JP4342910B2 - 差動増幅回路 - Google Patents
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Description
VOUT=(Vin1+Vin2)/2
となる。しかし、この差が大きくなると、出力電圧(VOUT)は(Vin1+Vin2)/2からの誤差が大きくなるということが起こってしまっていた。
前記第2定電流源(I2)は、前記第1差動トランジスタ対を構成する各々のPチャンネルMOSFETのソースと、前記第1トランジスタ対を構成する各々のPチャンネルMOSFETのソースとに接続され、前記第1定電流源(I1)は、前記第2差動トランジスタ対を構成する各々のNチャンネルMOSFETのソースと、と前記第2トランジスタ対を構成する各々のNチャンネルMOSFETとに接続される。
前記第5カレントミラー回路は、第5PチャンネルMOSFET(M21)と、前記第5PチャンネルMOSFET(M21)のゲートに接続されたゲートと前記第5PチャンネルMOSFET(M21)のソースに接続されたソースを有する第6PチャンネルMOSFET(M22)と、前記第5PチャンネルMOSFET(M21)のドレインに接続されたソースを有する第7PチャンネルMOSFET(M23)と、
前記第6PチャンネルMOSFET(M22)のドレインに接続されたソースを有する第8PチャンネルMOSFET(M24)とを含み、前記第1電流加算端子は前記第5NチャンネルMOSFET(M25)のドレインに接続され、前記第2電流加算端子は前記第6NチャンネルMOSFTのドレインに接続され、前記第3電流加算端子は前記第5PチャンネルMOSFET(M21)のドレインに接続され、前記第4電流加算端子は前記第6PチャンネルMOSFTのドレインに接続される。
前記第2浮遊定電流源は、前記第9NチャンネルMOSFET(M29)のゲートに接続されたゲートを有する第10NチャンネルMOSFET(M31)と、前記第10NチャンネルMOSFET(M31)のソースに接続されたドレインと前記第10NチャンネルMOSFET(M31)のドレインに接続されたソースと前記第9PチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートを有する第10PチャンネルMOSFET(M32)とを含む。
前記第2差動トランジスタ対は、前記第1入力電圧をゲートに受ける第1NチャンネルMOSFET(M9)と、前記第1NチャンネルMOSFET(M9)のソースに接続されたソースと前記第1NチャンネルMOSFET(M9)のドレインに接続されたドレインと前記第2入力電圧を受けるゲートとを有する第2NチャンネルMOSFET(M7)とを含み、
前記第1トランジスタ対は、第3PチャンネルMOSFET(M2)と、前記第3PチャンネルMOSFET(M2)のソースに接続されたソースと前記第3PチャンネルMOSFET(M2)のゲートに接続されたゲートと前記第3PチャンネルMOSFET(M2)のドレインに接続されたドレインを有する第4PチャンネルMOSFET(M4)とを含み、
前記第2トランジスタ対は、第3NチャンネルMOSFET(M8)と、前記第3NチャンネルMOSFET(M8)のソースに接続されたソースと前記第3NチャンネルMOSFET(M8)のゲートに接続されたゲートと前記第3NチャンネルMOSFET(M8)のドレインに接続されたドレインを有する第4NチャンネルMOSFET(M10)とを含む。
前記第1電流加算端子は前記第5NチャンネルMOSFET(M43)のドレインに接続され、前記第2電流加算端子は前記第6NチャンネルMOSFET(M44)のドレインに接続され、前記第3電流加算端子は前記第5PチャンネルMOSFET(M41)のドレインに接続され、前記第4電流加算端子は前記第6PチャンネルMOSFET(M42)のドレインに接続される。
前記第2差動トランジスタ対は、前記第1入力電圧をゲートに受ける第1NチャンネルMOSFET(M9)と、前記第1NチャンネルMOSFET(M9)のソースに接続されたソースと前記第1NチャンネルMOSFET(M9)のドレインに接続されたドレインと前記第2入力電圧を受けるゲートとを有する第2NチャンネルMOSFET(M7)とを含み、
前記第1トランジスタ対は、第3PチャンネルMOSFET(M2)と、前記第3PチャンネルMOSFET(M2)のソースに接続されたソースと前記第3PチャンネルMOSFET(M2)のゲートに接続されたゲートと前記第3PチャンネルMOSFET(M2)のドレインに接続されたドレインを有する第4PチャンネルMOSFET(M4)とを含み、
前記第2トランジスタ対は、第3NチャンネルMOSFET(M8)と、前記第3NチャンネルMOSFET(M8)のソースに接続されたソースと前記第3NチャンネルMOSFET(M8)のゲートに接続されたゲートと前記第3NチャンネルMOSFET(M8)のドレインに接続されたドレインを有する第4NチャンネルMOSFET(M10)とを含む。
以下に図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について述べる。
VO=(V1+V2)/2
となることが示されている。しかし、V1とV2の差が大きくなると出力電圧VOは(V1+V2)/2と比較して誤差が大きくなることが表されている。
VO=(V1+V2)/2
となることが示されている。しかし、V1とV2の差が大きくなると出力電圧VOは(V1+V2)/2と比較して誤差が大きくなることが表されている。
この式を解くと、
図9は、本発明の第2の実施の形態の差動増幅器の回路構成を示す図である。図9を参照すると、第2の実施の形態の差動増幅器は第1の実施の形態におけるNMOSトランジスタで構成されたN差動段の出力と、PMOSトランジスタで構成されたP差動段の出力を加算する電流加算回路ブロックを備え、増幅器A2の出力を共通接続してボルテージフォロワ接続を構成する。
M5、M6 NチャンネルMOSFET
M7〜M10 NチャンネルMOSFET
M11、M12 PチャンネルMOSFET
M21〜M24 PチャンネルMOSFET
M25〜M28 NチャンネルMOSFET
M29 NチャンネルMOSFET
M30 PチャンネルMOSFET
M31 NチャンネルMOSFET
M32 PチャンネルMOSFET
M41、M42 PチャンネルMOSFET
M43、M44 NチャンネルMOSFET
M51 NチャンネルMOSFET
M52 PチャンネルMOSFET
M53 PチャンネルMOSFET
M54 NチャンネルMOSFET
A1、A2 増幅器
I1、I2 定電流源
Claims (20)
- 第1入力電圧と第2入力電圧とを受ける第1差動対と、
前記第1差動対のソースと各々のソースが接続し、且つ、各々のゲートが接続された第1トランジスタ対と、
前記第1入力電圧と第2入力電圧とを受ける第2差動対と、
前記第2差動対のソースと各々のソースが接続し、且つ、各々のゲートが接続された第2トランジスタ対と、
負電源(GND)に接続する第1カレントミラー回路と、
正電源(VDD)に接続する第2カレントミラー回路、第3カレントミラー回路とを含み、
前記第1カレントミラー回路を構成する一方のトランジスタは、前記第1差動対と前記第3カレントミラー回路の第1出力と接続され、
前記第1カレントミラー回路を構成する他方のトランジスタは、前記第1トランジスタ対と前記第2カレントミラー回路の第1出力と接続され、
前記第2カレントミラー回路の第2出力は、前記第2差動対と接続され、
前記第3カレントミラー回路の第2出力は、前記第2トランジスタ対と接続される
差動増幅回路。 - 請求項1に記載の差動増幅器において、
更に、増幅器を含み、
前記第1トランジスタ対の各々のゲートは、前記増幅器の出力に接続され、
前記第2トランジスタ対の各々のゲートは、前記増幅器の出力に接続される
差動増幅回路。 - 請求項2に記載の差動増幅器において、
更に、
前記正電源に接続される第1定電流源と、
前記負電源に接続される第2定電流源とを含み、
前記第1定電流源は、前記第1差動対と前記第1トランジスタ対とに接続され、
前記第2定電流源は、前記第2差動対と前記第2トランジスタ対とに接続される
差動増幅回路。 - 第1入力電圧と第2入力電圧とを受ける第1差動対と、
前記第1差動対のソースと各々のソースが接続し、且つ、各々のゲートが接続された第1トランジスタ対と、
前記第1入力電圧と第2入力電圧とを受ける第2差動対と、
前記第2差動対のソースと各々のソースが接続し、且つ、各々のゲートが接続された第2トランジスタ対と
を備え、
前記第1差動対は、前記第1入力電圧を受けるゲートを有する第1PチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)と、
前記第1PチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第1PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインと前記第2入力電圧を受けるゲートとを有する第2PチャンネルMOSFET
とを含み、
前記第2差動対は、前記第1入力電圧をゲートに受ける第1NチャンネルMOSFETと、
前記第1NチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第1NチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインと前記第2入力電圧を受けるゲートとを有する第2NチャンネルMOSFET
とを含み、
前記第1トランジスタ対は、第3PチャンネルMOSFETと、
前記第3PチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第3PチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートと前記第3PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインを有する第4PチャンネルMOSFET
とを含み、
前記第2トランジスタ対は、第3NチャンネルMOSFETと、
前記第3NチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第3NチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートと前記第3NチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインを有する第4NチャンネルMOSFET
とを含む
差動増幅回路。 - 請求項4に記載の差動増幅回路において、
更に、負電源(GND)に接続する第1カレントミラー回路と、
正電源(VDD)に接続する第2カレントミラー回路、第3カレントミラー回路とを含み、
前記第1カレントミラー回路を構成する一方のトランジスタは、前記第2PチャンネルMOSFETのドレインと前記第3カレントミラー回路の第1出力と接続され、
前記第1カレントミラー回路を構成する他方のトランジスタは、前記第3PチャンネルMOSFETのドレインと前記第2カレントミラー回路の第1出力と接続され、
前記第2カレントミラー回路の第2出力は、前記第2NチャンネルMOSFETのドレインと接続され、
前記第3カレントミラー回路の第2出力は、前記第3NチャンネルMOSFETのドレインと接続される
差動増幅回路。 - 請求項5に記載の差動増幅回路において、
更に、増幅器を含み、
前記第1トランジスタ対の各々のゲートは、前記増幅器の出力に接続され、
前記第2トランジスタ対の各々のゲートは、前記増幅器の出力に接続される
差動増幅回路。 - 請求項6に記載の差動増幅回路において、
更に、
前記正電源に接続される第1定電流源と、
前記負電源に接続される第2定電流源とを含み、
前記第1定電流源は、前記第1差動対を構成する各々のPチャンネルMOSFETのソースと、前記第1トランジスタ対を構成する各々のPチャンネルMOSFETのソースとに接続され、
前記第2定電流源は、前記第2差動対を構成する各々のNチャンネルMOSFETのソースと、前記第2トランジスタ対を構成する各々のNチャンネルMOSFETのソースとに接続される
差動増幅回路。 - 第1入力電圧と第2入力電圧とを受ける第1差動対と、
前記第1差動対のソースと各々のソースが接続し、且つ、各々のゲートが接続された第1トランジスタ対と、
前記第1入力電圧と第2入力電圧とを受ける第2差動対と、
前記第2差動対のソースと各々のソースが接続し、且つ、各々のゲートが接続された第2トランジスタ対と、
電流加算回路を含み、
前記電流加算回路は、第1から第4の電流加算端を含み、
前記第1電流加算端は前記第1差動対に接続され、
前記第2電流加算端は前記第1トランジスタ対に接続され、
前記第3電流加算端は前記第2差動ついに接続され、
前記第4電流加算端は前記第2トランジスタ対に接続される
差動増幅回路。 - 請求項8に記載の差動増幅回路において、
前記電流加算回路は、
前記第1電流加算端と前記第2電流加算端に接続された第4カレントミラー回路と、
前記第3電流加算端と前記第4電流加算端に接続された第5カレントミラー回路とを含む
差動増幅回路。 - 請求項9に記載の差動増幅回路において、
前記第4カレントミラー回路は、第5NチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)と、
前記第5NチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートと前記第5NチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースを有する第6NチャンネルMOSFETと、
前記第5NチャンネルMOSFETのドレインに接続されたソースを有する第7NチャンネルMOSFETと、
前記第6NチャンネルMOSFETのドレインに接続されたソースを有する第8NチャンネルMOSFETとを含み、
前記第5カレントミラー回路は、第5PチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)と、
前記第5PチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートと前記第5PチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースを有する第6PチャンネルMOSFETと、
前記第5PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたソースを有する第7PチャンネルMOSFETと、
前記第6PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたソースを有する第8PチャンネルMOSFETとを含み、
前記第1電流加算端子は前記第5NチャンネルMOSFETのドレインに接続され、
前記第2電流加算端子は前記第6NチャンネルMOSFTのドレインに接続され、
前記第3電流加算端子は前記第5PチャンネルMOSFETのドレインに接続され、
前記第4電流加算端子は前記第6PチャンネルMOSFTのドレインに接続される
差動増幅回路。 - 請求項10に記載の差動増幅回路において、
前記電流加算回路は更に、
前記第7NチャンネルMOSFETのドレインと前記第7PチャンネルMOSFETのドレインとに接続される第1浮遊定電流源と、
前記第8NチャンネルMOSFETのドレインと前記第8PチャンネルMOSFETのドレインとに接続される第2浮遊定電流源とを含む
差動増幅回路。 - 請求項11に記載の差動増幅回路において、
前記第1浮遊定電流源は、第9PチャンネルMOSFETと、
前記第9PチャンネルMOSFETのソースに接続されたドレインと前記第9PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたソースを有する第9NチャンネルMOSFETとを含み、
前記第2浮遊定電流源は、前記第9PチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートを有する第10PチャンネルMOSFETと、
前記第10PチャンネルMOSFETのソースに接続されたドレインと前記第10PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたソースと前記第9NチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートを有する第10NチャンネルMOSFETとを含む
差動増幅回路。 - 請求項12に記載の差動増幅回路において、
前記第1差動対は、前記第1入力電圧を受けるゲートを有する第1PチャンネルMOSFETと、
前記第1PチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第1PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインと前記第2入力電圧を受けるゲートとを有する第2PチャンネルMOSFET
とを含み、
前記第2差動対は、前記第1入力電圧をゲートに受ける第1NチャンネルMOSFETと、
前記第1NチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第1NチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインと前記第2入力電圧を受けるゲートとを有する第2NチャンネルMOSFET
とを含み、
前記第1トランジスタ対は、第3PチャンネルMOSFETと、
前記第3PチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第3PチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートと前記第3PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインを有する第4PチャンネルMOSFET
とを含み、
前記第2トランジスタ対は、第3NチャンネルMOSFETと、
前記第3NチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第3NチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートと前記第3NチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインを有する第4NチャンネルMOSFET
とを含む
差動増幅回路。 - 請求項13に記載の差動増幅回路において、
更に、増幅器を含み、
前記電流加算回路の出力は、前記増幅器の入力に接続され、
前記第1トランジスタ対の各々のゲートは、前記増幅器の出力に接続され、
前記第2トランジスタ対の各々のゲートは、前記増幅器の出力に接続される
差動増幅回路。 - 請求項8に記載の差動増幅回路において、
前記電流加算回路は、
前記第1電流加算端と前記第2電流加算端に接続された第7カレントミラー回路と、
前記第3電流加算端と前記第4電流加算端に接続された第6カレントミラー回路とを含み
前記第7カレントミラー回路は、第5NチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)と、
前記第5NチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートと前記第5NチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースを有する第6NチャンネルMOSFETとを含み、
前記第6カレントミラー回路は、第5PチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)と、
前記第5PチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートと前記第5PチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースを有する第6PチャンネルMOSFETと、
前記第5PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたソースを有する第7PチャンネルMOSFETとを含み、
前記第1電流加算端子は前記第5NチャンネルMOSFETのドレインに接続され、
前記第2電流加算端子は前記第6NチャンネルMOSFTのドレインに接続され、
前記第3電流加算端子は前記第5PチャンネルMOSFETのドレインに接続され、
前記第4電流加算端子は前記第6PチャンネルMOSFTのドレインに接続される
差動増幅回路。 - 請求項15に記載の差動増幅回路において、
前記電流加算回路は更に、
前記第6NチャンネルMOSFETのドレインと前記第6PチャンネルMOSFETのドレインとに接続される第3浮遊定電流源とを含む
差動増幅回路。 - 請求項16に記載の差動増幅回路において、
前記第3浮遊定電流源は、第7PチャンネルMOSFETと、
前記第7PチャンネルMOSFETのソースに接続されたドレインと前記第7PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたソースを有する第7NチャンネルMOSFETとを含む
差動増幅回路。 - 請求項17に記載の差動増幅回路において、
第8PチャンネルMOSFETと第8NチャンネルMOSFETとから構成される増幅器と、
前記正電源と前記第8PチャンネルMOSFETのゲートと接続し前記第3浮遊定電流源の値と同じ電流値を持つ第3定電流源と、
前記正電源と前記第8NチャンネルMOSFETのゲートに接続し前記第3浮遊定電流源の値と同じ電流値を持つ第4定電流源とを含む
差動増幅回路。 - 請求項18に記載の差動増幅回路において、
前記第1差動対は、前記第1入力電圧を受けるゲートを有する第1PチャンネルMOSFETと、
前記第1PチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第1PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインと前記第2入力電圧を受けるゲートとを有する第2PチャンネルMOSFET
とを含み、
前記第2差動対は、前記第1入力電圧をゲートに受ける第1NチャンネルMOSFETと、
前記第1NチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第1NチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインと前記第2入力電圧を受けるゲートとを有する第2NチャンネルMOSFET
とを含み、
前記第1トランジスタ対は、第3PチャンネルMOSFETと、
前記第3PチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第3PチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートと前記第3PチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインを有する第4PチャンネルMOSFET
とを含み、
前記第2トランジスタ対は、第3NチャンネルMOSFETと、
前記第3NチャンネルMOSFETのソースに接続されたソースと前記第3NチャンネルMOSFETのゲートに接続されたゲートと前記第3NチャンネルMOSFETのドレインに接続されたドレインを有する第4NチャンネルMOSFET
とを含む
差動増幅回路。
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