MOSトランジスタPT21のゲート−ソース間電圧Vgs21、Pch MOSトランジスタPT22のゲート−ソース間電圧Vgs22、抵抗R11の抵抗値r11、基準電流Irefの関係は、V(p−n)=(|Vgs22|−|Vgs21|)+(r11×Iref)に設定される。   As described above, in the offset detection circuit of the present embodiment, the current sources 1 to 3, the Pch MOS transistors PT21 to PT24, the Nch MOS transistor NT21, the Nch MOS transistor NT22, and the resistor R11 are provided. The input voltage Vinp is input to the gate of the Pch MOS transistor PT21, and the level of the input voltage Vinp is shifted. In the Pch MOS transistor PT22, the input voltage Vinn is input to the gate, and the input voltage Vinn is level-shifted. Resistor R11 has one end connected to the source of Pch MOS transistor PT22 and the other end connected to node N22. The current sources 1 and 2 flow the reference current Iref to the low potential side power source VSS side based on the reference voltage supplied from the band gap reference circuit 4. Pch MOS transistor PT21 and Pch MOS transistor PT22, and Nch MOS transistor NT21 and Nch MOS transistor NT22 forming a differential pair are set to the same β ratio. The potential difference V (p−n) between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn, the gate-source voltage Vgs21 of the Pch MOS transistor PT21, the gate-source voltage Vgs22 of the Pch MOS transistor PT22, the resistance value r11 of the resistor R11, the reference The relationship of the current Iref is set to V (p−n) = (| Vgs22 | − | Vgs21 |) + (r11 × Iref).

このため、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)であるオフセット電圧は、プロセス依存性及び温度依存性が非常に小さいものとなる。また、所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)はプロセス依存性及び温度依存性が非常に小さいものとなる。したがって、回路閾値電圧(Vth)を広い温度範囲で精度よく規定することができ、オフセット値の判定を広い温度範囲で精度よく判断することができる。また、オフセット検出回路51を構成するPch MOSトランジスタPT21とPch MOSトランジスタPT22、Pch MOSトランジスタPT23とPch MOSトランジスタPT24、及び差動対をなすNch MOSトランジスタNT21とNch MOSトランジスタNT22は、それぞれ同一β比に設定されるので、レイアウト設計段階の煩雑な処理を必要としない。   For this reason, the offset voltage, which is the potential difference V (pn) between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn, has very small process dependency and temperature dependency. Further, the circuit threshold voltage (Vth), which is a predetermined standard value, has very small process dependency and temperature dependency. Therefore, the circuit threshold voltage (Vth) can be accurately defined over a wide temperature range, and the offset value can be accurately determined over a wide temperature range. Further, the Pch MOS transistor PT21 and the Pch MOS transistor PT22, the Pch MOS transistor PT23 and the Pch MOS transistor PT24, and the Nch MOS transistor NT21 and the Nch MOS transistor NT22 forming the differential pair, which constitute the offset detection circuit 51, have the same β ratio. Therefore, complicated processing at the layout design stage is not required.

次に、本発明の実施例3に係るオフセット検出回路について、図面を参照して説明する。図6はオフセット検出回路を示す回路図である。本実施例では、高電位側電源側にカレントミラー回路を設けている。   Next, an offset detection circuit according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a circuit diagram showing the offset detection circuit. In this embodiment, a current mirror circuit is provided on the high potential side power supply side.

以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。   In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.

図6に示すように、オフセット検出回路52には、電流源1、電流源2、Pch MOSトランジスタPT1乃至PT4、Nch MOSトランジスタNT1乃至NT4、及び抵抗R1が設けられる。オフセット検出回路52は、半導体集積回路や各種機器に設けられ、例えば電圧増幅回路、電力増幅器、演算増幅器(オペアンプ)などの増幅器から出力される信号のオフセット電圧が所定の規格を超えているかどうかの判断を行う。増幅器から出力される信号のオフセット電圧が所定の規格を超えている場合、オフセット検出回路52からアラーム信号である、例えばハイレベルの信号が出力される。   As shown in FIG. 6, the offset detection circuit 52 includes a current source 1, a current source 2, Pch MOS transistors PT1 to PT4, Nch MOS transistors NT1 to NT4, and a resistor R1. The offset detection circuit 52 is provided in a semiconductor integrated circuit or various devices. For example, whether the offset voltage of a signal output from an amplifier such as a voltage amplifier circuit, a power amplifier, or an operational amplifier (op amp) exceeds a predetermined standard. Make a decision. When the offset voltage of the signal output from the amplifier exceeds a predetermined standard, an alarm signal, for example, a high level signal is output from the offset detection circuit 52.

Pch MOSトランジスタPT3は、ソースが高電位側電源VCCに接続され、ゲートがドレインに接続され、ドレインがノードN6、Nch MOSトランジスタNT1のドレイン、及びNch MOSトランジスタNT2のドレインに接続される。Pch MOSトランジスタPT4は、ソースが高電位側電源VCCに接続され、ゲートがPch MOSトランジスタPT3のゲートに接続され、ドレインがノードN3、Pch MOSトランジスタPT1のソース、及びPch MOSトランジスタPT2のソースに接続される。Pch MOSトランジスタPT3とPch MOSトランジスタPT4は、カレントミラー回路を構成する。   The Pch MOS transistor PT3 has a source connected to the high potential side power supply VCC, a gate connected to the drain, and a drain connected to the node N6, the drain of the Nch MOS transistor NT1, and the drain of the Nch MOS transistor NT2. The Pch MOS transistor PT4 has a source connected to the high potential side power supply VCC, a gate connected to the gate of the Pch MOS transistor PT3, and a drain connected to the node N3, the source of the Pch MOS transistor PT1, and the source of the Pch MOS transistor PT2. Is done. Pch MOS transistor PT3 and Pch MOS transistor PT4 form a current mirror circuit.

オフセット検出回路52は、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnが比較的高電位の場合、実施例1と同様な動作をする。オフセット検出回路52は、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnが比較的低電位の場合、Pch MOSトランジスタPT3に流れる電流が抑制されるので、次段の平衡差動対のPch MOSトランジスタPT1及びPT2に流れる電流が絞られ、回路の誤動作が抑制されることとなる。   The offset detection circuit 52 operates in the same manner as in the first embodiment when the input voltage Vinp and the input voltage Vinn are relatively high potentials. In the offset detection circuit 52, when the input voltage Vinp and the input voltage Vinn are relatively low potentials, the current flowing in the Pch MOS transistor PT3 is suppressed, so that the offset detection circuit 52 flows in the Pch MOS transistors PT1 and PT2 of the balanced differential pair in the next stage. The current is reduced, and the malfunction of the circuit is suppressed.

上述したように、本実施例のオフセット検出回路では、電流源1、電流源2、Pch MOSトランジスタPT1乃至PT4、Nch MOSトランジスタNT1乃至NT4、及び抵抗R1が設けられる。Pch MOSトランジスタPT3とPch MOSトランジスタPT4は、カレントミラー回路を構成している。このカレントミラー回路は、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnが比較的低電位の場合、次段の平衡差動対のPch MOSトランジスタPT1及びPT2に流れる電流を絞る。   As described above, in the offset detection circuit of this embodiment, the current source 1, the current source 2, the Pch MOS transistors PT1 to PT4, the Nch MOS transistors NT1 to NT4, and the resistor R1 are provided. Pch MOS transistor PT3 and Pch MOS transistor PT4 constitute a current mirror circuit. When the input voltage Vinp and the input voltage Vinn are relatively low potentials, this current mirror circuit restricts the current flowing through the Pch MOS transistors PT1 and PT2 of the balanced differential pair at the next stage.

このため、実施例1の効果の他に、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnが比較的低電位の場合、オフセット検出回路52の誤動作を抑制することができる。   For this reason, in addition to the effects of the first embodiment, when the input voltage Vinp and the input voltage Vinn are relatively low potentials, malfunction of the offset detection circuit 52 can be suppressed.

次に、本発明の実施例4に係るオフセット検出回路について、図面を参照して説明する。図7はオフセット検出回路を示す回路図である。本実施例では、低電位側電源側にカレントミラー回路を設けている。   Next, an offset detection circuit according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a circuit diagram showing the offset detection circuit. In this embodiment, a current mirror circuit is provided on the low potential side power supply side.

以下、実施例2と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。   In the following, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.

図7に示すように、オフセット検出回路53には、電流源1、電流源2、Pch MOSトランジスタPT21乃至PT24、Nch MOSトランジスタNT21乃至NT24、及び抵抗R11が設けられる。オフセット検出回路53は、半導体集積回路や各種機器に設けられ、例えば電圧増幅回路、電力増幅器、演算増幅器(オペアンプ)などの増幅器から出力される信号のオフセット電圧が所定の規格を超えているかどうかの判断を行う。増幅器から出力される信号のオフセット電圧が所定の規格を超えている場合、オフセット検出回路53からアラーム信号である、例えばハイレベルの信号が出力される。   As shown in FIG. 7, the offset detection circuit 53 includes a current source 1, a current source 2, Pch MOS transistors PT21 to PT24, Nch MOS transistors NT21 to NT24, and a resistor R11. The offset detection circuit 53 is provided in a semiconductor integrated circuit or various devices. For example, whether the offset voltage of a signal output from an amplifier such as a voltage amplifier circuit, a power amplifier, or an operational amplifier (op amp) exceeds a predetermined standard. Make a decision. When the offset voltage of the signal output from the amplifier exceeds a predetermined standard, the offset detection circuit 53 outputs an alarm signal, for example, a high level signal.

Nch MOSトランジスタNT23は、ドレインがPch MOSトランジスタPT21のドレイン、及びPch MOSトランジスタPT22のドレイン(ノードN26)に接続され、ゲートがドレインに接続され、ソースが低電位側電源VSSに接続される。Nch MOSトランジスタNT24は、ドレインがNch MOSトランジスタNT21のソース、Nch MOSトランジスタNT22のソース、及びノードN25に接続され、ゲートがNch MOSトランジスタNT23のゲートに接続され、ソースが低電位側電源VSSに接続される。Nch MOSトランジスタNT23とNch MOSトランジスタNT24は、カレントミラー回路を構成する。   The Nch MOS transistor NT23 has a drain connected to the drain of the Pch MOS transistor PT21 and a drain (node N26) of the Pch MOS transistor PT22, a gate connected to the drain, and a source connected to the low potential power source VSS. The Nch MOS transistor NT24 has a drain connected to the source of the Nch MOS transistor NT21, a source of the Nch MOS transistor NT22, and a node N25, a gate connected to the gate of the Nch MOS transistor NT23, and a source connected to the low potential side power supply VSS. Is done. Nch MOS transistor NT23 and Nch MOS transistor NT24 constitute a current mirror circuit.

オフセット検出回路53は、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnが比較的低電位の場合、実施例2と同様な動作をする。オフセット検出回路53は、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnが比較的高電位の場合、Nch MOSトランジスタNT23に流れる電流が抑制されるので、次段の平衡差動対のNch MOSトランジスタNT21及びNT22に流れる電流が絞られ、回路の誤動作が抑制されることとなる。   The offset detection circuit 53 operates in the same manner as in the second embodiment when the input voltage Vinp and the input voltage Vinn are relatively low potentials. In the offset detection circuit 53, when the input voltage Vinp and the input voltage Vinn are relatively high potentials, the current flowing through the Nch MOS transistor NT23 is suppressed, so that the current flows through the balanced differential pair Nch MOS transistors NT21 and NT22 in the next stage. The current is reduced, and the malfunction of the circuit is suppressed.

なお、本実施例のオフセット検出回路53と実施例3のオフセット検出回路52を組み合わせすることにより、オフセット検出回路のRail to Rail化を図ることが可能となる。   Note that the combination of the offset detection circuit 53 of the present embodiment and the offset detection circuit 52 of the third embodiment makes it possible to achieve a Rail to Rail configuration of the offset detection circuit.

上述したように、本実施例のオフセット検出回路では、電流源1、電流源2、Pch MOSトランジスタPT21乃至PT24、Nch MOSトランジスタNT21乃至NT24、及び抵抗R11が設けられる。Nch MOSトランジスタNT23とNch MOSトランジスタNT24は、カレントミラー回路を構成する。このカレントミラー回路により、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnが比較的高電位の場合、次段の平衡差動対のNch MOSトランジスタNT21及びNT22に流れる電流が絞られる。   As described above, the offset detection circuit of this embodiment includes the current source 1, the current source 2, the Pch MOS transistors PT21 to PT24, the Nch MOS transistors NT21 to NT24, and the resistor R11. Nch MOS transistor NT23 and Nch MOS transistor NT24 constitute a current mirror circuit. With this current mirror circuit, when the input voltage Vinp and the input voltage Vinn are relatively high, the current flowing through the Nch MOS transistors NT21 and NT22 of the balanced differential pair at the next stage is reduced.

このため、実施例2の効果の他に、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnが比較的高電位の場合、オフセット検出回路53の誤動作を抑制することができる。   For this reason, in addition to the effect of the second embodiment, when the input voltage Vinp and the input voltage Vinn are relatively high potentials, malfunction of the offset detection circuit 53 can be suppressed.

次に、本発明の実施例5に係るオフセット検出回路について、図面を参照して説明する。図8はオフセット検出回路を示す回路図である。オフセット値の温度及びプロセス変動を抑制する補正手段の構成を変更している。   Next, an offset detection circuit according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a circuit diagram showing the offset detection circuit. The configuration of the correction means for suppressing the temperature of the offset value and the process variation is changed.

以下、実施例2と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。   In the following, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.

図8に示すように、オフセット検出回路54には、電流源1乃至3、電流源6、電流源7、Pch MOSトランジスタPT21乃至PT24、Nch MOSトランジスタNT21、Nch MOSトランジスタNT22、Nch MOSトランジスタNT25、Nch MOSトランジスタNT26、抵抗R21、及び抵抗R22が設けられる。オフセット検出回路54は、半導体集積回路や各種機器に設けられ、例えば電圧増幅回路、電力増幅器、演算増幅器(オペアンプ)などの増幅器から出力される信号のオフセット電圧が所定の規格を超えているかどうかの判断を行う。増幅器から出力される信号のオフセット電圧が所定の規格を超えている場合、オフセット検出回路54からアラーム信号である、例えばハイレベルの信号が出力される。   As shown in FIG. 8, the offset detection circuit 54 includes current sources 1 to 3, current source 6, current source 7, Pch MOS transistors PT21 to PT24, Nch MOS transistor NT21, Nch MOS transistor NT22, Nch MOS transistor NT25, An Nch MOS transistor NT26, a resistor R21, and a resistor R22 are provided. The offset detection circuit 54 is provided in a semiconductor integrated circuit or various devices. For example, whether the offset voltage of a signal output from an amplifier such as a voltage amplifier circuit, a power amplifier, or an operational amplifier (op amp) exceeds a predetermined standard. Make a decision. When the offset voltage of the signal output from the amplifier exceeds a predetermined standard, an alarm signal, for example, a high level signal is output from the offset detection circuit 54.

Nch MOSトランジスタNT25は、ドレインが高電位側電源VCCに接続され、ゲートに入力電圧Vinpが入力され、入力電圧Vinpをレベルシフトする。抵抗R21は、一端がNch MOSトランジスタNT25のソースに接続され、他端がノードN27及びPch MOSトランジスタPT21のゲートに接続される。   The Nch MOS transistor NT25 has a drain connected to the high potential side power supply VCC, an input voltage Vinp input to the gate, and a level shift of the input voltage Vinp. One end of resistor R21 is connected to the source of Nch MOS transistor NT25, and the other end is connected to node N27 and the gate of Pch MOS transistor PT21.

Nch MOSトランジスタNT26は、ドレインが高電位側電源VCCに接続され、ゲートに入力電圧Vinnが入力され、ソースがノードN28に接続され、入力電圧Vinnをレベルシフトする。抵抗R22は、一端が電流源2の他端及びノードN22に接続され、他端がPch MOSトランジスタPT22のソースに接続される。ここで、抵抗R21及びR22は、電圧係数及び温度係数の小さい材料、例えばフィールド上に形成される不純物が高濃度にドープされた多結晶ポリシリコン膜、金属サーメット膜、或いは金属薄膜などを用いるのが好ましい。   N-channel MOS transistor NT26 has a drain connected to high potential side power supply VCC, a gate supplied with input voltage Vinn, a source connected to node N28, and level shift of input voltage Vinn. The resistor R22 has one end connected to the other end of the current source 2 and the node N22, and the other end connected to the source of the Pch MOS transistor PT22. Here, the resistors R21 and R22 are made of a material having a small voltage coefficient and temperature coefficient, for example, a polycrystalline polysilicon film, a metal cermet film, or a metal thin film doped with impurities formed on the field at a high concentration. Is preferred.

Nch MOSトランジスタNT25のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))とNch MOSトランジスタNT26のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))は同一に設定される。この設定により、レイアウト設計段階の煩雑な処理を軽減することができる。   The β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Nch MOS transistor NT25 and the β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of the Nch MOS transistor NT26 are set to be the same. The With this setting, complicated processing at the layout design stage can be reduced.

電流源6は、一端がノードN27に接続され、他端が低電位側電源VSSに接続される。電流源6は、バンドギャップリファレンス回路4から供給される基準電圧に基づいて、基準電流Irefを低電位側電源VSS側に流す。電流源7は、一端がノードN28に接続され、他端が低電位側電源VSSに接続される。電流源7は、バンドギャップリファレンス回路4から供給される基準電圧に基づいて、基準電流Irefを低電位側電源VSS側に流す。   The current source 6 has one end connected to the node N27 and the other end connected to the low potential side power source VSS. The current source 6 allows the reference current Iref to flow to the low potential side power supply VSS side based on the reference voltage supplied from the band gap reference circuit 4. One end of the current source 7 is connected to the node N28, and the other end is connected to the low potential side power source VSS. The current source 7 causes the reference current Iref to flow to the low potential side power supply VSS side based on the reference voltage supplied from the band gap reference circuit 4.

電流源6で生成される基準電流Irefと電流源7で生成される基準電流Irefは、電流源1で生成される基準電流Irefと同一レベルである。   The reference current Iref generated by the current source 6 and the reference current Iref generated by the current source 7 are at the same level as the reference current Iref generated by the current source 1.

ここで、抵抗R21の抵抗値r21、抵抗R22の抵抗値r22、実施例2の抵抗R11の抵抗値r11の関係は、
r21=(1−X)×r11・・・・・・・・・・・式(3)
r22=(X)×r11・・・・・・・・・・・・式(4)
に設定される。なお、Xの値は1以下の実数である。
Here, the relationship between the resistance value r21 of the resistor R21, the resistance value r22 of the resistor R22, and the resistance value r11 of the resistor R11 of Example 2 is as follows:
r21 = (1−X) × r11 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (3)
r22 = (X) x r11 ... Formula (4)
Set to Note that the value of X is a real number of 1 or less.

入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)、Nch MOSトランジスタNT25のゲート−ソース間電圧Vgs25、Nch MOSトランジスタNT26のゲート−ソース間電圧Vgs26、Pch MOSトランジスタPT21のゲート−ソース間電圧Vgs21、Pch MOSトランジスタPT22のゲート−ソース間電圧Vgs22、実施例2での抵抗R11の抵抗値r11、基準電流Irefの関係は、
V(p−n)=(Vgs25−Vgs26)+(|Vgs22|−|Vgs21|)+(r11×Iref)・・・式(5)
と表すことができる。
Potential difference V (pn) between input voltage Vinp and input voltage Vinn, gate-source voltage Vgs25 of Nch MOS transistor NT25, gate-source voltage Vgs26 of Nch MOS transistor NT26, gate-source of Pch MOS transistor PT21 The relationship between the inter-voltage Vgs21, the gate-source voltage Vgs22 of the Pch MOS transistor PT22, the resistance value r11 of the resistor R11 in the second embodiment, and the reference current Iref is as follows:
V (p−n) = (Vgs25−Vgs26) + (| Vgs22 | − | Vgs21 |) + (r11 × Iref) (5)
It can be expressed as.

(Vgs25−Vgs26)+(|Vgs22|−|Vgs21|)は、Pch MOSトランジスタPT21及びPch MOSトランジスタPT22のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))が等しく、Nch MOSトランジスタNT25及びNch MOSトランジスタNT26のβ比(Wg(ゲート幅寸法)/Lg(ゲート長寸法))が等しく、且つ、それぞれのドレイン電流が等しいことより、プロセス依存性及び温度依存性が非常に小さい。基準電流Irefはバンドギャップリファレンス回路4に設けられる図示しない抵抗の抵抗値に逆比例するので、(r11×Iref)はプロセス依存性及び温度依存性が非常に小さい。このため、入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)であるオフセット電圧は、プロセス依存性及び温度依存性が非常に小さいものとなる。また、所定の規格値である回路閾値電圧(Vth)はプロセス依存性及び温度依存性が非常に小さいものとなる。   (Vgs25−Vgs26) + (| Vgs22 | − | Vgs21 |) has the same β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) between the Pch MOS transistor PT21 and the Pch MOS transistor PT22, and the Nch MOS transistor. Since the β ratio (Wg (gate width dimension) / Lg (gate length dimension)) of NT25 and Nch MOS transistor NT26 is equal and the respective drain currents are equal, the process dependency and temperature dependency are very small. Since the reference current Iref is inversely proportional to the resistance value of a resistor (not shown) provided in the band gap reference circuit 4, (r11 × Iref) has very little process dependency and temperature dependency. For this reason, the offset voltage, which is the potential difference V (pn) between the input voltage Vinp and the input voltage Vinn, has very small process dependency and temperature dependency. Further, the circuit threshold voltage (Vth), which is a predetermined standard value, has very small process dependency and temperature dependency.

上述したように、本実施例のオフセット検出回路では、電流源1乃至3、電流源6、電流源7、Pch MOSトランジスタPT21乃至PT24、Nch MOSトランジスタNT21、Nch MOSトランジスタNT22、Nch MOSトランジスタNT25、Nch MOSトランジスタNT26、抵抗R21、及び抵抗R22が設けられる。入力電圧Vinpと入力電圧Vinnの間の電位差V(p−n)、Nch MOSトランジスタNT25のゲート−ソース間電圧Vgs25、Nch MOSトランジスタNT26のゲート−ソース間電圧Vgs26、Pch MOSトランジスタPT21のゲート−ソース間電圧Vgs21、Pch MOSトランジスタPT22のゲート−ソース間電圧Vgs22、実施例2での抵抗R11の抵抗値r11、基準電流Irefの関係は、V(p−n)=(Vgs25−Vgs26)+(|Vgs22|−|Vgs21|)+(r11×Iref)に設定される。   As described above, in the offset detection circuit of this embodiment, the current sources 1 to 3, the current source 6, the current source 7, the Pch MOS transistors PT21 to PT24, the Nch MOS transistor NT21, the Nch MOS transistor NT22, the Nch MOS transistor NT25, An Nch MOS transistor NT26, a resistor R21, and a resistor R22 are provided. Potential difference V (pn) between input voltage Vinp and input voltage Vinn, gate-source voltage Vgs25 of Nch MOS transistor NT25, gate-source voltage Vgs26 of Nch MOS transistor NT26, gate-source of Pch MOS transistor PT21 The relationship between the voltage Vgs21, the gate-source voltage Vgs22 of the Pch MOS transistor PT22, the resistance value r11 of the resistor R11 and the reference current Iref in the second embodiment is V (p−n) = (Vgs25−Vgs26) + (| Vgs22 | − | Vgs21 |) + (r11 × Iref).

このため、実施例1の効果の他に、オフセット検出回路54を構成するNch MOSトランジスタ及びPch MOSトランジスタの形状比を調整することにより、ゲート−ソース間電圧のプロセス依存性及び温度依存性を実施例1よりも小さくすることができる。   Therefore, in addition to the effect of the first embodiment, the process dependency and the temperature dependency of the gate-source voltage are implemented by adjusting the shape ratio of the Nch MOS transistor and the Pch MOS transistor constituting the offset detection circuit 54. It can be made smaller than Example 1.

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、実施例1では、差動対をなすPch MOSトランジスタPT1及びPT2のドレイン側と低電位側電源VSSの間にカレントミラー回路を設けているが、Pch MOSトランジスタPT1及びPT2のドレイン側を出力段側に接続してもよい。また、実施例2では、高電位側電源VCCと差動対をなすNch MOSトランジスタのドレイン側の間にカレントミラー回路を設けているが、Nch MOSトランジスタのドレイン側を出力段側に接続してもよい。   For example, in the first embodiment, a current mirror circuit is provided between the drain side of the Pch MOS transistors PT1 and PT2 forming a differential pair and the low potential side power source VSS, but the drain side of the Pch MOS transistors PT1 and PT2 is output. You may connect to the step side. In the second embodiment, a current mirror circuit is provided between the drain side of the Nch MOS transistor that forms a differential pair with the high potential side power supply VCC. However, the drain side of the Nch MOS transistor is connected to the output stage side. Also good.

本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) ソースが高電位側電源に接続され、ゲートがドレインに接続される第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ソースが前記高電位側電源に接続され、ゲートが前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲートに接続される第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートに第1の入力電圧が入力され、ドレインが前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのドレインに接続され、前記第1の入力電圧をレベルシフトする第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、一端が前記第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される抵抗と、ゲートに第2の入力電圧が入力され、ドレインが前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのドレインに接続され、前記第2の入力電圧をレベルシフトする第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートが前記抵抗の他端に接続され、ソースが前記第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのドレインに接続される第3のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートが前記第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続され、ソースが前記第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのドレインに接続され、前記第3のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと差動対をなす第4のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタとを具備し、前記第1の入力電圧と前記第2の入力電圧を比較し、前記第1の入力電圧と前記第2の入力電圧の間の電位差が回路閾値電圧を超えているかどうかを判断するオフセット検出回路。
The present invention can be configured as described in the following supplementary notes.
(Supplementary Note 1) A first Pch insulated gate field effect transistor having a source connected to a high potential power source and a gate connected to a drain, a source connected to the high potential power source, and a gate connected to the first power source A second Pch insulated gate field effect transistor connected to the gate of the Pch insulated gate field effect transistor, a first input voltage input to the gate, and a drain of the first Pch insulated gate field effect transistor. A first Nch insulated gate field effect transistor connected to the drain and level-shifting the first input voltage; a resistor having one end connected to the source of the first Nch insulated gate field effect transistor; and a gate Is connected to the drain of the first Pch insulated gate field effect transistor. A second Nch insulated gate field effect transistor level-shifting the second input voltage, a gate connected to the other end of the resistor, and a source drain of the second Pch insulated gate field effect transistor A third Pch insulated gate field effect transistor connected to the gate, a gate connected to a source of the second Nch insulated gate field effect transistor, and a source connected to the drain of the second Pch insulated gate field effect transistor A fourth Pch insulated gate field effect transistor which is connected to the third Pch insulated gate field effect transistor and forms a differential pair with the third Pch insulated gate field effect transistor, wherein the first input voltage and the second input voltage are The comparison is made to determine whether the potential difference between the first input voltage and the second input voltage exceeds a circuit threshold voltage. Set detection circuit.

(付記2) 前記抵抗の他端と低電位側電源の間に設けられ、バンドギャップリファレンス回路から出力される基準電圧に基づいて、第1の基準電流を前記低電位側電源側に流す第1の電流源と、第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースと前記低電位側電源の間に設けられ、前記基準電圧に基づいて前記第1の基準電流と同一レベルの第2の基準電流を前記低電位側電源側に流す第2の電流源とを具備する付記1に記載のオフセット検出回路。 (Supplementary Note 2) A first reference current is provided between the other end of the resistor and a low-potential side power supply, and causes a first reference current to flow to the low-potential side power supply side based on a reference voltage output from a bandgap reference circuit. Current source, a source of the second Nch insulated gate field effect transistor, and the low potential side power source, and a second reference current having the same level as the first reference current based on the reference voltage The offset detection circuit according to appendix 1, further comprising: a second current source that supplies a current to the low-potential-side power supply side.

(付記3) ゲートに第1の入力電圧が入力され、前記第1の入力電圧をレベルシフトする第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートに第2の入力電圧が入力され、前記第2の入力電圧をレベルシフトする第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、一端が前記第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される抵抗と、ドレインが前記第1及び第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのドレインに接続され、ゲートがドレインに接続され、ソースが低電位側電源に接続される第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートが前記第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲートに接続され、ソースが前記低電位側電源に接続される第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートが前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続され、ソースが前記第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのドレインに接続される第3のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートが前記抵抗の他端に接続され、ソースが前記第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのドレインに接続され、前記第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと差動対をなす第4のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタとを具備し、前記第1の入力電圧と前記第2の入力電圧を比較し、前記第1の入力電圧と前記第2の入力電圧の間の電位差が回路閾値電圧を超えているかどうかを判断するオフセット検出回路。 (Supplementary Note 3) A first input voltage is input to the gate, the first Pch insulated gate field effect transistor level-shifts the first input voltage, and the second input voltage is input to the gate. 2, a second Pch insulated gate field effect transistor for level shifting the input voltage, a resistor having one end connected to the source of the second Pch insulated gate field effect transistor, and a drain connected to the first and second A first Nch insulated gate field effect transistor having a gate connected to the drain and a source connected to the low-potential side power supply; and a gate connected to the first Nch. A second Nch insulated gate electric field connected to the gate of the insulated gate field effect transistor and having a source connected to the low potential side power source And a third Nch insulated gate electric field whose gate is connected to the source of the first Pch insulated gate field effect transistor and whose source is connected to the drain of the second Nch insulated gate field effect transistor. An effect transistor, a gate connected to the other end of the resistor, a source connected to a drain of the second Nch insulated gate field effect transistor, and a differential pair with the first Nch insulated gate field effect transistor. And a potential difference between the first input voltage and the second input voltage by comparing the first input voltage with the second input voltage. An offset detection circuit that determines whether or not the circuit threshold voltage is exceeded.

(付記4) 高電位側電源と前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースの間に設けられ、バンドギャップリファレンス回路から出力される基準電圧に基づいて、第1の基準電流を前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタを介して前記低電位側電源側に流す第1の電流源と、前記高電位側電源と前記抵抗の他端の間に設けられ、前記基準電圧に基づいて前記第1の基準電流と同一レベルの第2の基準電流を前記第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタを介して前記低電位側電源側に流す第2の電流源とを具備する付記3に記載のオフセット検出回路。 (Supplementary Note 4) A first reference current is provided based on a reference voltage provided between a high-potential-side power supply and a source of the first Pch insulated gate field effect transistor and output from a band gap reference circuit. A first current source that flows to the low-potential-side power supply side through one Pch insulated gate field effect transistor, and provided between the high-potential-side power supply and the other end of the resistor, based on the reference voltage Appendix 3 comprising: a second current source for supplying a second reference current having the same level as that of the first reference current to the low-potential-side power supply side through the second Pch insulated gate field effect transistor The offset detection circuit described.

(付記5) ゲートに第1の入力電圧が入力され、ドレインが高電位側電源に接続される第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、一端が前記第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される第1の抵抗と、ゲートが前記抵抗の他端に接続され、ドレインが低電位側電源に接続される第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートに第2の入力電圧が入力され、ドレインが前記高電位側電源に接続される第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートが前記第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続され、ドレインが前記低電位側電源に接続される第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、一端が前記第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される第2の抵抗と、ゲートが前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される第3のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ゲートが前記第2の抵抗の他端に接続され、前記第3のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと差動対をなす第4のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタとを具備し、前記第1の入力電圧と前記第2の入力電圧を比較し、前記第1の入力電圧と前記第2の入力電圧の間の電位差が回路閾値電圧を超えているかどうかを判断するオフセット検出回路。 (Supplementary Note 5) A first Nch insulated gate field effect transistor in which a first input voltage is input to a gate and a drain is connected to a high-potential side power supply, and one end of the first Nch insulated gate field effect transistor is connected to the first potential A first resistor connected to the source of the transistor, a first Pch insulated gate field effect transistor having a gate connected to the other end of the resistor and a drain connected to the low-potential side power source, and a second connected to the gate An input voltage is input, a drain is connected to the high-potential side power supply, a second Nch insulated gate field effect transistor, a gate is connected to a source of the second Nch insulated gate field effect transistor, and a drain is A second Pch insulated gate field effect transistor connected to the low potential side power source, and one end of the second Pch insulated gate field effect transistor A second resistor connected to the source of the first Pch insulated gate field effect transistor, a third Nch insulated gate field effect transistor whose gate is connected to the source of the first Pch insulated gate field effect transistor, and a gate connected to the second resistor. A fourth Nch insulated gate field effect transistor which is connected to the other end of the first and forms a differential pair with the third Nch insulated gate field effect transistor, and the first input voltage and the second An offset detection circuit that compares input voltages and determines whether a potential difference between the first input voltage and the second input voltage exceeds a circuit threshold voltage.

(付記6) 前記第1の抵抗の一端と前記低電位側電源の間に設けられ、バンドギャップリファレンス回路から出力される基準電圧に基づいて、第1の基準電流を前記低電位側電源側に流す第1の電流源と、前記高電位側電源と前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースの間に設けられ、前記基準電圧に基づいて前記第1の基準電流と同一レベルの第2の基準電流を前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタを介して前記低電位側電源側に流す第2の電流源と、前記第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースと前記低電位側電源の間に設けられ、前記基準電圧に基づいて前記第1の基準電流と同一レベルの第3の基準電流を前記低電位側電源側に流す第3の電流源と、前記高電位側電源と前記第2の抵抗の他端の間に設けられ、前記基準電圧に基づいて前記第1の基準電流と同一レベルの第4の基準電流を前記第2の抵抗及び前記第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタを介して前記低電位側電源側に流す第4の電流源とを具備する付記5に記載のオフセット検出回路。 (Supplementary Note 6) A first reference current is provided between the one end of the first resistor and the low-potential-side power supply, and the first reference current is supplied to the low-potential-side power supply side based on a reference voltage output from a band gap reference circuit. A first current source that flows, a high-potential side power source, and a source of the first Pch insulated gate field effect transistor, and a first current source having the same level as the first reference current based on the reference voltage. 2 reference currents to the low-potential-side power supply side through the first Pch insulated gate field effect transistor, the source of the second Nch insulated gate field effect transistor, and the low current source A third current source provided between the potential-side power sources and configured to flow a third reference current of the same level as the first reference current to the low-potential-side power source side based on the reference voltage; Power supply and said A fourth reference current having the same level as the first reference current based on the reference voltage, and the second resistor and the second Pch insulated gate field effect transistor. The offset detection circuit according to appendix 5, further comprising: a fourth current source that flows to the low-potential-side power supply side through

(付記7) 前記入力電圧をレベルシフトするトランジスタ同士のβ比が同一に設定され、差動対をなすトランジスタ同士のβ比も同一に設定されていることを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載のオフセット検出回路。 (Supplementary note 7) Any one of Supplementary notes 1 to 6, wherein the β ratios of the transistors for level shifting the input voltage are set to be the same, and the β ratios of the transistors forming the differential pair are also set to be the same. An offset detection circuit according to claim 1.

本発明の実施例1に係るオフセット検出回路を示す回路図。1 is a circuit diagram showing an offset detection circuit according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る比較例のオフセット検出回路を示す回路図。1 is a circuit diagram showing an offset detection circuit of a comparative example according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る本実施例のオフセット検出回路の回路閾値電圧の温度依存性を示す図。The figure which shows the temperature dependence of the circuit threshold voltage of the offset detection circuit of the present Example which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る比較例のオフセット検出回路の回路閾値電圧の温度依存性を示す図。The figure which shows the temperature dependence of the circuit threshold voltage of the offset detection circuit of the comparative example which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るオフセット検出回路を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an offset detection circuit according to a second embodiment of the invention. 本発明の実施例3に係るオフセット検出回路を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an offset detection circuit according to a third embodiment of the invention. 本発明の実施例4に係るオフセット検出回路を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an offset detection circuit according to a fourth embodiment of the invention. 本発明の実施例5に係るオフセット検出回路を示す回路図。FIG. 9 is a circuit diagram illustrating an offset detection circuit according to a fifth embodiment of the invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3、5〜7 電流源
4 バンドギャップリファレンス回路
50〜54、60 オフセット検出回路
Ib バイアス電流
Iref 基準電流
PT1〜PT4、PT11、PT12、PT21〜PT24 Pch MOSトランジスタ
N1〜N6、N11〜N13、N21〜N28 ノード
NT1〜NT4、NT11、NT12、NT21〜NT26 Nch MOSトランジスタ
R1、R11、R21、R22 抵抗
Sout 出力信号
VCC 高電位側電源
Vinn、Vinp 入力電圧
VSS 低電位側電源
1, 2, 3, 5-7 Current source 4 Band gap reference circuits 50-54, 60 Offset detection circuit Ib Bias current Iref Reference currents PT1-PT4, PT11, PT12, PT21-PT24 Pch MOS transistors N1-N6, N11- N13, N21 to N28 Nodes NT1 to NT4, NT11, NT12, NT21 to NT26 Nch MOS transistors R1, R11, R21, R22 Resistor Sout Output signal VCC High potential side power supply Vinn, Vinp Input voltage VSS Low potential side power supply

Claims (5)

ゲートに第1の入力電圧が入力され、ドレインが高電位側電源側に接続され、前記第1の入力電圧をレベルシフトする第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
一端が前記第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される抵抗と、
ゲートに第2の入力電圧が入力され、ドレインが前記高電位側電源側に接続され、前記第2の入力電圧をレベルシフトする第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
ゲートが前記抵抗の他端に接続される第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
ゲートが前記第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続され、前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと差動対をなす第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
を具備することを特徴とするオフセット検出回路。
A first Nch insulated gate field effect transistor having a first input voltage input to the gate, a drain connected to the high potential side power supply side, and level shifting the first input voltage;
A resistor having one end connected to the source of the first Nch insulated gate field effect transistor;
A second Nch insulated gate field effect transistor having a second input voltage input to the gate, a drain connected to the high-potential-side power supply side, and level-shifting the second input voltage;
A first Pch insulated gate field effect transistor having a gate connected to the other end of the resistor;
A second Pch insulated gate field effect transistor having a gate connected to a source of the second Nch insulated gate field effect transistor and forming a differential pair with the first Pch insulated gate field effect transistor;
An offset detection circuit comprising:
前記抵抗の他端と低電位側電源の間に設けられ、バンドギャップリファレンス回路から出力される基準電圧に基づいて、第1の基準電流を前記低電位側電源側に流す第1の電流源と、
第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースと前記低電位側電源の間に設けられ、前記基準電圧に基づいて前記第1の基準電流と同一レベルの第2の基準電流を前記低電位側電源側に流す第2の電流源と、
を具備することを特徴とする請求項1に記載のオフセット検出回路。
A first current source provided between the other end of the resistor and a low-potential side power supply and configured to flow a first reference current to the low-potential side power supply side based on a reference voltage output from a band gap reference circuit; ,
Provided between the source of the second Nch insulated gate field effect transistor and the low-potential side power supply, and based on the reference voltage, the second reference current having the same level as the first reference current is supplied to the low-potential side A second current source flowing to the power supply side;
The offset detection circuit according to claim 1, further comprising:
ゲートに第1の入力電圧が入力され、ドレインが低電位側電源側に接続され、前記第1の入力電圧をレベルシフトする第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
ゲートに第2の入力電圧が入力され、ドレインが前記低電位側電源側に接続され、前記第2の入力電圧をレベルシフトする第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
一端が前記第2のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される抵抗と、
ゲートが前記第1のPch絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続される第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
ゲートが前記抵抗の他端に接続され、前記第1のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと差動対をなす第2のNch絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
を具備することを特徴とするオフセット検出回路。
A first Pch insulated gate field effect transistor having a first input voltage input to the gate and a drain connected to the low-potential side power supply side, and level-shifting the first input voltage;
A second Pch insulated gate field effect transistor having a second input voltage input to the gate, a drain connected to the low-potential-side power supply side, and level-shifting the second input voltage;
A resistor having one end connected to the source of the second Pch insulated gate field effect transistor;
A first Nch insulated gate field effect transistor having a gate connected to a source of the first Pch insulated gate field effect transistor;
A second Nch insulated gate field effect transistor having a gate connected to the other end of the resistor and forming a differential pair with the first Nch insulated gate field effect transistor;
An offset detection circuit comprising:
前記第1の入力電圧と前記第2の入力電圧を比較し、前記第1の入力電圧と前記第2の入力電圧の間の電位差が回路閾値電圧を超えているかどうかを判断することを特徴とする請求項1乃至3にいずれか1項に記載のオフセット検出回路。   Comparing the first input voltage with the second input voltage and determining whether a potential difference between the first input voltage and the second input voltage exceeds a circuit threshold voltage; The offset detection circuit according to any one of claims 1 to 3. 前記入力電圧をレベルシフトするトランジスタ同士のβ比が同一に設定され、差動対をなすトランジスタ同士のβ比も同一に設定されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のオフセット検出回路。   5. The β ratio of transistors that level shift the input voltage is set to be the same, and the β ratio of transistors that form a differential pair is also set to be the same. The offset detection circuit described in 1.
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