JP5840019B2 - amplifier - Google Patents

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本発明は、増幅器に関する。   The present invention relates to an amplifier.

特許文献1には、出力電圧が定常状態から所定の電圧に上昇した場合に補助バイアス電圧を発生させることにより出力電圧のオーバーシュートを抑制する差動増幅回路が開示されている。なお、オーバーシュートとは、出力端において意図する電圧値を瞬間的に超過する現象を言う。   Patent Document 1 discloses a differential amplifier circuit that suppresses overshoot of the output voltage by generating an auxiliary bias voltage when the output voltage rises from a steady state to a predetermined voltage. The overshoot is a phenomenon that instantaneously exceeds the intended voltage value at the output end.

しかし、特許文献1に記載の技術は、補助バイアス電圧を発生させる複数の素子を差動増幅回路に挿入しなければならないため、差動増幅回路の規模が大きくなってしまう上、出力レベルの出力負荷電流依存も大きくなるという問題点があった。   However, the technique described in Patent Document 1 requires a plurality of elements for generating an auxiliary bias voltage to be inserted into the differential amplifier circuit, which increases the size of the differential amplifier circuit and outputs the output level. There was a problem that the load current dependency also increased.

これに対し、特許文献2に記載の差動増幅回路は、補助バイアス電圧を発生させるための素子を挿入することによる回路の大型化が生じない構成とされている。すなわち、出力電圧を安定化させるために出力端子に接続された容量性負荷に対して並列接続された可変抵抗器によって出力電圧の一部を分圧してフィードバックし、出力電圧を調整している。   On the other hand, the differential amplifier circuit described in Patent Document 2 is configured such that the size of the circuit does not increase due to the insertion of an element for generating an auxiliary bias voltage. That is, in order to stabilize the output voltage, a part of the output voltage is divided and fed back by a variable resistor connected in parallel to the capacitive load connected to the output terminal, thereby adjusting the output voltage.

特開2009−53783号公報JP 2009-53783 A 特開2005−157523号公報JP 2005-157523 A

しかしながら、出力電圧の一部を単にフィードバックしたところで可変抵抗器の抵抗値の切替速度や切替による抵抗値の変化量次第ではオーバーシュートが解消されない場合もある、という問題点があった。例えば図9には、差動増幅回路の出力端の電圧値として意図する電圧値(要望の電圧値)を1.8Vとした場合のオーバーシュートの例が示されており、この例では、可変抵抗器の抵抗値を突然大きく変化させたことで、意図する電圧値の1.8Vを瞬間的に0.05V程度オーバーシュートしてしまっている。なお、ここまでオーバーシュートを例に挙げたが、これに限らず、アンダーシュートについても同様の問題点が存在している。ここで言う「アンダーシュート」とは、出力端において意図する電圧値を瞬間的に下回る現象を言う。   However, when a part of the output voltage is simply fed back, there is a problem that the overshoot may not be eliminated depending on the switching speed of the resistance value of the variable resistor and the amount of change in the resistance value due to switching. For example, FIG. 9 shows an example of overshoot when the intended voltage value (desired voltage value) is 1.8 V as the voltage value of the output terminal of the differential amplifier circuit. By suddenly changing the resistance value of the resistor, the intended voltage value of 1.8V is instantaneously overshooted by about 0.05V. In addition, although overshoot was mentioned as an example so far, it is not restricted to this, The same problem exists also about undershoot. Here, “undershoot” refers to a phenomenon that instantaneously falls below the intended voltage value at the output end.

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、出力レベルを切り替えた際に、出力レベルを所定レベルに高精度に到達させることができる増幅器を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an amplifier that can accurately reach an output level to a predetermined level when the output level is switched.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の増幅器を、一対の端子における一方の端子に供給された基準電圧の大きさと前記一対の端子における他方の端子に供給されると共に出力端に接続された容量性負荷に対して並列に接続された分圧器によって分圧された電圧の大きさとの差に応じた大きさの電圧を前記出力端から出力する差動増幅回路と、前記出力端の出力レベルを所定レベルに到達させる場合、前記出力レベルを複数回切り替えて前記所定レベルに到達させるように前記分圧器を制御する制御手段と、を含んで構成した。   In order to achieve the above object, the amplifier according to claim 1 is connected to the output terminal of the reference voltage supplied to one terminal of the pair of terminals and to the other terminal of the pair of terminals. A differential amplifier circuit that outputs a voltage having a magnitude corresponding to a difference between a voltage divided by a voltage divider connected in parallel to the capacitive load and the output terminal; And a control means for controlling the voltage divider so as to reach the predetermined level by switching the output level a plurality of times when the output level reaches the predetermined level.

本発明によれば、出力レベルを切り替えた際に、出力レベルを所定レベルに高精度に到達させることができる、という効果が得られる。   According to the present invention, when the output level is switched, it is possible to obtain an effect that the output level can reach the predetermined level with high accuracy.

実施の形態に係る増幅器の構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the amplifier which concerns on embodiment. 実施の形態に係る増幅器に含まれる分圧器の構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the voltage divider contained in the amplifier which concerns on embodiment. 実施の形態に係る増幅器の出力端における電圧値の時間変化の一例(その1)を示すグラフである。It is a graph which shows an example (the 1) of the time change of the voltage value in the output terminal of the amplifier which concerns on embodiment. 実施の形態に係る増幅器の出力端における電圧値の時間変化の一例(その2)を示すグラフである。It is a graph which shows an example (the 2) of the time change of the voltage value in the output terminal of the amplifier which concerns on embodiment. 実施の形態に係る増幅器の出力端における電圧値の時間変化の一例(その3)を示すグラフである。It is a graph which shows an example (the 3) of the time change of the voltage value in the output terminal of the amplifier which concerns on embodiment. 実施の形態に係る増幅器に含まれる分圧器によって分圧された電圧(供給電圧)と供給時間との関係の一例(その1)を示すグラフである。It is a graph which shows an example (the 1) of the relationship between the voltage (supply voltage) divided | segmented by the voltage divider contained in the amplifier which concerns on embodiment, and supply time. 実施の形態に係る増幅器に含まれる分圧器によって分圧された電圧(供給電圧)と供給時間との関係の一例(その2)を示すグラフである。It is a graph which shows an example (the 2) of the relationship between the voltage (supply voltage) divided | segmented by the voltage divider contained in the amplifier which concerns on embodiment, and supply time. 実施の形態に係る増幅器に含まれる分圧器によって分圧された電圧(供給電圧)と供給時間との関係の一例(その3)を示すグラフである。It is a graph which shows an example (the 3) of the relationship between the voltage (supply voltage) divided | segmented by the voltage divider contained in the amplifier which concerns on embodiment, and supply time. 従来の問題点の説明に供するグラフであって、増幅器の出力端における電圧値の時間変化の一例を示すグラフである。It is a graph with which the conventional problem is demonstrated, Comprising: It is a graph which shows an example of the time change of the voltage value in the output terminal of an 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。   Embodiments for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態に係る増幅器10の構成の一例を示す構成図である。図1に示すように、増幅器10は、差動増幅回路12及び制御部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。差動増幅器12は、駆動用電圧が供給される駆動用電圧端子VDD及び駆動用電圧の大きさよりも小さな電圧(一例として接地電圧)が供給される接地電圧端子GNDを含んで構成されている。また、差動増幅回路12は、Pチャネル型電界効果トランジスタ(以下、「PMOSトランジスタ」という。)12A,12B,12C,12D、Nチャネル型電界効果トランジスタ(以下、「NMOSトランジスタ」という。)12E,12F,12G、定電流回路12H、抵抗器12J、分圧器12K、容量性負荷の一例であるコンデンサ12L、出力端12Mを含んで構成されている。   FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a configuration of an amplifier 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the amplifier 10 includes a differential amplifier circuit 12 and a control unit 14, which are a semiconductor device formed as a single chip. The differential amplifier 12 includes a driving voltage terminal VDD to which a driving voltage is supplied and a ground voltage terminal GND to which a voltage smaller than the driving voltage (for example, a ground voltage) is supplied. The differential amplifier circuit 12 includes P-channel field effect transistors (hereinafter referred to as “PMOS transistors”) 12A, 12B, 12C, and 12D, N-channel field effect transistors (hereinafter referred to as “NMOS transistors”) 12E. , 12F, 12G, a constant current circuit 12H, a resistor 12J, a voltage divider 12K, a capacitor 12L as an example of a capacitive load, and an output terminal 12M.

PMOSトランジスタ12Aは、駆動用電圧端子VDDが接続されたソースと、ダイオード接続されたドレイン及びゲートと、を備えている。NMOSトランジスタ12Eは、大きさが固定された固定電圧が供給されるゲートと、PMOSトランジスタ12Aのドレインが接続されたドレインと、定電流回路12Hを介して接地電圧端子GNDに接続されたソースと、を備えている。PMOSトランジスタ12Bは、駆動用電圧端子VDDが接続されたソースと、PMOSトランジスタ12Aのゲートが接続されたゲートと、ソースに流入した電流を流出可能なドレインと、を備えている。NMOSトランジスタ12Fは、分圧器12Kによって分圧された電圧が供給されるゲートと、PMOSトランジスタ12Bのドレインが接続されたドレインと、NMOSトランジスタ12Eのソースが接続されたソースと、を備えている。   The PMOS transistor 12A includes a source to which the drive voltage terminal VDD is connected, and a diode-connected drain and gate. The NMOS transistor 12E includes a gate to which a fixed voltage having a fixed size is supplied, a drain to which the drain of the PMOS transistor 12A is connected, a source connected to the ground voltage terminal GND through the constant current circuit 12H, It has. The PMOS transistor 12B includes a source to which the driving voltage terminal VDD is connected, a gate to which the gate of the PMOS transistor 12A is connected, and a drain that can drain the current flowing into the source. The NMOS transistor 12F includes a gate to which the voltage divided by the voltage divider 12K is supplied, a drain to which the drain of the PMOS transistor 12B is connected, and a source to which the source of the NMOS transistor 12E is connected.

PMOSトランジスタ12Cは、PMOSトランジスタ12Bのドレインが接続されたゲートと、駆動用電圧端子VDDが接続されたソースと、ソースに流入した電流を流出可能なドレインと、を備えている。NMOSトランジスタ12Gは、予め定められた電圧が供給されるゲートと、PMOSトランジスタ12Cのドレインが接続されたドレインと、接地電圧端子GNDが接続されたソースと、を備えている。   The PMOS transistor 12C includes a gate to which the drain of the PMOS transistor 12B is connected, a source to which the driving voltage terminal VDD is connected, and a drain from which a current flowing into the source can flow out. The NMOS transistor 12G includes a gate to which a predetermined voltage is supplied, a drain to which the drain of the PMOS transistor 12C is connected, and a source to which the ground voltage terminal GND is connected.

PMOSトランジスタ12Dは、基準電圧端子VDDが接続されたソースと、PMOSトランジスタ12Cのドレインが接続されたゲートと、出力端12Mに接続されたドレインと、を備えている。   The PMOS transistor 12D includes a source connected to the reference voltage terminal VDD, a gate connected to the drain of the PMOS transistor 12C, and a drain connected to the output terminal 12M.

抵抗器12Jは、PMOSトランジスタ12Dに直列に接続されている。すなわち、抵抗器12Jの一端は出力端12Mに接続されており、抵抗器12Jの他端は接地電圧端子GNDに接続されている。   The resistor 12J is connected in series to the PMOS transistor 12D. That is, one end of the resistor 12J is connected to the output end 12M, and the other end of the resistor 12J is connected to the ground voltage terminal GND.

コンデンサ12Lは、出力端12Mに接続されている。すなわち、コンデンサ12Lの一方の電極は出力端12Mに接続されており、コンデンンサ12Lの他方の電極は接地電圧端子GNDに接続されている。   The capacitor 12L is connected to the output terminal 12M. That is, one electrode of the capacitor 12L is connected to the output terminal 12M, and the other electrode of the capacitor 12L is connected to the ground voltage terminal GND.

分圧器12Kは、コンデンサ12Lに並列に接続されており、出力端12Mを分圧するものである。すなわち、分圧器12Kの一端は出力端12Mに接続されており、分圧器12Kの他端は接地電圧端子GNDに接続されている。   The voltage divider 12K is connected in parallel to the capacitor 12L and divides the output terminal 12M. That is, one end of the voltage divider 12K is connected to the output terminal 12M, and the other end of the voltage divider 12K is connected to the ground voltage terminal GND.

制御部14は、分圧器12Kの作動を制御するものである。すなわち、分圧器12Kによって分圧されて取り出される電圧の大きさを制御するものである。   The control unit 14 controls the operation of the voltage divider 12K. That is, it controls the magnitude of the voltage that is divided and extracted by the voltage divider 12K.

図2は、本実施の形態に係る分圧器12Kの構成の一例を示す構成図である。図2に示すように、分圧器12は、抵抗器ユニット16及びスイッチ群18を含んで構成されている。抵抗器ユニット16は、基準抵抗器の一例である抵抗器16Aと、複数の分圧用抵抗器の一例である抵抗器16B,16C,16D,16Eと、を含んで構成されており、抵抗器16A〜16Eは直列に接続されている。このように構成された抵抗器ユニット16の一端は出力端12Mに接続されており、抵抗器ユニット16の他端は接地電圧端子GNDに接続されている。   FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the voltage divider 12K according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the voltage divider 12 includes a resistor unit 16 and a switch group 18. The resistor unit 16 includes a resistor 16A, which is an example of a reference resistor, and resistors 16B, 16C, 16D, 16E, which are examples of a plurality of voltage dividing resistors, and the resistor 16A. -16E are connected in series. One end of the resistor unit 16 configured in this way is connected to the output end 12M, and the other end of the resistor unit 16 is connected to the ground voltage terminal GND.

スイッチ群18は、スイッチ18A,18B,18C,18Dを含んで構成されている。スイッチ18A,18B,18C,18Dは、抵抗器16B,16C,16Dを跨いで並列に接続されている。すなわち、スイッチ18Aの一端は抵抗器16Aと抵抗器16Bとの接続点に、スイッチ18Bの一端は抵抗器16Bと抵抗器16Cとの接続点に、スイッチ18Cの一端は抵抗器16Cと抵抗器16Dとの接続点に、スイッチ18Dの一端は抵抗器16Dと抵抗器16Eとの接続点に、スイッチ18A,18B,18C,18Dの他端はNMOSトランジスタ12Fのゲートに各々接続されている。また、スイッチ18A,18B,18C,18Dの各々は制御部14の制御下でスイッチング動作する。従って、スイッチ18A,18B,18C,18Dの各々は制御部14によってスイッチング制御されることにより、抵抗器16A〜16E間の電圧を選択的に取り出してNMOSトランジスタ12Fのゲートに供給することができる。   The switch group 18 includes switches 18A, 18B, 18C, and 18D. The switches 18A, 18B, 18C, and 18D are connected in parallel across the resistors 16B, 16C, and 16D. That is, one end of the switch 18A is a connection point between the resistors 16A and 16B, one end of the switch 18B is a connection point between the resistors 16B and 16C, and one end of the switch 18C is a resistor 16C and a resistor 16D. One end of the switch 18D is connected to the connection point between the resistor 16D and the resistor 16E, and the other end of the switches 18A, 18B, 18C, 18D is connected to the gate of the NMOS transistor 12F. Each of the switches 18A, 18B, 18C, and 18D performs a switching operation under the control of the control unit 14. Accordingly, each of the switches 18A, 18B, 18C, and 18D is switching-controlled by the control unit 14, whereby the voltage between the resistors 16A to 16E can be selectively extracted and supplied to the gate of the NMOS transistor 12F.

次に、図1〜図3を参照しながら本実施の形態に係る増幅器10の動作について説明する。なお、図3は、出力端12Mの出力レベルに相当する物理量である出力端12Mにおける電圧値の時間変位の一例を示すグラフである。また、ここでは、錯綜を回避するために、出力端12Mにおける電圧値を1.2Vに設定する場合にはスイッチ群18に含まれるスイッチのうちのスイッチ18Aのみがオンされ、出力端12Mにおける電圧値を1.8Vに設定する場合にはスイッチ群18に含まれるスイッチのうち、スイッチ18A,18B,18C,18Dがオンされるものとする。また、ここでは、錯綜を回避するために、出力端12Mにおける電圧値を1.2Vから1.8Vに上昇させる場合について説明する。   Next, the operation of the amplifier 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a graph showing an example of the time displacement of the voltage value at the output end 12M, which is a physical quantity corresponding to the output level of the output end 12M. Further, here, in order to avoid complication, when the voltage value at the output terminal 12M is set to 1.2V, only the switch 18A among the switches included in the switch group 18 is turned on, and the voltage at the output terminal 12M is turned on. When the value is set to 1.8 V, among the switches included in the switch group 18, the switches 18A, 18B, 18C, and 18D are turned on. Here, a case will be described in which the voltage value at the output end 12M is increased from 1.2V to 1.8V in order to avoid complications.

図3に示すように出力端12Mにおける電圧値が1.2Vとされている状態で、制御部14は、スイッチ18A,18B,18Cが所定時間オンされるようにスイッチ群18を制御する。「所定時間」とは、スイッチ18A,18B,18Cがオンされることにより出力端12Mにおける電圧値が1.8V未満の予め定められた電圧値に達する時間として予め定められた時間のことであり、ここで言う「予め定められた電圧値」は、例えば図3に示すように1.39Vとされているが、これに限らず、突然スイッチ18A,18B,18Cがオンされたとしても1.8Vを超えることがない電圧値として事前に定められた電圧値であれば良い。   As shown in FIG. 3, the control unit 14 controls the switch group 18 so that the switches 18A, 18B, and 18C are turned on for a predetermined time in a state where the voltage value at the output terminal 12M is 1.2V. The “predetermined time” is a predetermined time as a time when the voltage value at the output terminal 12M reaches a predetermined voltage value of less than 1.8 V when the switches 18A, 18B, and 18C are turned on. The “predetermined voltage value” mentioned here is 1.39 V as shown in FIG. 3, for example. However, the present invention is not limited to this, and even if the switches 18A, 18B, and 18C are suddenly turned on, 1. Any voltage value determined in advance as a voltage value that does not exceed 8V may be used.

制御部14は、上記所定時間が経過した場合にスイッチ18A,18B,18C,18Dのうち、スイッチ18B,18C,18Dのみが一時的にオフされてからスイッチ18A,18B,18C,18Dの全てが共にオンされるようにスイッチ群18を制御する。スイッチ18B,18C,18Dのみが一時的にオフされる時間は、コンデンサ12Lの放電時間よりも十分に短い時間としている。なぜならば、オフされる時間があまりにも長すぎると、単にコンデンサ12Lの充放電を繰り返すだけの動作になってしまい、一向にコンデンサ12Lの充電が進まないこととなってしまうからである。   When the predetermined time elapses, the control unit 14 determines that all of the switches 18A, 18B, 18C, and 18D are temporarily turned off after the switches 18B, 18C, and 18D are temporarily turned off. The switch group 18 is controlled so that both are turned on. The time when only the switches 18B, 18C, 18D are temporarily turned off is sufficiently shorter than the discharge time of the capacitor 12L. This is because if the time for which the power is turned off is too long, the charging / discharging of the capacitor 12L is simply repeated, and the charging of the capacitor 12L does not proceed at all.

このように、本実施の形態に係る増幅器10では、制御部14が、出力端12Mにおける電圧値を1.2Vから1.8Vに上昇させる場合にコンデンサ12Lを徐々に充電すべく出力端12Mにおける電圧値を多段階的に(小刻みに)上昇させるように分圧器12Kを制御しているので、このような制御を行わない場合に比べ、出力端12Mにおける電圧値が、意図する電圧値をオーバーシュートするという事態の発生を抑制することができる。   As described above, in the amplifier 10 according to the present embodiment, when the control unit 14 increases the voltage value at the output end 12M from 1.2V to 1.8V, the capacitor 12L is gradually charged at the output end 12M. Since the voltage divider 12K is controlled so as to increase the voltage value in multiple steps (in small increments), the voltage value at the output terminal 12M exceeds the intended voltage value compared to the case where such control is not performed. Occurrence of a situation of shooting can be suppressed.

しかも、オンされるスイッチの個数をスイッチ18Aからスイッチ18A,18B,18Cに増やしてから更にスイッチ18A,18B,18C,18Dに増やすことで、出力端12Mにおける電圧値の上昇量を多段階的に大きくしているので、簡易な構成ながらも、出力端12Mにおける電圧値をオーバーシュートさせることなく迅速に意図する電圧値に上昇させることができる。なお、上昇量を多段階的に大きくするには、例えばスイッチング時間は同じにして、変化させる抵抗値を異ならせれば良い。   In addition, by increasing the number of switches that are turned on from the switch 18A to the switches 18A, 18B, and 18C and further increasing to the switches 18A, 18B, 18C, and 18D, the amount of increase in the voltage value at the output terminal 12M is multistage. Since the voltage is increased, the voltage value at the output end 12M can be quickly increased to the intended voltage value without overshooting with a simple configuration. In order to increase the increase amount in multiple steps, for example, the switching time may be the same and the resistance value to be changed may be different.

なお、図3に示す例では出力端12Mの電圧値を2段階で1.8Vまで上昇させているが、これに限らず、出力端12Mの電圧値を3段階以上で1.8Vまで上昇させても良い。例えば図4に示すように、出力端12Mの電圧値を3段階で1.8Vまで上昇させる場合、オンされるスイッチの個数をスイッチ18Aからスイッチ18A,18Bに増やしてからスイッチ18A,18B,18Cに増やし、それから更にスイッチ18A,18B,18C,18Dに増やすことで、出力端12Mにおける電圧値の上昇量を3段階で大きくすることできる。このように、分圧器12KからNMOSトランジスタ12Fのゲートに供給される電圧の大きさを、段階を追う毎に大きくするにあたって、段階数を増やすことで、出力端12Mにおける電圧値が、意図する電圧値をオーバーシュートするという事態の発生をより一層確実に抑制することができる。   In the example shown in FIG. 3, the voltage value of the output terminal 12M is increased to 1.8V in two stages. However, the present invention is not limited to this, and the voltage value of the output terminal 12M is increased to 1.8V in three or more stages. May be. For example, as shown in FIG. 4, when the voltage value of the output terminal 12M is increased to 1.8V in three stages, the number of switches to be turned on is increased from the switch 18A to the switches 18A and 18B, and then the switches 18A, 18B and 18C. And then further increasing the switches 18A, 18B, 18C, 18D, the amount of increase in the voltage value at the output terminal 12M can be increased in three stages. In this way, when the magnitude of the voltage supplied from the voltage divider 12K to the gate of the NMOS transistor 12F is increased for each step, the voltage value at the output terminal 12M is changed to an intended voltage by increasing the number of steps. Occurrence of the situation of overshooting the value can be more reliably suppressed.

また、出力端12Mの電圧値の上昇量を段階的に大きくすることに加え、例えば図5に示すように、段階を追う毎に出力端12Mの電圧値の上昇時間を長くするようにしても良い(変化する抵抗値は一定のままで、1.8Vに対応する抵抗値になっている時間を徐々に延ばしていくことで、段階的に電圧値を上昇させる。上記実施の形態で説明した場合と違って、この変形例では、抵抗値が1.2に対応する抵抗値と1.8Vに対応する抵抗値しかなくても実現可能となる。)。段階を追う毎に出力端12Mの電圧値の上昇時間を長くすることは、一例として図6に示すように、分圧器12KからNMOSトランジスタ12Fのゲートに電圧(出力端12Mの出力レベルよりも小さな大きさの電圧)が供給される時間を、段階を追う毎に長くすることにより実現される。すなわち、制御部14は、スイッチ群18に含まれるスイッチのうち、オン対象 とされるスイッチがオンされる時間を、段階を追う毎に長くするように、スイッチ群18をスイッチング制御することで、段階を追う毎に出力端12Mの電圧値の上昇時間を長くすることが実現される。従って、段階を追う毎に出力端12Mの電圧値の上昇時間を長くする構成によって、本構成を有しない場合に比べ、出力端12Mにおける電圧値をオーバーシュートさせることなく迅速に意図する電圧値に上昇させることができる上、段階を追う毎に出力端12Mの電圧値の上昇時間を長くする構成によって、本構成を有しない場合に比べ、出力端12Mにおける電圧値が、意図する電圧値をオーバーシュートするという事態の発生をより一層確実に抑制することができる。 Further, in addition to increasing the increase amount of the voltage value of the output terminal 12M in a stepwise manner, for example, as shown in FIG. Good (The changing resistance value remains constant, and the voltage value is increased stepwise by gradually extending the time of the resistance value corresponding to 1.8 V. As described in the above embodiment mode. Unlike the case, this modification can be realized even if the resistance value has only a resistance value corresponding to 1.2 V and a resistance value corresponding to 1.8 V). As shown in FIG. 6, as an example, increasing the voltage value rising time of the output terminal 12M every time the step is performed, the voltage from the voltage divider 12K to the gate of the NMOS transistor 12F (smaller than the output level of the output terminal 12M). This is realized by increasing the time during which the voltage of the magnitude) is supplied for each step. That is, the control unit 14 performs switching control of the switch group 18 so that the time during which the switch to be turned on among the switches included in the switch group 18 is turned on is increased each time the step is performed, Increasing the voltage value rise time of the output terminal 12M is realized each time the step is followed. Accordingly, the configuration in which the rising time of the voltage value of the output terminal 12M is increased every time the step is followed, the voltage value at the output terminal 12M can be quickly set to the intended voltage value without overshooting compared to the case without this configuration. Furthermore, the voltage value at the output terminal 12M exceeds the intended voltage value compared to the case without this configuration due to the configuration in which the rising time of the voltage value at the output terminal 12M is lengthened every time a step is followed. Occurrence of a situation of shooting can be further reliably suppressed.

また、上記のように、分圧器12KからNMOSトランジスタ12Fのゲートに供給される電圧の大きさを、段階を追う毎に大きくすると共に、分圧器12KからNMOSトランジスタ12Fのゲートに電圧が供給される時間を、段階を追う毎に長くする構成に限定される必要はなく、例えば図7に示すように、電圧(出力端12Mの出力レベルよりも小さな大きさの電圧)を分圧器12KからNMOSトランジスタ12Fのゲートに供給する時間を、図6に示す場合よりも細かい時間間隔で且つ等分割して区切るように制御部14がスイッチ群18をスイッチング制御しても良い。この場合も出力端12Mにおける電圧値が、意図する電圧値をオーバーシュートするという事態の発生を抑制することができる。   Further, as described above, the magnitude of the voltage supplied from the voltage divider 12K to the gate of the NMOS transistor 12F is increased every step, and the voltage is supplied from the voltage divider 12K to the gate of the NMOS transistor 12F. For example, as shown in FIG. 7, a voltage (a voltage smaller than the output level of the output terminal 12M) is applied from the voltage divider 12K to the NMOS transistor. The control unit 14 may perform switching control of the switch group 18 so that the time supplied to the gate of 12F is divided at equal time intervals and equally divided than the case shown in FIG. Also in this case, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the voltage value at the output terminal 12M overshoots the intended voltage value.

また、図7に示す例では、分圧器12KからNMOSトランジスタ12Fのゲートに電圧が供給される時間を等分割した場合が示されているが、これに限らず、例えば図8に示すように、電圧(出力端12Mの出力レベルよりも小さな大きさの電圧)を分圧器12KからNMOSトランジスタ12Fのゲートに供給する時間を、徐々に長く(段階を追う毎に長く)供給するように制御部14がスイッチ群18をスイッチング制御しても同様の効果が期待できる。この場合、出力端12Mにおける電圧値が1.8Vに到達するまでの図7に示すパルス波形の総面積と図8に示すパルス波形の総面積とが一致するように制御部14はスイッチ群18をスイッチング制御することが好ましい。   Further, in the example shown in FIG. 7, the case where the time during which the voltage is supplied from the voltage divider 12K to the gate of the NMOS transistor 12F is equally divided is shown, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. The controller 14 supplies the voltage (voltage having a magnitude smaller than the output level of the output terminal 12M) from the voltage divider 12K to the gate of the NMOS transistor 12F so that the time is gradually increased (longer with each step). However, the same effect can be expected even when switching control of the switch group 18 is performed. In this case, the control unit 14 switches the switch group 18 so that the total area of the pulse waveform shown in FIG. 7 until the voltage value at the output terminal 12M reaches 1.8 V coincides with the total area of the pulse waveform shown in FIG. It is preferable to control switching.

また、本実施の形態では、出力端12Mの電圧値を意図する電圧値に上昇させる場合(出力レベルを所定レベルに上昇させる場合)の形態例を挙げて説明したが、出力端12Mの電圧値を意図する電圧値に下降させる場合(出力レベルを所定レベルに下降させる場合)も上昇させる場合と同様にすれば良い。すなわち、出力端12Mにおける電圧値を多段階的に(小刻みに)下降させるように制御部14が分圧器12Kを制御することにより、出力端12Mにおける電圧値が、意図する電圧値をアンダーシュートするという事態の発生を抑制することができる。例えば、出力端12Mにおける1.8Vの電圧値を1.2Vに下降させる場合、制御部14は、オンされているスイッチ18A,18B,18C,18Dのうちのスイッチ18Dのみが所定時間オフされるようにスイッチ群18を制御し、上記所定時間が経過した場合にスイッチ18A,18B,18C,18Dが一時的にオンされてからスイッチ18B,18C,18Dがオフされるようにスイッチ群18を制御する。   In the present embodiment, the voltage value of the output terminal 12M is described as an example of the case where the voltage value of the output terminal 12M is increased to an intended voltage value (when the output level is increased to a predetermined level). When the voltage is lowered to the intended voltage value (when the output level is lowered to a predetermined level), it may be the same as the case where it is raised. That is, the control unit 14 controls the voltage divider 12K so as to lower the voltage value at the output end 12M in multiple steps (in small increments), so that the voltage value at the output end 12M undershoots the intended voltage value. The occurrence of the situation can be suppressed. For example, when the voltage value of 1.8V at the output end 12M is lowered to 1.2V, the control unit 14 turns off only the switch 18D among the switches 18A, 18B, 18C, and 18D that are turned on for a predetermined time. The switch group 18 is controlled so that the switches 18A, 18B, 18C, 18D are temporarily turned on after the predetermined time has elapsed, and then the switches 18B, 18C, 18D are turned off. To do.

また、オンされるスイッチの個数をスイッチ18A,18B,18C,18Dからスイッチ18A,18B,18Cに減らしてから更にスイッチ18Aに減らすことで、出力端12Mにおける電圧値の下降量を多段階的に大きくすることができるので、簡易な構成ながらも、出力端12Mにおける電圧値をアンダーシュートさせることなく迅速に意図する電圧値に下降させることができる。また、3段階以上かけて電圧値を意図する電圧値まで下降させても良い。この場合、出力端12Mにおける電圧値が、意図する電圧値をアンダーシュートするという事態の発生をより一層確実に抑制することができる。   Further, the number of switches to be turned on is reduced from the switches 18A, 18B, 18C, and 18D to the switches 18A, 18B, and 18C and then further reduced to the switch 18A, so that the amount of decrease in the voltage value at the output terminal 12M is multistage. Since the voltage can be increased, the voltage value at the output end 12M can be quickly lowered to the intended voltage value without undershooting with a simple configuration. Further, the voltage value may be lowered to the intended voltage value over three stages. In this case, the occurrence of a situation in which the voltage value at the output terminal 12M undershoots the intended voltage value can be further reliably suppressed.

以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る増幅器10によれば、一対の端子(一例としてNMOSトランジスタ12E,12Fのゲート)における一方の端子(一例としてNMOSトランジスタ12Eのゲート)に供給された基準電圧(一例として固定電圧)の大きさと一対の端子における他方の端子(一例としてNMOSトランジスタ12Fのゲート)に供給されると共に出力端12Mに接続された容量性負荷(一例としてコンデンサ12L)に対して並列に接続された分圧器12Kによって分圧された電圧の大きさとの差に応じた大きさの電圧を出力端12Mから出力する差動増幅回路12と、出力端12Mの出力レベル(一例として電圧値)を所定レベル(一例として1.8V)に到達させる場合、出力レベルを多段階的に所定レベルに到達させるように分圧器12Kを制御する制御部14と、を備えているので、出力レベルを切り替えた際に、出力レベルを、所定レベルを跨がせることなく所定レベルに到達させることができる。   As described above in detail, according to the amplifier 10 according to the present embodiment, the signal is supplied to one terminal (for example, the gate of the NMOS transistor 12E) of the pair of terminals (for example, the gates of the NMOS transistors 12E and 12F). To a capacitive load (capacitor 12L as an example) that is supplied to the other terminal (gate of the NMOS transistor 12F as an example) and connected to the output terminal 12M. The differential amplifier circuit 12 outputs a voltage having a magnitude corresponding to the difference between the voltage divided by the voltage divider 12K connected in parallel from the output terminal 12M, and the output level of the output terminal 12M (an example) As a voltage value) to reach a predetermined level (1.8V as an example), the output level is determined in multiple steps. And the controller 14 that controls the voltage divider 12K to reach the bell, so that when the output level is switched, the output level can reach the predetermined level without straddling the predetermined level. it can.

10 増幅器
12 差動増幅回路
12K 分圧器
12L コンデンサ
12M 出力端
14 制御部
18A,18B,8C,18D スイッチ
16A,16B,16C,16D,16E 抵抗器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Amplifier 12 Differential amplifier circuit 12K Voltage divider 12L Capacitor 12M Output terminal 14 Control part 18A, 18B, 8C, 18D Switch 16A, 16B, 16C, 16D, 16E Resistor

Claims (11)

一対の端子における一方の端子に供給された基準電圧の大きさと前記一対の端子における他方の端子に供給されると共に出力端に接続された容量性負荷に対して並列に接続された分圧器によって分圧された電圧の大きさとの差に応じた大きさの電圧を前記出力端から出力する差動増幅回路と、
前記出力端の出力レベルを所定レベルに到達させる場合、前記出力レベルを複数回切り替えて前記所定レベルに到達させるように前記分圧器を制御する制御手段と、
を含む増幅器。
A reference voltage supplied to one terminal of the pair of terminals and a voltage divider connected in parallel to the capacitive load supplied to the other terminal of the pair of terminals and connected to the output terminal. A differential amplifier circuit that outputs a voltage of a magnitude according to a difference between the magnitude of the pressed voltage from the output terminal;
Control means for controlling the voltage divider so as to reach the predetermined level by switching the output level a plurality of times when the output level of the output terminal reaches a predetermined level;
Including amplifier.
前記制御手段は、前記出力端の出力レベルを所定レベルに上昇させる場合、前記出力レベルを多段階的に前記所定レベルに上昇させるように前記分圧器を制御する請求項1に記載の増幅器。   2. The amplifier according to claim 1, wherein when the output level of the output terminal is increased to a predetermined level, the control unit controls the voltage divider so as to increase the output level to the predetermined level in multiple steps. 前記制御手段は、前記出力端の出力レベルを所定レベルに上昇させる場合、前記出力端の出力レベルを多段階的に前記所定レベルに上昇させるように前記分圧器を制御すると共に、段階を追う毎に前記出力レベルの上昇量を大きくするように前記分圧器を制御する請求項2に記載の増幅器。   The control means controls the voltage divider so as to increase the output level of the output end to the predetermined level in a multi-step manner when increasing the output level of the output end to a predetermined level. The amplifier according to claim 2, wherein the voltage divider is controlled to increase an increase amount of the output level. 前記制御手段は、前記出力端の出力レベルを所定レベルに上昇させる場合、前記出力端の出力レベルを多段階的に前記所定レベルに上昇させるように前記分圧器を制御すると共に、段階を追う毎に、前記分圧器によって分圧された電圧が前記他方の端子に供給される時間を長くするように前記分圧器を制御する請求項2又は請求項3に記載の増幅器。   The control means controls the voltage divider so as to increase the output level of the output end to the predetermined level in a multi-step manner when increasing the output level of the output end to a predetermined level. 4. The amplifier according to claim 2, wherein the voltage divider is controlled so as to lengthen a time during which the voltage divided by the voltage divider is supplied to the other terminal. 前記制御手段は、前記出力端の出力レベルを所定レベルに下降させる場合、前記出力レベルを多段階的に前記所定レベルに下降させるように前記分圧器を制御する請求項1に記載の増幅器。   2. The amplifier according to claim 1, wherein when the output level of the output terminal is lowered to a predetermined level, the control unit controls the voltage divider so as to lower the output level to the predetermined level in multiple steps. 前記制御手段は、前記出力端の出力レベルを所定レベルに下降させる場合、前記出力端の出力レベルを多段階的に前記所定レベルに下降させるように前記分圧器を制御すると共に、段階を追う毎に前記出力レベルの下降量を大きくするように前記分圧器を制御する請求項5に記載の増幅器。   The control means controls the voltage divider so as to lower the output level of the output end to the predetermined level in a multi-step manner when lowering the output level of the output end to a predetermined level. The amplifier according to claim 5, wherein the voltage divider is controlled so as to increase a decrease amount of the output level. 前記制御手段は、前記出力端の出力レベルを所定レベルに下降させる場合、前記出力端の出力レベルを多段階的に前記所定レベルに下降させるように前記分圧器を制御すると共に、段階を追う毎に、前記分圧器によって分圧された電圧が前記他方の端子に供給される時間を長くするように前記分圧器を制御する請求項5又は請求項6に記載の増幅器。   The control means controls the voltage divider so as to lower the output level of the output end to the predetermined level in a multi-step manner when lowering the output level of the output end to a predetermined level. The amplifier according to claim 5 or 6, wherein the voltage divider is controlled so as to lengthen a time during which the voltage divided by the voltage divider is supplied to the other terminal. 前記制御手段は、前記出力端の出力レベルを所定レベルに上昇させる場合、前記出力レベルを多段階的に前記所定レベルに上昇させるように前記分圧器を制御し、前記出力端の出力レベルを所定レベルに下降させる場合、前記出力レベルを多段階的に前記所定レベルに下降させるように前記分圧器を制御する請求項1に記載の増幅器。   The control means controls the voltage divider so as to increase the output level to the predetermined level in a multi-step manner when increasing the output level of the output end to a predetermined level, and sets the output level of the output end to a predetermined level. 2. The amplifier according to claim 1, wherein when the voltage level is lowered to the level, the voltage divider is controlled so that the output level is lowered to the predetermined level in multiple steps. 前記制御手段は、前記出力端の出力レベルを所定レベルに上昇させる場合、前記出力端の出力レベルを多段階的に前記所定レベルに上昇させるように前記分圧器を制御すると共に、段階を追う毎に前記出力レベルの上昇量を大きくするように前記分圧器を制御し、前記出力端の出力レベルを所定レベルに下降させる場合、前記出力端の出力レベルを多段階的に前記所定レベルに下降させるように前記分圧器を制御すると共に、段階を追う毎に前記出力レベルの下降量を大きくするように前記分圧器を制御する請求項8に記載の増幅器。   The control means controls the voltage divider so as to increase the output level of the output end to the predetermined level in a multi-step manner when increasing the output level of the output end to a predetermined level. When the voltage divider is controlled so as to increase the amount of increase in the output level and the output level at the output end is lowered to a predetermined level, the output level at the output end is lowered to the predetermined level in multiple steps. The amplifier according to claim 8, wherein the amplifier is controlled in such a manner that the voltage divider is controlled to increase a decrease amount of the output level every time a step is performed. 前記制御手段は、前記出力端の出力レベルを所定レベルに上昇させる場合、前記出力端の出力レベルを多段階的に前記所定レベルに上昇させるように前記分圧器を制御すると共に、段階を追う毎に、前記分圧器によって分圧された電圧が前記他方の端子に供給される時間を長くするように前記分圧器を制御し、前記出力端の出力レベルを所定レベルに下降させる場合、前記出力端の出力レベルを多段階的に前記所定レベルに下降させるように前記分圧器を制御すると共に、段階を追う毎に、前記分圧器によって分圧された電圧が前記他方の端子に供給される時間を長くするように前記分圧器を制御する請求項8又は請求項9に記載の増幅器。   The control means controls the voltage divider so as to increase the output level of the output end to the predetermined level in a multi-step manner when increasing the output level of the output end to a predetermined level. When the voltage divider is controlled to increase the time during which the voltage divided by the voltage divider is supplied to the other terminal and the output level of the output terminal is lowered to a predetermined level, the output terminal The voltage divider is controlled so as to lower the output level of the output voltage to the predetermined level in a multi-step manner, and a time during which the voltage divided by the voltage divider is supplied to the other terminal each time a step is followed. The amplifier according to claim 8 or 9, wherein the voltage divider is controlled to be lengthened. 前記分圧器は、前記容量性負荷に対して並列に接続された複数の抵抗器であって、直列に接続された複数の抵抗器と、前記複数の抵抗器のうちの隣接する抵抗器間の接続点に各々接続され、かつ、並列に接続された複数のスイッチと、を有し、  The voltage divider is a plurality of resistors connected in parallel to the capacitive load, between a plurality of resistors connected in series and an adjacent resistor of the plurality of resistors. A plurality of switches each connected to a connection point and connected in parallel;
前記制御手段は、前記出力端の出力レベルを所定レベルに到達させる場合、前記出力レベルを複数回切り替えて前記所定レベルに到達させるように前記複数のスイッチを選択的に制御し、  The control means selectively controls the plurality of switches so as to reach the predetermined level by switching the output level a plurality of times when the output level of the output terminal reaches the predetermined level.
前記複数のスイッチのうちの前記制御手段の制御に従ってオフされるスイッチがオフされる時間は、前記容量性負荷の放電時間よりも短い時間であって、前記制御手段の制御に従って前記容量性負荷の充電を進めることが可能な時間として予め定められた時間である請求項1から請求項10の何れか1項に記載の増幅器。  The time during which the switch that is turned off according to the control of the plurality of switches is turned off is shorter than the discharge time of the capacitive load, and according to the control of the control means, The amplifier according to any one of claims 1 to 10, which is a predetermined time as a time during which charging can proceed.
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