JP5872959B2 - Differential amplifier and semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、差動増幅器、特に差動信号形態の入力信号を増幅して差動信号形態の出力信号を得る差動増幅器、及びかかる差動増幅器が形成されている半導体装置に関する。 The present invention relates to a differential amplifier, and more particularly to a differential amplifier that amplifies an input signal in the form of a differential signal to obtain an output signal in the form of a differential signal, and a semiconductor device in which such a differential amplifier is formed.
差動増幅器として、電流源によって生成された電流を第1及び第2の入力信号の大小比率で分割して第1及び第2ラインに夫々流す差動対と、第1及び第2ラインに夫々流れ込む電流と同一電流を第1及び第2の出力負荷抵抗を夫々介して流す第1及び第2のカレントミラー回路と、を備えたものが提案されている(例えば、特許文献1の図19参照)。 As a differential amplifier, a differential pair in which the current generated by the current source is divided by the magnitude ratio of the first and second input signals and respectively sent to the first and second lines, and the first and second lines respectively. There has been proposed a circuit including first and second current mirror circuits for flowing the same current as the flowing current through first and second output load resistors, respectively (see, for example, FIG. 19 of Patent Document 1). ).
このような差動増幅器の利得は、上記した差動対を担うMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタの相互コンダクタンスと、出力負荷抵抗の抵抗値との積によって決定される。ここで、かかる差動増幅器を半導体集積チップで構築すると、製造プロセス、温度、電源電圧の変動に伴い各素子の特性にバラツキが生じる。特に、互いに構造が異なるMOSトランジスタ及び出力負荷抵抗では、夫々異なる方向及び大きさにて素子特性の変動が生じる。よって、上記したMOSトランジスタの相互コンダクタンスと、出力負荷抵抗の抵抗値とのバラツキ度合いに相関が無いことから、両者の積によって決定する差動増幅器の利得は、製造プロセス、温度、電源電圧の変動に伴い大幅にばらついてしまうという問題があった。更に、上記した出力負荷抵抗の如き抵抗素子を半導体集積チップで形成するとその抵抗値に応じた面積が占有されてしまう為、差動増幅器全体の装置規模が大規模化してしまうという問題があった。 The gain of such a differential amplifier is determined by the product of the mutual conductance of a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor serving as the differential pair and the resistance value of the output load resistor. Here, when such a differential amplifier is constructed with a semiconductor integrated chip, the characteristics of each element vary with variations in the manufacturing process, temperature, and power supply voltage. In particular, in MOS transistors and output load resistors having different structures, device characteristics fluctuate in different directions and sizes. Therefore, since there is no correlation in the degree of variation between the mutual conductance of the MOS transistor and the resistance value of the output load resistance, the gain of the differential amplifier determined by the product of the two varies depending on the manufacturing process, temperature, and power supply voltage. As a result, there was a problem that it varied greatly. Furthermore, when a resistance element such as the output load resistor described above is formed of a semiconductor integrated chip, the area corresponding to the resistance value is occupied, so that there is a problem that the device scale of the entire differential amplifier becomes large. .
本発明は、装置の小規模化且つ利得のバラツキを抑制させることが可能な差動増幅器及びこの差動増幅器が形成されている半導体装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a differential amplifier capable of reducing the scale of the device and suppressing gain variations, and a semiconductor device in which the differential amplifier is formed.
本発明に係る差動増幅器は、差動信号形態の第1及び第2入力信号を増幅して差動信号形態の第1及び第2出力信号を生成する差動増幅器であって、互いにソース端子が共通接続されており且つ夫々のゲート端子に前記第1及び第2入力信号が夫々供給される第1及び第2トランジスタと、前記第1及び第2トランジスタ各々のソース端子に接続されている第1電流源と、前記第1トランジスタに流れる電流に対応した第1出力電流を第1出力ラインに流す第1カレントミラー部と、前記第2トランジスタに流れる電流に対応した第2出力電流を第2出力ラインに流す第2カレントミラー部と、前記第1出力ライン上の電圧を前記第1出力信号として出力する第1出力負荷部と、前記第2出力ライン上の電圧を前記第2出力信号として出力する第2出力負荷部と、前記第1出力負荷部に並列に接続された第2電流源と、前記第2出力負荷部に並列に接続された第3電流源と、を有し、前記第1出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に前記第1出力ラインに接続された、前記第1トランジスタと同一導電型の第3トランジスタを含み、前記第2出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に前記第2出力ラインに接続された、前記第2トランジスタと同一導電型の第4トランジスを含む。 A differential amplifier according to the present invention is a differential amplifier that amplifies first and second input signals in the form of a differential signal to generate first and second output signals in the form of a differential signal, each having a source terminal Are connected in common and the first and second transistors to which the first and second input signals are respectively supplied to the respective gate terminals, and the first and second transistors connected to the source terminals of the first and second transistors, respectively. 1 current source, a first current mirror section for flowing a first output current corresponding to the current flowing through the first transistor to the first output line, and a second output current corresponding to the current flowing through the second transistor as a second A second current mirror that flows through the output line; a first output load that outputs a voltage on the first output line as the first output signal; and a voltage on the second output line as the second output signal. Output And a second output load unit, and a second current source connected in parallel to the first output load unit, and a third current source connected in parallel to said second output load unit, wherein the first The output load unit includes a third transistor having the same conductivity type as the first transistor, the gate terminal and the drain terminal of which are both connected to the first output line, and the second output load unit includes the gate terminal and the drain terminal. Includes a fourth transistor of the same conductivity type as that of the second transistor, both connected to the second output line.
また、本発明に係る半導体装置は、差動信号形態の第1及び第2受信信号を直列接続された多段の差動増幅器によって順に増幅することにより振幅の上限及び下限を制限するリミッタと、前記多段の差動増幅器各々から出力された差動信号形態の第1及び第2増幅信号に基づいて受信信号の信号強度を対数値で表す受信信号強度検出信号を得る受信信号強度検出回路と、を含む半導体装置であって、前記差動増幅器の各々は、互いにソース端子が共通接続されており且つ夫々のゲート端子に差動信号形態の第1及び第2の信号が夫々供給される第1及び第2トランジスタと、前記第1及び第2トランジスタ各々のソース端子に接続されている第1電流源と、前記第1トランジスタに流れる電流に対応した第1出力電流を第1出力ラインに流す第1カレントミラー部と、前記第2トランジスタに流れる電流に対応した第2出力電流を第2出力ラインに流す第2カレントミラー部と、前記第1出力ライン上の電圧を前記第1出力信号として出力する第1出力負荷部と、前記第2出力ライン上の電圧を前記第2出力信号として出力する第2出力負荷部と、前記第1出力負荷部に並列に接続された第2電流源と、前記第2出力負荷部に並列に接続された第3電流源と、を有し、前記第1出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に前記第1出力ラインに接続された、前記第1トランジスタと同一導電型の第3トランジスタを含み、前記第2出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に前記第2出力ラインに接続された、前記第2トランジスタと同一導電型の第4トランジスを含む。 Further, a semiconductor device according to the present invention includes a limiter that limits an upper limit and a lower limit of an amplitude by sequentially amplifying the first and second received signals in a differential signal form with a multistage differential amplifier connected in series, A received signal strength detection circuit that obtains a received signal strength detection signal that represents the signal strength of the received signal in a logarithmic value based on the first and second amplified signals in the differential signal form output from each of the multi-stage differential amplifiers; Each of the differential amplifiers includes a first terminal and a second terminal having a source terminal commonly connected to each other and a first signal and a second signal in a differential signal form supplied to the respective gate terminals. A second transistor, a first current source connected to a source terminal of each of the first and second transistors, and a first output current corresponding to a current flowing through the first transistor, to the first output line. A first current mirror unit; a second current mirror unit configured to pass a second output current corresponding to a current flowing through the second transistor to a second output line; and a voltage on the first output line is output as the first output signal. A second output load unit that outputs a voltage on the second output line as the second output signal, a second current source connected in parallel to the first output load unit, A third current source connected in parallel to the second output load section , wherein the first output load section has both a gate terminal and a drain terminal connected to the first output line. The second output load unit includes a fourth transistor having the same conductivity type as that of the second transistor, the gate terminal and the drain terminal of which are both connected to the second output line. Including .
本発明に係る差動増幅器は、差動入力部を担う第1及び第2トランジスタに流れる電流に対応した第1及び第2出力電流を第1及び第2出力ラインに夫々流し、かかる第1及び第2出力電流を以下の如き第1及び第2出力負荷部にて電圧に変換することにより、差動信号形態の第1及び第2出力信号を生成する。つまり、第1出力負荷として、ゲート端子及びドレイン端子が共に第1出力ラインに接続されており且つ第1トランジスタと同一導電型の第3トランジスタを設け、第2出力負荷部として、ゲート端子及びドレイン端子が共に第2出力ラインに接続されており且つ上記第2トランジスタと同一導電型の第4トランジスタを設けたのである。 In the differential amplifier according to the present invention, the first and second output currents corresponding to the currents flowing through the first and second transistors serving as the differential input section are caused to flow through the first and second output lines, respectively. The first and second output signals in the form of differential signals are generated by converting the second output current into a voltage at the first and second output load units as described below. That is, as the first output load, a third transistor having both the gate terminal and the drain terminal connected to the first output line and having the same conductivity type as the first transistor is provided, and the gate terminal and the drain are provided as the second output load unit. Both terminals are connected to the second output line, and a fourth transistor having the same conductivity type as the second transistor is provided.
かかる構成によれば、第1〜第4トランジスタを、全て同一導電型(pチャネル又はnチャネル)のトランジスタで構築することが可能となる。また、この差動増幅器の利得は、差動入力部を担う第1及び第2トランジスタの相互コンダクタンスと、出力負荷を担う第3及び第4トランジスタの相互コンダクタンスとの比で決定することになる。従って、製造上のバラツキ、或いは温度、電源電圧の変動に伴い、第1〜第4トランジスタの相互コンダクタンスにバラツキが生じていても、差動入力部を担う第1及び第2トランジスタの相互コンダクタンスと、出力負荷を担う第3及び第4トランジスタの相互コンダクタンスとの比は略一定となるので、利得のバラツキが抑制される。 According to such a configuration, the first to fourth transistors can all be constructed of transistors of the same conductivity type (p channel or n channel). The gain of the differential amplifier is determined by the ratio of the mutual conductance of the first and second transistors responsible for the differential input section and the mutual conductance of the third and fourth transistors responsible for the output load. Therefore, even if the mutual conductance of the first to fourth transistors varies due to variations in manufacturing, or variations in temperature and power supply voltage, the mutual conductances of the first and second transistors that bear the differential input section Since the ratio of the third and fourth transistors carrying the output load to the mutual conductance is substantially constant, variation in gain is suppressed.
更に、本発明に係る差動増幅器によれば、電流源を含む全ての素子をMOS型のトランジスタで構築することができるので、抵抗又はコンデンサ等の比較的、半導体チップの占有面積が大となる素子が含まれるものに比して、小規模化を図ることが可能となる。 Furthermore, according to the differential amplifier of the present invention, since all elements including the current source can be constructed by MOS type transistors, the area occupied by the semiconductor chip is relatively large, such as a resistor or a capacitor. It is possible to reduce the scale as compared with those including elements.
本発明に係る差動増幅器は、互いにソース端子が共通接続されており且つ夫々のゲート端子に差動信号形態の第1及び第2入力信号(VIP、VIN)が夫々供給される第1及び第2トランジスタ(11、12、21、22)と、これら第1及び第2トランジスタ各々のソース端子に接続されている第1電流源(19、29)との他に、以下の第1及び第2カレントミラー部、並びに出力負荷部を有する。第1カレントミラー部(CM1)は、第1トランジスタ(11、21)に流れる電流に対応した第1出力電流を第1出力ライン(LOP)に流す。第2カレントミラー部(CM2)は、第2トランジスタ(12、22)に流れる電流に対応した第2出力電流を第2出力ライン(LON)に流す。第1出力負荷部は第1出力ライン上の電圧を第1出力信号(VOP)、第2出力負荷部は第2出力ライン上の電圧を第2出力信号(VON)として差動信号形態で出力する。この際、第1出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に第1出力ラインに接続されており且つ上記第1トランジスタと同一導電型の第3トランジスタ(13、23)を含み、第2出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に第2出力ラインに接続されており且つ上記第2トランジスタと同一導電型の第4トランジスタ(14、24)を含む。 In the differential amplifier according to the present invention, the first and second input signals (V IP , V IN ) in the form of differential signals are supplied to the respective gate terminals and the source terminals are commonly connected to each other. And the second transistor (11, 12, 21, 22) and the first current source (19, 29) connected to the source terminal of each of the first and second transistors, the following first and A second current mirror unit and an output load unit are included. The first current mirror unit (CM1) flows a first output current corresponding to the current flowing through the first transistor (11, 21) to the first output line (L OP ). The second current mirror unit (CM2) flows a second output current corresponding to the current flowing through the second transistor (12, 22) to the second output line (L ON ). The first output load unit uses a voltage on the first output line as a first output signal (V OP ), and the second output load unit uses a voltage on the second output line as a second output signal (V ON ) as a differential signal form. To output. At this time, the first output load section includes a third transistor (13, 23) having both a gate terminal and a drain terminal connected to the first output line and having the same conductivity type as the first transistor, and a second output. The load section includes fourth transistors (14, 24) having both gate terminals and drain terminals connected to the second output line and having the same conductivity type as the second transistors.
図1は、本発明に係る差動増幅器100の第1の実施例としての回路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit as a first embodiment of a
図1に示す差動増幅器100は、nチャネルMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のトランジスタ11〜14と、pチャネルMOS型のトランジスタ15〜18と、電流源19と、からなる。尚、上記トランジスタ11及び12は差動増幅器100としての差動入力部を担い、上記トランジスタ11と同一導電型のトランジスタ13及びトランジスタ12と同一導電型のトランジスタ14は出力負荷を担う。また、トランジスタ15及び16は第1カレントミラー部CM1、トランジスタ17及び18は第2カレントミラー部CM2を夫々担う。
A
差動入力部を担うトランジスタ11のゲート端子には、非反転入力信号VIPが供給されており、そのソース端子は、電流源19の一端及びトランジスタ12のソース端子に接続されている。トランジスタ11のドレイン端子はラインL1を介して、トランジスタ15のドレイン端子と、トランジスタ15及び16各々のゲート端子とに接続されている。トランジスタ15及び16各々のソース端子には、高電位側の第1電源電圧として、電源電圧VDDが印加されている。トランジスタ16のドレイン端子は、第1の出力ラインLOPを介してトランジスタ13のドレイン端子及びゲート端子に接続されている。すなわち、出力負荷としてのトランジスタ13はダイオード接続された状態となっている。トランジスタ13のソース端子は、電流源19の他端、及びトランジスタ14のソース端子に接続されている。また、これら電流源19の他端、トランジスタ13及び14各々のソース端子には、上記した第1電源電圧よりも低い低電位側の第2電源電圧として、電源電圧VSSが印加されている。かかる構成により、出力ラインLOP上の電圧が、差動増幅器100の非反転出力信号VOPとして出力される。
A non-inverted input signal VIP is supplied to the gate terminal of the
差動入力部を担うトランジスタ12のゲート端子には、反転入力信号VINが供給されており、そのソース端子は、電流源19の一端及びトランジスタ11のソース端子に接続されている。すなわち、差動入力部を担うトランジスタ11及び12のソース端子同士が共通に接続されている。トランジスタ12のドレイン端子はラインL2を介して、トランジスタ17のドレイン端子と、トランジスタ17及び18各々のゲート端子とに接続されている。トランジスタ17及び18各々のソース端子には、上記した電源電圧VDDが印加されている。トランジスタ18のドレイン端子は、第2の出力ラインLONを介してトランジスタ14のドレイン端子及びゲート端子に接続されている。すなわち、出力負荷としてのトランジスタ14はダイオード接続された状態となっている。かかる構成により、出力ラインLON上の電圧が、差動増幅器100の反転出力信号VONとして出力される。
An inverted input signal V IN is supplied to the gate terminal of the
以下に、図1に示す差動増幅器100の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
差動入力部としてのトランジスタ11及び12は、夫々に入力された非反転入力信号VIP及び反転入力信号VINの電圧に対応した電流I1及びI2をラインL1及びL2に夫々流す。尚、電流I1と電流I2との合計電流は、電流源19で生成される電流I0となる。カレントミラー部CM1は、ラインL1に流れ込む電流I1に対応した第1出力電流を、出力ラインLOPを介して出力負荷としてのトランジスタ13に送出する。これにより、出力ラインLOP上には、電流I1に対応した電圧を有する非反転出力信号VOPが生成される。一方、カレントミラー部CM2は、ラインL2に流れ込む電流I2に対応した第2出力電流を、出力ラインLONを介して出力負荷としてのトランジスタ14に送出する。これにより、出力ラインLON上には、電流I2に対応した電圧を有する反転出力信号VONが生成される。
The
上記した動作により、差動増幅器100は、差動信号形態の第1及び第2の入力信号(VIP、VIN)の電圧を、以下の利得AVで増幅した差動信号形態の第1及び第2の出力信号(VOP、VON)を出力する。
AV=gm/gmls
gm:差動入力部(トランジスタ11、12)の相互コンダクタンス
gmls:出力負荷(トランジスタ13、14)の相互コンダクタンス
The operation described above, the
A V = g m / g mls
g m : mutual conductance of differential input section (
つまり、差動増幅器100の利得AVは、互いに同一構造、つまり全て同一導電型(nチャネル型)のMOSトランジスタであるトランジスタ11〜14の相互コンダクタンスの比で決まる。
That is, the gain A V of the
この際、互いに同一構造のトランジスタに対しては、夫々の相互コンダクタンス同士のバラツキの方向性(増加又は減少傾向)及びそのバラツキ量を、半導体チップ内での配置によって均一化させることが可能である。 At this time, for transistors having the same structure, the directionality (increase or decrease tendency) of the mutual conductances and the amount of the dispersion can be made uniform by arrangement in the semiconductor chip. .
従って、図1に示す差動増幅器100によれば、例え製造上のバラツキ、或いは温度、電源電圧の変動に伴い、差動入力部(トランジスタ11、12)及び出力負荷(トランジスタ13、14)の相互コンダクタンスにバラツキが生じても、差動増幅器100の利得AVは両者の比で決定する為、利得AVのバラツキを抑制することが可能となる。
Therefore, according to the
更に、図1に示す差動増幅器100によれば、電流源19を含む全ての素子をMOS型のトランジスタで構築することができるので、抵抗又はコンデンサ等の比較的、半導体チップの占有面積が大となる素子が含まれるものに比して、小規模化を図ることが可能となる。
Further, according to the
尚、上記実施例では、差動入力部及び出力負荷としてのトランジスタ11〜14を全てnチャネルMOS型としているが、これらを全てpチャネルMOS型のトランジスタで構築するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the
図2は、かかる点に鑑みて為された、図1に示される差動増幅器100の変形例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a modification of the
図2において、pチャネルMOS型のトランジスタ21及び22は差動増幅器100としての差動入力部を担い、かかるトランジスタ21と同一導電型(pチャネル型)のトランジスタ23及びトランジスタ22と同一導電型(pチャネル型)のトランジスタ24は出力負荷を担う。また、トランジスタ25及び26は第1カレントミラー部CM1、トランジスタ27及び28は第2カレントミラー部CM2を夫々担う。
In FIG. 2, p-
差動入力部を担うトランジスタ21のゲート端子には、非反転入力信号VIPが供給されており、そのソース端子は、電流源29の一端及びトランジスタ22のソース端子に接続されている。トランジスタ21のドレイン端子はラインL1を介して、トランジスタ25のドレイン端子と、トランジスタ25及び26各々のゲート端子とに接続されている。トランジスタ25及び26各々のソース端子には、低電位側の第2電源電圧として、電源電圧VSSが印加されている。トランジスタ26のドレイン端子は、第1の出力ラインLOPを介してトランジスタ23のドレイン端子及びゲート端子に接続されている。すなわち、出力負荷としてのトランジスタ23はダイオード接続された状態となっている。トランジスタ23のソース端子は、電流源29の他端、及びトランジスタ24のソース端子に接続されている。また、これら電流源29の他端、トランジスタ23及び24各々のソース端子には、上記した第2電源電圧よりも高い高電位側の第1電源電圧として、電源電圧VDDが印加されている。かかる構成により、出力ラインLOP上の電圧が、差動増幅器100の非反転出力信号VOPとして出力される。
A non-inverted input signal VIP is supplied to the gate terminal of the
差動入力部を担うトランジスタ22のゲート端子には、反転入力信号VINが供給されており、そのソース端子は、電流源29の一端及びトランジスタ21のソース端子に接続されている。すなわち、差動入力部を担うトランジスタ21及び22のソース端子同士が共通に接続されている。トランジスタ22のドレイン端子はラインL2を介して、トランジスタ27のドレイン端子と、トランジスタ27及び28各々のゲート端子とに接続されている。トランジスタ27及び28各々のソース端子には、上記した電源電圧VSSが印加されている。トランジスタ28のドレイン端子は、第2の出力ラインLONを介してトランジスタ24のドレイン端子及びゲート端子に接続されている。すなわち、出力負荷としてのトランジスタ24はダイオード接続された状態となっている。かかる構成により、出力ラインLON上の電圧が、差動増幅器100の反転出力信号VONとして出力される。
An inverted input signal V IN is supplied to the gate terminal of the
要するに、本発明の第1の実施例による差動増幅器は、互いにソース端子が共通接続されており且つ夫々のゲート端子に差動信号形態の第1及び第2入力信号(VIP、VIN)が夫々供給される第1及び第2トランジスタ(11、12、21、22)と、第1及び第2トランジスタ各々のソース端子に接続されている第1電流源(19、29)と共に、以下の第1及び第2カレントミラー部と、第1及び第2出力負荷部とを有するものである。つまり、第1カレントミラー部(CM1)は、第1トランジスタ(11、21)に流れる電流に対応した第1出力電流を第1出力ライン(LOP)に流す。第2カレントミラー部(CM2)は、第2トランジスタ(12、22)に流れる電流に対応した第2出力電流を第2出力ライン(LON)に流す。第1出力負荷部は、第1出力ライン上の電圧を第1出力信号、第2出力負荷部は第2出力ライン上の電圧を第2出力信号として差動形態信号(VOP、VON)として出力する。この際、第1出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に第1出力ラインに接続されている第3トランジスタ(13、23)を含み、第2負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に第2出力ラインに接続されている第4トランジスタ(14、24)を含むものである。 In short, in the differential amplifier according to the first embodiment of the present invention, the source terminals are commonly connected to each other, and the first and second input signals (V IP , V IN ) in the form of differential signals are connected to the respective gate terminals. Together with the first and second transistors (11, 12, 21, 22) to be supplied respectively, and the first current sources (19, 29) connected to the source terminals of the first and second transistors, respectively, It has a 1st and 2nd current mirror part, and a 1st and 2nd output load part. That is, the first current mirror unit (CM1) flows the first output current corresponding to the current flowing through the first transistor (11, 21) to the first output line (L OP ). The second current mirror unit (CM2) flows a second output current corresponding to the current flowing through the second transistor (12, 22) to the second output line (L ON ). The first output load unit uses the voltage on the first output line as the first output signal, and the second output load unit uses the voltage on the second output line as the second output signal. The differential form signals (V OP , V ON ) Output as. At this time, the first output load unit includes a third transistor (13, 23) having both a gate terminal and a drain terminal connected to the first output line, and the second load unit has both a gate terminal and a drain terminal. A fourth transistor (14, 24) connected to the second output line is included.
かかる差動増幅器によれば、上記した第1〜第4トランジスタを全て同一導電型のチャネル(pチャネル又はnチャネル)のトランジスタで構築することが可能となる。更に、この差動増幅器の利得は、差動入力部を担う第1及び第2トランジスタの相互コンダクタンスと、出力負荷を担う第3及び第4トランジスタの相互コンダクタンスとの比で決定することになる。従って、製造上のバラツキ、或いは温度、電源電圧の変動に伴い、第1〜第4トランジスタの相互コンダクタンスにバラツキが生じていても、差動入力部を担う第1及び第2トランジスタの相互コンダクタンスと、出力負荷を担う第3及び第4トランジスタの相互コンダクタンスとの比は略一定となるので、利得のバラツキが抑制される。 According to such a differential amplifier, it is possible to construct all of the first to fourth transistors described above with transistors of the same conductivity type channel (p-channel or n-channel). Further, the gain of this differential amplifier is determined by the ratio of the mutual conductance of the first and second transistors responsible for the differential input section and the mutual conductance of the third and fourth transistors responsible for the output load. Therefore, even if the mutual conductance of the first to fourth transistors varies due to variations in manufacturing, or variations in temperature and power supply voltage, the mutual conductances of the first and second transistors that bear the differential input section Since the ratio of the third and fourth transistors carrying the output load to the mutual conductance is substantially constant, variation in gain is suppressed.
更に、本発明に係る差動増幅器によれば、電流源を含む全ての素子をMOS型のトランジスタで構築することができるので、抵抗又はコンデンサ等の比較的、半導体チップの占有面積が大となる素子が含まれるものに比して、小規模化を図ることが可能となる。 Furthermore, according to the differential amplifier of the present invention, since all elements including the current source can be constructed by MOS type transistors, the area occupied by the semiconductor chip is relatively large, such as a resistor or a capacitor. It is possible to reduce the scale as compared with those including elements.
また、図1又は図2に示す差動増幅器100において、出力負荷となるトランジスタ(13、14、23、24)の各々と並列に、新たな電流源を接続するようにしても良い。
Further, in the
図3及び図4は、かかる点に鑑みて為された、差動増幅器100としての第2の実施例を示す回路図である。
FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams showing a second embodiment of the
尚、図3に示す差動増幅器100では、図1に示す構成に電流源31及び32を付加し、トランジスタ13のドレイン端子及びソース端子に電流源31の一端及び他端を夫々接続すると共に、トランジスタ14のドレイン端子及びソース端子に電流源32の一端及び他端を夫々接続する点を除く他の構成は、図1に示されるものと同一である。すなわち、電源電圧VSSと出力ラインLOPとの間に電流源31の一端及び他端が夫々接続されると共に、電源電圧VSSと出力ラインLONとの間に、電流源32の一端及び他端が夫々接続される。
In the
よって、図3に示す差動増幅器100によれば、出力ラインLOPに流れる電流を電圧に変換する出力負荷は互いに並列接続されたトランジスタ13及び電流源31となる。また、出力ラインLONに流れる電流を電圧に変換する出力負荷は互いに並列接続されたトランジスタ14及び電流源32となる。
Therefore, according to the
図4に示す差動増幅器100では、図2に示す構成に電流源31a及び32aを付加し、出力負荷としてのトランジスタ23のドレイン端子及びソース端子に電流源31aの一端及び他端を夫々接続すると共に、トランジスタ24のドレイン端子及びソース端子に電流源32aの一端及び他端を夫々接続する点を除く他の構成は、図2に示すものと同一である。すなわち、電源電圧VDDと出力ラインLOPとの間に電流源31aの一端及び他端が夫々接続されると共に、電源電圧VDDと出力ラインLONとの間に、電流源32aの一端及び他端が夫々接続される。
In the
よって、図4に示す差動増幅器100によれば、出力ラインLOPに流れる電流を電圧に変換する出力負荷は、互いに並列接続されたトランジスタ23及び電流源31aとなる。また、出力ラインLONに流れる電流を電圧に変換する出力負荷は、互いに並列接続されたトランジスタ24及び電流源32aとなる。
Therefore, according to the
ここで、カレントミラー部の差動入力部側では、差動入力部の電流源(19、29)から流れる電流によりその動作点電圧が決まる。この動作点電圧に基づき、カレントミラー部の出力側は出力ライン(LOP、LON)を介して、ダイオード接続された出力負荷としてのトランジスタ(13、14、23、24)に電流を流す。よって、その電流から出力の動作点電圧が決まる。かかる動作点電圧に応じて、MOSトランジスタとしての動作領域が決まり、この動作領域からトランジスタの特性(相互コンダクタンス)が決定している。この際、差動増幅器100では、トランジスタの相互コンダクタンス比から利得が決まる為、動作点がトランジスタの動作領域を遷移すると利得にずれが生じてくる。トランジスタの動作領域を決める動作点電圧は、入力信号(VIP、VIN)の振幅が大きくなれば、それに応じて大きく変化する。そのため、入力信号の振幅が素子の動作領域を遷移させるほど大きくなると、利得が不安定になる虞が生じる。図1又は図2に示す差動増幅器100では、入力信号の振幅の大きさが、ダイオード接続されたトランジスタに流れる電流の変動幅に直結する。このダイオード接続されたトランジスタは流れる電流の変動幅が大きくなると、想定した飽和領域から線形領域に遷移してしまう場合があり、この際、相互コンダクタンスが変動してしまう。さらに変動幅が大きくなって、飽和領域から遮断領域まで遷移してしまうと、遮断領域では相互コンダクタンスが桁違いに変わる為、利得だけでなく増幅動作自体が不安定になる虞が生じる。
Here, on the differential input unit side of the current mirror unit, the operating point voltage is determined by the current flowing from the current source (19, 29) of the differential input unit. Based on this operating point voltage, the output side of the current mirror section allows current to flow to the diode-connected transistors (13, 14, 23, 24) via the output lines (L OP , L ON ). Therefore, the operating point voltage of the output is determined from the current. The operating region as a MOS transistor is determined according to the operating point voltage, and the characteristics (transconductance) of the transistor are determined from this operating region. At this time, in the
しかしながら、図3又は図4に示す差動増幅器100では、カレントミラー部(CM1、CM2)の動作によって出力ライン(LOP、LON)に流れこむ電流は、出力負荷としてダイオード接続されたトランジスタ(13、14、23、24)と、電流源(31、31a、32、32a)と、に分散して流れ込むことになる。つまり、出力ラインに流れる電流の変動分も、ダイオード接続されたトランジスタと、電流源と、に分散することになる。
However, in the
よって、図3又は図4に示す差動増幅器100によれば、ダイオード接続されたトランジスタに流れる電流の変動幅が軽減される為、図1又は図2に示す差動増幅器100に比して、大振幅の非反転入力信号VIP及び反転入力信号VINに対する利得及び増幅動作の不安定さが軽減される。換言すると、図3又は図4に示す差動増幅器100によれば、大振幅の非反転入力信号VIP及び反転入力信号VINを受け付けることが可能となるのである。
Therefore, according to the
尚、図3又は図4に示す差動増幅器100によると、出力負荷が1/(gmls+1/ro)となり、その利得AVは、
AV=gm/(gmls+1/ro)
gm:差動入力部(トランジスタ11、12、21、22)の相互コンダクタンス
gmls:トランジスタ13、14、23、24の相互コンダクタンス
ro:電流源31、31a、32、32aの出力インピーダンス
となる。
According to the
A V = g m / (g mls + 1 / ro )
g m: transconductance g mls of the differential input section (
この際、利得AVは相互コンダクタンスの比からずれることになるがトランジスタ13、14、23、24の相互コンダクタンスgmlsに比べて1/roを十分に小さくすることができるので、このずれは極力小さくすることが可能である。
At this time, since the gain A V can but will deviate from the ratio of the transconductance to sufficiently reduce the 1 / r o compared to the transconductance g mls of
尚、図3又は図4に示す差動増幅器100では電流源(31、31a、32、32a)を、出力負荷となるトランジスタ(13、14、23、24)の各々と並列に接続するようにしているが、これをカレントミラー部CM1及びCM2の各々に並列に接続するようにしても良い。
In the
図5及び図6は、かかる点に鑑みて為された、差動増幅器100としての第3の実施例を示す回路図である。
5 and 6 are circuit diagrams showing a third embodiment of the
図5に示す差動増幅器100では、電流源を並列接続する対象を、出力負荷としてのトランジスタ13及び14から、第1カレントミラー部CM1の出力側、及び第2カレントミラー部CM2の出力側に夫々変更した点を除く他の構成は、図3に示すものと同一である。図5に示す差動増幅器100では、電源電圧VDDと出力ラインLOPとの間に電流源31bの一端及び他端が夫々接続されると共に、電源電圧VDDと出力ラインLONとの間に電流源32bの一端及び他端が夫々接続されたものとなる。
In the
また、図6に示す差動増幅器100では、電流源を並列接続する対象を、出力負荷としてのトランジスタ23及び24から、第1カレントミラー部CM1の出力側、及び第2カレントミラー部CM2の出力側に夫々変更した点を除く他の構成は、図4に示すものと同一である。図6に示す差動増幅器100では、電源電圧VSSと出力ラインLOPとの間に電流源31cの一端及び他端が夫々接続されると共に、電源電圧VSSと出力ラインLONとの間に、電流源32cの一端及び他端が夫々接続されたものとなる。
Further, in the
図5及び図6に示す差動増幅器100によれば、出力ラインLOP及びLONには、入力信号(VIP、VIN)の振幅に対応した信号成分の他に、電流源(31b、31c)及び電流源(32b、32c)によって生成されたバイアス成分としての一定電流が流れる。これにより、かかる信号成分の変動に対して、ダイオード接続されたトランジスタ(13、14、23、24)に流れる電流変動分を抑制させることが可能となる。よって、図1〜図4に示す如き入力信号(VIP、VIN)の振幅に対応した信号成分だけが出力ラインLOP及びLONに流れ込むような構成に比して、出力負荷となるトランジスタ(13、14、23、24)の動作領域の遷移が抑制され、動作領域から決まる相互コンダクタンスの変動が抑えられる。従って、図3及び図4に示す差動増幅器100と同様に、大振幅の入力信号(VIP、VIN)に対する利得の安定化が図られると共に、図1及び図2に示す差動増幅器100と同一な利得AV、つまり、
AV=gm/gmls
gm:差動入力部(トランジスタ11、12、21、22)の相互コンダクタンス
gmls:出力負荷(トランジスタ13、14、23、24)の相互コンダクタンス
が得られる。
According to the
A V = g m / g mls
g m : mutual conductance of the differential input section (
尚、上記した図1〜図6に示す差動増幅器100では、ダイオード接続された出力負荷用のトランジスタ(13、14、23、24)を各出力ライン(LOP、LON)に1段分だけ設けるようにしているが、これをn段(nは2以上の整数)に亘って直列に接続したものを各出力ラインに設けるようにしても良い。
In the
図7及び図8は、かかる点に鑑みて為された、差動増幅器100としての第4の実施例を示す回路図であり、図9及び図10は第5の実施例を示す回路図であり、図11及び図12は第6の実施例を示す回路図である。
7 and 8 are circuit diagrams showing a fourth embodiment of the
尚、図7に示す差動増幅器100は、図1に示すトランジスタ13に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ131〜13nを設けると共に、トランジスタ14に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ141〜14nを設けるようにした点を除く他の構成は、図1に示すものと同一である。
The
又、図8に示す差動増幅器100は、図2に示すトランジスタ23に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ231〜23nを設けると共に、トランジスタ24に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ241〜24nを設けるようにした点を除く他の構成は、図2に示すものと同一である。
Further, the
又、図9に示す差動増幅器100は、図3に示すトランジスタ13に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ131〜13nを設けると共に、トランジスタ14に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ141〜14nを設けるようにした点を除く他の構成は、図3に示すものと同一である。この際、図9に示す構成では、電流源31の一端及び他端に、上記した直列n段のトランジスタ131〜13nからなる第1トランジスタ群を並列に接続すると共に、電流源32の一端及び他端に上記した直列n段のトランジスタ141〜14nからなる第2トランジスタ群を並列に接続する。すなわち、電源電圧VSSと出力ラインLOPとの間に電流源31の一端及び他端が夫々接続されると共に、電源電圧VSSと出力ラインLONとの間に、電流源32の一端及び他端が夫々接続されるのである。
Further, the
又、図10に示す差動増幅器100は、図4に示すトランジスタ23に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ231〜23nを設けると共に、トランジスタ24に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ241〜24nを設けるようにした点を除く他の構成は、図4に示すものと同一である。この際、図10に示す構成では、電流源31aの一端及び他端に、上記した直列n段のトランジスタ231〜23nからなる第1トランジスタ群を並列に接続すると共に、電流源32aの一端及び他端に上記した直列n段のトランジスタ241〜24nからなる第2トランジスタ群を並列に接続する。すなわち、電源電圧VDDと出力ラインLOPとの間に電流源31aの一端及び他端が夫々接続されると共に、電源電圧VDDと出力ラインLONとの間に、電流源32aの一端及び他端が夫々接続されるのである。
Further, the
又、図11に示す差動増幅器100は、図5に示すトランジスタ13に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ131〜13nを設けると共に、トランジスタ14に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ141〜14nを設けるようにした点を除く他の構成は、図5に示すものと同一である。
Further, the
又、図12に示す差動増幅器100は、図6に示すトランジスタ23に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ231〜23nを設けると共に、トランジスタ24に代えて、夫々がダイオード接続されている直列n段のトランジスタ241〜24nを設けるようにした点を除く他の構成は、図6に示すものと同一である。
Further, the
ここで、図7〜図12に示す如き構成では、出力負荷トランジスタを直列に接続する段数によって、コモンモードの電圧を調整することができる。すなわち、差動入力部として用いるトランジスタが図7、図9又は図11に示す如くnチャネル型である場合には、出力負荷トランジスタを直列に接続する段数を増やすほど、つまり上記したnが大きくなるほど、コモンモードの電圧が高くなる。一方、差動入力部として用いるトランジスタが図8、図10又は図12に示す如くpチャネル型である場合には、出力負荷トランジスタを直列に接続する段数を増やすほど、コモンモードの電圧が低くなる。この際、上記した出力負荷トランジスタのチャネル長とチャネル幅を変更する、或いは出力負荷トランジスタに定常的に流す電流を変更することで、コモンモード電圧を微調整することができる。 7 to 12, the common mode voltage can be adjusted by the number of stages in which the output load transistors are connected in series. That is, when the transistor used as the differential input section is an n-channel type as shown in FIG. 7, FIG. 9, or FIG. 11, as the number of stages for connecting output load transistors in series is increased, that is, as n described above increases. The common mode voltage will increase. On the other hand, when the transistor used as the differential input section is a p-channel type as shown in FIG. 8, FIG. 10, or FIG. 12, the common mode voltage decreases as the number of stages connecting the output load transistors in series increases. . At this time, the common mode voltage can be finely adjusted by changing the channel length and channel width of the output load transistor described above, or by changing the current that constantly flows through the output load transistor.
要するに、図7〜図12に示す如き構成によれば、出力負荷トランジスタの直列段数により、差動増幅器100のコモンモード電圧を所望の電圧に設定することが可能となる。
In short, according to the configuration shown in FIGS. 7 to 12, the common mode voltage of the
図13は、図1〜図12に示す構成を有する差動増幅器100が含まれている無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。尚、かかる無線通信装置は、半導体装置としての半導体チップに形成されている以下の如き、アンプ1、ミキサ3、局部発振回路4、バンドパスフィルタ5、リミッタ6、復調器7、及び受信信号強度検出回路としてのRSSI(Received Signal Strength Indication)回路8を含む。
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a wireless communication apparatus including the
図13において、アンプ1は、アンテナ2で受信された受信信号を増幅して増幅受信信号ARを生成しこれをミキサ3に供給する。局部発振器4は、受信信号中のキャリア信号周波数とほぼ等しい所定周波数の局部発振信号Fを生成しこれをミキサ3に供給する。ミキサ3は、上記した増幅受信信号ARと局部発振信号Fとを乗算し、これを周波数変換受信信号IFとしてバンドパスフィルタ5に供給する。バンドパスフィルタ5は、周波数変換受信信号IF中の不要な周波数成分を除去ことにより、予め設定された周波数帯域の信号を抽出し、これを示す差動信号として、帯域制限受信信号LFOP及びLFONをリミッタ6に供給する。リミッタ6は、この差動信号形態の帯域制限受信信号LFOP及びLFONを増幅しつつ、その振幅上限側及び下限側にリミッタを掛けることにより波形整形を施した、差動信号形態の受信信号SSOP及びSSONを生成する。
In FIG. 13, the
図14は、かかるリミッタ6の内部構成を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing an internal configuration of the limiter 6.
図14に示すように、リミッタ6は、夫々同一の利得AV(AV>1)を有するM個(Mは2以上の整数)の差動増幅器1001〜100Mが直列に接続されてなるものである。尚、差動増幅器1001〜100Mの各々は、図1〜図12に示す構成の内のいずれか1つの構成からなる。図14に示す構成によれば、差動増幅器1001〜100M各々の出力信号の振幅レベルは、後段の差動増幅器100ほど大となる。従って、帯域制限受信信号LFOP及びLFONの振幅レベルが大になるにつれ、後段の差動増幅器100から順に出力信号の振幅レベルが飽和する。つまり、最終段の差動増幅器100Mが飽和した場合には、その後、帯域制限受信信号LFOP及びLFONの振幅レベルが更に増大しても夫々一定レベルの受信信号SSOP及びSSONが生成される。
As shown in FIG. 14, the limiter 6, the
ここで、リミッタ6は、上記した受信信号SSOP及びSSONを復調器7に供給すると共に、差動増幅器1001〜100M各々から出力された差動増幅信号VP1〜VPM-1、VN1〜VNM-1を受信信号強度検出回路としてのRSSI(Received Signal Strength Indication)回路8に供給する。復調器7は、受信信号SSOP及びSSONに対して所定の復調処理を施すことにより元のベースバンド信号を得てこれを出力する。
Here, the limiter 6 supplies the received signal SS OP and SS ON as described above in the demodulator 7, the differential amplification signal VP 1 ~VP M-1 output from the
RSSI回路8は、図14に示すように、上記した差動増幅器1001〜100M-1各々に対応づけして設けられたピーク検出回路801〜80M-1と、加算器81とを含む。ピーク検出回路801は、差動信号としての差動増幅信号VP1及びVN1による振幅のピークレベルを検出し、これを振幅値VF1として加算器81に供給する。ピーク検出回路802は、差動信号としての差動増幅信号VP2及びVN2による振幅のピークレベルを検出し、これを振幅値VF2として加算器81に供給する。以下、同様にして、ピーク検出回路80Q[Q:3〜(M−1)の整数]は、差動増幅信号VPQ及びVNQによる振幅のピークレベルを検出し、これを振幅値VFQとして加算器81に供給する。加算器81は、ピーク検出回路801〜80M-1各々から供給された振幅値VF1〜VFM-1を全て加算したものを受信信号の強度を表す受信信号強度検出信号SSIとして出力する。つまり、受信信号強度検出信号SSIは、受信信号の振幅(信号強度)に応じて増減する信号となる。また、RSSI回路8内では、受信信号強度の増大に伴って後段の差動増幅器100から順に出力信号が飽和することから、受信信号強度検出信号SSIは、受信信号の信号強度を区分的な線形近似による擬似的な対数値で表した信号となる。
As shown in FIG. 14, the
このように、RSSI回路8によれば、受信信号の信号強度を対数値で表す受信信号強度検出信号SSIが得られるため、限られた電圧範囲内において信号強度の広範囲な変化を検出することが可能となる。
As described above, according to the
ここで、RSSI回路8では、上述した如く、受信信号の信号強度を線形近似による擬似的な対数値で表すようにしている為、差動増幅器1001〜100M-1各々の利得AVにバラツキが生じていると、線形近似に歪みが生じて受信信号強度検出信号SSIの精度が低下する。特に、図14に示す如き、複数の差動増幅器が直列に接続された構成では、各差動増幅器の利得AVのバラツキに伴う差動増幅信号(VP、VN)の誤差分が差動増幅器の直列段数分だけ累積されることになるので、差動増幅器100の利得バラツキに伴う受信信号強度検出信号SSIの精度低下が顕著に表れてしまう。尚、差動増幅器100の差動入力部を担うトランジスタ(11、12、21、22)、及び出力負荷を担うトランジスタ(13、14、23、24)の相互コンダクタンスには、製造上のバラツキ、或いは温度、電源電圧の変動の影響によりバラツキが生じている。
Here, the
しかしながら、図1〜図12に示す内部構成によれば、差動増幅器100の利得AVは、差動入力部を担うトランジスタの相互コンダクタンスと、出力負荷トランジスタの相互コンダクタンスとの比で決定する為、例え差動増幅器1001〜100M-1各々の相互コンダクタンスにバラツキが生じていても各差動増幅器100の利得AVは均一化される。
However, according to the internal configuration shown in FIGS. 1 to 12, the gain A V of the
従って、複数の増幅器を直列に接続してなるリミッタの増幅器として、本発明に係る差動増幅器100を採用すれば、製造上のバラツキ、或いは温度又は電源電圧の変動に拘わらずに、精度の高い受信信号強度検出を行うことが可能となる。
Therefore, when the
11〜14、25〜28 nチャネルMOS型トランジスタ
21〜24、15〜18 pチャネルMOS型トランジスタ
19、29、31、32 電流源
100 差動増幅器
11-14, 25-28 n-channel MOS transistors 21-24, 15-18 p-
Claims (4)
互いにソース端子が共通接続されており且つ夫々のゲート端子に前記第1及び第2入力信号が夫々供給される第1及び第2トランジスタと、
前記第1及び第2トランジスタ各々のソース端子に接続されている第1電流源と、
前記第1トランジスタに流れる電流に対応した第1出力電流を第1出力ラインに流す第1カレントミラー部と、
前記第2トランジスタに流れる電流に対応した第2出力電流を第2出力ラインに流す第2カレントミラー部と、
前記第1出力ライン上の電圧を前記第1出力信号として出力する第1出力負荷部と、
前記第2出力ライン上の電圧を前記第2出力信号として出力する第2出力負荷部と、
前記第1出力負荷部に並列に接続された第2電流源と、
前記第2出力負荷部に並列に接続された第3電流源と、を有し、
前記第1出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に前記第1出力ラインに接続された、前記第1トランジスタと同一導電型の第3トランジスタを含み、
前記第2出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に前記第2出力ラインに接続された、前記第2トランジスタと同一導電型の第4トランジスを含むことを特徴とする差動増幅器。 A differential amplifier for amplifying first and second input signals in a differential signal form to generate first and second output signals in a differential signal form,
First and second transistors having source terminals connected in common to each other and having the first and second input signals supplied to the respective gate terminals;
A first current source connected to a source terminal of each of the first and second transistors;
A first current mirror section for flowing a first output current corresponding to a current flowing through the first transistor to a first output line;
A second current mirror section for passing a second output current corresponding to the current flowing through the second transistor to the second output line;
A first output load unit for outputting a voltage on the first output line as the first output signal;
A second output load for outputting the voltage on the second output line as the second output signal;
A second current source connected in parallel to the first output load section;
A third current source connected in parallel to the second output load section ,
The first output load unit includes a third transistor having the same conductivity type as the first transistor, the gate terminal and the drain terminal of which both are connected to the first output line.
2. The differential amplifier according to claim 1, wherein the second output load section includes a fourth transistor having the same conductivity type as the second transistor, the gate terminal and the drain terminal of which are both connected to the second output line.
前記第2出力負荷部は、前記第4トランジスタを含む、ゲート端子及びドレイン端子同士が接続されているトランジスタの複数が直列接続されてなる第2トランジスタ群を有することを特徴とする請求項1記載の差動増幅器。 The first output load section includes a first transistor group including a third transistor including a third transistor in which a plurality of transistors each having a gate terminal and a drain terminal connected to each other are connected in series.
2. The second output load section includes a second transistor group including a plurality of transistors each having a gate terminal and a drain terminal connected to each other, the first transistor group including the fourth transistor. Differential amplifier.
前記差動増幅器の各々は、互いにソース端子が共通接続されており且つ夫々のゲート端子に差動信号形態の第1及び第2の信号が夫々供給される第1及び第2トランジスタと、
前記第1及び第2トランジスタ各々のソース端子に接続されている第1電流源と、
前記第1トランジスタに流れる電流に対応した第1出力電流を第1出力ラインに流す第1カレントミラー部と、
前記第2トランジスタに流れる電流に対応した第2出力電流を第2出力ラインに流す第2カレントミラー部と、
前記第1出力ライン上の電圧を前記第1出力信号として出力する第1出力負荷部と、
前記第2出力ライン上の電圧を前記第2出力信号として出力する第2出力負荷部と、
前記第1出力負荷部に並列に接続された第2電流源と、
前記第2出力負荷部に並列に接続された第3電流源と、を有し、
前記第1出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に前記第1出力ラインに接続された、前記第1トランジスタと同一導電型の第3トランジスタを含み、
前記第2出力負荷部は、ゲート端子及びドレイン端子が共に前記第2出力ラインに接続された、前記第2トランジスタと同一導電型の第4トランジスを含むことを特徴とする半導体装置。 The first and second received signals in the form of differential signals are sequentially amplified by a multi-stage differential amplifier connected in series to limit the upper and lower limits of the amplitude, and output from each of the multi-stage differential amplifiers A received signal strength detection circuit that obtains a received signal strength detection signal that represents the signal strength of the received signal in a logarithmic value based on the first and second amplified signals in the differential signal form,
Each of the differential amplifiers has a first terminal and a second transistor, the source terminals of which are commonly connected to each other and the first and second signals in the form of differential signals are supplied to the respective gate terminals,
A first current source connected to a source terminal of each of the first and second transistors;
A first current mirror section for flowing a first output current corresponding to a current flowing through the first transistor to a first output line;
A second current mirror section for passing a second output current corresponding to the current flowing through the second transistor to the second output line;
A first output load unit for outputting a voltage on the first output line as the first output signal;
A second output load for outputting the voltage on the second output line as the second output signal;
A second current source connected in parallel to the first output load section;
A third current source connected in parallel to the second output load section,
The first output load unit includes a third transistor having the same conductivity type as the first transistor, the gate terminal and the drain terminal of which both are connected to the first output line.
The second output load unit, the gate and drain terminals connected together to said second output line, a semiconductor device which comprises a fourth transistor of the second transistor of the same conductivity type.
前記第2出力負荷部は、前記第4トランジスタを含む、ゲート端子及びドレイン端子同士が接続されているトランジスタの複数が直列接続されてなる第2トランジスタ群を有することを特徴とする請求項3記載の半導体装置。 The first output load section includes a first transistor group including a third transistor including a third transistor in which a plurality of transistors each having a gate terminal and a drain terminal connected to each other are connected in series.
The second output load unit, the fourth includes transistors, according to claim 3, wherein the plurality of transistors having a gate and drain terminals are connected to each other is characterized by having a second transistor group formed by connecting in series Semiconductor device .
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