JP2016015769A - Amplifier and semiconductor device - Google Patents

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征一郎 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amplifier and a semiconductor device that suppress power consumption in a power-down state.SOLUTION: An amplifier 10 includes: a PMOS transistor 12C configured to enter a block state to block a supply of driving voltage to a gate of a PMOS transistor 12A when an input inverted power-down signal indicates a normal operating state of a differential amplification circuit 12, and enter a supply state to supply a driving voltage to the gate of the PMOS transistor 12A when a power-down state of the differential amplification circuit 12 is indicated; and a PMOS transistor 12D configured to bring the gate and a drain of the PMOS transistor 12A to a conductive state when an input power-down signal indicates the normal operating state of the differential amplification circuit 12, and bring the gate and the drain of the PMOS transistor 12A to a nonconductive state when the power-down state of the differential amplification circuit 12 is indicated.

Description

本発明は、増幅器及び半導体装置に関する。   The present invention relates to an amplifier and a semiconductor device.

図7には、従来の増幅器の構成の一例が示されている。図7に示す例において、「PD」とは、増幅器をパワーダウンさせた状態(パワーダウン状態)を示す信号レベルと増幅器をパワーダウンさせない非パワーダウン状態(通常動作状態)を示す信号レベルとに遷移するパワーダウン信号が入力される第1パワーダウン入力端子のことであり、「PDN」とは、第1パワーダウン入力端子PDに入力されるパワーダウン信号を反転させた反転パワーダウン信号が入力される第2パワーダウン入力端子のことであり、「INN」とは、差動増幅回路の反転入力端子のことであり、「INP」とは、差動増幅回路の非反転入力端子のことであり、「VBN」とは、バイアス電圧に相当すると共に信号レベルが反転パワーダウン信号の信号レベルの遷移に対応して遷移するバイアス電圧信号が入力されるバイアス電圧入力端子のことであり、「OUT」とは、増幅器の出力端子のことであり、「VDD」とは、増幅器の駆動用電圧が供給される駆動用電圧端子のことであり、「VSS」とは、駆動用電圧の大きさよりも小さな低電圧(一例として接地電圧)が供給される低電圧端子のことである。   FIG. 7 shows an example of the configuration of a conventional amplifier. In the example shown in FIG. 7, “PD” means a signal level indicating a state where the amplifier is powered down (power down state) and a signal level indicating a non-power down state where the amplifier is not powered down (normal operation state). This is a first power-down input terminal to which a transitioning power-down signal is input. “PDN” is an input of an inverted power-down signal obtained by inverting the power-down signal input to the first power-down input terminal PD. The “INN” is the inverting input terminal of the differential amplifier circuit, and “INP” is the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit. Yes, “VBN” is a bias voltage signal that corresponds to the bias voltage and whose signal level transitions in response to the transition of the signal level of the inverted power down signal. It is a bias voltage input terminal, “OUT” is an output terminal of the amplifier, “VDD” is a drive voltage terminal to which a drive voltage for the amplifier is supplied, and “VSS”. "Is a low voltage terminal to which a low voltage (ground voltage as an example) smaller than the magnitude of the driving voltage is supplied.

また、ここで言う「パワーダウン」とは、増幅器の駆動を停止すること(例えば増幅器からの出力を停止すること)を意味する。従って、増幅器は、パワーダウン信号の信号レベルがハイレベルの場合にパワーダウンし、ローレベルの場合に定常状態で動作(通常動作)する。また、以下では、Pチャネル型MOS電界効果トランジスタのことを「PMOSトランジスタ」と言い、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタのことを「NMOSトランジスタ」と言う。また、パワーダウン信号、反転パワーダウン信号及びバイアス電圧は何れも信号レベルがハイレベルとローレベルとに遷移する信号であり、例えばパワーダウン信号の信号レベルは、通常動作状態でローレベルとされ、パワーダウン状態でハイレベルとされる。また、以下では、パワーダウン信号、反転パワーダウン信号及びバイアス電圧は何れもローレベルの電圧の大きさが低電圧VSSの大きさに揃えられているものとする。また、以下では、バイアス電圧信号の信号レベルのハイレベル時の電圧の大きさは、反転パワーダウン信号の信号レベルのハイレベル時の電圧の大きさの半分の大きさとされているものとする。   The term “power down” as used herein means stopping the driving of the amplifier (for example, stopping the output from the amplifier). Therefore, the amplifier is powered down when the signal level of the power down signal is high, and operates (normal operation) in a steady state when the signal level is low. Hereinafter, a P-channel MOS field effect transistor is referred to as a “PMOS transistor”, and an N-channel MOS field effect transistor is referred to as an “NMOS transistor”. The power down signal, the inverted power down signal, and the bias voltage are all signals whose signal level transitions between a high level and a low level. For example, the signal level of the power down signal is set to a low level in a normal operation state. High level in power-down state. In the following description, it is assumed that the power-down signal, the inverted power-down signal, and the bias voltage are all set so that the low-level voltage has the same magnitude as the low voltage VSS. In the following description, it is assumed that the voltage level when the signal level of the bias voltage signal is high is half the voltage level when the signal level of the inverted power down signal is high.

図7に示す増幅器は、カレントミラー回路を有する差動増幅回路と、この差動増幅回路の出力端に接続されたCMOSスイッチを有する出力回路と、を含んで構成されている。出力回路に含まれるCMOSスイッチの構成要素であるPMOSトランジスタ(出力段PMOSトランジスタ)のゲートには、パワーダウン用PMOSトランジスタのドレインが接続されている。パワーダウン用PMOSトランジスタのゲートには、パワーダウンの際に反転パワーダウン信号が入力される第2パワーダウン入力端子PDNが接続されている。従って、パワーダウンの際にはパワーダウン用PMOSトランジスタのゲートがプルダウンされ、これによって出力段PMOSトランジスタのゲートがプルアップされることとなる。このような増幅器は特許文献1にも開示されている。   The amplifier shown in FIG. 7 includes a differential amplifier circuit having a current mirror circuit and an output circuit having a CMOS switch connected to the output terminal of the differential amplifier circuit. The drain of the power-down PMOS transistor is connected to the gate of the PMOS transistor (output stage PMOS transistor) which is a component of the CMOS switch included in the output circuit. The gate of the power-down PMOS transistor is connected to a second power-down input terminal PDN to which an inverted power-down signal is input during power-down. Therefore, at the time of power-down, the gate of the power-down PMOS transistor is pulled down, thereby pulling up the gate of the output stage PMOS transistor. Such an amplifier is also disclosed in Patent Document 1.

特開昭64−10709号公報JP-A 64-10709

しかしながら、増幅器をパワーダウンさせるために出力段PMOSトランジスタのゲートをプルアップしたにも拘らず、差動増幅回路及びパワーダウン用PMOSトランジスタから電流が漏れ出ていたため、十分に消費電力を削減することができない、という問題点があった。なお、図7に示す各トランジスタにおける電流値は、パワーダウン時に各トランジスタに流れる電流に係るものの一例である。   However, despite the fact that the gate of the output stage PMOS transistor was pulled up to power down the amplifier, current leaked out from the differential amplifier circuit and the power down PMOS transistor. There was a problem that it was not possible. Note that the current value in each transistor shown in FIG. 7 is an example related to the current flowing through each transistor during power-down.

本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、パワーダウン時の消費電力を抑制することができる増幅器及び半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an amplifier and a semiconductor device capable of suppressing power consumption during power-down.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の増幅器は、差動増幅回路を含む増幅器であって、前記差動増幅回路は、制御端子が共に接続された一対のトランジスタと、一端が駆動用電圧に接続され、他端が前記制御端子に接続された第1スイッチング素子と、一端が前記一対のトランジスタのうちの一方のドレインに接続され、他端が前記制御端子に接続された第2スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子のバックゲートに接続され、かつ、前記駆動用電圧が供給された第1端子及びバックゲート、前記第2スイッチング素子のバックゲートが接続された第2端子、並びに前記第1スイッチング素子の制御端子が接続された制御端子を有する第3補助トランジスタと、前記第2スイッチング素子のバックゲートが接続された第1端子、前記一方のドレインに接続された第2端子、前記第2スイッチング素子の制御端子が接続された制御端子、及び前記第3補助トランジスタのバックゲートが接続されたバックゲートを有する第4補助トランジスタと、を備えた。   In order to achieve the above object, the amplifier according to claim 1 is an amplifier including a differential amplifier circuit, and the differential amplifier circuit is driven by a pair of transistors having control terminals connected together and one end thereof. A first switching element having a second end connected to the control terminal, a first end connected to the drain of one of the pair of transistors, and a second end connected to the control terminal. A switching element; a first terminal and a back gate connected to the back gate of the first switching element and supplied with the driving voltage; a second terminal connected to the back gate of the second switching element; and A third auxiliary transistor having a control terminal to which a control terminal of the first switching element is connected; and a first terminal to which a back gate of the second switching element is connected. A fourth auxiliary transistor having a second terminal connected to the one drain, a control terminal connected to the control terminal of the second switching element, and a back gate connected to the back gate of the third auxiliary transistor; , With.

上記目的を達成するために、請求項3に記載の増幅器は、差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力が制御端子に接続された出力素子を有する出力回路と、を含む増幅器であって、前記出力回路は、一端が駆動用電圧に接続され、他端が前記制御端子に接続された第1スイッチング素子と、一端が前記出力に接続され、他端が前記制御端子に接続された第2スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子のバックゲートに接続され、かつ、前記駆動用電圧が供給された第1端子及びバックゲート、前記第2スイッチング素子のバックゲートが接続された第2端子、並びに前記第1スイッチング素子の制御端子が接続された制御端子を有する第1補助トランジスタと、前記第2スイッチング素子のバックゲートが接続された第1端子、前記出力が接続された第2端子、前記第2スイッチング素子の制御端子が接続された制御端子、及び前記第1補助トランジスタのバックゲートが接続されたバックゲートを有する第2補助トランジスタと、を備えた。   In order to achieve the above object, an amplifier according to claim 3 is an amplifier including a differential amplifier circuit and an output circuit having an output element in which an output of the differential amplifier circuit is connected to a control terminal. The output circuit has a first switching element having one end connected to the driving voltage and the other end connected to the control terminal, one end connected to the output, and the other end connected to the control terminal. A second switching element, a first terminal connected to the back gate of the first switching element and supplied with the driving voltage and a back gate, and a second terminal connected to the back gate of the second switching element And a first auxiliary transistor having a control terminal to which a control terminal of the first switching element is connected, a first terminal to which a back gate of the second switching element is connected, and the output There with a second terminal connected, a control terminal to which a control terminal connected to said second switching element, and a second auxiliary transistor having a back gate back gate connected to the first auxiliary transistor.

本発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、パワーダウン時の消費電力を抑制することができる、という効果が得られる。   According to the present invention, an effect that power consumption at the time of power-down can be suppressed is obtained as compared with the case where the present configuration is not provided.

第1の実施の形態に係る増幅器の構成の一例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an example of a configuration of an amplifier according to a first embodiment. FIG. 第1の実施の形態に係る増幅器に含まれる第1パワーダウン入力端子、第2パワーダウン入力端子及びバイアス電圧入力端子の各々に供給される信号の信号レベルの遷移例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of a transition of the signal level of the signal supplied to each of the 1st power down input terminal, the 2nd power down input terminal, and bias voltage input terminal which are included in the amplifier which concerns on 1st Embodiment. 従来例の増幅器を用いた実験結果として駆動用電圧の大きさに対する増幅器に含まれる特定の複数のトランジスタ及び低電圧用端子から流出する電流の大きさの関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship of the magnitude | size of the electric current which flows out from the specific several transistor contained in the amplifier with respect to the magnitude | size of a drive voltage, and the terminal for low voltage with respect to the magnitude | size of a drive voltage as an experimental result using the amplifier of a prior art example. 第1の実施の形態に係る増幅器を用いた実験結果として駆動用電圧の大きさに対する増幅器に含まれる主要なPMOSトランジスタ及び低電圧用端子から流出する電流の大きさの関係の一例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the magnitude of current flowing out from the main PMOS transistor included in the amplifier and the terminal for low voltage with respect to the magnitude of the driving voltage as an experimental result using the amplifier according to the first embodiment. is there. 第2の実施の形態に係る増幅器の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a structure of the amplifier which concerns on 2nd Embodiment. 第1の実施の形態に係る増幅器を用いた実験結果として駆動用電圧の大きさに対する特定のPMOSトランジスタのオン抵抗の大きさの関係の一例、及び第2の実施の形態に係る増幅器を用いた実験結果として駆動用電圧の大きさに対する特定のPMOSトランジスタのオン抵抗の大きさの関係の一例を示すグラフである。As an experimental result using the amplifier according to the first embodiment, an example of the relationship between the magnitude of the on-resistance of a specific PMOS transistor with respect to the magnitude of the driving voltage and the amplifier according to the second embodiment were used. It is a graph which shows an example of the relationship of the magnitude | size of the ON resistance of a specific PMOS transistor with respect to the magnitude | size of a drive voltage as an experimental result. 従来の増幅器の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a structure of the conventional amplifier.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、図7に示す例で説明した第1パワーダウン入力端子PD、第2パワーダウン入力端子PDN、反転入力端子INN、非反転入力端子INP、バイアス電圧入力端子VBN、出力端子OUT、駆動用電圧端子VDD及び低電圧端子VSSを流用しており、図7に示す例で説明したパワーダウン信号、反転パワーダウン信号、バイアス電圧信号、駆動用電圧及び低電圧も流用している。また、以下の説明では、PMOSトランジスタ及びNMOSトランジスタのスイッチング状態を表現する文言として「オン」との文言及び「オフ」との文言を用い、「オン」とは、ソース及びドレイン間が導通状態であることを意味し、「オフ」とは、ソース及びドレイン間が非導通状態であることを意味する。また、導通状態とは、電流が流れていない状態と認められる予め定められた許容範囲内の(電流値が0Aのときを含む)状態を指し、非導通状態とは、電流が流れていると認められる状態(上記許容範囲外の状態)を指す。   Embodiments for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following embodiment, the first power-down input terminal PD, the second power-down input terminal PDN, the inverting input terminal INN, the non-inverting input terminal INP, the bias voltage input terminal VBN described in the example illustrated in FIG. The output terminal OUT, the drive voltage terminal VDD, and the low voltage terminal VSS are used, and the power down signal, the inverted power down signal, the bias voltage signal, the drive voltage, and the low voltage described in the example illustrated in FIG. 7 are also used. ing. Further, in the following description, the wording “ON” and the wording “OFF” are used as the words expressing the switching state of the PMOS transistor and the NMOS transistor, and “ON” means that the source and the drain are in a conductive state. It means that “off” means that the source and the drain are in a non-conductive state. In addition, the conduction state refers to a state within a predetermined allowable range (including when the current value is 0 A) that is recognized as a state in which no current is flowing, and the non-conduction state refers to a state in which current is flowing. This refers to a recognized state (a state outside the above-mentioned tolerance).

[第1の実施の形態]
図1は、本第1の実施の形態に係る増幅器10の構成の一例を示す回路図である。図1に示すように、増幅器10は、差動増幅回路12及び出力回路14を含んで構成されており、これらが1チップ化された半導体装置とされている。また、増幅器10は、CPU(central processing Unit)、RAM(random access memory)及びROM(read only memory)を有するコンピュータを含む制御部を備えている。この制御部は増幅器10に含まれる所定トランジスタのゲートにスイッチング制御を行うための信号(オン信号又はオフ信号)を供給する。ここで言う「オン信号又はオフ信号」の一例としては、パワーダウン信号、反転パワーダウン信号及びバイアス電圧信号が挙げられる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the amplifier 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the amplifier 10 includes a differential amplifier circuit 12 and an output circuit 14, which are a semiconductor device formed as a single chip. The amplifier 10 includes a control unit including a computer having a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), and a read only memory (ROM). This control unit supplies a signal (ON signal or OFF signal) for performing switching control to the gate of a predetermined transistor included in the amplifier 10. Examples of the “on signal or off signal” herein include a power down signal, an inverted power down signal, and a bias voltage signal.

差動増幅回路12は、PMOSトランジスタ12A,12B,12C,12D及びNMOSトランジスタ12E,12F,12Gを含んで構成されている。所定スイッチング素子の一例であるPMOSトランジスタ12Aは、駆動用電圧が供給される第1端子の一例であるソース、第1端子に流入した電流が流出可能な(低電圧の供給先とされた)第2端子の一例であるドレイン、第3端子の一例であるゲート、及びバックゲートを備えている。PMOSトランジスタ12Aにおいて、バックゲート及びソースは駆動用電圧端子VDDに接続されている。NMOSトランジスタ12Eにおいて、ドレインはPMOSトランジスタ12Aのドレインに接続されており、ゲートは反転入力端子INNに接続されている。   The differential amplifier circuit 12 includes PMOS transistors 12A, 12B, 12C, and 12D and NMOS transistors 12E, 12F, and 12G. The PMOS transistor 12A, which is an example of a predetermined switching element, has a source that is an example of a first terminal to which a driving voltage is supplied, and a current that flows into the first terminal can flow out (is a low voltage supply destination). A drain which is an example of two terminals, a gate which is an example of a third terminal, and a back gate are provided. In the PMOS transistor 12A, the back gate and the source are connected to the driving voltage terminal VDD. In the NMOS transistor 12E, the drain is connected to the drain of the PMOS transistor 12A, and the gate is connected to the inverting input terminal INN.

PMOSトランジスタ12Bにおいて、ソース及びバックゲートは駆動用電圧端子VDDに接続されており、ゲートはPMOSトランジスタ12Aのゲートに接続されている。NMOSトランジスタ12Fにおいて、ドレインはPMOSトランジスタ12Bのドレインに、ゲートは非反転入力端子INPに、バックゲートはNMOSトランジスタ12Eのバックゲートに各々接続されている。   In the PMOS transistor 12B, the source and the back gate are connected to the drive voltage terminal VDD, and the gate is connected to the gate of the PMOS transistor 12A. In the NMOS transistor 12F, the drain is connected to the drain of the PMOS transistor 12B, the gate is connected to the non-inverting input terminal INP, and the back gate is connected to the back gate of the NMOS transistor 12E.

NMOSトランジスタ12Gにおいて、ゲートはバイアス電圧入力端子VBNに、ソースは低電圧端子VSSに、ドレインはNMOSトランジスタ12E,12Fの各ソースに、バックゲートは低電圧端子VSS及びNMOSトランジスタ12E,12Fの各バックゲートに各々接続されている。   In the NMOS transistor 12G, the gate is to the bias voltage input terminal VBN, the source is to the low voltage terminal VSS, the drain is to each source of the NMOS transistors 12E and 12F, and the back gate is each back to the low voltage terminal VSS and the NMOS transistors 12E and 12F. Each is connected to a gate.

第1スイッチング素子の一例であるPMOSトランジスタ12Cにおいて、ソース及びバックゲートは駆動用電圧端子VDDに、ゲートは第2パワーダウン入力端子PDNに各々接続されている。また、PMOSトランジスタ12CのドレインはPMOSトランジスタ12Aのゲートに接続されている。従って、PMOSトランジスタ12CはPMOSトランジスタ12Aのゲートに駆動用電圧を供給することが可能となる。すなわち、PMOSトランジスタ12Cは、入力された反転パワーダウン信号が差動増幅回路12の通常動作状態を示す場合にオフとなり、これにより駆動用電圧がPMOSトランジスタ12Aのゲートに供給されることを阻止する阻止状態となる。また、PMOSトランジスタ12Cは、入力された反転パワーダウン信号が差動増幅回路12のパワーダウン状態を示す場合にオンとなり、これにより駆動用電圧がPMOSトランジスタ12Aのゲートに供給される供給状態となる。   In the PMOS transistor 12C as an example of the first switching element, the source and the back gate are connected to the driving voltage terminal VDD, and the gate is connected to the second power-down input terminal PDN. The drain of the PMOS transistor 12C is connected to the gate of the PMOS transistor 12A. Accordingly, the PMOS transistor 12C can supply a driving voltage to the gate of the PMOS transistor 12A. That is, the PMOS transistor 12C is turned off when the input inverted power-down signal indicates the normal operation state of the differential amplifier circuit 12, thereby preventing the driving voltage from being supplied to the gate of the PMOS transistor 12A. It becomes a blocking state. The PMOS transistor 12C is turned on when the input inverted power-down signal indicates the power-down state of the differential amplifier circuit 12, and thereby enters a supply state in which the driving voltage is supplied to the gate of the PMOS transistor 12A. .

第2スイッチング素子の一例であるPMOSトランジスタ12Dにおいて、ゲートは第1パワーダウン入力端子PDに、ソースはPMOSトランジスタ12Aに、ドレインはPMOSトランジスタ12Aのドレインに、バックゲートはPMOSトランジスタ12Cのバックゲートに各々接続されている。つまり、PMOSトランジスタ12Dは、PMOSトランジスタ12Aのドレインとゲートとを導通可能に接続しており、入力されたパワーダウン信号が差動増幅回路12の通常動作状態を示す場合にオンとなり、これによりPMOSトランジスタ12Aのドレイン及びゲート間(ダイオード接続区間)を導通状態とする。また、PMOSトランジスタ12Dは、差動増幅回路12のパワーダウン状態を示す場合にオフとなり、これによりPMOSトランジスタ12Aのドレイン及びゲート間(ダイオード接続区間)を非導通状態とする。   In the PMOS transistor 12D as an example of the second switching element, the gate is the first power-down input terminal PD, the source is the PMOS transistor 12A, the drain is the drain of the PMOS transistor 12A, and the back gate is the back gate of the PMOS transistor 12C. Each is connected. That is, the PMOS transistor 12D connects the drain and gate of the PMOS transistor 12A so as to be conductive, and is turned on when the input power-down signal indicates the normal operation state of the differential amplifier circuit 12. The drain and gate (diode connection section) of the transistor 12A are turned on. In addition, the PMOS transistor 12D is turned off when the power-down state of the differential amplifier circuit 12 is indicated, and thereby the non-conducting state is established between the drain and gate (diode connection section) of the PMOS transistor 12A.

出力回路14は、PMOSトランジスタ14A,14B,14C、NMOSトランジスタ14D,14E、抵抗器14F及び位相補償用のコンデンサ14Gを含んで構成されている。抵抗器14F及びコンデンサ14Gは直列に接続されており、差動増幅回路12におけるPMOSトランジスタ12BのドレインとNMOSトランジスタ12Fのドレインとの接続点に相当する差動増幅回路12の出力端αは抵抗器14F及びコンデンサ14Gを介して出力端子OUTに接続されている。   The output circuit 14 includes PMOS transistors 14A, 14B, and 14C, NMOS transistors 14D and 14E, a resistor 14F, and a phase compensation capacitor 14G. The resistor 14F and the capacitor 14G are connected in series, and the output terminal α of the differential amplifier circuit 12 corresponding to the connection point between the drain of the PMOS transistor 12B and the drain of the NMOS transistor 12F in the differential amplifier circuit 12 is a resistor. 14F and a capacitor 14G are connected to the output terminal OUT.

出力用スイッチング素子の一例であるPMOSトランジスタ14Aは、駆動用電圧が供給される第4端子の一例であるソース、第4端子に流入した電流が流出可能な(低電圧の供給先とされた)第5端子の一例であるドレイン、PMOSトランジスタ14Cを介して出力端αに接続されている第6端子の一例であるゲート、及びバックゲートを備えている。PMOSトランジスタ14Aにおいて、ソース及びバックゲートは駆動用電圧端子VDDに接続されており、ドレインは出力端子OUTに接続されている。   The PMOS transistor 14A, which is an example of the output switching element, can discharge the current flowing into the source and the fourth terminal, which are examples of the fourth terminal to which the driving voltage is supplied (the supply destination of the low voltage). A drain as an example of a fifth terminal, a gate as an example of a sixth terminal connected to the output terminal α via the PMOS transistor 14C, and a back gate are provided. In the PMOS transistor 14A, the source and back gate are connected to the driving voltage terminal VDD, and the drain is connected to the output terminal OUT.

パワーダウン用スイッチング素子の一例であるPMOSトランジスタ14Bにおいて、ソース及びバックゲートは駆動用電圧端子VDDに、ゲートは第2パワーダウン入力端子PDNに各々接続されている。また、PMOSトランジスタ14BのドレインはPMOSトランジスタ14Aのゲートに接続されている。従って、PMOSトランジスタ14BはPMOSトランジスタ14Aのゲートに駆動用電圧を供給することが可能となる。すなわち、PMOSトランジスタ14Bは、入力された反転パワーダウン信号が差動増幅回路12の通常動作状態を示す場合にオフとなり、これにより駆動用電圧がPMOSトランジスタ14Aのゲートに供給されることを阻止する阻止状態となる。また、PMOSトランジスタ14Bは、制御部から入力された反転パワーダウン信号が差動増幅回路12のパワーダウン状態を示す場合にオンとなり、これにより駆動用電圧がPMOSトランジスタ14Aのゲートに供給される供給状態となる。   In the PMOS transistor 14B, which is an example of a power-down switching element, the source and back gate are connected to the drive voltage terminal VDD, and the gate is connected to the second power-down input terminal PDN. The drain of the PMOS transistor 14B is connected to the gate of the PMOS transistor 14A. Accordingly, the PMOS transistor 14B can supply a driving voltage to the gate of the PMOS transistor 14A. That is, the PMOS transistor 14B is turned off when the input inverted power-down signal indicates the normal operation state of the differential amplifier circuit 12, thereby preventing the driving voltage from being supplied to the gate of the PMOS transistor 14A. It becomes a blocking state. The PMOS transistor 14B is turned on when the inverted power down signal input from the control unit indicates the power down state of the differential amplifier circuit 12, thereby supplying the driving voltage to the gate of the PMOS transistor 14A. It becomes a state.

パワーダウン用スイッチング素子の一例であるPMOSトランジスタ14Cにおいて、ゲートは第1パワーダウン入力端子PDに、ソースはPMOSトランジスタ14Aのゲートに、ドレインは出力端αに、バックゲートはPMOSトランジスタ14Bのバックゲートに各々接続されている。つまり、PMOSトランジスタ14Cは、出力端αとPMOSトランジスタ14Aのゲートとを導通可能に接続しており、入力されたパワーダウン信号が差動増幅回路12の通常動作状態を示す場合にオンとなり、これにより出力端αとPMOSトランジスタ14Aのゲートとの間を導通状態とする。また、PMOSトランジスタ4Cは、差動増幅回路12のパワーダウン状態を示す場合にオフとなり、これにより出力端αとPMOSトランジスタ14Aのゲートとの間を非導通状態とする。   In the PMOS transistor 14C as an example of a power-down switching element, the gate is the first power-down input terminal PD, the source is the gate of the PMOS transistor 14A, the drain is the output terminal α, and the back gate is the back gate of the PMOS transistor 14B. Is connected to each. That is, the PMOS transistor 14C connects the output terminal α and the gate of the PMOS transistor 14A so as to be conductive, and turns on when the input power-down signal indicates the normal operation state of the differential amplifier circuit 12. As a result, the output terminal α and the gate of the PMOS transistor 14A are made conductive. Further, the PMOS transistor 4C is turned off when the power-down state of the differential amplifier circuit 12 is indicated, and thereby the non-conduction state is established between the output terminal α and the gate of the PMOS transistor 14A.

出力用スイッチング素子の導電型と対を成す導電型の他の出力用スイッチング素子の一例であるNMOSトランジスタ14Dは、低電圧が供給される第7端子の一例であるソース、第8端子の一例であるドレイン、入力されたバイアス電圧信号が供給される制御端子の一例であるゲート、及びバックゲートを備えている。NMOSトランジスタ14Dにおいて、ソース及びバックゲートは低電圧端子VSSに、ドレインは出力端子OUTに、ゲートはバイアス電圧入力端子VBNに各々接続されている。   The NMOS transistor 14D, which is an example of another output switching element having a conductivity type paired with the conductivity type of the output switching element, is an example of a source and an eighth terminal that are examples of a seventh terminal to which a low voltage is supplied. A drain, a gate which is an example of a control terminal to which an input bias voltage signal is supplied, and a back gate are provided. In the NMOS transistor 14D, the source and back gate are connected to the low voltage terminal VSS, the drain is connected to the output terminal OUT, and the gate is connected to the bias voltage input terminal VBN.

他のパワーダウン素子の一例であるNMOSトランジスタ14Eにおいて、ソース及びバックゲートは低電圧端子VSSに、ゲートは第1パワーダウン入力端子PDに各々接続されている。また、NMOSトランジスタ14EのドレインはNMOSトランジスタ14Dのゲートに接続されている。従って、NMOSトランジスタ14EはPMOSトランジスタ14Dのゲートに低電圧を供給することが可能となる。すなわち、NMOSトランジスタ14Eは、入力されたパワーダウン信号が差動増幅回路12の通常動作状態を示す場合にオフとなり、これにより低電圧がNMOSトランジスタ14Dのゲートに供給されることを阻止する阻止状態となる。また、NMOSトランジスタ14Eは、入力されたパワーダウン信号が差動増幅回路12のパワーダウン状態を示す場合にオンとなり、これにより低電圧がNMOSトランジスタ14Dのゲートに供給される供給状態となる。   In the NMOS transistor 14E, which is an example of another power down element, the source and back gate are connected to the low voltage terminal VSS, and the gate is connected to the first power down input terminal PD. The drain of the NMOS transistor 14E is connected to the gate of the NMOS transistor 14D. Therefore, the NMOS transistor 14E can supply a low voltage to the gate of the PMOS transistor 14D. That is, the NMOS transistor 14E is turned off when the input power-down signal indicates the normal operation state of the differential amplifier circuit 12, thereby preventing a low voltage from being supplied to the gate of the NMOS transistor 14D. It becomes. The NMOS transistor 14E is turned on when the input power-down signal indicates the power-down state of the differential amplifier circuit 12, thereby entering a supply state in which a low voltage is supplied to the gate of the NMOS transistor 14D.

次に、図1及び図2を参照しながら本第1の実施の形態に係る増幅器10の動作について通常動作状態とパワーダウン状態とで場合分けして説明する。なお、図2は、第1パワーダウン入力端子PDに入力されるパワーダウン信号、第2パワーダウン入力端子PDNに入力される反転パワーダウン信号及びバイアス電圧入力端子VBNに入力されるバイアス電圧信号の各信号レベルの状態遷移の一例を示すタイムチャートである。   Next, the operation of the amplifier 10 according to the first embodiment will be described for each of the normal operation state and the power-down state with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 shows the power down signal input to the first power down input terminal PD, the inverted power down signal input to the second power down input terminal PDN, and the bias voltage signal input to the bias voltage input terminal VBN. It is a time chart which shows an example of the state transition of each signal level.

先ず、通常動作状態について説明する。通常動作状態では、第1パワーダウン入力端子PDにローレベルのパワーダウン信号が入力され、第2パワーダウン入力端子PDNにハイレベルの反転パワーダウン信号が入力され、バイアス電圧入力端子VBNにハイレベルのバイアス電圧信号が入力される。これにより、差動増幅回路12において、PMOSトランジスタ12Cがオフとなり、PMOSトランジスタ12D及びNMOSトランジスタ12Gがオンとなる一方、出力回路14において、PMOSトランジスタ14B及びNMOSトランジスタ14Eがオフとなり、PMOSトランジスタ14Cがオンとなるので、反転入力端子INNに入力された反転入力信号及び非反転入力端子INPに入力された非反転入力信号の差分に応じた電圧の大きさを示す出力信号が出力端子OUTから出力される。   First, the normal operation state will be described. In a normal operation state, a low-level power-down signal is input to the first power-down input terminal PD, a high-level inverted power-down signal is input to the second power-down input terminal PDN, and a high level is input to the bias voltage input terminal VBN. The bias voltage signal is input. Thereby, in the differential amplifier circuit 12, the PMOS transistor 12C is turned off and the PMOS transistor 12D and the NMOS transistor 12G are turned on. On the other hand, in the output circuit 14, the PMOS transistor 14B and the NMOS transistor 14E are turned off, and the PMOS transistor 14C is turned on. Since it is turned on, an output signal indicating the magnitude of the voltage corresponding to the difference between the inverting input signal input to the inverting input terminal INN and the non-inverting input signal input to the non-inverting input terminal INP is output from the output terminal OUT. The

次に、パワーダウン状態について説明する。パワーダウン状態では、第1パワーダウン入力端子PDにハイレベルのパワーダウン信号が入力され、第2パワーダウン入力端子PDNにローレベルの反転パワーダウン信号が入力され、バイアス電圧入力端子VBNにローレベルのバイアス電圧信号が入力される。これにより、差動増幅回路12において、PMOSトランジスタ12Cがオンとなり、PMOSトランジスタ12D及びNMOSトランジスタ12Gがオフとなる一方、出力回路14において、PMOSトランジスタ14B及びNMOSトランジスタ14Eがオンとなり、PMOSトランジスタ14Cがオフとなるので、図7に示す従来例に比べ、差動増幅回路12から流出する電流量及び出力回路14から流出する電流量が劇的に減少する。   Next, the power down state will be described. In the power down state, a high level power down signal is input to the first power down input terminal PD, a low level inverted power down signal is input to the second power down input terminal PDN, and a low level is input to the bias voltage input terminal VBN. The bias voltage signal is input. As a result, in the differential amplifier circuit 12, the PMOS transistor 12C is turned on and the PMOS transistor 12D and the NMOS transistor 12G are turned off. In the output circuit 14, the PMOS transistor 14B and the NMOS transistor 14E are turned on, and the PMOS transistor 14C is turned on. Since the circuit is turned off, the amount of current flowing out from the differential amplifier circuit 12 and the amount of current flowing out from the output circuit 14 are drastically reduced as compared with the conventional example shown in FIG.

すなわち、差動増幅回路12については、PMOSトランジスタ12CがオンとなることでPMOSトランジスタ12Aのゲートがプルダウンされるので、PMOSトランジスタ12AがオフとなりPMOSトランジスタ12Aのドレインからの電流漏れが阻止される。ここで、図7に示す従来例のように仮にPMOSトランジスタ12Aのドレイン及びゲート間が単にダイオード接続されているのであれば、PMOSトランジスタ12CがオンとなることでPMOSトランジスタ12Cのドレインから流出した電流が差動増幅回路12から漏れ出てしまうところ、本第1の実施の形態に係る増幅器10では、PMOSトランジスタ12Cがオンとなる時期に合わせてPMOSトランジスタ12Dがオフされるため、PMOSトランジスタ12Cのドレインから流出する電流はPMOSトランジスタ12Dにて阻止される。   That is, in the differential amplifier circuit 12, the gate of the PMOS transistor 12A is pulled down when the PMOS transistor 12C is turned on, so that the PMOS transistor 12A is turned off and current leakage from the drain of the PMOS transistor 12A is prevented. Here, if the drain and gate of the PMOS transistor 12A are simply diode-connected as in the conventional example shown in FIG. 7, the current flowing out from the drain of the PMOS transistor 12C when the PMOS transistor 12C is turned on. Leaks from the differential amplifier circuit 12. In the amplifier 10 according to the first embodiment, the PMOS transistor 12D is turned off at the timing when the PMOS transistor 12C is turned on. The current flowing out from the drain is blocked by the PMOS transistor 12D.

一方、出力回路14については、PMOSトランジスタ14BがオンとなることでPMOSトランジスタ14Aのゲートがプルダウンされるので、PMOSトランジスタ14AがオフとなりPMOSトランジスタ14Aのドレインからの電流漏れが阻止される。ここで、図7に示す従来例のように仮に出力端α及びPMOSトランジスタ14Aのゲート間が単に接続線で接続されているのであれば、PMOSトランジスタ14BがオンとなることでPMOSトランジスタ14Bのドレインから流出した電流が差動増幅回路12から漏れ出てしまうところ、本第1の実施の形態に係る増幅器10では、PMOSトランジスタ14Bがオンとなる時期に合わせてPMOSトランジスタ14Cがオフされるため、PMOSトランジスタ14Bのドレインから流出する電流はPMOSトランジスタ14Cにて阻止される。   On the other hand, as for the output circuit 14, since the PMOS transistor 14B is turned on to pull down the gate of the PMOS transistor 14A, the PMOS transistor 14A is turned off and current leakage from the drain of the PMOS transistor 14A is prevented. Here, if the output terminal α and the gate of the PMOS transistor 14A are simply connected by a connection line as in the conventional example shown in FIG. 7, the PMOS transistor 14B is turned on to turn on the drain of the PMOS transistor 14B. In the amplifier 10 according to the first embodiment, since the current flowing out from the differential amplifier circuit 12 is leaked, the PMOS transistor 14C is turned off at the timing when the PMOS transistor 14B is turned on. A current flowing out from the drain of the PMOS transistor 14B is blocked by the PMOS transistor 14C.

従って、図7に示す従来例の増幅器における各トランジスタに流れる電流の大きさと図1に示す増幅器10のおける各トランジスタに流れる電流の大きさとを比較すると、図1に示すPMOSトランジスタ14Bのドレインから流出する電流の大きさは、図7に示すパワーダウン用PMOSトランジスタ(PMOSトランジスタMP1)のドレインから流出する電流の大きさよりも圧倒的に小さくなる。また、図1に示すPMOSトランジスタ12Aのドレインから流出する電流の大きさは、図7に示す差動増幅回路におけるダイオード接続されたPMOSトランジスタ(PMOSトランジスタMP6)のドレインから流出する電流の大きさよりも圧倒的に小さくなる。また、図1に示す差動増幅回路12から漏れ出る電流の大きさは、図7に示す差動増幅回路から漏れ出る電流の大きさよりも圧倒的に小さくする。このように、本第1の実施の形態に係る増幅器10によれば、パワーダウン状態の場合の増幅器10からの電流の漏れ量を従来例の場合に比べ圧倒的に少なくなくすることができる。   Therefore, when the magnitude of the current flowing through each transistor in the conventional amplifier shown in FIG. 7 is compared with the magnitude of the current flowing through each transistor in the amplifier 10 shown in FIG. 1, the current flows out from the drain of the PMOS transistor 14B shown in FIG. The magnitude of the current to be generated is overwhelmingly smaller than the magnitude of the current flowing out from the drain of the power-down PMOS transistor (PMOS transistor MP1) shown in FIG. Further, the magnitude of the current flowing out from the drain of the PMOS transistor 12A shown in FIG. 1 is larger than the magnitude of the current flowing out from the drain of the diode-connected PMOS transistor (PMOS transistor MP6) in the differential amplifier circuit shown in FIG. Overwhelmingly smaller. Further, the magnitude of the current leaking from the differential amplifier circuit 12 shown in FIG. 1 is overwhelmingly smaller than the magnitude of the current leaking from the differential amplifier circuit shown in FIG. As described above, according to the amplifier 10 according to the first embodiment, the amount of current leakage from the amplifier 10 in the power-down state can be overwhelmingly smaller than that in the conventional example.

しかも、PMOSトランジスタ12C,12D,14Cをスイッチング制御するための信号を新たに生成することなく、従来から採用しているパワーダウン信号、反転パワーダウン信号及びバイアス電圧信号をそのまま利用しているため、本構成を有しない場合に比べ、消費電流を効率的に低減することができる。   In addition, the power-down signal, the inverted power-down signal, and the bias voltage signal that are conventionally used are used as they are without generating a new signal for switching control of the PMOS transistors 12C, 12D, and 14C. Compared with the case where this configuration is not provided, current consumption can be efficiently reduced.

図3には、従来例の増幅器を用いた実験結果として駆動用電圧VDDの大きさに対する増幅器に含まれる特定の複数のトランジスタ(図3に示すPMOSトランジスタMP6,MP8,MP1)及び低電圧用端子VDDから流出する電流の大きさの関係を示す一例が示されており、図4には、本第1の実施の形態に係る増幅器10を用いた実験結果として駆動用電圧VDDの大きさに対する増幅器10に含まれるPMOSトランジスタ12A,14A,14Bの各々(上記特定の複数のトランジスタに対応するトランジスタ)及び低電圧用端子VDDから流出する電流の大きさの関係を示す一例が示されている。図3及び図4に示すように、従来例の増幅器に含まれるPMOSトランジスタMP6,MP8,MP1及び本第1の実施の形態に係る増幅器10に含まれるPMOSトランジスタ12A,14A,14Bは共に駆動用電圧VDDの大きさが大きくなるに従って漏れ電流量が減少しているものの、本第1の実施の形態に係る増幅器10に含まれるPMOSトランジスタ12A,14A,14Bの各々から流出する電流の大きさは、従来例の増幅器に含まれるPMOSトランジスタMP6,MP8,MP1の各々から流出する電流の大きさに比べ圧倒的に小さいことが判る。   FIG. 3 shows a plurality of specific transistors (PMOS transistors MP6, MP8, MP1 shown in FIG. 3) and low voltage terminals included in the amplifier with respect to the magnitude of the driving voltage VDD as a result of an experiment using the conventional amplifier. An example showing the relationship between the magnitudes of currents flowing out from VDD is shown, and FIG. 4 shows an amplifier for the magnitude of drive voltage VDD as an experimental result using amplifier 10 according to the first embodiment. 10 shows an example of the relationship between each of the PMOS transistors 12A, 14A, and 14B included in 10 (transistors corresponding to the specific plurality of transistors) and the magnitude of current flowing out from the low voltage terminal VDD. As shown in FIGS. 3 and 4, the PMOS transistors MP6, MP8, MP1 included in the conventional amplifier and the PMOS transistors 12A, 14A, 14B included in the amplifier 10 according to the first embodiment are both for driving. Although the amount of leakage current decreases as the voltage VDD increases, the magnitude of the current flowing out from each of the PMOS transistors 12A, 14A, and 14B included in the amplifier 10 according to the first embodiment is as follows. It can be seen that the current flowing out from each of the PMOS transistors MP6, MP8, and MP1 included in the conventional amplifier is overwhelmingly smaller.

[第2の実施の形態]
本第2の実施の形態では、増幅器が安定して通常動作するために必要な位相補償を確保する場合について説明する。位相補償とは、帰還型増幅回路などにおいて、波形の位相を安定させるために設けられた回路(補償回路)のことである。オペアンプなどの増幅回路で、位相のずれが一定限度を超えると、発振が生じてしまい(一定の周波数を出力し続ける状態となり)、正しい波形が得られなくなってしまう。位相補償はこの位相のずれを一定限度内に抑えることで、発振を防ぎ波形を安定させている。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, a case will be described in which phase compensation necessary for the amplifier to stably operate normally is ensured. The phase compensation is a circuit (compensation circuit) provided to stabilize the phase of a waveform in a feedback amplifier circuit or the like. In an amplifier circuit such as an operational amplifier, if the phase shift exceeds a certain limit, oscillation occurs (a state in which a constant frequency is continuously output) and a correct waveform cannot be obtained. Phase compensation suppresses this phase shift within a certain limit, thereby preventing oscillation and stabilizing the waveform.

以下、上記第1の実施の形態で説明した構成と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。   Hereinafter, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図5は、本第2の実施の形態に係る増幅器20の構成の一例を示す回路図である。図5に示すように、本第2の実施の形態に係る増幅器20は、上記第1の実施の形態に係る増幅器10に比べ、差動増幅器12に代えて差動増幅器22を適用した点及び出力回路14に代えて出力回路24を適用した点が異なっている。   FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the amplifier 20 according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the amplifier 20 according to the second embodiment is different from the amplifier 10 according to the first embodiment in that a differential amplifier 22 is applied instead of the differential amplifier 12 and The difference is that an output circuit 24 is applied instead of the output circuit 14.

出力回路24は、上記第1の実施の形態に係る出力回路14に比べ、PMOSトランジスタ14H,14Jを更に設けた点が異なっている。第1補助トランジスタの一例であるPMOSトランジスタ14Hは、PMOSトランジスタ14Bのバックゲートが接続され、これによって駆動用電圧が供給されるソース及びバックゲートと、PMOSトランジスタ14Cのバックゲートが接続されたドレインと、PMOSトランジスタ14Bのゲートが接続されたゲートと、を備えている。また、第2補助トランジスタの一例であるPMOSトランジスタ14Jは、PMOSトランジスタ14Cのバックゲートが接続されたソースと、出力端αが接続されたドレインと、PMOSトランジスタ14Cのゲートが接続されたゲートと、PMOSトランジスタ14Hのバックゲートが接続されたバックゲートと、を備えている。   The output circuit 24 is different from the output circuit 14 according to the first embodiment in that PMOS transistors 14H and 14J are further provided. The PMOS transistor 14H, which is an example of the first auxiliary transistor, is connected to the back gate of the PMOS transistor 14B, whereby the source and back gate to which the driving voltage is supplied, and the drain to which the back gate of the PMOS transistor 14C is connected. And a gate connected to the gate of the PMOS transistor 14B. The PMOS transistor 14J, which is an example of the second auxiliary transistor, includes a source to which the back gate of the PMOS transistor 14C is connected, a drain to which the output terminal α is connected, a gate to which the gate of the PMOS transistor 14C is connected, And a back gate connected to the back gate of the PMOS transistor 14H.

差動増幅器22は、上記第1の実施の形態に係る差動増幅器12に比べ、PMOSトランジスタ12H,12Jを更に設けた点が異なっている。第3補助トランジスタの一例であるPMOSトランジスタ12Hは、PMOSトランジスタ12Bのバックゲートが接続され、これによって駆動用電圧が供給されるソース及びバックゲートと、PMOSトランジスタ12Dのバックゲートが接続されたドレインと、PMOSトランジスタ12Cのゲートが接続されたゲートと、を備えている。また、第4補助トランジスタの一例であるPMOSトランジスタ12Jは、PMOSトランジスタ12Dのバックゲートが接続されたソースと、PMOSトランジスタ12Aのドレインが接続されたドレインと、PMOSトランジスタ12Dのゲートが接続されたゲートと、PMOSトランジスタ12Hのバックゲートが接続されたバックゲートと、を備えている。   The differential amplifier 22 is different from the differential amplifier 12 according to the first embodiment in that PMOS transistors 12H and 12J are further provided. The PMOS transistor 12H, which is an example of a third auxiliary transistor, is connected to the back gate of the PMOS transistor 12B, whereby the source and back gate to which the driving voltage is supplied, and the drain to which the back gate of the PMOS transistor 12D is connected. And a gate to which the gate of the PMOS transistor 12C is connected. The PMOS transistor 12J, which is an example of the fourth auxiliary transistor, includes a source to which the back gate of the PMOS transistor 12D is connected, a drain to which the drain of the PMOS transistor 12A is connected, and a gate to which the gate of the PMOS transistor 12D is connected. And a back gate connected to the back gate of the PMOS transistor 12H.

上記第1の実施の形態に係る増幅器10は、出力回路14に含まれるPMOSトランジスタ14Cのオン抵抗が高くなる条件(例えば、動作保証範囲の温度などの条件)下では、位相補償が低下してしまう虞がある。すなわち、図7に示す従来例では、出力段PMOSトランジスタのゲートと差動増幅回路の出力端とを接続する接続線には回路素子が何も挿入されていなかったのに対し、上記第1の実施の形態に係る増幅器10ではPMOSトランジスタ14Cを挿入したことに起因すると考えられる。   In the amplifier 10 according to the first embodiment, the phase compensation is reduced under the condition that the on-resistance of the PMOS transistor 14C included in the output circuit 14 is high (for example, the condition such as the temperature in the guaranteed operation range). There is a risk of it. That is, in the conventional example shown in FIG. 7, no circuit element is inserted in the connection line connecting the gate of the output stage PMOS transistor and the output terminal of the differential amplifier circuit. In the amplifier 10 according to the embodiment, it can be considered that the PMOS transistor 14C is inserted.

そこで、本第2の実施の形態に係る増幅器20では、PMOSトランジスタ14H,14Jを更に設けることにより、PMOSトランジスタ14Cのバックゲート及びソースを短絡することとした。これにより、PMOSトランジスタ14Cについて基板バイアス効果が減少してオン抵抗が低くなるので、位相補償が改善できる。オン抵抗を低くするのは、オン抵抗が高いと位相が遅れてしまうことがあるから(オン抵抗は低い程(0Ωに近い程)発振し難くなるから)である。位相補償は位相遅れを戻すための回路ということもでき、オン抵抗が高いと位相遅れを戻すことが困難になるため、オン抵抗は低くすることが好ましい。   Therefore, in the amplifier 20 according to the second embodiment, the back gate and the source of the PMOS transistor 14C are short-circuited by further providing the PMOS transistors 14H and 14J. As a result, the substrate bias effect of the PMOS transistor 14C is reduced and the on-resistance is lowered, so that phase compensation can be improved. The reason why the on-resistance is lowered is that the phase may be delayed if the on-resistance is high (since the on-resistance is low (closer to 0Ω), the oscillation is difficult). The phase compensation can be said to be a circuit for returning the phase lag, and if the on-resistance is high, it is difficult to return the phase lag. Therefore, it is preferable to reduce the on-resistance.

また、位相補償の改善効果を更に高めるために、本第2の実施に係る増幅器20では、PMOSトランジスタ12H,12Jを更に設けることにより、PMOSトランジスタ12Dのバックゲート及びソースを短絡することとした。これにより、PMOSトランジスタ12Dについて基板バイアス効果が減少してオン抵抗が低くなるので、位相補償が改善できる。   In order to further enhance the effect of improving phase compensation, in the amplifier 20 according to the second embodiment, the back gate and the source of the PMOS transistor 12D are short-circuited by further providing the PMOS transistors 12H and 12J. As a result, the substrate bias effect of the PMOS transistor 12D is reduced and the on-resistance is lowered, so that phase compensation can be improved.

このように本第2の実施の形態に係る増幅器20によれば、上記第1の実施の形態に係る増幅器10に対してPMOSトランジスタ12H,12J,14H,14Jを更に設けてPMOSトランジスタ12D,14Cの各々においてバックゲート及びソースを短絡したので、図7に示す従来例と同様の機能を発揮しながらも、図7に示す従来例に比べ、消費電流を低減することができる。   As described above, according to the amplifier 20 according to the second embodiment, the PMOS transistors 12H, 12J, 14H, and 14J are further provided to the amplifier 10 according to the first embodiment, and the PMOS transistors 12D and 14C are provided. Since the back gate and the source are short-circuited in each of these, the current consumption can be reduced as compared with the conventional example shown in FIG. 7 while performing the same function as the conventional example shown in FIG.

図6には、上記第1の実施の形態に係る増幅器10を用いた実験結果として駆動用電圧VDDの大きさに対するPMOSトランジスタ14Cのオン抵抗の大きさの関係を示す一例、及び本第2の実施の形態に係る増幅器20を用いた実験結果として駆動用電圧VDDの大きさに対するPMOSトランジスタ14Cのオン抵抗の大きさの関係を示す一例が示されている。図6に示すように、本発明者らは、−45℃、オン電圧の大きさが所定値以上の大きさ、及び駆動用電圧の大きさが2.1Vの条件下において、本第2の実施の形態に係る増幅器20に含まれるPMOSトランジスタ14Cのオン抵抗の大きさが、上記第1の実施の形態に係る増幅器10に含まれるPMOSトランジスタ14Cのオン抵抗の大きさの1/10以下となり、位相補償が改善したことを既に確認している。   FIG. 6 shows an example of the relationship between the magnitude of the on-resistance of the PMOS transistor 14C and the magnitude of the driving voltage VDD as an experimental result using the amplifier 10 according to the first embodiment, and the second example. As an experimental result using the amplifier 20 according to the embodiment, an example showing the relationship between the magnitude of the on-resistance of the PMOS transistor 14C and the magnitude of the driving voltage VDD is shown. As shown in FIG. 6, the present inventors set the second condition under the conditions of −45 ° C., an ON voltage magnitude of a predetermined value or more, and a driving voltage magnitude of 2.1V. The magnitude of the on-resistance of the PMOS transistor 14C included in the amplifier 20 according to the embodiment is 1/10 or less of the magnitude of the on-resistance of the PMOS transistor 14C included in the amplifier 10 according to the first embodiment. We have already confirmed that phase compensation has improved.

10,20 増幅器
12,22 差動増幅回路
12A,12C,12D,12H,12J,14A,14B,14C,14H,14J PMOSトランジスタ
14D,14E NMOSトランジスタ
10, 20 Amplifiers 12, 22 Differential amplifier circuits 12A, 12C, 12D, 12H, 12J, 14A, 14B, 14C, 14H, 14J PMOS transistors 14D, 14E NMOS transistors

Claims (5)

差動増幅回路を含む増幅器であって、
前記差動増幅回路は、
制御端子が共に接続された一対のトランジスタと、
一端が駆動用電圧に接続され、他端が前記制御端子に接続された第1スイッチング素子と、
一端が前記一対のトランジスタのうちの一方のドレインに接続され、他端が前記制御端子に接続された第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子のバックゲートに接続され、かつ、前記駆動用電圧が供給された第1端子及びバックゲート、前記第2スイッチング素子のバックゲートが接続された第2端子、並びに前記第1スイッチング素子の制御端子が接続された制御端子を有する第3補助トランジスタと、
前記第2スイッチング素子のバックゲートが接続された第1端子、前記一方のドレインに接続された第2端子、前記第2スイッチング素子の制御端子が接続された制御端子、及び前記第3補助トランジスタのバックゲートが接続されたバックゲートを有する第4補助トランジスタと、を備えた増幅器。
An amplifier including a differential amplifier circuit,
The differential amplifier circuit is:
A pair of transistors with their control terminals connected together;
A first switching element having one end connected to the driving voltage and the other end connected to the control terminal;
A second switching element having one end connected to one drain of the pair of transistors and the other end connected to the control terminal;
A first terminal and a back gate connected to a back gate of the first switching element and supplied with the driving voltage, a second terminal connected to a back gate of the second switching element, and the first switching A third auxiliary transistor having a control terminal to which the control terminal of the element is connected;
A first terminal to which a back gate of the second switching element is connected; a second terminal connected to the one drain; a control terminal to which a control terminal of the second switching element is connected; and a third auxiliary transistor. A fourth auxiliary transistor having a back gate to which the back gate is connected.
前記第3補助トランジスタのバックゲートは、前記第2スイッチング素子のバックゲートを介さずに前記第4補助トランジスタのバックゲートに接続された請求項1に記載の増幅器。   2. The amplifier according to claim 1, wherein the back gate of the third auxiliary transistor is connected to the back gate of the fourth auxiliary transistor without passing through the back gate of the second switching element. 差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力が制御端子に接続された出力素子を有する出力回路と、を含む増幅器であって、
前記出力回路は、
一端が駆動用電圧に接続され、他端が前記制御端子に接続された第1スイッチング素子と、
一端が前記出力に接続され、他端が前記制御端子に接続された第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子のバックゲートに接続され、かつ、前記駆動用電圧が供給された第1端子及びバックゲート、前記第2スイッチング素子のバックゲートが接続された第2端子、並びに前記第1スイッチング素子の制御端子が接続された制御端子を有する第1補助トランジスタと、
前記第2スイッチング素子のバックゲートが接続された第1端子、前記出力が接続された第2端子、前記第2スイッチング素子の制御端子が接続された制御端子、及び前記第1補助トランジスタのバックゲートが接続されたバックゲートを有する第2補助トランジスタと、を備えた増幅器。
A differential amplifier circuit;
An output circuit having an output element connected to a control terminal, the output of the differential amplifier circuit,
The output circuit is
A first switching element having one end connected to the driving voltage and the other end connected to the control terminal;
A second switching element having one end connected to the output and the other end connected to the control terminal;
A first terminal and a back gate connected to a back gate of the first switching element and supplied with the driving voltage, a second terminal connected to a back gate of the second switching element, and the first switching A first auxiliary transistor having a control terminal to which the control terminal of the element is connected;
A first terminal to which a back gate of the second switching element is connected; a second terminal to which the output is connected; a control terminal to which a control terminal of the second switching element is connected; and a back gate of the first auxiliary transistor. And a second auxiliary transistor having a back gate connected to the amplifier.
前記第1補助トランジスタのバックゲートは、前記第2スイッチング素子のバックゲートを介さずに前記第2補助トランジスタのバックゲートに接続された請求項3に記載の増幅器。   The amplifier according to claim 3, wherein the back gate of the first auxiliary transistor is connected to the back gate of the second auxiliary transistor without passing through the back gate of the second switching element. 請求項1〜請求項4に何れか1項に記載の増幅器を1チップ化した半導体装置。   A semiconductor device in which the amplifier according to any one of claims 1 to 4 is integrated into one chip.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000077992A (en) * 1998-09-01 2000-03-14 Kawasaki Steel Corp Analog switch
JP2000209043A (en) * 1999-01-14 2000-07-28 Seiko Epson Corp Analog power amplifier and production thereof
JP2009201044A (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Oki Semiconductor Co Ltd Operational amplifier circuit and driving method of the operational amplifier circuit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000077992A (en) * 1998-09-01 2000-03-14 Kawasaki Steel Corp Analog switch
JP2000209043A (en) * 1999-01-14 2000-07-28 Seiko Epson Corp Analog power amplifier and production thereof
JP2009201044A (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Oki Semiconductor Co Ltd Operational amplifier circuit and driving method of the operational amplifier circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11055644B2 (en) 2019-02-18 2021-07-06 Coupang Corp. Package delivery sub-route assignments to delivery workers based on expected delivery efficiency

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