JPH02303204A - バッファアンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明は、薄膜トランジスタを用いたバッファアンプ
に関する。

（発明の概要〕 この発明は、バッファアンプにおいて、このバッファア
ンプの位相補償段を第１の位相補償段と第２の位相補償
段とで構成し、第１の位相補償段がカットオフとなって
も第２の位相補償段が機能するようにし、入力信号の下
限値をこのバッファアンプの有効動作領域の下限値とす
ることができるようにして、このバッファアンプの入出
力信号のダイナミックレンジを大きくとることができる
ようにしたものである。

〔従来の技術〕

第３図は、従来のバッファアンプの回路の一例である。

図において、Ｍ０〜Ｍ４は差動人力段を構成する薄膜ト
ランジスタであり、Ｎ型トランジスタＭ。

のゲートはバイアス電圧■。が供給される端子Ｔｂに接
続され、ソースは電圧■。の電圧源Ｓ２に接続される。

そして、このトランジスタＭ０のドレインはＮ型トラン
ジスタＭ１及びＭ２のソースに接続される。そして、ト
ランジスタＭ、のゲートは出力端子Ｔ。に接続され、ド
レインはダイオード接続されたＰ型トランジスタＭ３の
ソースに接続される。また、トランジスタＭ２のゲート
は入力端子Ｔｉに接続され、ドレインはＰ型トランジス
タＭ４のソースに接続される。そして、トランジスタＭ
、及びＭ４のゲートは互いに接続され、トランジスタＭ
３及びＭ４のドレインは共に電圧ＶＤＤの電圧源Ｓ１に
接続される。

また、Ｍ５及びＭ、は出力増幅段を構成する薄膜トラン
ジスタであり、Ｎ型トランジスタＭ６のゲートは端子Ｔ
ｂに接続され、ソースは電圧源Ｓ２に接続され、ドレイ
ンは出力端子Ｔ。に接続されると共にＰ型トランジスタ
Ｍ、のソースに接続される。そして、トランジスタＭ、
のゲートは、トランジスタＭ２とＭ４との接続中点に接
続され、ドレインは電圧源Ｓ、に接続される。

また、Ｍ、及びＭ、は位相補償段を構成する薄膜トラン
ジスタであり、Ｎ型トランジスタＭＩｌのゲートは端子
Ｔｂに接続され、ソースは電圧ＲＳ　ｚに接続され、ド
レインはＮ型トランジス２Ｍ、のソースに接続される。

そして、トランジスタＭ。

のゲートはトランジスタＭ５とＭ６との接続中点に接続
され、ドレインは電圧源Ｓｌに接続される。

また、トランジスタＭ７とＭ８との接続中点はコンデン
サＣＣを介して、トランジスタＭ４のソースとトランジ
スタＭ、のゲートとの接続中点に接続される。

そして、入力端子Ｔｉに供給される入力信号ＶＩＮと出
力端子Ｔ。に得られる出力信号■。、Ｔとの関係は第４
図に示すようになる。つまり、入力信号ＶＩＮと出力信
号■。、Ｔとの関係が線形となるのは、入力信号■、の
レベルが電圧Ｖ、、＋Ｖ、から電圧■。。−■８の範囲
であり、これが第３図例のバッファアンプの有効動作領
域となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、入力信号ｖＩＨのレベルが有効動作領域の下
限付近つまり、電圧Ｖｓｓ＋Ｖ、付近の場合には、出力
信号Ｖ。ｕｖは第４図に示すように、下側に大きなアン
ダーシュートが発生し、不安定となるか、あるいは、所
定のレベルで安定する迄に大きな時間がかかってしまい
、出力信号の周波数特性に悪影響を及ぼしてしまう。

これは、入力信号■、が電圧ＶＳ３＋ＶＡ付近の場合に
は、位相補償段のトランジスタＭ？及びＭ。

が、カットオフとなってしまい、有効に機能していない
ことに原因がある。

したがって、従来は、トランジスタＭ７及びＭ。

がカットオフとならないように、入力信号ＶＩＮの下限
値を電圧Ｖ、、十Ｖ、よりも、ある程度大きなものとす
る必要があり、ダイナミックレンジの小さな入力信号Ｖ
＋ＮＬか伝送することができなかった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、この発明は、位相補償段を第１の位相補償段と
第２の位相補償段とで構成し、第１の位相補償段がカッ
トオフとなっても第２の位相補償段が機能するようにし
たものである。

〔作用］ 入出力信号のダイナミックレンジを大きくとることがで
きるとともに、出力信号の周波数特性を向上することが
できる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例の回路図であり、第３図
例と同等なものには同一の符号を付しである。そして、
第１図例と第３図例との異なるところは、位相補償段に
Ｎ型トランジスタＭ９．Ｍ、、及びＰ型トランジスタＭ
１゜〜Ｍ、□を追加し、Ｎ型トランジス２Ｍ、及びＭ８
を第１の位相補償段とし、トランジスタＭ＋ｏ〜Ｍ１３
を第２の位相補償段としたところである。

つまり、トランジスタＭ７のドレインはＮ型トランジス
２Ｍ、のソースに接続され、このトランジスタＭ９のド
レイン及びゲートは電圧源Ｓ、に接続されると共に、ト
ランジスタＭ３とＭ４との接続中点に接続される。また
、Ｐ型トランジスタＭ１゜のソース↓よ電圧源Ｓ２に接
続され、ゲートは出力端子Ｔ０に接続され、ドレインは
コンデンサＣＣ′を介してトランジスタＭ４とＭＳ、と
の接続中点に接続されると共にＰ型トランジスタＭ　Ｈ
１のソースに接続される。そして、このトランジスタＭ
、のドレインは電圧源Ｓ、に接続され、ゲートはダイオ
ード接続されたＰ型トランジスタＭ、２のゲートに接続
される。また、このトランジスタＪ’／Ｌｘのドレイン
は電圧源Ｓ１に接続され、ソースはＮ型トランジスタＭ
Ｉ３のドレインに接続される。そして、このトランジス
タＭｌｆｆｉのゲートは端子Ｔｂに接続され、ソースは
電圧源Ｓ２に接続される。

そして、この第１図例の入力端子Ｔｊに供給される入力
信号ＶＩＮと出力端子Ｔ。に得られる出力信号ｖｏｕｔ
との関係は第２図に示すようになる。

つまり、この第１図例の場合は、入力信号ＶＩＮのレベ
ルが有効動作領域の下限付近つまり電圧Ｖ。

＋ＶＡ付近の場合であっても、出力信号Ｖ。ｕｒにはア
ンダーシュートは発生せず、電圧ＶｓｓｆＶＡ付近で安
定したものとなる。

これは、入力信号ＶＩＮが電圧Ｖｓ、＋Ｖ、付近となり
、トランジスタＭフ及びＭ、がカットオフとなっでも、
トランジスタＭ　（６及びＭ　１（はカットオフとはな
らず、このトランジスタＭｒｏ及びＭ　Ｈ１によって位
相補償が行なわれるからである。

したがって、入力信号Ｖ＋Ｓの下限値は電圧ＶＳＳ＋■
４までとることができるので、従来例に比較して、入出
力信号のダイナミックレンジを太き（とることができる
。

なお、第１図及び第２図から明らかなように、電圧源Ｓ
１と３２との電圧差を大きくして、入出力信号ＶＩＮ及
び■。Ｌ１２のダイナミックレンジを大きなものとする
場合、トランジスタＭヮの耐圧が問題となってくるが、
第１図例のようにトランジスタＭ、と電圧源Ｓ、との間
にトランジスタＭ。

を接続するようにすれば、このトランジスタＭ。

による電圧降下分だけ、ｌ・ランジスタＭ’７に加わる
電圧は減少するので、この第１図例は第３図に示した従
来例よりも、電圧源Ｓ１と３２との電圧差を大きなもの
とすることができ、大きなダイナミックレンジの入出力
信号を処理し得るものであ乞。

〔発明の効果］ こうして、この発明によれば、バッファアンプの位相補
償段をＮ型トランジスタＭ７及びＭ、を有する第１の位
相補償段とＰ型トランジスタＭ１゜〜Ｍ、２．及びＮ型
トランジスタＭｌｆｆを有する第２の位相補償段とで構
成し、入力信号ＶＩＮのレベルがこのバッファアンプの
有効動作領域の下限付近となり・、第１の位相補償段の
トランジスタＭ７及びＭ、がカットオフとなっても、第
２の位相補償段のトランジスタＭ１゜〜Ｍ１３はカット
オフとはならず、出力信号■。ａｔにアンダーシュート
が発生せず安定したものとなるようにしたので、入力信
号ＶＩＮの下限値のレベルを有効動作領域の下限値まで
とすることができ、入出力信号のダイナミックレンジを
大きくとることができるとともに出力信号の周波数特性
を向上することができる。

図面の簡単な説明 第１図は、この発明の一実施例の回路図、第２図は第１
図例の動作説明図、第３図は従来の技術の回路図、第４
図は第３図例の動作説明図である。

Ｍ０〜Ｍ４は差動入力段の薄膜トランジスタ、Ｍ５及び
Ｍｈは出力増幅段の薄膜トランジスタ、Ｍ７及びＭ、は
第１の位相補償段の薄膜トランジスタ、Ｍ、。〜ＭＩ、
は第２の位相補償段の薄膜トランジスタ、Ｔｉは入力端
子、Ｔ、は出力端子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力信号が供給される差動入力段と、 上記差動入力段に接続される第１の位相補償段と、 上記差動入力段に接続される第２の位相補償段と、 上記第１及び第２の位相補償段に接続される出力増幅段
   とを備え、 上記第２の位相補償段は上記第１の位相補償段が動作し
   得ないレベルの上記入力信号に対しても動作するように
   したバッファアンプ。