JP4141262B2 - Differential amplifier - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は差動増幅器に関し、特に駆動能力を高めた差動増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】
増幅器は電源から供給される電力により増幅素子を駆動して入力信号を増幅し出力するもので、抵抗負荷の場合、出力信号の最大振幅は電源電圧と増幅素子の内部抵抗などによって制限され、図3実線で示すように出力信号Sは電源電圧Vddと接地電圧Vssの中間の電圧範囲Vmax〜Vminで波形を描く。一方、電池駆動される可搬型電子回路機器、例えば携帯電話などでは低い電源電圧で大電力動作させ電源の利用効率を高めるため出力信号の最大振幅を可及的に電源電圧に近づけるようにしている。増幅器の電力利用効率は((Vmax−Vmin)/(Vdd−Vss))2で表され、仮にVddを5V、Vssを0Vとし、出力信号SのVmaxが4.6V、Vminが0.3Vであるとき電力利用効率は約74%であるが、図示点線で示すように最大振幅を拡大し、Vmaxを4.8V、Vminを0.1Vとし振幅を0.4V拡大するだけで電力利用効率は約88%となり約14%改善でき、電池駆動機器を長時間動作させることができる。
【0003】
そのような増幅器の一例を図4に示す。図において、1A、1Bは一対の一導電型(nチャンネル)MOSFETで、各制御電極(ゲート電極)は一対の入力端子2A、2Bに接続され、接地側主電極(ソース電極)は共通接続されて、nチャンネルMOSFET3を介して接地ライン4に接続されて、第1の差動入力段5を構成している。6A、6Bは一対の他導電型(pチャンネル)MOSFETで、各制御電極(ゲート電極)は一対の入力端子2A、2Bに接続され、電源側主電極(ソース電極)は共通接続されて、pチャンネルMOSFET7を介して電源ライン8に接続され、第2の差動入力段9を構成している。10は電源ライン8と接地ライン4の間に接続された第1の定電流回路で、2つの定電流源11、12間にバイアス素子、図示例では抵抗13を直列接続している。14は第1の定電流回路10と同様に電源ライン8と接地ライン4の間に接続された第2の定電流回路で、2つの定電流源15、16間にバイアス素子としての抵抗17を直列接続している。第1の差動入力段5の一方のMOSFET1Aの他の主電極(ドレイン電極)は第1の定電流回路10の定電流源11と抵抗13の接続点に、第1の差動入力段5の他のMOSFET1Bの他の主電極(ドレイン電極)は第2の定電流回路14の定電流源15と抵抗17の接続点にそれぞれ接続され、第2の差動入力段9の一方のMOSFET6Aの他の主電極(ドレイン電極)は第1の定電流回路10の定電流源12と抵抗13の接続点に、第2の差動入力段9の他のMOSFET6Bの他の主電極(ドレイン電極)は第2の定電流回路14の定電流源16と抵抗17の接続点にそれぞれ接続されている。18はpチャンネルMOSFET19とnチャンネルMOSFET20を相補接続した出力段で、pチャンネルMOSFETのソース電極は電源ライン8に接続され、そのドレイン電極はnチャンネルMOSFET20のドレイン電極に共通接続されて、さらに出力端子21に接続され、nチャンネルMOSFET20のソース電極は接地ライン4に接続されている。また各MOSFET19、20の制御電極(ゲート電極)は第2の定電流回路14の抵抗17の両端に接続されている。これに類似した差動増幅器は例えば特許文献1や特許文献2に開示されている。
【0004】
この増幅器は共通の一対の入力端子2A、2Bに相補的に動作するnチャンネルとpチャンネルの各一対のMOSFET1A、1Bと6A、6Bによって出力段18のバイアスを制御する。例えば入力端子2Aの入力信号レベルが低下すると、第1の差動入力段5の一方のnチャンネルMOSFET1Aのドレイン電圧は上昇し、他のMOSFET1Bのドレイン電圧は低下する。同時に第2の差動入力段9の一方のpチャンネルMOSFET6Aのドレイン電圧は上昇し、他のMOSFET6Bのドレイン電圧は低下する。
【0005】
第1差動入力段5の他のMOSFET1Bのドレイン電極と第2の差動入力段9の他のMOSFET6Bのドレイン電極はそれぞれ定電流回路14の抵抗17の両端に接続されており、抵抗17の端子間電圧を保った状態で抵抗17の両端の電圧を同時に変化させて出力段18の電源ライン8に接続されたpチャンネルMOSFET19及び接地ライン4に接続されたnチャンネルMOSFET20を制御することができる。
【0006】
入力端子2Aの入力信号レベルが増大する場合は、上記とは逆に、抵抗17の端子間電圧を保った状態で抵抗17の両端の電圧を同時に引き上げ、出力段18の電源ライン8に接続されたpチャンネルMOSFET19の遮断性を高め、接地ライン4に接続されたnチャンネルMOSFET20の導通性を高めることができる。このようにして図4に示す増幅器は図3にて出力信号Sの最大振幅を図示実線状態から図示点線状態に拡大でき電源の利用効率を高めることができる。
【0007】
【特許文献1】
特開平6−326529号公報(第4〜6頁、図1)
【特許文献2】
特開平7−15249号公報(第3〜4頁、図3)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図4に示す差動増幅器は、入力信号レベルが電源電圧の高電圧側の電圧Vddに近づくと第2の差動入力段9のpチャンネルMOSFET6A、6Bがカットオフし、入力信号レベルが低電圧側のゼロ又は負の電圧Vssに近づくと第1の差動入力段5のnチャンネルMOSFET1A、1Bがカットオフする。そのため入力端子2Aからみた相互コンダクタンスgmは、図5に示すように横軸を入力信号レベル(電圧)、縦軸を相互コンダクタンス(電流/電圧)とすると、nチャンネルMOSFET1Aを用いた第1の差動入力段5は、入力信号レベルを低電圧(0V)から高電圧(例えば9V)に向かって電圧変化させると、その相互コンダクタンスgm(n)は低電圧側ではゼロで、1V前後で急上昇し、1Vをわずかに超えた部分から高電圧側にむかって単調減少する。
【0009】
またpチャンネルMOSFET1Aを用いた第2の差動入力段9は、入力信号レベルを高電圧(9V)から低電圧(0V)に向かって変化させると、その相互コンダクタンスgm(p)は高電圧(9V)側ではゼロで、8V前後で急上昇し、8Vをわずかに下回った電圧から低電圧側にむかって単調減少する。
【0010】
そのため入力端子2Bからみた相互コンダクタンスgm(n+p)はgm(n)とgm(p)を合成した略凸字状の曲線となり、入力信号レベルの中間領域では高gmであるのに対して、高低両端部では低gmとなり負荷駆動能力が低下し、入力信号レベルに対して相互コンダクタンスの変動が大きいという問題があった。各差動入力段5、9の相互コンダクタンスgm(n)、gm(p)の大きさは各差動入力段5、9の電流を制御するトランジスタ3、7のバイアス設定により変更可能であるが、入力信号レベルの高低両端部で生じる低gmを解消することはできなかった。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題の解決を目的として提案されたもので、一対の一導電型トランジスタの一主電極を共通接続し各トランジスタの制御電極を一対の入力端子に接続した第1の差動入力段と、一対の他導電型トランジスタの一主電極を共通接続し各トランジスタの制御電極を前記入力端子に共通接続した第2の差動入力段と、中間にバイアス素子を含む第1、第2の定電流回路と、一対の相補型トランジスタよりなる出力段とを含み、第1の差動入力段の各トランジスタの他の主電極を第1、第2の定電流回路のバイアス素子の一端側にそれぞれ接続し、第2の差動入力段の各トランジスタの他の主電極を第1、第2の定電流回路のバイアス素子の他端側にそれぞれ接続し、出力段の相補型トランジスタの各制御電極を第2の定電流回路のバイアス素子の両端に接続した差動増幅器において、電源ライン側と接地ライン側に第1、第2のカレントミラー回路を配置し、各カレントミラー回路の2つの電流経路に第1、第2の駆動トランジスタを挿入し、第1の駆動トランジスタの電源ライン側電極を第2の差動入力段の共通接続された主電極に、第2の駆動トランジスタの接地ライン側電極を第1の差動入力段の共通接続された主電極に、第1の駆動トランジスタの制御電極を第2の定電流回路のバイアス素子の電源ライン側端部に、第2の駆動トランジスタの制御電極を第2の定電流回路のバイアス素子の接地ライン側端部に、それぞれ接続したことを特徴とする差動増幅器を提供する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明による差動増幅器は、第1、第2のカレントミラー回路と第1、第2の駆動トランジスタで構成される差動入力段駆動回路を付加することにより、第1、第2の差動入力段の入力信号レベル領域で不動状態をなくし、入力信号レベルの全領域で相互コンダクタンスgmを高く維持できる。第1の差動入力段のトランジスタをnチャンネルMOSFETにて、第2の差動入力段のトランジスタをpチャンネルMOSFETにて構成した場合、電源ライン側の第1のカレントミラー回路と第1の駆動トランジスタをpチャンネルMOSFETにて、接地ライン側の第2のカレントミラー回路と第2の駆動トランジスタをnチャンネルMOSFETにて構成することができる。また第1、第2のカレントミラー回路の2つの電流経路を流れる電流を異ならせることにより相互コンダクタンスgmの大きさを調整できる。
【0013】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図1から説明する。図において、図4と同一部分には同一符号を付し重複する説明を省略する。即ち、nチャンネルMOSFET1A、1Bからなる第1の差動入力段5は一主電極(ソース電極)が共通接続され、nチャンネルMOSFET3を介して接地ライン4に接続されている。またpチャンネルMOSFET6A、6Bからなる第2の差動入力段9は一主電極(ソース電極)が共通接続され、pチャンネルMOSFET7を介して電源ライン8に接続されている。各差動入力段5、9の各MOSFET1A、6Aと1B、6Bのそれぞれの制御電極(ゲート電極)は一対の入力端子2Aと2Bに接続されている。電源ライン8と接地ライン4の間には、第1、第2の定電流回路10、14が接続されている。第1の定電流回路10は定電流源11、バイアス素子(抵抗)13、定電流源12を、第2の定電流回路14は定電流源15、バイアス素子(抵抗)17、定電流源16を、それぞれ直列的に接続したもので、定電流源11と抵抗13の接続部には第1の差動入力段5のnチャンネルMOSFET1Aの他の主電極(ドレイン電極)が、抵抗13と定電流源12の接続部には第2の差動入力段9のpチャンネルMOSFET6Aの他の主電極(ドレイン電極)が接続されている。また第2の定電流回路14の定電流源15と抵抗17の接続部には第1の差動入力段5のnチャンネルMOSFET1Bの他の主電極(ドレイン電極)が、抵抗17と定電流源16の接続部には第2の差動入力段9のpチャンネルMOSFET6Bの他の主電極(ドレイン電極)が接続されている。そして第2の定電流回路14の抵抗17の両端は出力段18の相補トランジスタ19、20の各制御電極(ゲート電極)が接続されている。
【0014】
本発明による差動増幅器は図4と同一の上記回路に、符号22を付し図示点線で囲まれる差動入力段駆動回路を付加したことを特徴とする。この差動入力段駆動回路22は、2つのカレントミラー回路23、24を電源ライン8側と接地ライン4側に配置し、各カレントミラー回路23、24の2つの電流経路にそれぞれ第1、第2の駆動トランジスタ25、26を挿入したもので、第1の駆動トランジスタ25は制御電極(ゲート電極)が第1の差動入力段5のnMOSFET1Bのドレイン電極(抵抗17の電源ライン側端部、出力段18のpMOSFET19のゲート電極)に接続され、第1の駆動トランジスタ25の電源ライン側の主電極(ソース電極)は第2の差動入力段9の共通接続されたソース電極に接続されている。また第2の駆動トランジスタ26は制御電極(ゲート電極)が第2の差動入力段9のpMOSFET6Bのドレイン電極(抵抗17の接地ライン側端部、出力段18のnMOSFET20のゲート電極)に接続され、第2の駆動トランジスタ26の接地ライン側主電極(ソース電極)は第1の差動入力段5の共通接続されたソース電極に接続されている。
【0015】
以下にこの差動増幅器の動作を説明する。この増幅器の差動入力段駆動回路22を除く部分の動作は図4回路と同じであるため省略する。この増幅器は差動入力段駆動回路22を構成するカレントミラー回路23、24の2つの電流経路には第1、第2の駆動トランジスタ25、26が挿入され、第1の駆動トランジスタ25は第1の差動入力段5のnMOSFET1Bのドレイン電圧を検出して開閉され、第2の駆動トランジスタ26は第2の差動入力段9のpMOSFET6Bのドレイン電圧を検出して開閉される。
【0016】
先ず入力端子2Bに接地ライン電圧近傍領域の低電圧レベル(Lレベル)の信号を供給した場合、第1の差動入力段5のnMOSFET1Bは遮断し、第2の差動入力段9のpMOSFET6Bは導通する。nMOSFET1Bが遮断することによりそのドレイン電圧は電源ライン電圧近傍の高電圧レベル(Hレベル)となるため、第1の駆動トランジスタ25は遮断する。そのため第1のカレントミラー回路23から供給される電流は第2の差動入力段9のソース電極に送り込まれ、ソース電極に送り込まれた電流はドレイン電極へ出力される。一方、第2の駆動トランジスタ26のゲート電極には第2の差動入力段9のHレベルのドレイン電圧が供給されるため導通し第1のカレントミラー回路23から第2の差動入力段9に供給される電流値を決定する。このように入力端子2BにLレベルの信号が供給された場合には第1の差動入力段5のnMOSFET1Bは遮断状態となり、このとき第2の差動入力段9のpMOSFET6Bの相互コンダクタンスgmは差動入力段駆動回路22がない場合に比して増大する。
【0017】
次に入力端子2Bに電源ライン電圧近傍領域のHレベルの信号を供給した場合、第2の差動入力段9のpMOSFET6Bは遮断し、第1の差動入力段5のnMOSFET1Bは導通する。pMOSFET6Bが遮断することによりそのドレイン電圧は接地ライン電圧近傍のLレベルとなるため、第1の駆動トランジスタ26は遮断する。そのため第1の差動入力段5のソース電極から吐出される電流は、ソース電極に接続されたトランジスタ3と第2のカレントミラー回路24に分岐し、nMOSFET1Bから吐出されるドレイン電流を増大させる。一方、第1の駆動トランジスタ25のゲート電極には第1の差動入力段5のLレベルのドレイン電圧が供給されるため導通し第2のカレントミラー回路24に流れる電流値を決定する。このようにして入力端子2BにHレベルの信号が供給されると第2の差動入力段9のpMOSFET6Bが遮断状態となり、このとき第1の差動入力段5のnMOSFET1Bの相互コンダクタンスgmは差動入力段駆動回路22がない場合に比して増大する。
【0018】
前記LレベルとHレベルの中間レベルの信号が入力端子2Bに供給された場合、第1、第2の駆動トランジスタ25、26は遮断状態と飽和導通状態の中間の導通状態となってカレントミラー回路23、24間に電流を流すが、駆動トランジスタ25、26の導通状態によって流れる電流値が制限されるため、第2の差動入力段9に流入し、第1の差動入力段5から吐出される電流値が制限され、相互コンダクタンスgmには大きな影響を与えない。
【0019】
入力端子2Bに供給する入力信号レベルに対する第1、第2の差動入力段5、9の各MOSFET1B、6Bの相互コンダクタンスgmを図2に示す。図中、一点鎖線で示すgm(n)は第1差動入力段5のnMOSFET1Bの相互コンダクタンス、ニ点鎖線で示すgm(p)は第2差動入力段9のpMOSFET6Bの相互コンダクタンス、実線で示すgm(n+p)は各MOSFET1B、6Bの合成相互コンダクタンスを示す。
【0020】
第1差動入力段5の相互コンダクタンスgm(n)は入力信号レベルが0から約1.0Vまではゼロで、1.0Vを超えると急激に増大し、約1.5Vで極大(n1・μA/V)となり、入力信号レベルが1.5V〜7.5Vの間では漸減し、n2・μA/Vまで低下し、入力信号レベルが約7.5Vから約8.0Vの間で急増し、入力信号レベル8Vで再度極大(n3・μA/V)となり、8V〜9Vではほぼ一定(n3・μA/V)となる。このように相互コンダクタンスgm(n)は入力信号レベルが0から9Vの間で、3つの概略平坦部を持った上り階段状の軌跡を描く。
【0021】
次に第2差動入力段9の相互コンダクタンスgm(p)は入力信号レベルが0では極大状態のp1・μA/Vで、入力信号レベルが約1Vまではあまり変化せずp2・μA/Vとなる。入力信号レベルが1〜1.5Vの間は急減してp3・μA/Vとなるが、入力信号レベルが1.5〜約7.5Vの間は漸増して再度極大(p4・μA/V)となり、その後入力信号レベルが8Vまでの間に急減して、入力信号レベル8〜9Vでは相互コンダクタンスは0となる。このように相互コンダクタンスgm(p)は入力信号レベルが0から9Vの間で3つの概略平坦部を有する下り昇階段状の軌跡を描く。
【0022】
上記各差動入力段5、9に供給される入力信号レベルによって、差動入力段を構成する各MOSFET1、6の一方のFETが遮断状態となり、相互コンダクタンスが0の領域となっても、他のFETの相互コンダクタンスは中間入力信号レベル領域の相互コンダクタンス値より大きい再極大領域にあるため、各相互コンダクタンスgm(n)、gm(p)を合成した合成相互コンダクタンスgm(n+p)は、入力信号レベルの全領域で高gmにでき、しかも平坦なgm特性を実現でき、これにより入力信号レベルの高レベル領域や低レベル領域での負荷駆動能力が向上し、高速スイッチング、高スルーレートの差動増幅器を実現できる。
【0023】
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されることなく、例えば、第1、第2の定電流回路10、14のバイアス素子13、17として抵抗だけでなく半導体素子に置換することもできる。また、第1、第2のカレントミラー回路23、24のをそれぞれ構成する一対のトランジスタは電流容量を等しくするだけでなく、異なる電流容量とすることもできる。
【0024】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、差動入力段の相互コンダクタンスを入力信号の入力信号レベル全域にわたって高く平坦にできるため、負荷駆動能力が向上し、これによりスイッチング速度を高速化でき高スルーレートの差動増幅器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を示す差動増幅器の回路図
【図2】 本発明による差動入力段の入力信号レベルに対する相互コンダクタンスを示す図面
【図3】 増幅器の出力信号波形図
【図4】 本発明の前提となる差動増幅器の回路図
【図5】 図5回路の差動入力段の入力信号レベルに対する相互コンダクタンスを示す図面
【符号の説明】
1A、1B nMOSFET
2A、2B 入力端子
4 接地ライン
5、9 差動入力段
6A、6B pMOSFET
8 電源ライン
10、14 定電流回路
13、17 バイアス素子(抵抗)
18 出力段
19、20 相補トランジスタ
22 差動入力段駆動回路
23、24 カレントミラー回路
25、26 駆動トランジスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential amplifier, and more particularly to a differential amplifier with improved driving capability.
[0002]
[Prior art]
The amplifier amplifies the input signal by driving the amplifying element with the power supplied from the power source and outputs it. In the case of a resistive load, the maximum amplitude of the output signal is limited by the power supply voltage and the internal resistance of the amplifying element. As shown by the three solid lines, the output signal S draws a waveform in a voltage range Vmax to Vmin intermediate between the power supply voltage Vdd and the ground voltage Vss. On the other hand, in portable electronic circuit devices driven by batteries, such as mobile phones, the maximum amplitude of the output signal is made as close as possible to the power supply voltage in order to increase the power use efficiency by operating at a high power with a low power supply voltage. . The power use efficiency of the amplifier is represented by ((Vmax−Vmin) / (Vdd−Vss)) 2 , suppose Vdd is 5V, Vss is 0V, Vmax of the output signal S is 4.6V, and Vmin is 0.3V. In some cases, the power usage efficiency is about 74%. However, as shown by the dotted line in the figure, the maximum amplitude is increased, and the power usage efficiency is increased by increasing Vmax to 4.8 V, Vmin to 0.1 V, and the amplitude to 0.4 V. This is about 88% and can be improved by about 14%, and the battery-driven device can be operated for a long time.
[0003]
An example of such an amplifier is shown in FIG. In the figure, 1A and 1B are a pair of one conductivity type (n-channel) MOSFETs, each control electrode (gate electrode) is connected to a pair of
[0004]
This amplifier controls the bias of the
[0005]
The drain electrode of the
[0006]
When the input signal level at the
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-6-326529 (pages 4-6, FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-15249 (
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the differential amplifier shown in FIG. 4, when the input signal level approaches the voltage Vdd on the high voltage side of the power supply voltage, the p-
[0009]
In addition, when the second
[0010]
Therefore, the mutual conductance gm (n + p) viewed from the input terminal 2B is a substantially convex curve obtained by combining gm (n) and gm (p), and is high and low in the middle region of the input signal level. At both ends, there is a problem that the gm is low, the load driving capability is lowered, and the variation in mutual conductance is large with respect to the input signal level. The magnitudes of the mutual conductances gm (n) and gm (p) of the
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed for the purpose of solving the above-mentioned problems. A first differential input stage in which one main electrode of a pair of one-conductivity type transistors is commonly connected and a control electrode of each transistor is connected to a pair of input terminals. A second differential input stage in which one main electrode of a pair of other conductivity type transistors is commonly connected and a control electrode of each transistor is commonly connected to the input terminal, and a first and a second Including a constant current circuit and an output stage composed of a pair of complementary transistors, the other main electrode of each transistor of the first differential input stage is connected to one end of the bias element of the first and second constant current circuits The other main electrodes of the transistors of the second differential input stage are connected to the other ends of the bias elements of the first and second constant current circuits, respectively, and the complementary transistors of the output stage are controlled. The electrode is connected to the second constant current circuit. In the differential amplifier connected to both ends of the current element, the first and second current mirror circuits are arranged on the power supply line side and the ground line side, and the first and second drives are provided in the two current paths of each current mirror circuit. A transistor is inserted, the power supply line side electrode of the first drive transistor is connected to the main electrode connected in common to the second differential input stage, and the ground line side electrode of the second drive transistor is connected to the first differential input stage. The control electrode of the first drive transistor at the power line side end of the bias element of the second constant current circuit, and the control electrode of the second drive transistor at the second constant current circuit. There is provided a differential amplifier characterized by being connected to each end of the bias element on the ground line side.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The differential amplifier according to the present invention includes the first and second differential circuits by adding a differential input stage driving circuit including first and second current mirror circuits and first and second driving transistors. The immobile state is eliminated in the input signal level region of the input stage, and the mutual conductance gm can be maintained high in the entire region of the input signal level. When the transistor of the first differential input stage is configured by an n-channel MOSFET and the transistor of the second differential input stage is configured by a p-channel MOSFET, the first current mirror circuit on the power supply line side and the first drive The transistor can be constituted by a p-channel MOSFET, and the second current mirror circuit on the ground line side and the second drive transistor can be constituted by an n-channel MOSFET. The magnitude of the mutual conductance gm can be adjusted by making the currents flowing through the two current paths of the first and second current mirror circuits different.
[0013]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the figure, the same parts as those in FIG. That is, the first
[0014]
The differential amplifier according to the present invention is characterized in that a differential input stage drive circuit denoted by
[0015]
The operation of this differential amplifier will be described below. Since the operation of the amplifier other than the differential input
[0016]
First, when a low voltage level (L level) signal in the vicinity of the ground line voltage is supplied to the input terminal 2B, the
[0017]
Next, when an H level signal in the vicinity of the power supply line voltage is supplied to the input terminal 2B, the
[0018]
When the signal of the intermediate level between the L level and the H level is supplied to the input terminal 2B, the first and
[0019]
FIG. 2 shows the mutual conductance gm of the
[0020]
The transconductance gm (n) of the first
[0021]
Next, the mutual conductance gm (p) of the second
[0022]
Depending on the input signal level supplied to each of the differential input stages 5 and 9, one FET of the
[0023]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the transconductance of the differential input stage can be made high and flat over the entire input signal level of the input signal, so that the load driving capability is improved, thereby increasing the switching speed and the high slew rate. The differential amplifier can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a differential amplifier showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing transconductance with respect to an input signal level of a differential input stage according to the present invention. 4] A circuit diagram of a differential amplifier as a premise of the present invention. [FIG. 5] FIG. 5 is a diagram showing a transconductance with respect to an input signal level of a differential input stage of the circuit.
1A, 1B nMOSFET
2A,
8
18
Claims (4)
電源ライン側と接地ライン側に第1、第2のカレントミラー回路を配置し、各カレントミラー回路の2つの電流経路に第1、第2の駆動トランジスタを挿入し、第1の駆動トランジスタの電源ライン側電極を第2の差動入力段の共通接続された主電極に、第2の駆動トランジスタの接地ライン側電極を第1の差動入力段の共通接続された主電極に、第1の駆動トランジスタの制御電極を第2の定電流回路のバイアス素子の電源ライン側端部に、第2の駆動トランジスタの制御電極を第2の定電流回路のバイアス素子の接地ライン側端部に、それぞれ接続したことを特徴とする差動増幅器。A first differential input stage in which a main electrode of a pair of one conductivity type transistors is connected in common and a control electrode of each transistor is connected to a pair of input terminals, and a main electrode of a pair of other conductivity type transistors are connected in common. A second differential input stage having a control electrode of each transistor commonly connected to the input terminal; first and second constant current circuits including a bias element in the middle; and an output stage comprising a pair of complementary transistors In addition, other main electrodes of the transistors of the first differential input stage are respectively connected to one ends of the bias elements of the first and second constant current circuits, and other transistors of the second differential input stage are connected. Are connected to the other ends of the bias elements of the first and second constant current circuits, and the control electrodes of the complementary transistors in the output stage are connected to both ends of the bias elements of the second constant current circuit. In the differential amplifier,
The first and second current mirror circuits are arranged on the power supply line side and the ground line side, and the first and second drive transistors are inserted into the two current paths of each current mirror circuit. The line side electrode is connected to the commonly connected main electrode of the second differential input stage, the ground line side electrode of the second drive transistor is connected to the commonly connected main electrode of the first differential input stage, and the first The control electrode of the driving transistor is on the power line end of the bias element of the second constant current circuit, and the control electrode of the second driving transistor is on the ground line side end of the bias element of the second constant current circuit, respectively. A differential amplifier characterized by being connected.
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