JP3470835B2 - Operational amplifier - Google Patents

Operational amplifier

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JP3470835B2
JP3470835B2 JP04499395A JP4499395A JP3470835B2 JP 3470835 B2 JP3470835 B2 JP 3470835B2 JP 04499395 A JP04499395 A JP 04499395A JP 4499395 A JP4499395 A JP 4499395A JP 3470835 B2 JP3470835 B2 JP 3470835B2
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JP
Japan
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current
output
transistor
current mirror
mirror circuit
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和男 竹内
太助 七戸
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New Japan Radio Co Ltd
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New Japan Radio Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、高速形の演算増幅器に
係り、特に入出力特性を改善した演算増幅器に関するも
のである。 【0002】 【従来の技術】低消費電流で高速動作する従来の演算増
幅器の回路図を図2に示す。図2において、1は反転入
力端子、2は非反転入力端子である。Q1、Q2はエミ
ッタが第1の電流源3(電流I)に共通接続されて第1
の差動回路4を構成するNPN形トランジスタ、Q5、
Q6はエミッタが第2の電流源5(電流I)に共通接続
されて第2の差動回路6を構成するPNP形トランジス
タであり、そのうちトランジスタQ1、Q5のベースは
反転入力端子1に共通接続され、トランジスタQ2、Q
6のベースは非反転入力端子2に共通接続されている。
ダイオードD1はトランジスタQ1の負荷、ダイオード
D2はトランジスタQ5の負荷である。 【0003】第1の差動回路4の出力はトランジスタQ
2のコレクタに接続されたPNPトランジスタQ9〜Q
11からなるウイルソン形の第1のカレントミラー回路
7により取り出され、第2の差動回路6の出力はトラン
ジスタQ6のコレクタに接続されたNPN形トランジス
タQ12〜Q14からなるウイルソン形の第2のカレン
トミラー回路8により取り出される。以上のトランジス
タQ1、Q2、Q5、Q6、Q9〜Q14、定電流原
3、5、ダイオードD1、D2により二重(相補形)差
動入力段9が構成される。 【0004】PNP形トランジスタQ21、NPNトラ
ンジスタQ22は上記第1、第2のカレントミラー回路
7、8の出力電流の差分に応じて反対に動作するトラン
ジスタ、PNPトランジスタQ20は第1のカレントミ
ラー回路7の出力電流に比例して動作し、NPNトラン
ジスタQ17は第2のカレントミラー回路8の出力電流
に比例して動作する。以上のトランジスタQ17、Q2
0〜Q22により出力バイアス段10が構成される。 【0005】NPNトランジスタQ23はトランジスタ
Q20のコレクタ電流とトランジスタQ21のエミッタ
電流の差分により動作する出力トランジスタ、PNPト
ランジスタQ24はトランジスタQ17のコレクタ電流
とトランジスタQ22のエミッタ電流の差分により動作
する出力トランジスタであり、各々バイアス設定用抵抗
R2、R3を介してエミッタが出力端子12に接続され
エミッタホロワとなっている。コンデンサC2と抵抗R
1は位相補償用の帰還回路を構成する。以上のトランジ
スタQ23、Q24、抵抗R1〜R3、コンデンサC1
によりB級プッシュプルの出力段11が構成される。1
3は高電位電源端子、14は低電位電源端子である。 【0006】出力段11において、トランジスタQ23
のベース・エミッタ間電圧VBEQ23は、トランジスタQ
21のベース・エミッタ間電圧VBEQ21 によってキャン
セルされ、トランジスタQ24のベース・エミッタ間電
圧VBEQ24 は、トランジスタQ22のベース・エミッタ
間電圧VBEQ22 によってキャンセルされ、これらにより
クロスオーバー歪が防止されている。 【0007】次に動作を説明する。この図2に示す演算
増幅器では、入力端子1の入力電圧が入力端子2の入力
電圧より高いとき、トランジスタQ2のコレクタ電流が
少なくなり、トランジスタQ6のコレクタ電流が多くな
るので、第1のカレントミラー回路7の出力電流が減少
し、第2のカレントミラー回路8の出力電流が増大し
て、点Aの電圧が低くなる。 【0008】この結果、トランジスタQ20の出力イン
ピーダンスが大きくなり、トランジスタQ21のそれは
小さくなるので、出力トランジスタQ23のベース電位
が低下し、そのエミッタ電流が減少する。また、トラン
ジスタQ17の出力インピーダンスが小さくなり、トラ
ンジスタQ22の出力インピーダンスが大きくなるの
で、出力トランジスタQ24のベース電位が低くなり、
そのエミッタ電流が増加する。 【0009】従って、出力端子12から電流が引き込ま
れ、出力電圧が低下する。入力端子1の入力電圧が入力
端子2の入力電圧より低いときは、上記と逆の動作とな
り、出力端子12から電流が吐き出され、出力電圧が増
大する。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】ところで、電源端子1
3、14間の電位差が3V程度の場合に、入力端子1の
電圧が入力端子2の電圧に比べて100mV以上も高く
なるような大入力時には、トランジスタQ6のコレクタ
電流が定電流源5の電流Iとなり、トランジスタQ2の
コレクタ電流は0となる。したがって、第2のカレント
ミラー回路8のトランジスタQ13、Q14のコレクタ
電流もIとなるはずであるが、第1のカレントミラー回
路7の出力電流が0であるので、トランジスタQ14、
Q13にはコレクタ電流が流れない。 【0011】このため、トランジスタQ14が飽和し、
そのコレクタ電圧がベース電圧よりも低くなって、本来
トランジスタQ12のコレクタ電流で決定されるべきト
ランジスタQ14、Q13の電流が流れず、カレントミ
ラー動作条件が破綻する。よって、トランジスタQ17
のインピーダンスが高くなり、出力トランジスタQ24
も高インピーダンスとなる。また、トランジスタQ23
はこのとき正常動作により高インピーダンスである。よ
って、出力端子12に現れる電圧は中点の電圧となる。
このため、入力端子1、2に印加した入力電圧と出力端
子12に得られる出力電圧との間の単調性(リニアリテ
ィ)が保持できなくなるという問題が発生する。これは
重負荷時に顕著となる。 【0012】さらに、この回路をIC化した場合には、
トランジスタQ14が飽和することによって、そのトラ
ンジスタQ14のベースとコレクタと基板(SUB)と
によって、寄生のPNPトランジスタQ14′が形成さ
れて、これがトランジスタQ6のコレクタ電流をバイパ
スさせてしまうため、トランジスタQ12等の素子のベ
ース電流供給経路が無くなってしまい、カレントミラー
動作が停止し、出力電流が0になるという問題点もあっ
た。 【0013】本発明は以上のような点に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、大入力時においても、正常
に動作して単調性が確保され、回路機能が安定化される
ようにした演算増幅器を提供することである。 【0014】 【課題を解決するための手段】ベースが第1、第2の入
力端子に個々に接続された2個のトランジスタおよび第
1の電流源で構成された第1の差動回路と、ベースが上
記第1、第2の入力端子に個々に接続され上記トランジ
スタと反対の極性の2個のトランジスタおよび第2の電
流源で構成された第2の差動回路と、上記第1の差動回
路の上記第2の入力端子にベースが接続された側のトラ
ンジスタのコレクタ電流を基準電流とするウイルソン形
の第1のカレントミラー回路と、上記第2の差動回路の
上記第2の入力端子にベースが接続された側のトランジ
スタのコレクタ電流を基準電流とするウイルソン形の第
2のカレントミラー回路と、上記第1の差動回路の上記
第1の入力端子にベースが接続された側のトランジスタ
のコレクタ電流を基準電流とする第3のカレントミラー
回路と、上記第2の差動回路の上記第1の入力端子にベ
ースが接続された側のトランジスタのコレクタ電流を基
準電流とする第4のカレントミラー回路と、上記第1の
カレントミラー回路の出力電流と上記第2のカレントミ
ラー回路の出力電流との差分に対応する電流と前記第3
のカレントミラー回路の出力電流との差分の電流に応じ
駆動されエミッタが出力端子に接続された第1の出力
トランジスタと、上記第1のカレントミラー回路の出力
電流と上記第2のカレントミラー回路の出力電流との差
分に対応する電流と前記第4のカレントミラー回路の出
力電流との差分の電流に応じて駆動されエミッタが出力
端子に接続された第2の出力トランジスタとを具備
し、上記第1および第2の出力トランジスタがB級プッ
シュプル出力段として働くよう構成した。 【0015】 【作用】本発明では、第3のカレントミラー回路の出力
電流に対応した電流、第4のカレントミラー回路の出力
電流に対応した電流が、入力電圧に応じて正確に出力バ
イアス段に供給される。よって、第1、第2のカレント
ミラー回路の出力電流をそのまま使用する場合と比べ
て、その第1、第2のカレントミラー回路の動作の影響
を受けることがなくなる。したがって、大入力時に第
1、第2のカレントミラー回路の動作条件が崩れる場合
があっても、入出力特性の単調性が正確に維持される。 【0016】 【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1はそ
の一実施例の演算増幅器の回路図である。前述の図2に
示した演算増幅器と同一のものには同一の符号を付し
た。本実施例では、二重差動入力段9において、図2に
示した回路に加えて、第1の差動回路4のトランジスタ
Q1のコレクタに、負荷用としてのダイオード接続PN
PトランジスタQ3とPNPトランジスタQ4を直列接
続して、そのトランジスタQ4とPNPトランジスタQ
15とで第3のカレントミラー回路15を構成する。ま
た、第2の差動回路6のトランジスタQ5のコレクタ
に、負荷用としてのダイオード接続NPNトランジスタ
Q7とトランジスタQ8を直列接続して、そのトランジ
スタQ8とNPNトランジスタQ18とで第4のカレン
トミラー回路16を構成する。 【0017】上記したトランジスタQ15はNPNトラ
ンジスタQ16と直列接続され、そのトランジスタQ1
6と出力バイアス段10のトランジスタQ17とが第5
のカレントミラー回路17を構成している。また、上記
したトランジスタQ18はPNPトランジスタQ19と
直列接続され、そのトランジスタQ19と出力バイアス
段10のトランジスタQ20とが第6のカレントミラー
回路18を構成している。C1は位相補償用の帰還コン
デンサである。 【0018】この実施例では、入力端子1に対して入力
端子2よりも高い電圧が入力したとき、トランジスタQ
2のコレクタ電流が減少し、逆にトランジスタQ6のコ
レクタ電流が増大する。このため、第1のカレントミラ
ー回路の出力電流は減少し、第2のカレントミラー回
の出力電流が増大するので、点Aの電位が低下す
る。よって、トランジスタQ21のバイアスが深くな
り、トランジスタQ22のバイアスは浅くなる。 【0019】一方、第3のカレントミラー回路15の出
力電流が増加し、これを受ける第5のカレントミラー回
路17の出力電流も増加する。また、第4のカレントミ
ラー回路16の出力電流が減少し、これを受ける第6の
カレントミラー回路18の出力電流も減少する。 【0020】この結果、トランジスタQ20の出力イン
ピーダンスが大きくなり、トランジスタ21の出力イン
ピーダンスが小さくなるので、出力トランジスタQ23
のバイアスが浅くなる。また、トランジスタQ17の出
力インピーダンスが小さくなり、トランジスタ22の出
力インピーダンスが大きくなるので、出力トランジスタ
Q24のバイアスが深くなる。かくして、出力端子12
から電流が引き込まれて、出力電圧が低下する。 【0021】逆に、入力端子1に対して入力端子2より
も低い電圧が入力したときは、トランジスタQ2、Q5
のコレクタ電流が増加し、トランジスタQ1、Q6のコ
レクタ電流が減少して、上記と全く反対の動作が行なわ
れ、出力電圧が高くなる。 【0022】ここで、電源端子13,14間の電位差が
3V程度の場合に、入力端子1の電圧が入力端子2の電
圧に比べて100mV以上も高くなるような大入力時に
は、前述したように、トランジスタQ6のコレクタ電流
が定電流源の電流Iとなり、トランジスタQ2のコレ
クタ電流が0となって、点Aの電位が低下するととも
に、トランジスタQ14が飽和する。よって、トランジ
スタQ21はその出力インピーダンスを小さく(ほぼ最
小)し、トランジスタQ22は逆に大きく(ほぼ最大)
する。 【0023】また、このとき、第3のカレントミラー回
路15の出力電流が増大(ほぼ最大)し、第4のカレン
トミラー回路16の出力電流が減少(ほぼ最小)するの
で、第5のカレントミラー回路17の電流が増大してト
ランジスタQ17の出力インピーダンスが小さく(ほぼ
最小)なり、第6のカレントミラー回路18の電流が減
少してトランジスタQ20の出力インピーダンスが大き
く(ほぼ最大)なる動作となる。 【0024】以上から、出力トランジスタQ23はエミ
ッタ電流が減少(ぼぼ最小)し、出力トランジスタQ2
4はエミッタ電流が増大(ほぼ最大)して、出力電圧が
ほぼ最低値にまで低下し、正常動作が確保される。 【0025】上記と反対に、入力端子1の電圧が入力端
子2の電圧に比べて100mV以上も低くなるような逆
極性の大入力時には、点Aの電圧が高く(ほぼ最大)な
り、トランジスタQ21の出力インピーダンスが高く
(ほぼ最大)、トランジスタQ22の出力インピーダン
スが低く(ほほ最低)になる。また、トランジスタQ1
7の出力インピーダンスが高く(ほぼ最大)なり、トラ
ンジスタQ20の出力インピーダンスが低く(ほぼ最
小)になって、出力トランジスタQ23のエミッタ電流
が増大(ほぼ最大)し、出力トランジスタQ24のエミ
ッタ電流が減少(ほぼ最低)となり、出力電圧がほぼ最
大値まで増加し、正常動作が確保される。 【0026】以上のように、本実施例では、トランジス
タQ21、Q22を制御する第1、第2のカレントミラ
ー回路7、8に対して、トランジスタQ17を制御する
第3、第5のカレントミラー回路15、17、トランジ
スタQ20を制御する第4、第6のカレントミラー回路
16、18が分離しているので、それらトランジスタQ
17、Q20が第1、第2のカレントミラー回路7、8
の動作の影響を受けることがなくなり、例え大信号入力
時にそれら第1、第2のカレントミラー回路7、8のカ
レントミラー動作に破綻を来しても、入出力信号間の単
調性を保持できるようになる。また、追加するトランジ
スタはPNPトランジスタQ4、Q15、Q19、NP
NトランジスタQ8、Q18、Q16であり、素子数増
加は僅かで、消費電流増加も僅かである。 【0027】 【発明の効果】以上から本発明によれば、第1、第2の
カレントミラー回路から分離した第3、第4のカレント
ミラー回路によって出力バイアス段が制御されるので、
大入力時においても第1、第2のカレントミラー回路の
カレントミラー動作の如何に係わらず、出力バイアス段
が正常に動作し、入出力特性の単調性を確保することが
できる。また、消費電流も僅か増大するのみである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed operational amplifier, and more particularly to an operational amplifier with improved input / output characteristics. 2. Description of the Related Art FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional operational amplifier which operates at high speed with low current consumption. In FIG. 2, 1 is an inverting input terminal, and 2 is a non-inverting input terminal. Q1 and Q2 have their emitters connected in common to the first current source 3 (current I) and
, N5, Q5,
Q6 is a PNP transistor whose emitter is commonly connected to a second current source 5 (current I) to form a second differential circuit 6, wherein the bases of the transistors Q1 and Q5 are commonly connected to the inverting input terminal 1. And the transistors Q2 and Q
The base 6 is commonly connected to the non-inverting input terminal 2.
Diode D1 is the load of transistor Q1, and diode D2 is the load of transistor Q5. The output of the first differential circuit 4 is a transistor Q
PNP transistors Q9-Q connected to
The output of the second differential circuit 6 is taken out by a Wilson-type first current mirror circuit 7 comprising an NPN transistor 11 and a Wilson-type second current comprising NPN transistors Q12 to Q14 connected to the collector of a transistor Q6. It is taken out by the mirror circuit 8. The above-mentioned transistors Q1, Q2, Q5, Q6, Q9 to Q14, constant current sources 3, 5 and diodes D1, D2 constitute a double (complementary) differential input stage 9. A PNP transistor Q21 and an NPN transistor Q22 operate in reverse according to the difference between the output currents of the first and second current mirror circuits 7 and 8, and a PNP transistor Q20 operates in the first current mirror circuit 7. NPN transistor Q17 operates in proportion to the output current of second current mirror circuit 8. The above transistors Q17 and Q2
The output bias stage 10 is constituted by 0 to Q22. The NPN transistor Q23 is an output transistor operated by a difference between the collector current of the transistor Q20 and the emitter current of the transistor Q21, and the PNP transistor Q24 is an output transistor operated by a difference between the collector current of the transistor Q17 and the emitter current of the transistor Q22. The emitters are connected to the output terminal 12 via bias setting resistors R2 and R3, respectively, to form emitter followers. Capacitor C2 and resistor R
1 constitutes a feedback circuit for phase compensation. The above transistors Q23 and Q24, resistors R1 to R3, and capacitor C1
Thus, a class B push-pull output stage 11 is configured. 1
3 is a high-potential power supply terminal, and 14 is a low-potential power supply terminal. In output stage 11, transistor Q23
The base-emitter voltage V BEQ23 of the transistor Q
Is canceled by the base-emitter voltage V BEQ21 of 21, the base-emitter voltage V BEQ24 of the transistor Q24 is canceled by the base-emitter voltage V BEQ22 transistor Q22, crossover distortion is prevented thereby. Next, the operation will be described. In the operational amplifier shown in FIG. 2, when the input voltage of input terminal 1 is higher than the input voltage of input terminal 2, the collector current of transistor Q2 decreases and the collector current of transistor Q6 increases, so that the first current mirror The output current of the circuit 7 decreases, the output current of the second current mirror circuit 8 increases, and the voltage at the point A decreases. As a result, the output impedance of transistor Q20 increases and that of transistor Q21 decreases, so that the base potential of output transistor Q23 decreases and its emitter current decreases. Further, since the output impedance of the transistor Q17 decreases and the output impedance of the transistor Q22 increases, the base potential of the output transistor Q24 decreases,
Its emitter current increases. Therefore, a current is drawn from the output terminal 12, and the output voltage drops. When the input voltage of the input terminal 1 is lower than the input voltage of the input terminal 2, the operation is the reverse of the above, and a current is discharged from the output terminal 12, and the output voltage increases. [0010] By the way, the power supply terminal 1
When the potential difference between the terminals 3 and 14 is about 3 V and the input voltage is higher than the voltage of the input terminal 100 by 100 mV or more, the collector current of the transistor Q 6 is reduced by the current of the constant current source 5. I, and the collector current of the transistor Q2 becomes zero. Therefore, the collector currents of the transistors Q13 and Q14 of the second current mirror circuit 8 should also be I, but since the output current of the first current mirror circuit 7 is 0, the transistors Q14 and Q14
No collector current flows through Q13. Therefore, the transistor Q14 is saturated,
The collector voltage becomes lower than the base voltage, so that the currents of the transistors Q14 and Q13, which should be determined by the collector current of the transistor Q12, do not flow, and the current mirror operation condition is broken. Therefore, transistor Q17
Of the output transistor Q24
Also have high impedance. Also, the transistor Q23
At this time has a high impedance due to normal operation. Therefore, the voltage appearing at the output terminal 12 is the midpoint voltage.
Therefore, there arises a problem that monotonicity (linearity) between the input voltage applied to the input terminals 1 and 2 and the output voltage obtained at the output terminal 12 cannot be maintained. This becomes remarkable under heavy load. Further, when this circuit is made into an IC,
When the transistor Q14 saturates, a parasitic PNP transistor Q14 'is formed by the base, collector and substrate (SUB) of the transistor Q14, and this bypasses the collector current of the transistor Q6. There is also a problem that the base current supply path of the element is lost, the current mirror operation stops, and the output current becomes zero. The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to operate normally even at a large input, to ensure monotonicity, and to stabilize circuit functions. It is an object of the present invention to provide an operational amplifier. [0014] A first differential circuit comprising a base and two transistors individually connected to first and second input terminals and a first current source, A second differential circuit having a base individually connected to the first and second input terminals and including two transistors having opposite polarities to the transistor and a second current source; A first Wilson-type current mirror circuit using a collector current of a transistor whose base is connected to the second input terminal of the driving circuit as a reference current; and a second input of the second differential circuit. A second Wilson-type current mirror circuit using a collector current of the transistor whose base is connected to the terminal as a reference current, and a second current mirror circuit of the first differential circuit;
A transistor whose base is connected to the first input terminal
Current mirror using the collector current of the reference as a reference current
Circuit and a first input terminal of the second differential circuit.
The collector current of the transistor to which the source is connected.
A fourth current mirror circuit of quasi current, the first output current of the current mirror circuit and the current and the third corresponding to the difference between the output current of said second current mirror circuit
According to the difference current from the output current of the current mirror circuit
A first output transistor having an emitter connected to an output terminal and an output of the first current mirror circuit.
Difference between the current and the output current of the second current mirror circuit
And the output of the fourth current mirror circuit.
Comprising a second output transistor having an emitter is driven according to the difference of the current of the power current is connected to the output terminal, the
And the first and second output transistors are of class B
It was configured to work as a sprue output stage . According to the present invention, the current corresponding to the output current of the third current mirror circuit and the current corresponding to the output current of the fourth current mirror circuit are accurately supplied to the output bias stage according to the input voltage. Supplied. Therefore, compared with the case where the output currents of the first and second current mirror circuits are used as they are, the operation of the first and second current mirror circuits is not affected. Therefore, even when the operating conditions of the first and second current mirror circuits are broken at the time of a large input, the monotonicity of the input / output characteristics is accurately maintained. Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram of an operational amplifier according to one embodiment. The same components as those of the operational amplifier shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, in the double differential input stage 9, in addition to the circuit shown in FIG. 2, the diode-connected PN for load is connected to the collector of the transistor Q1 of the first differential circuit 4.
A P transistor Q3 and a PNP transistor Q4 are connected in series, and the transistor Q4 and the PNP transistor Q
15 constitute a third current mirror circuit 15. Further, a diode-connected NPN transistor Q7 and a transistor Q8 for load use are connected in series to the collector of the transistor Q5 of the second differential circuit 6, and the transistor Q8 and the NPN transistor Q18 connect the fourth current mirror circuit 16 Is configured. The above-mentioned transistor Q15 is connected in series with an NPN transistor Q16, and its transistor Q1
6 and the transistor Q17 of the output bias stage 10
Of the current mirror circuit 17 of FIG. The transistor Q18 is connected in series with a PNP transistor Q19, and the transistor Q19 and the transistor Q20 of the output bias stage 10 constitute a sixth current mirror circuit 18. C1 is a feedback capacitor for phase compensation. In this embodiment, when a voltage higher than that of the input terminal 2 is input to the input terminal 1, the transistor Q
2, the collector current of the transistor Q6 increases. Therefore, the output current of the first current mirror circuit 7 decreases and the output current of the second current mirror circuit 8 increases, so that the potential at the point A decreases. Therefore, the bias of the transistor Q21 becomes deep, and the bias of the transistor Q22 becomes shallow. On the other hand, the output current of the third current mirror circuit 15 increases, and the output current of the fifth current mirror circuit 17 receiving the output current also increases. Further, the output current of the fourth current mirror circuit 16 decreases, and the output current of the sixth current mirror circuit 18 receiving the output current also decreases. As a result, the output impedance of the transistor Q20 increases, and the output impedance of the transistor 21 decreases.
Bias becomes shallower. Further, since the output impedance of the transistor Q17 decreases and the output impedance of the transistor 22 increases, the bias of the output transistor Q24 increases. Thus, the output terminal 12
, The current is drawn, and the output voltage drops. Conversely, when a voltage lower than the input terminal 2 is input to the input terminal 1, the transistors Q2, Q5
Increases, the collector currents of transistors Q1 and Q6 decrease, and the operation opposite to the above is performed, and the output voltage increases. Here, when the potential difference between the power supply terminals 13 and 14 is about 3 V, at the time of a large input where the voltage of the input terminal 1 becomes higher than the voltage of the input terminal 2 by 100 mV or more, as described above. The collector current of the transistor Q6 becomes the current I of the constant current source 5 , the collector current of the transistor Q2 becomes 0, the potential at the point A decreases, and the transistor Q14 saturates. Therefore, the transistor Q21 has a small output impedance (almost minimum), and the transistor Q22 has a large output impedance (almost maximum).
I do. At this time, the output current of the third current mirror circuit 15 increases (substantially maximizes) and the output current of the fourth current mirror circuit 16 decreases (substantially minimizes). The current of the circuit 17 increases, the output impedance of the transistor Q17 decreases (substantially minimum), the current of the sixth current mirror circuit 18 decreases, and the output impedance of the transistor Q20 increases (substantially maximum). As described above, the emitter current of the output transistor Q23 decreases (substantially minimizes), and the output transistor Q2
In No. 4, the emitter current increases (substantially maximizes), the output voltage decreases to approximately the minimum value, and normal operation is ensured. Contrary to the above, at the time of a large input of the opposite polarity such that the voltage of the input terminal 1 becomes lower than the voltage of the input terminal 2 by 100 mV or more, the voltage at the point A becomes high (substantially maximum) and the transistor Q21 Has a high (substantially maximum) output impedance and the output impedance of the transistor Q22 has a low (almost minimum) output impedance. Also, the transistor Q1
7, the output impedance of the transistor Q20 becomes high (almost maximum), the output impedance of the transistor Q20 becomes low (almost minimum), the emitter current of the output transistor Q23 increases (almost maximum), and the emitter current of the output transistor Q24 decreases ( (Substantially the lowest), the output voltage increases to almost the maximum value, and normal operation is ensured. As described above, in this embodiment, the third and fifth current mirror circuits for controlling the transistor Q17 are different from the first and second current mirror circuits 7 and 8 for controlling the transistors Q21 and Q22. 15 and 17, and the fourth and sixth current mirror circuits 16 and 18 for controlling the transistor Q20 are separated from each other.
17, Q20 are the first and second current mirror circuits 7, 8
, The monotonicity between the input and output signals can be maintained even if the current mirror operation of the first and second current mirror circuits 7 and 8 breaks down when a large signal is input. Become like The transistors to be added are PNP transistors Q4, Q15, Q19, NP
The N transistors Q8, Q18 and Q16 have a small increase in the number of elements and a small increase in current consumption. As described above, according to the present invention, the output bias stage is controlled by the third and fourth current mirror circuits separated from the first and second current mirror circuits.
Even at the time of large input, regardless of the current mirror operation of the first and second current mirror circuits, the output bias stage operates normally, and the monotonicity of the input / output characteristics can be secured. Also, the current consumption is only slightly increased.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の一実施例の演算増幅器の回路図であ
る。 【図2】 従来の演算増幅器の回路図である。 【符号の説明】 1:第1の入力端子、2:第2の入力端子、3:第1の
定電流源、4:第1の差動回路、5:第2の定電流源、
6:第2の差動回路、7:第1のカレントミラー回路、
8:第2のカレントミラー回路、9:二重差動入力段、
10:出力バイアス段、11:出力段、12:出力端
子、13:高電位電源端子、14:低電位電源端子、1
5:第3のカレントミラー回路、16:第4のカレント
ミラー回路、17:第5のカレントミラー回路、18:
第6のカレントミラー回路。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram of an operational amplifier according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional operational amplifier. [Description of Signs] 1: First input terminal, 2: Second input terminal, 3: First constant current source, 4: First differential circuit, 5: Second constant current source,
6: a second differential circuit, 7: a first current mirror circuit,
8: second current mirror circuit, 9: double differential input stage,
10: output bias stage, 11: output stage, 12: output terminal, 13: high potential power terminal, 14: low potential power terminal, 1
5: third current mirror circuit, 16: fourth current mirror circuit, 17: fifth current mirror circuit, 18:
Sixth current mirror circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 3/45 H03F 3/30 H03F 3/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03F 3/45 H03F 3/30 H03F 3/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】ベースが第1、第2の入力端子に個々に接
続された2個のトランジスタおよび第1の電流源で構成
された第1の差動回路と、 ベースが上記第1、第2の入力端子に個々に接続され上
記トランジスタと反対の極性の2個のトランジスタおよ
び第2の電流源で構成された第2の差動回路と、 上記第1の差動回路の上記第2の入力端子にベースが接
続された側のトランジスタのコレクタ電流を基準電流と
するウイルソン形の第1のカレントミラー回路と、 上記第2の差動回路の上記第2の入力端子にベースが接
続された側のトランジスタのコレクタ電流を基準電流と
するウイルソン形の第2のカレントミラー回路と、上記第1の差動回路の上記第1の入力端子にベースが接
続された側のトランジスタのコレクタ電流を基準電流と
する第3のカレントミラー回路と、 上記第2の差動回路の上記第1の入力端子にベースが接
続された側のトランジスタのコレクタ電流を基準電流と
する第4のカレントミラー回路と 、 上記第1のカレントミラー回路の出力電流と上記第2の
カレントミラー回路の出力電流との差分に対応する電流
と前記第3のカレントミラー回路の出力電流との差分の
電流に応じて駆動されエミッタが出力端子に接続された
第1の出力トランジスタと、上記第1のカレントミラー回路の出力電流と上記第2の
カレントミラー回路の出力電流との差分に対応する電流
と前記第4のカレントミラー回路の出力電流との差分の
電流に応じて 駆動されエミッタが出力端子に接続された
第2の出力トランジスタとを具備し、 上記第1および第2の出力トランジスタがB級プッシュ
プル出力段として働く ことを特徴とする演算増幅器。
(57) Claims: 1. A first differential circuit having a base composed of two transistors and a first current source respectively connected to first and second input terminals. A second differential circuit whose base is individually connected to the first and second input terminals and is composed of two transistors having a polarity opposite to that of the transistor and a second current source; A first Wilson-type current mirror circuit using a collector current of a transistor whose base is connected to the second input terminal of the second differential circuit as a reference current; and a second current mirror circuit of the second differential circuit. A second current mirror circuit of a Wilson type using the collector current of the transistor whose base is connected to the input terminal of the second differential mirror as a reference current, and a base connected to the first input terminal of the first differential circuit.
The collector current of the connected transistor is
A base is connected to the third current mirror circuit to be connected and the first input terminal of the second differential circuit.
The collector current of the connected transistor is
And a current corresponding to a difference between the output current of the first current mirror circuit and the output current of the second current mirror circuit.
And the difference between the output current of the third current mirror circuit and
A first output transistor driven according to a current and having an emitter connected to the output terminal; an output current of the first current mirror circuit and a second output transistor;
Current corresponding to the difference from the output current of the current mirror circuit
And the difference between the output current of the fourth current mirror circuit and
Comprising a second output transistor having an emitter being driven is connected to the output terminal in accordance with the current, the said first and second output transistors are Class B push
An operational amplifier characterized by acting as a pull output stage .
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