JPH033406A - 増幅回路 - Google Patents
増幅回路Info
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- JPH033406A JPH033406A JP2116992A JP11699290A JPH033406A JP H033406 A JPH033406 A JP H033406A JP 2116992 A JP2116992 A JP 2116992A JP 11699290 A JP11699290 A JP 11699290A JP H033406 A JPH033406 A JP H033406A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
- H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
- H03F3/347—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only in integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/42—Amplifiers with two or more amplifying elements having their dc paths in series with the load, the control electrode of each element being excited by at least part of the input signal, e.g. so-called totem-pole amplifiers
- H03F3/423—Amplifiers with two or more amplifying elements having their dc paths in series with the load, the control electrode of each element being excited by at least part of the input signal, e.g. so-called totem-pole amplifiers with MOSFET's
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
- H03F1/22—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively
- H03F1/223—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively with MOSFET's
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Amplifiers (AREA)
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。
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)
本発明は、入力信号を受信する入力端子に結合された制
御電極と第1電源端子に結合された第1主電極と第2主
電極とを有する第1トランジスタと、制御電極と第1ト
ランジスタの第2主電極に結合された第1主電極と第1
電流源を経て第2電源端子に結合されると共に出力信号
を出力する出力端子に結合された第2主電極とを有する
第2トランジスタとを具えた入力信号増幅用増幅回路に
関するものである。
御電極と第1電源端子に結合された第1主電極と第2主
電極とを有する第1トランジスタと、制御電極と第1ト
ランジスタの第2主電極に結合された第1主電極と第1
電流源を経て第2電源端子に結合されると共に出力信号
を出力する出力端子に結合された第2主電極とを有する
第2トランジスタとを具えた入力信号増幅用増幅回路に
関するものである。
一般に、このような増幅回路は集積半導体回路において
電圧を増幅するのに使用することができる。
電圧を増幅するのに使用することができる。
(従来の技術)
このようなカスコード増幅回路自体は文献(CMO3A
NALOG CIRCtJIT DESIGN J 、
ピー、イーアレンおよびデイ−、アール、ホルバーグ著
、1987年発行、から既知である。この文献の第28
8頁のFig、 6.3−1に、第2トランジスタの制
御電極を基準電圧が供給される基準電圧端子に結合した
カスコード増幅回路が開示されている。
NALOG CIRCtJIT DESIGN J 、
ピー、イーアレンおよびデイ−、アール、ホルバーグ著
、1987年発行、から既知である。この文献の第28
8頁のFig、 6.3−1に、第2トランジスタの制
御電極を基準電圧が供給される基準電圧端子に結合した
カスコード増幅回路が開示されている。
(発明が解決しようとする課題)
この既知のカスコード増幅回路においては第1トランジ
スタが入力端子から供給される入力電圧をこれに比例す
る電流に変換し、第2トランジスタの第1主電極に電位
変化を発生する。この電位変化が第2トランジスタの利
得係数で増幅されて回路の出力端子に現われる。これが
ため、総合利得は第1および第2トランジスタの利得係
数の積に等しい。従って、第2トランジスタは回路の利
得を、1つのトランジスタを具える増幅回路の利得より
も高くする。このことは出力インピーダンスの増大も生
ずる。従来のカスコード増幅回路により大きな単位利得
帯域幅積を達成するためには大きなバイアス電流を必要
とすると共に、極めて短かいチャネル長を有するトラン
ジスタを必要とする。しかし、これは出力インピーダン
スおよび従って利得の著しい減少を生ずる。従って、従
来の回路は大きな単位利得帯域幅と高い利得の両方を与
えることはできない。
スタが入力端子から供給される入力電圧をこれに比例す
る電流に変換し、第2トランジスタの第1主電極に電位
変化を発生する。この電位変化が第2トランジスタの利
得係数で増幅されて回路の出力端子に現われる。これが
ため、総合利得は第1および第2トランジスタの利得係
数の積に等しい。従って、第2トランジスタは回路の利
得を、1つのトランジスタを具える増幅回路の利得より
も高くする。このことは出力インピーダンスの増大も生
ずる。従来のカスコード増幅回路により大きな単位利得
帯域幅積を達成するためには大きなバイアス電流を必要
とすると共に、極めて短かいチャネル長を有するトラン
ジスタを必要とする。しかし、これは出力インピーダン
スおよび従って利得の著しい減少を生ずる。従って、従
来の回路は大きな単位利得帯域幅と高い利得の両方を与
えることはできない。
従って、本発明の目的は高い利得と大きな単位利得帯域
幅の両方を有する入力信号増幅回路を提供することにあ
る。
幅の両方を有する入力信号増幅回路を提供することにあ
る。
(課題を解決するための手段)
本発明は上述した種類の増幅回路において、第2トラン
ジスタの制御電極を増幅器の出力端子に結合し、第1ト
ランジスタの第2主電極を前記増幅器の反転入力端子に
結合し、第1基準電圧用の第1基準電圧端子を前記増幅
器の非反転入力端子に結合したことを特徴とする。
ジスタの制御電極を増幅器の出力端子に結合し、第1ト
ランジスタの第2主電極を前記増幅器の反転入力端子に
結合し、第1基準電圧用の第1基準電圧端子を前記増幅
器の非反転入力端子に結合したことを特徴とする。
本発明は第2トランジスタの第1主電極の電位が前記増
幅器の使用によって略々一定に維持されるという事実の
認識に基づくものである。これは、前記主電極の電位変
化を増幅器を介して第2トランジスタの制御電極に負帰
還することにより達成され、増幅回路の利得を単位利得
帯域幅に悪影響を与えることなく前記増幅器の利得倍だ
け増大せしめる。更に、前記増幅器は広帯域幅を有する
必要がない利点もある。その結果として、この増幅器は
簡単な構造のものとすることができ、小表面積に集積す
ることができる。
幅器の使用によって略々一定に維持されるという事実の
認識に基づくものである。これは、前記主電極の電位変
化を増幅器を介して第2トランジスタの制御電極に負帰
還することにより達成され、増幅回路の利得を単位利得
帯域幅に悪影響を与えることなく前記増幅器の利得倍だ
け増大せしめる。更に、前記増幅器は広帯域幅を有する
必要がない利点もある。その結果として、この増幅器は
簡単な構造のものとすることができ、小表面積に集積す
ることができる。
前記第1トランジスタと第2トランジスタとが相まって
第1の周波数に位置する第1の極と第1の周波数より高
い第2の周波数に位置する第2の極とを有する周波数応
答を持つ利得を実現し得る本発明の増幅回路においては
、前記増幅器を第2の周波数より低い周波数の単位利得
帯域幅を有する周波数応答を持つ追加の利得を与えるも
のとする。
第1の周波数に位置する第1の極と第1の周波数より高
い第2の周波数に位置する第2の極とを有する周波数応
答を持つ利得を実現し得る本発明の増幅回路においては
、前記増幅器を第2の周波数より低い周波数の単位利得
帯域幅を有する周波数応答を持つ追加の利得を与えるも
のとする。
このような増幅回路は前記増幅器に使用する素子の寸法
およびこれらの素子を流れるバイアス電流の設定により
回路の周波数応答特性および従って単位利得帯域幅が決
まり、不安定になりにくい。
およびこれらの素子を流れるバイアス電流の設定により
回路の周波数応答特性および従って単位利得帯域幅が決
まり、不安定になりにくい。
この不安定は比較的高い周波数において寄生容量の影響
により生ずる。高周波数においては寄生容量が位相シフ
トを生じ、この位相シフトが1より大きいループ利得の
場合に第2トランジスタと増幅器を含むループを不安定
にし、増幅回路全体が不安定になる。
により生ずる。高周波数においては寄生容量が位相シフ
トを生じ、この位相シフトが1より大きいループ利得の
場合に第2トランジスタと増幅器を含むループを不安定
にし、増幅回路全体が不安定になる。
本発明増幅回路の第1の実施例においては、前記増幅器
を、当該増幅器の反転入力端子に結合された制御電極と
、当該増幅器の非反転入力端子に結合された第1主電極
と、当該増幅器の出力端子に結合され且つ第2電流源を
経て第2電源端子に結合された第2主電極とを有する第
3トランジスタで構成する。この増幅回路の最も簡単な
実施例では第3トランジスタが第2トランジスタの第1
主電極からその制御電極への負帰還を与える。このよう
にすると第2トランジスタの第1主電極の電位が略々安
定化され、総合利得が第3トランジスタの利得係数倍だ
け増大する。
を、当該増幅器の反転入力端子に結合された制御電極と
、当該増幅器の非反転入力端子に結合された第1主電極
と、当該増幅器の出力端子に結合され且つ第2電流源を
経て第2電源端子に結合された第2主電極とを有する第
3トランジスタで構成する。この増幅回路の最も簡単な
実施例では第3トランジスタが第2トランジスタの第1
主電極からその制御電極への負帰還を与える。このよう
にすると第2トランジスタの第1主電極の電位が略々安
定化され、総合利得が第3トランジスタの利得係数倍だ
け増大する。
本発明増幅回路の第2の実施例において、前記第3トラ
ンジスタの制御電極をレベルシフト回路を介して前記増
幅器の反転入力端子に結合することができ、更に前記レ
ベルシフト回路は、前記増幅器の反転入力端子に結合さ
れた制御電極と、第3電流源を経て第2電源端子に結合
され且つ前記第3トランジスタの制御電極に結合された
第1主電極と、第1電源端子に結合された第2主電極と
を有する第4トランジスタで構成することができる。こ
のレベルシフト回路は第2トランジスタの第1主電極に
第1の実施例よりも低い電位を与えるため、回路の出力
電圧スイングを一層大きくすることができる。これは低
電源電圧の場合に特に重要である。
ンジスタの制御電極をレベルシフト回路を介して前記増
幅器の反転入力端子に結合することができ、更に前記レ
ベルシフト回路は、前記増幅器の反転入力端子に結合さ
れた制御電極と、第3電流源を経て第2電源端子に結合
され且つ前記第3トランジスタの制御電極に結合された
第1主電極と、第1電源端子に結合された第2主電極と
を有する第4トランジスタで構成することができる。こ
のレベルシフト回路は第2トランジスタの第1主電極に
第1の実施例よりも低い電位を与えるため、回路の出力
電圧スイングを一層大きくすることができる。これは低
電源電圧の場合に特に重要である。
本発明増幅回路の第3の実施例においては、利得係数を
増大させるために、前記増幅器は第1、第2、第3およ
び第4端子を有する回路網であってその第1および第2
端子をそれぞれ前記増幅器の反転入力端子および前記第
2トランジスタの第1主電極に結合すると共にその第3
および第4端子をそれぞれ前記第3トランジスタの第2
電極及び前記増幅器の出力端子に結合して成るラダー回
路網を具えるものとすることができ、更に前記ラダー回
路網は複数のカスコード接続ラダー素子を具え、各素子
は第11第2、第3及び第4端子を有し、各ラダー素子
の第1及び第2端子をそれぞれ当該ラダー回路網の前段
のラダー素子の第3及び第4端子に結合し、第1ラダー
素子の第1及び第2端子をそれぞれ当該ラダー回路網の
第1及び第3端子に結合すると共に最終ラダー素子の第
3及び第4端子をそれぞれ当該ラダー回路網の第2及び
第4端子に結合し、且つ各ラダー素子は第4及び第5ト
ランジスタを具え、第4トランジスタの制御電極を当該
ラダー素子の第2端子に、その第1主電極を当該ラダー
素子の第1端子に、及びその第2主電極を当該ラダー素
子の第3端子にそれぞれ結合すると共に、第5トランジ
スタの制御電極を当該ラダー素子の第3端子に、その第
1主電極を当該ラダー素子の第2端子に、及びその第2
主電極を当該ラダー素子の第4端子にそれぞれ結合した
構成にすることができる。各ラダー素子の付加は回路の
利得の増大をもたらすため極めて高い利得を得ることが
てきる。これは、ラダー素子内の全てのトランジスタが
その第1主電極の電圧をその第2主電極の電圧へ増幅す
るために総合利得が前記トランジスタの利得係数倍だけ
増大するからである。
増大させるために、前記増幅器は第1、第2、第3およ
び第4端子を有する回路網であってその第1および第2
端子をそれぞれ前記増幅器の反転入力端子および前記第
2トランジスタの第1主電極に結合すると共にその第3
および第4端子をそれぞれ前記第3トランジスタの第2
電極及び前記増幅器の出力端子に結合して成るラダー回
路網を具えるものとすることができ、更に前記ラダー回
路網は複数のカスコード接続ラダー素子を具え、各素子
は第11第2、第3及び第4端子を有し、各ラダー素子
の第1及び第2端子をそれぞれ当該ラダー回路網の前段
のラダー素子の第3及び第4端子に結合し、第1ラダー
素子の第1及び第2端子をそれぞれ当該ラダー回路網の
第1及び第3端子に結合すると共に最終ラダー素子の第
3及び第4端子をそれぞれ当該ラダー回路網の第2及び
第4端子に結合し、且つ各ラダー素子は第4及び第5ト
ランジスタを具え、第4トランジスタの制御電極を当該
ラダー素子の第2端子に、その第1主電極を当該ラダー
素子の第1端子に、及びその第2主電極を当該ラダー素
子の第3端子にそれぞれ結合すると共に、第5トランジ
スタの制御電極を当該ラダー素子の第3端子に、その第
1主電極を当該ラダー素子の第2端子に、及びその第2
主電極を当該ラダー素子の第4端子にそれぞれ結合した
構成にすることができる。各ラダー素子の付加は回路の
利得の増大をもたらすため極めて高い利得を得ることが
てきる。これは、ラダー素子内の全てのトランジスタが
その第1主電極の電圧をその第2主電極の電圧へ増幅す
るために総合利得が前記トランジスタの利得係数倍だけ
増大するからである。
本発明増幅回路の第4の実施例においては、利得係数を
増大するために、前記増幅器は第1、第2、第3及び第
4端子を有する回路網であってその第1及び第2端子を
それぞれ前記第3トランジスタの第2主電極及び前記増
幅器の出力端子に結合すると共にその第3及び第4端子
をそれぞれ第1及び第2電源端子に結合して成るラダー
回路網を具えるものとすることができ、更に前記ラダー
回路網は複数のカスケード接続ラダー素子を具え、各ラ
ダー素子は第1、第2、第3、第4、第5及び第6端子
を有し、各ラダー素子の第1及び第2端子をそれぞれ前
段のラダー素子の第5及び第6端子に結合し、各ラダー
素子の第3及び第4端子をそれぞれ当該ラダー回路網の
第3及び第4端子に結合し、第1ラダー素子の第1及び
第2端子をそれぞれ当該ラダー回路網の第1及び第2端
子に結合すると共に最終ラダー素子の第5及び第6端子
を互いに結合し、且つ各ラダー素子は第4及び第5トラ
ンジスタと第3電流源とを具え、第4トランジスタの制
御電極を当該ラダー素子の第6端子に結合するとともに
該第6端子を第3電流源を経て当該ラダー素子の第4端
子に結合し、第4トランジスタの第1主電極を当該ラダ
ー素子の第1端子に及びその第2主電極を当該ラダー素
子の第2端子にそれぞれ結合すると共に、第5トランジ
スタの制御電極を当該ラダー素子の第1端子に、その第
1主電極を当該ラダー素子の第3端子に、及びその第2
主電極を当該ラダー素子の第4端子にそれぞれ結合した
構成にすることができる。本例でも各ラダー素子の付加
は総合利得の増大をもたらすため極めて高い利得を得る
ことができる。
増大するために、前記増幅器は第1、第2、第3及び第
4端子を有する回路網であってその第1及び第2端子を
それぞれ前記第3トランジスタの第2主電極及び前記増
幅器の出力端子に結合すると共にその第3及び第4端子
をそれぞれ第1及び第2電源端子に結合して成るラダー
回路網を具えるものとすることができ、更に前記ラダー
回路網は複数のカスケード接続ラダー素子を具え、各ラ
ダー素子は第1、第2、第3、第4、第5及び第6端子
を有し、各ラダー素子の第1及び第2端子をそれぞれ前
段のラダー素子の第5及び第6端子に結合し、各ラダー
素子の第3及び第4端子をそれぞれ当該ラダー回路網の
第3及び第4端子に結合し、第1ラダー素子の第1及び
第2端子をそれぞれ当該ラダー回路網の第1及び第2端
子に結合すると共に最終ラダー素子の第5及び第6端子
を互いに結合し、且つ各ラダー素子は第4及び第5トラ
ンジスタと第3電流源とを具え、第4トランジスタの制
御電極を当該ラダー素子の第6端子に結合するとともに
該第6端子を第3電流源を経て当該ラダー素子の第4端
子に結合し、第4トランジスタの第1主電極を当該ラダ
ー素子の第1端子に及びその第2主電極を当該ラダー素
子の第2端子にそれぞれ結合すると共に、第5トランジ
スタの制御電極を当該ラダー素子の第1端子に、その第
1主電極を当該ラダー素子の第3端子に、及びその第2
主電極を当該ラダー素子の第4端子にそれぞれ結合した
構成にすることができる。本例でも各ラダー素子の付加
は総合利得の増大をもたらすため極めて高い利得を得る
ことができる。
更に、出力信号の一定の電圧スイングを達成するために
ラダー素子の付加に応じて電源電圧差を増大させる必要
かな(なる。このラダー回路網の原理は従来のカスコー
ド接続増幅回路を本発明による第2トランジスタの第1
主電極から制御電極への負帰還に反復して併用すること
にある。
ラダー素子の付加に応じて電源電圧差を増大させる必要
かな(なる。このラダー回路網の原理は従来のカスコー
ド接続増幅回路を本発明による第2トランジスタの第1
主電極から制御電極への負帰還に反復して併用すること
にある。
以下、図面につき本発明の詳細な説明するが、その前に
従来の増幅回路を説明しておく。
従来の増幅回路を説明しておく。
第1図は従来の増幅回路を示す。この増幅回路は入力端
子1に結合された制御電極と第1電源端子Vssに結合
された第1主電極とを有する第1トランジスタNlと、
第1基準電圧端子2に結合された制御電極とトランジス
タN1の第2主電極に結合された第1主電極と第2電源
端子vbbに第1電流源を経て結合されると共に出力端
子3に結合された第2主電極とを有する第2トランジス
タN2とを具えている。入力電圧Vinが入力端子1に
供給され、基準電圧Vref 1が基準電圧端子2に供
給される。出力電圧Voutは出力端子3に現われる。
子1に結合された制御電極と第1電源端子Vssに結合
された第1主電極とを有する第1トランジスタNlと、
第1基準電圧端子2に結合された制御電極とトランジス
タN1の第2主電極に結合された第1主電極と第2電源
端子vbbに第1電流源を経て結合されると共に出力端
子3に結合された第2主電極とを有する第2トランジス
タN2とを具えている。入力電圧Vinが入力端子1に
供給され、基準電圧Vref 1が基準電圧端子2に供
給される。出力電圧Voutは出力端子3に現われる。
トランジスタNlは入力電圧Vinをこれに比例する電
流に変換し、これによりトランジスタN2の第1主電極
に電位変化が生ずる。この電位変化がトランジスタN2
の利得係数で増幅されて増幅回路の出力端子に現われる
。大きな単位利得帯域幅積を有する増幅回路を得るため
にはトランジスタN1及びN2を短かいチャネルを有す
ると共に大きな電流を流すものとする必要がある。しか
し、これは出力インピーダンス及び従って回路の利得を
制限する。従って、高い利得の場合には単位利得帯域幅
か小さくなる。
流に変換し、これによりトランジスタN2の第1主電極
に電位変化が生ずる。この電位変化がトランジスタN2
の利得係数で増幅されて増幅回路の出力端子に現われる
。大きな単位利得帯域幅積を有する増幅回路を得るため
にはトランジスタN1及びN2を短かいチャネルを有す
ると共に大きな電流を流すものとする必要がある。しか
し、これは出力インピーダンス及び従って回路の利得を
制限する。従って、高い利得の場合には単位利得帯域幅
か小さくなる。
第2図は本発明増幅回路の回路図であり、第1図と同一
の部分には同一の符号を付しである。この増幅回路では
トランジスタN2の制御電極を増幅器Aの出力端子■0
に結合し、この増幅器の非反転入力端子を基準電圧端子
2に、反転入力端子v2をトランジスタN2の第1主電
極にそれぞれ結合する。
の部分には同一の符号を付しである。この増幅回路では
トランジスタN2の制御電極を増幅器Aの出力端子■0
に結合し、この増幅器の非反転入力端子を基準電圧端子
2に、反転入力端子v2をトランジスタN2の第1主電
極にそれぞれ結合する。
この増幅器AはトランジスタN2の第1主電極の電位を
このトランジスタの制御電極へ負帰還する作用をなす。
このトランジスタの制御電極へ負帰還する作用をなす。
この本発明回路によれば従来のカスコード増幅回路と比
較して、利得が単位利得帯域幅の減少なしに増幅器Aの
利得係数倍だけ大きくなる。従って、増幅器Aの付加が
常に増幅回路の性能の改善をもたらすので利得を任意所
望の値にすることができる。
較して、利得が単位利得帯域幅の減少なしに増幅器Aの
利得係数倍だけ大きくなる。従って、増幅器Aの付加が
常に増幅回路の性能の改善をもたらすので利得を任意所
望の値にすることができる。
第3図は第1及び第2図に示す増幅回路のボード線図を
示し、利得Gを周波数f(対数目盛)の関数として対数
目盛で示しである。この図において、Aorig Aa
dd及びAtotは従来の増幅回路、第2図に示す増幅
器A及び本発明の増幅回路の直流電圧利得をそれぞれ示
す。周波数f3+ r2及びflはそれぞれの3dB周
波数、周波数fs、 f、及びf6はそれぞれの単位利
得帯域幅周波数を示す。更に、第1及び2図に示す増幅
回路の周波数応答特性は周波数f6に位置する極を有し
ている。増幅器Aの付加により従来の増幅回路の直流電
圧利得Aorigに対し得られる利得の増大を矢印で示
してあり、この利得増大は直流電圧利得Aaddに等し
い。増幅器Aの単位利得帯域幅周波数f4が従来の増幅
回路の極周波数f・より低い場合には本発明増幅回路は
不安定になりにくくなる。増幅器Aに使用する素子及び
これら素子を流れる電流の設定によりこの増幅器の周波
数応答及び従って単位利得帯域幅が決まる。これら素子
と周波数応答特性との関係についてのもっと詳しい情報
については文献rAnalysisand desig
n of analog integrated ci
rcuttsJ、ピー、アール、グレイ及びアール、ジ
ー、メイヤー著、1984年発行を参照されたい。この
本の第67頁から、周波数応答を決定するトランジスタ
の寸法と寄生キャパシタンスとの関係について記載され
ている。
示し、利得Gを周波数f(対数目盛)の関数として対数
目盛で示しである。この図において、Aorig Aa
dd及びAtotは従来の増幅回路、第2図に示す増幅
器A及び本発明の増幅回路の直流電圧利得をそれぞれ示
す。周波数f3+ r2及びflはそれぞれの3dB周
波数、周波数fs、 f、及びf6はそれぞれの単位利
得帯域幅周波数を示す。更に、第1及び2図に示す増幅
回路の周波数応答特性は周波数f6に位置する極を有し
ている。増幅器Aの付加により従来の増幅回路の直流電
圧利得Aorigに対し得られる利得の増大を矢印で示
してあり、この利得増大は直流電圧利得Aaddに等し
い。増幅器Aの単位利得帯域幅周波数f4が従来の増幅
回路の極周波数f・より低い場合には本発明増幅回路は
不安定になりにくくなる。増幅器Aに使用する素子及び
これら素子を流れる電流の設定によりこの増幅器の周波
数応答及び従って単位利得帯域幅が決まる。これら素子
と周波数応答特性との関係についてのもっと詳しい情報
については文献rAnalysisand desig
n of analog integrated ci
rcuttsJ、ピー、アール、グレイ及びアール、ジ
ー、メイヤー著、1984年発行を参照されたい。この
本の第67頁から、周波数応答を決定するトランジスタ
の寸法と寄生キャパシタンスとの関係について記載され
ている。
(実施例)
第4図は本発明増幅回路の第1の実施例を示し、第2図
と同一の部分には同一の符号を付しである。
と同一の部分には同一の符号を付しである。
本例では増幅器Aは増幅器Aの反転入力端子■2に結合
された制御電極と、増幅器Aの非反転入力端子■1及び
電源端子Vssに結合された第1主電極と、第2電流源
J2を経て電源端子Vddに結合されると共に増幅器A
の出力端子■0に結合された第2主電極とを有する第3
トランジスタN3から成る。このトランジスタN3はト
ランジスタN2の第1主電極とその制御電極との間の負
帰還を与える。このトランジスタN3の存在の結果とし
てトランジスタN2の第1主電極の電圧の増大がトラン
ジスタN2の制御電極の電圧の減少を生じるため、トラ
ンジスタN2の第1主電極の電圧が減少する。これによ
り負帰還及び従って電圧の安定化が生ずる。
された制御電極と、増幅器Aの非反転入力端子■1及び
電源端子Vssに結合された第1主電極と、第2電流源
J2を経て電源端子Vddに結合されると共に増幅器A
の出力端子■0に結合された第2主電極とを有する第3
トランジスタN3から成る。このトランジスタN3はト
ランジスタN2の第1主電極とその制御電極との間の負
帰還を与える。このトランジスタN3の存在の結果とし
てトランジスタN2の第1主電極の電圧の増大がトラン
ジスタN2の制御電極の電圧の減少を生じるため、トラ
ンジスタN2の第1主電極の電圧が減少する。これによ
り負帰還及び従って電圧の安定化が生ずる。
第5図は本発明増幅回路の第2の実施例を示し、第4図
と同一の部分には同一の符号を付しである。本例ではト
ランジスタN3の制御電極をレベルシフト回路を介して
増幅器Aの反転入力端子v2に結合する。このレベルシ
フト回路は増幅器Aの反転入力端子■2に結合された制
御電極と電源端子Vssに結合された第1主電極と第3
電流源J3を経て電源端子vbbに結合された第2主電
極とを有する第4トランジスタP1から成る。トランジ
スタP1は他のトランジスタと反対の導電型であるため
、増幅器Aの反転入力端子の電圧はトランジスタN3の
しきい値電圧からトランジスタP1のしきい値電圧を引
算した電圧に少なくとも等しい。従って、本例回路の出
力電圧Vou tは反転入力端子v2の電圧がトランジ
スタN3のしきい値電圧に少なくとも等しい第4図に示
す回路の出力電圧Voutより一層大きな最大電圧スイ
ングを有する。
と同一の部分には同一の符号を付しである。本例ではト
ランジスタN3の制御電極をレベルシフト回路を介して
増幅器Aの反転入力端子v2に結合する。このレベルシ
フト回路は増幅器Aの反転入力端子■2に結合された制
御電極と電源端子Vssに結合された第1主電極と第3
電流源J3を経て電源端子vbbに結合された第2主電
極とを有する第4トランジスタP1から成る。トランジ
スタP1は他のトランジスタと反対の導電型であるため
、増幅器Aの反転入力端子の電圧はトランジスタN3の
しきい値電圧からトランジスタP1のしきい値電圧を引
算した電圧に少なくとも等しい。従って、本例回路の出
力電圧Vou tは反転入力端子v2の電圧がトランジ
スタN3のしきい値電圧に少なくとも等しい第4図に示
す回路の出力電圧Voutより一層大きな最大電圧スイ
ングを有する。
第6図は本発明増幅回路の第3の実施例を示し、第4図
と同一の部分には同一の符号を付しである。
と同一の部分には同一の符号を付しである。
本例ではラダー回路網を増幅器Aの反転入力端子■2及
びトランジスタN2の第1主電極とトランジスタN3の
第2主電極及び増幅器Aの出力端子■0との間に配置す
る。このラダー回路網はn個のカスコード接続ラダー素
子を具え、各ラダー素子は2つのトランジスタNia及
びNib (ここでiはn以下の連続番号)を具える。
びトランジスタN2の第1主電極とトランジスタN3の
第2主電極及び増幅器Aの出力端子■0との間に配置す
る。このラダー回路網はn個のカスコード接続ラダー素
子を具え、各ラダー素子は2つのトランジスタNia及
びNib (ここでiはn以下の連続番号)を具える。
各ラダー素子Siは4つの端子を有し、第1端子i1は
トランジスタNiaの第1主電極に、第2端子12はト
ランジスタNiaの制御電極及びトランジスタNibの
第1主電極に、第3端子i3はトランジスタNiaの第
2主電極及びトランジスタNibの制御電極に、第4端
子i4はトランジスタNibの第2主電極にそれぞれ結
合する。
トランジスタNiaの第1主電極に、第2端子12はト
ランジスタNiaの制御電極及びトランジスタNibの
第1主電極に、第3端子i3はトランジスタNiaの第
2主電極及びトランジスタNibの制御電極に、第4端
子i4はトランジスタNibの第2主電極にそれぞれ結
合する。
各ラダー素子Siの第1端子11及び第2端子12は前
段のラダー素子5i−1の第3端子i3及び第4端子i
4にそれぞれ結合し、第1ラダー素子S1の第1及び第
2端子11及び12は増幅器への反転入力端子v2及び
トランジスタN3の第2主電極にそれぞれ結合し、且つ
最終段のラダー素子Snの第3及び第4端子n3及びn
4をトランジスタN2の第1主電極及び増幅器Aの出力
端子vOにそれぞれ結合する。各ラダー素子Siの機能
は回路全体の利得を増大させることにある。即ち、各ト
ランジスタがその第1主電極の電圧をその第2主電極の
電圧に増幅し、総合利得をその利得係数倍だけ増大する
。更に、各トランジスタの第1主電極の電位がその制御
電極に負帰還される。トランジスタNlaに対してはこ
の負帰還はトランジスタN3により達成され、トランジ
スタNibに対してはトランジスタNl&により達成さ
れる。このラダー回路網を使用するときは2つの電源電
圧Vdd及びV。間の電圧差を使用するラダー素子の数
に適合させる必要がある。
段のラダー素子5i−1の第3端子i3及び第4端子i
4にそれぞれ結合し、第1ラダー素子S1の第1及び第
2端子11及び12は増幅器への反転入力端子v2及び
トランジスタN3の第2主電極にそれぞれ結合し、且つ
最終段のラダー素子Snの第3及び第4端子n3及びn
4をトランジスタN2の第1主電極及び増幅器Aの出力
端子vOにそれぞれ結合する。各ラダー素子Siの機能
は回路全体の利得を増大させることにある。即ち、各ト
ランジスタがその第1主電極の電圧をその第2主電極の
電圧に増幅し、総合利得をその利得係数倍だけ増大する
。更に、各トランジスタの第1主電極の電位がその制御
電極に負帰還される。トランジスタNlaに対してはこ
の負帰還はトランジスタN3により達成され、トランジ
スタNibに対してはトランジスタNl&により達成さ
れる。このラダー回路網を使用するときは2つの電源電
圧Vdd及びV。間の電圧差を使用するラダー素子の数
に適合させる必要がある。
第7図は本発明増幅回路の第4の実施例を示し、第4図
と同一の部分には同一の符号を付しである。
と同一の部分には同一の符号を付しである。
本例回路も利得を増大するためにラダー回路網を具えて
いる。このラダー回路網はトランジスタN3の第2主電
極及び増幅器の出力端子■0と2つの電源端子Vsa及
びVddとの間に結合する。このラダー回路網はm個の
カスコード接続ラダー素子Pjを具え、各ラダー素子は
2つのトランジスタNjc及びNjdと電流源Jj+5
とを具えている(ここでjはnより太きくn+m以、下
の連続番号である)。
いる。このラダー回路網はトランジスタN3の第2主電
極及び増幅器の出力端子■0と2つの電源端子Vsa及
びVddとの間に結合する。このラダー回路網はm個の
カスコード接続ラダー素子Pjを具え、各ラダー素子は
2つのトランジスタNjc及びNjdと電流源Jj+5
とを具えている(ここでjはnより太きくn+m以、下
の連続番号である)。
各ラダー素子Pjは6つの端子を具え、第1端子jlは
トランジスタNjcの第1主電極及びトランジスタNj
dの制御電極に結合し、第2端子j2をトランジスタN
jcの第2主電極に結合し、第3端子j3をトランジス
タNjdの第1主電極に結合し、第4端子j4を電流源
Jj+5に結合し、第5端子j5をトランジスタNjd
の第2主電極に結合し、第6端子j6をトランジスタN
jcの制御電極及び電流源Jj+ 5に結合する。各ラ
ダー素子Pjは前段のラダー素子Pj−1の第5端子j
5及び第6端子j6にそれぞれ結合された第1端子j1
及び第2端子j2、電源端子Vss及びVddにそれぞ
れ結合された第3及び第4端子j3及びj4を具える。
トランジスタNjcの第1主電極及びトランジスタNj
dの制御電極に結合し、第2端子j2をトランジスタN
jcの第2主電極に結合し、第3端子j3をトランジス
タNjdの第1主電極に結合し、第4端子j4を電流源
Jj+5に結合し、第5端子j5をトランジスタNjd
の第2主電極に結合し、第6端子j6をトランジスタN
jcの制御電極及び電流源Jj+ 5に結合する。各ラ
ダー素子Pjは前段のラダー素子Pj−1の第5端子j
5及び第6端子j6にそれぞれ結合された第1端子j1
及び第2端子j2、電源端子Vss及びVddにそれぞ
れ結合された第3及び第4端子j3及びj4を具える。
第1ラダー素子P01の第1端子j1及び第2端子j2
をトランジスタN3の第2主電極及び増幅器Aの出力端
子vOにそれぞれ結合し、最終段のラダー素子Pmの第
5端子j5及び第6端子j6を相互接続する。この構成
のラダー回路網の利点は電源電圧差をラダー素子の数の
増大につれて増大させる必要がない点にある。追加のラ
ダー素子Pjの各々がカスケード回路内のトランジスタ
をコスコード接続すると共にトランジスタNjcの第1
主電極の電位をトランジスタNjdを経て負帰還する。
をトランジスタN3の第2主電極及び増幅器Aの出力端
子vOにそれぞれ結合し、最終段のラダー素子Pmの第
5端子j5及び第6端子j6を相互接続する。この構成
のラダー回路網の利点は電源電圧差をラダー素子の数の
増大につれて増大させる必要がない点にある。追加のラ
ダー素子Pjの各々がカスケード回路内のトランジスタ
をコスコード接続すると共にトランジスタNjcの第1
主電極の電位をトランジスタNjdを経て負帰還する。
この結果として回路の利得が増大すると共にラダー素子
の数を変えることにより任意所望の利得値を得ることが
できる。
の数を変えることにより任意所望の利得値を得ることが
できる。
第8図は本発明増幅回路の第5の実施例を示し、第2図
と同一の部分には同一の符号を付しである。
と同一の部分には同一の符号を付しである。
本例回路では増幅器Aを、第3、第4、第5及び第6ト
ランジスタP2. P3. N4及びN5と、第2電流
源J4及び第3電流源J5と、基準電圧Vref2及び
Vref3が供給される第2基準電圧端子4及び第3基
準電圧端子5とを用いて折返しカスコード回路により形
成する。トランジスタP2はその制御電極を増幅器Aの
反転入力端子v2に結合し、その第1主電極を電流源J
4を経て第2電源端子Vddに結合する。トランジスタ
P3はその制御電極を増幅器への非反転入力端子Vl及
び基準電圧Vref 1の基準電圧端子2に結合し、そ
の第1主電極を第3トランジスタP2の第1主電極に結
合し、その第2主電極を第1電源端子V。に結合する。
ランジスタP2. P3. N4及びN5と、第2電流
源J4及び第3電流源J5と、基準電圧Vref2及び
Vref3が供給される第2基準電圧端子4及び第3基
準電圧端子5とを用いて折返しカスコード回路により形
成する。トランジスタP2はその制御電極を増幅器Aの
反転入力端子v2に結合し、その第1主電極を電流源J
4を経て第2電源端子Vddに結合する。トランジスタ
P3はその制御電極を増幅器への非反転入力端子Vl及
び基準電圧Vref 1の基準電圧端子2に結合し、そ
の第1主電極を第3トランジスタP2の第1主電極に結
合し、その第2主電極を第1電源端子V。に結合する。
トランジスタN4はその制御電極を基準電圧Vref2
の基準電圧端子4に結合すると共にその第1主電極を第
1電源端子Vssに結合する。トランジスタN5はその
制御電極を基準電圧Vref3の基準電圧端子5に結合
し、その第1主電極をトランジスタP2及びトランジス
タN4の第2主電極に結合し、その第2主電極を電流源
J5を経て第2電源端子Vddに結合すると共に増幅器
Aの出力端子■0に結合する。トランジスタP2及びP
3は他のトランジスタと反対の導電型であり、差動対を
構成する。従って、増幅器Aの反転入力端子■2の信号
がトランジスタN4の第2主電極に増幅されて現われ、
斯かる後にトランジスタN4により再び増幅されて増幅
器Aの出力端子■0に現われる。この回路も、平衡状態
において増幅器Aの反転入力端子v2の電圧が基準電圧
Vreflにより決まるために出力電圧スイングを比較
的大きくすることができる利点を有する。
の基準電圧端子4に結合すると共にその第1主電極を第
1電源端子Vssに結合する。トランジスタN5はその
制御電極を基準電圧Vref3の基準電圧端子5に結合
し、その第1主電極をトランジスタP2及びトランジス
タN4の第2主電極に結合し、その第2主電極を電流源
J5を経て第2電源端子Vddに結合すると共に増幅器
Aの出力端子■0に結合する。トランジスタP2及びP
3は他のトランジスタと反対の導電型であり、差動対を
構成する。従って、増幅器Aの反転入力端子■2の信号
がトランジスタN4の第2主電極に増幅されて現われ、
斯かる後にトランジスタN4により再び増幅されて増幅
器Aの出力端子■0に現われる。この回路も、平衡状態
において増幅器Aの反転入力端子v2の電圧が基準電圧
Vreflにより決まるために出力電圧スイングを比較
的大きくすることができる利点を有する。
第9図は本発明増幅回路の第6の実施例を示し、第8図
と同一の部分には同一の符号を付しである。
と同一の部分には同一の符号を付しである。
しかし、本例ではトランジスタP3及び電流源J4を、
制御電極を増幅器Aの非反転入力端子Vl及び基準電圧
Vref 1の基準電圧端子2に結合し第1主電極をト
ランジスタP2の第1主電極に結合すると共に第2主電
極を第2電源端子Vddに結合したトランジスタN6と
置き換えである。第8図の回路をこのように変更すると
、トランジスタP3を経て流れ去る電流が節約される利
点が得られる。平衡状態において増幅器Aの反転入力端
子■2の電圧が基準電圧Vref lから少なくともト
ランジスタN6をとトランジスタP2のしきい値電圧を
引算した値に等しくなるため、出力端子3に最大電圧ス
イングを得ることができる。
制御電極を増幅器Aの非反転入力端子Vl及び基準電圧
Vref 1の基準電圧端子2に結合し第1主電極をト
ランジスタP2の第1主電極に結合すると共に第2主電
極を第2電源端子Vddに結合したトランジスタN6と
置き換えである。第8図の回路をこのように変更すると
、トランジスタP3を経て流れ去る電流が節約される利
点が得られる。平衡状態において増幅器Aの反転入力端
子■2の電圧が基準電圧Vref lから少なくともト
ランジスタN6をとトランジスタP2のしきい値電圧を
引算した値に等しくなるため、出力端子3に最大電圧ス
イングを得ることができる。
第10図は本発明増幅回路の第7の実施例を示し、第5
図と同一の部分には同一の符号を付しである。
図と同一の部分には同一の符号を付しである。
本例回路ではトランジスタP1及びトランジスタN3を
それぞれトランジスタP4及びトランジスタN7により
カスコード接続する。即ち、トランジスタP4をトラン
ジスタptの第1主電極と電流源J3との間に配置し、
このトランジスタP4のゲート電極を増幅器Aの反転入
力端子■2に、その第1主電極を電流源J3に、その第
2主電極をトランジスタPIの第1主電極に結合する。
それぞれトランジスタP4及びトランジスタN7により
カスコード接続する。即ち、トランジスタP4をトラン
ジスタptの第1主電極と電流源J3との間に配置し、
このトランジスタP4のゲート電極を増幅器Aの反転入
力端子■2に、その第1主電極を電流源J3に、その第
2主電極をトランジスタPIの第1主電極に結合する。
更に、トランジスタN7をトランジスタN3の第2主電
極と増幅器Aの出力端子vOとの間に配置し、このトラ
ンジスタN7の制御電極をトランジスタP4の第1主電
極に、その第1主電極をトランジスタN3の第2主電極
に、その第2主電極を電流源J2に結合する。本例回路
も比較的大きな出力電圧スイングを得ることができる。
極と増幅器Aの出力端子vOとの間に配置し、このトラ
ンジスタN7の制御電極をトランジスタP4の第1主電
極に、その第1主電極をトランジスタN3の第2主電極
に、その第2主電極を電流源J2に結合する。本例回路
も比較的大きな出力電圧スイングを得ることができる。
このようにカスコード接続すると総合利得か第5図を示
す回路と比較してトランジスタN7の利得係数倍だけ増
大する。トランジスタP1及びP4は他のトランジスタ
と反対の導電型であり、ソースホロワとして動作する。
す回路と比較してトランジスタN7の利得係数倍だけ増
大する。トランジスタP1及びP4は他のトランジスタ
と反対の導電型であり、ソースホロワとして動作する。
第11図は本発明増幅回路を具える演算増幅器を示す。
この演算増幅器は対称入力段Iと、2つの相似の出力段
EF及びGHとを具えている。入力段■は差動対として
配置された2つのトランジスタN8及びN9を具え、そ
の相互結合エミッタを電流源J6を経て電源端子vlI
sに結合すると共に完全に並列配置の2つのトランジス
タNIO及びNilを経て電源端子Vddに結合する。
EF及びGHとを具えている。入力段■は差動対として
配置された2つのトランジスタN8及びN9を具え、そ
の相互結合エミッタを電流源J6を経て電源端子vlI
sに結合すると共に完全に並列配置の2つのトランジス
タNIO及びNilを経て電源端子Vddに結合する。
トランジスタNIO及びNilの第1主電極をトランジ
スタN8及びN9の対応する電極に接続し、基準電圧V
ref4をトランジスタNIO及びNilの制御電極に
供給する。トランジスタN8及びN9の制御電極を端子
IEF及びIGHにそれぞれ結合し、端子IEFは入力
信号VinEFを、端子IGHは入力信号VinGHを
受信するよう構成する。入力段IはトランジスタN8及
びN9の第2主電極を介して出力段EF及びGHを駆動
し、各出力段はそれぞれ増幅部EE及びGGと電流源部
FF及び曲とを具えている。増幅部EEはトランジスタ
PIBを具え、このトランジスタの制御電極を基準電極
VrefE!を受信する端子1Bに結合し、その第1主
電極を電源端子Vddに結合し、その第2主電極を増幅
器Eの反転入力端子と、トランジスタP2Bの第1主電
極と、トランジスタN8の第2主電極とに結合すみ。ト
ランジスタP2Eの第2主電極を出力信号VoutEF
を出力する出力端子3EFに結合し、その制御電極を増
幅器Eの出力端子に結合し、この増幅器の非反転入力端
子を基準電圧VreflBを受信する端子2Eに結合す
る。電流源部FFはトランジスタNIFを具え、このト
ランジスタの制御電極を基準電圧VrefFを受信する
端子IPに結合し、その第1主電極を電源端子Vssに
結合し、その第2主電極を増幅器Fの反転入力端子とト
ランジスタN2Fの第1主電極とに結合する。トランジ
スタN2Fの第2主電極を出力端子3EFに結合し、そ
の制御電極を増幅器Fの出力端子に結合し、この増幅器
の非反転入力端子を基準電圧VreflFを受信する端
子2Fに結合する。
スタN8及びN9の対応する電極に接続し、基準電圧V
ref4をトランジスタNIO及びNilの制御電極に
供給する。トランジスタN8及びN9の制御電極を端子
IEF及びIGHにそれぞれ結合し、端子IEFは入力
信号VinEFを、端子IGHは入力信号VinGHを
受信するよう構成する。入力段IはトランジスタN8及
びN9の第2主電極を介して出力段EF及びGHを駆動
し、各出力段はそれぞれ増幅部EE及びGGと電流源部
FF及び曲とを具えている。増幅部EEはトランジスタ
PIBを具え、このトランジスタの制御電極を基準電極
VrefE!を受信する端子1Bに結合し、その第1主
電極を電源端子Vddに結合し、その第2主電極を増幅
器Eの反転入力端子と、トランジスタP2Bの第1主電
極と、トランジスタN8の第2主電極とに結合すみ。ト
ランジスタP2Eの第2主電極を出力信号VoutEF
を出力する出力端子3EFに結合し、その制御電極を増
幅器Eの出力端子に結合し、この増幅器の非反転入力端
子を基準電圧VreflBを受信する端子2Eに結合す
る。電流源部FFはトランジスタNIFを具え、このト
ランジスタの制御電極を基準電圧VrefFを受信する
端子IPに結合し、その第1主電極を電源端子Vssに
結合し、その第2主電極を増幅器Fの反転入力端子とト
ランジスタN2Fの第1主電極とに結合する。トランジ
スタN2Fの第2主電極を出力端子3EFに結合し、そ
の制御電極を増幅器Fの出力端子に結合し、この増幅器
の非反転入力端子を基準電圧VreflFを受信する端
子2Fに結合する。
増幅部GGは、制御電極が基準電圧VrefGを受信す
る端子IGに結合され、第1主電極が電源端子Vddに
結合され、第2主電極が増幅器Gの反転入力端子とトラ
ンジスタP2Gの第1主電極とトランジスタN9の第2
主電極とに結合されたトランジスタPIGを具える。ト
ランジスタP2Gの第2主電極を出力信号VoutGH
を出力する出力端子3GHに結合し、その制御電極を増
幅器Gの出力端子に結合し、この増幅器の非反転入力端
子を基準電圧Vref IGを受信する端子2Gに結合
する。電流源部間は、制御電極が基準電圧VrefHを
受信する端子IHに結合され、第1主電極が電源端子V
ssに結合され、第2主電極が増幅器Hの反転入力端子
とトランジスタN2Hの第1主電極とに結合されたトラ
ンジスタNIHを具える。トランジスタN2Hの第2主
電極を出力端子3GHに結合し、その制御電極を増幅器
Hの出力端子に結合し、この増幅器の非反転入力端子を
基準電圧VreflHを受信する端子2Hに結合する。
る端子IGに結合され、第1主電極が電源端子Vddに
結合され、第2主電極が増幅器Gの反転入力端子とトラ
ンジスタP2Gの第1主電極とトランジスタN9の第2
主電極とに結合されたトランジスタPIGを具える。ト
ランジスタP2Gの第2主電極を出力信号VoutGH
を出力する出力端子3GHに結合し、その制御電極を増
幅器Gの出力端子に結合し、この増幅器の非反転入力端
子を基準電圧Vref IGを受信する端子2Gに結合
する。電流源部間は、制御電極が基準電圧VrefHを
受信する端子IHに結合され、第1主電極が電源端子V
ssに結合され、第2主電極が増幅器Hの反転入力端子
とトランジスタN2Hの第1主電極とに結合されたトラ
ンジスタNIHを具える。トランジスタN2Hの第2主
電極を出力端子3GHに結合し、その制御電極を増幅器
Hの出力端子に結合し、この増幅器の非反転入力端子を
基準電圧VreflHを受信する端子2Hに結合する。
この構成の演算増幅器では2つのトランジスタN8及び
P2Bと2つのトランジスタN9及びP2Oの各々が折
返しカスコード対を構成し、トランジスタNIO及びN
ilが入力端子IBF及びI G−Hの電圧を基準電圧
Vref4及び電流源J6の電流に応じて決定する。折
返しカスコード対の使用の結果として関連する電圧が制
御されて入力信号VinEF及びVinGHの各々が電
源電圧により決まる最大振幅を呈し得るようになる。2
つの出力段EF及びGHを駆動する図示の方法の代りに
、入力段Iを省略してそれぞれの入力信号VinEF及
びVinGHを端子IF及びIHに供給することもでき
る。しかし、この駆動方法は出力段部分EE及びEFの
機能と出力段部分GG及びHHの機能を交換することを
意味する。
P2Bと2つのトランジスタN9及びP2Oの各々が折
返しカスコード対を構成し、トランジスタNIO及びN
ilが入力端子IBF及びI G−Hの電圧を基準電圧
Vref4及び電流源J6の電流に応じて決定する。折
返しカスコード対の使用の結果として関連する電圧が制
御されて入力信号VinEF及びVinGHの各々が電
源電圧により決まる最大振幅を呈し得るようになる。2
つの出力段EF及びGHを駆動する図示の方法の代りに
、入力段Iを省略してそれぞれの入力信号VinEF及
びVinGHを端子IF及びIHに供給することもでき
る。しかし、この駆動方法は出力段部分EE及びEFの
機能と出力段部分GG及びHHの機能を交換することを
意味する。
上述の演算増幅器は第2図に示す増幅回路と同様に動作
する2つの出力段を具えるが、入力信号VinEF及び
VinGHの各々を折返しカスコード対を介して供給し
、トランジスタPIE及びPIGは増幅器のバイアス電
流を決定するだけである。増幅器E、 F、 G及びH
は種々に実現することができ、例えば第11図より前の
図に示されている増幅回路内のものにならって実現する
ことができる。全ての図に示す増幅回路の最適動作に対
しては、関連する出力端子に結合された電流源を高イン
ピーダンスにして高い出力インピーダンス及び高い利得
が得られるようにする。第11図に示す電流源FF及び
聞はこのような電流源の一例である。
する2つの出力段を具えるが、入力信号VinEF及び
VinGHの各々を折返しカスコード対を介して供給し
、トランジスタPIE及びPIGは増幅器のバイアス電
流を決定するだけである。増幅器E、 F、 G及びH
は種々に実現することができ、例えば第11図より前の
図に示されている増幅回路内のものにならって実現する
ことができる。全ての図に示す増幅回路の最適動作に対
しては、関連する出力端子に結合された電流源を高イン
ピーダンスにして高い出力インピーダンス及び高い利得
が得られるようにする。第11図に示す電流源FF及び
聞はこのような電流源の一例である。
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、多
(の変形や変更が可能である。例えばカスコード接続と
カスケード接続の組合せが可能であると共に種々のタイ
プの増幅器を用いることができる。
(の変形や変更が可能である。例えばカスコード接続と
カスケード接続の組合せが可能であると共に種々のタイ
プの増幅器を用いることができる。
第1図は従来の増幅回路の回路図、
第2図は本発明増幅回路の回路図、
第3図は第1図及び第2図に示す増幅回路のボード線図
、 第4図は本発明増幅回路の第1の実施例の回路図、 第5図は本発明増幅回路の第2の実施例の回路図、 第6図は本発明増幅回路の第3の実施例の回路図、 第7図は本発明増幅回路の第4の実施例の回路図、 第8図は本発明増幅回路の第5の実施例の回路図、 第9図は本発明増幅回路の第6.の実施例の回路図、 第10図は本発明増幅回路の第7の実施例の回路図、 第11図は本発明増幅回路を具えた演算増幅器の回路図
である。 Nl・・・第1トランジスタ N2・・・第2トランジスタ Jl・・・第1電流源 l・・・入力端子 2・・・第1基準電圧端子 3・・・出力端子 Vss・・・第1電源端子 Vdd・・・第2電源端子 A・・・増幅器 V2. Vl、 VO・・・増幅器への反転入力端子、
刃端子及び出力端子 N3・・・第3トランジスタ J2・・・第2電流源 PI・・・第4トランジスタ(レベルシフト)J3・・
・第3電流源 5l−S口・・・ラダー回路網 Si・・・ラダー素子 Po、〜P1・・・ラダー回路網 Pj・・・ラダー素子 非反転入 P2. P3(NO)、 N4. N5・・・第3〜第
6トランジスタP1. N3. P4. N7・・・折
返しカスコード接続トランジスタ ■・・・入力段 BP、 GH・・・出力段 EE、 GG・・・増幅部 FF、聞・・・電流源部
、 第4図は本発明増幅回路の第1の実施例の回路図、 第5図は本発明増幅回路の第2の実施例の回路図、 第6図は本発明増幅回路の第3の実施例の回路図、 第7図は本発明増幅回路の第4の実施例の回路図、 第8図は本発明増幅回路の第5の実施例の回路図、 第9図は本発明増幅回路の第6.の実施例の回路図、 第10図は本発明増幅回路の第7の実施例の回路図、 第11図は本発明増幅回路を具えた演算増幅器の回路図
である。 Nl・・・第1トランジスタ N2・・・第2トランジスタ Jl・・・第1電流源 l・・・入力端子 2・・・第1基準電圧端子 3・・・出力端子 Vss・・・第1電源端子 Vdd・・・第2電源端子 A・・・増幅器 V2. Vl、 VO・・・増幅器への反転入力端子、
刃端子及び出力端子 N3・・・第3トランジスタ J2・・・第2電流源 PI・・・第4トランジスタ(レベルシフト)J3・・
・第3電流源 5l−S口・・・ラダー回路網 Si・・・ラダー素子 Po、〜P1・・・ラダー回路網 Pj・・・ラダー素子 非反転入 P2. P3(NO)、 N4. N5・・・第3〜第
6トランジスタP1. N3. P4. N7・・・折
返しカスコード接続トランジスタ ■・・・入力段 BP、 GH・・・出力段 EE、 GG・・・増幅部 FF、聞・・・電流源部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、入力信号を受信する入力端子に結合された制御電極
と第1電源端子に結合された第1主電極と第2主電極と
を有する第1トランジスタと、制御電極と第1トランジ
スタの第2主電極に結合された第1主電極と第1電流源
を経て第2電源端子に結合されると共に出力信号を出力
する出力端子に結合された第2主電極とを有する第2ト
ランジスタとを具えた入力信号増幅用増幅回路において
、第2トランジスタの制御電極を増幅器の出力端子に結
合し、第1トランジスタの第2主電極を前記増幅器の反
転入力端子に結合し、第1基準電圧用の第1基準電圧端
子を前記増幅器の非反転入力端子に結合したことを特徴
とする増幅回路。 2、前記第1トランジスタと第2トランジスタとが相ま
って第1の周波数に位置する第1の極と第1の周波数よ
り高い第2の周波数に位置する第2の極とを有する周波
数応答を持つ利得を実現し得るようにした請求項1記載
の増幅回路において、前記増幅器を第2の周波数より低
い周波数の単位利得帯域幅を有する周波数応答を持つ追
加の利得を与えるものとしたことを特徴とする増幅回路
。 3、前記増幅器を、当該増幅器の反転入力端子に結合さ
れた制御電極と、当該増幅器の非反転入力端子に結合さ
れた第1主電極と、当該増幅器の出力端子に結合され且
つ第2電流源を経て第2電源端子に結合された第2主電
極とを有する第3トランジスタで構成したことを特徴と
する請求項1又は2記載の増幅回路。 4、前記第1基準電圧端子は第1電源端子に結合したこ
とを特徴とする請求項3記載の増幅回路。 5、前記第3トランジスタの制御電極をレベルシフト回
路を介して前記増幅器の反転入力端子に結合したことを
特徴とする請求項3又は4記載の増幅回路。 6、前記レベルシフト回路は、前記増幅器の反転入力端
子に結合された制御電極と、第3電流源を経て第2電源
端子に結合され且つ前記第3トランジスタの制御電極に
結合された第1主電極と、第1電源端子に結合された第
2主電極とを有する第4トランジスタで構成したことを
特徴とする請求項5記載の増幅回路。 7、利得係数を増大させるために、前記増幅器は第1、
第2、第3および第4端子を有する回路網であってその
第1および第2端子をそれぞれ前記増幅器の反転入力端
子および前記第2トランジスタの第1主電極に結合する
と共にその第3および第4端子をそれぞれ前記第3トラ
ンジスタの第2電極及び前記増幅器の出力端子に結合し
て成るラダー回路網を具えていることを特徴とする請求
項3記載の増幅回路。 8、前記ラダー回路網は複数のカスコード接続ラダー素
子を具え、各素子は第1、第2、第3及び第4端子を有
し、各ラダー素子の第1及び第2端子をそれぞれ当該ラ
ダー回路網の前段のラダー素子の第3及び第4端子に結
合し、第1ラダー素子の第1及び第2端子をそれぞれ当
該ラダー回路網の第1及び第3端子に結合すると共に最
終ラダー素子の第3及び第4端子をそれぞれ当該ラダー
回路網の第2及び第4端子に結合したことを特徴とする
請求項7記載の増幅回路。 9、各ラダー素子は第4及び第5トランジスタを具え、
第4トランジスタの制御電極を当該ラダー素子の第2端
子に、その第1主電極を当該ラダー素子の第1端子に、
及びその第2主電極を当該ラダー素子の第3端子にそれ
ぞれ結合すると共に、第5トランジスタの制御電極を当
該ラダー素子の第3端子に、その第1主電極を当該ラダ
ー素子の第2端子に、及びその第2主電極を当該ラダー
素子の第4端子にそれぞれ結合したことを特徴とする請
求項8記載の増幅回路。 10、利得係数を増大するために、前記増幅器は第1、
第2、第3及び第4端子を有する回路網であってその第
1及び第2端子をそれぞれ前記第3トランジスタの第2
主電極及び前記増幅器の出力端子に結合すると共にその
第3及び第4端子をそれぞれ第1及び第2電源端子に結
合して成るラダー回路網を具えていることを特徴とする
請求項3記載の増幅回路。 11、前記ラダー回路網は複数のカスケード接続ラダー
素子を具え、各ラダー素子は第1、第2、第3、第4、
第5及び第6端子を有し、各ラダー素子の第1及び第2
端子をそれぞれ前段のラダー素子の第5及び第6端子に
結合し、各ラダー素子の第3及び第4端子をそれぞれ当
該ラダー回路網の第3及び第4端子に結合し、第1ラダ
ー素子の第1及び第2端子をそれぞれ当該ラダー回路網
の第1及び第2端子に結合すると共に最終ラダー素子の
第5及び第6端子を互いに結合したことを特徴とする請
求項10記載の増幅回路。 12、各ラダー素子は第4及び第5トランジスタと第3
電流源とを具え、第4トランジスタの制御電極を当該ラ
ダー素子の第6端子に結合するとともに該第6端子を第
3電流源を経て当該ラダー素子の第4端子に結合し、第
4トランジスタの第1主電極を当該ラダー素子の第1端
子に及びその第2主電極を当該ラダー素子の第2端子に
それぞれ結合すると共に、第5トランジスタの制御電極
を当該ラダー素子の第1端子に、その第1主電極を当該
ラダー素子の第3端子に、及びその第2主電極を当該ラ
ダー素子の第4端子にそれぞれ結合したことを特徴とす
る請求項11記載の増幅回路。 13、前記ラダー回路網は少なくとも1個のラダー素子
を具えていることを特徴とする請求項7〜12の何れか
に記載の増幅回路。 14、前記カスケード接続ラダー素子はレベルシフト回
路を介して結合したことを特徴とする請求項11記載の
増幅回路。 15、前記増幅器は、当該増幅器の反転入力端子に結合
された制御電極と第1及び第2主電極とを有する第3ト
ランジスタと、当該増幅器の非反転入力端子に結合され
た制御電極と前記第3トランジスタの第1主電極に結合
された第1主電極と第2主電極とを有する第4トランジ
スタと、第2基準電圧用の第2基準電圧端子に結合され
た制御電極と第1電源端子に結合された第1主電極と第
2主電極とを有する第5トランジスタと、第3基準電圧
用の第3基準電圧端子に結合された制御電極と前記第3
及び第5トランジスタの第2主電極に結合された第1主
電極と第2電流源を経て第2電源端子に結合されると共
に当該増幅器の出力端子に結合された第2主電極とを有
す第6トランジスタとを具えていることを特徴とする請
求項1又は2記載の増幅回路。 16、前記第4トランジスタの第1主電極を第3電流源
を経て第2電源端子に結合すると共にその第2主電極を
第1電源端子に結合したことを特徴とする請求項15記
載の増幅回路。 17、前記第4トランジスタの第2主電極を第2電源端
子に結合したことを特徴とする請求項15記載の増幅回
路。 18、前記第1及び第2トランジスタを折返しカスコー
ド対に従って結合し、第1トランジスタの第1主電極を
電圧基準回路を介して第1電源端子に結合すると共に第
1トランジスタの第2主電極を別のトランジスタを介し
て第1電源端子に結合したことを特徴とする請求項1又
は2記載の増幅回路。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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NL8901146 | 1989-05-08 | ||
NL8901146 | 1989-05-08 | ||
NL9000326A NL9000326A (nl) | 1989-05-08 | 1990-02-12 | Versterkerschakeling. |
NL9000326 | 1990-02-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH033406A true JPH033406A (ja) | 1991-01-09 |
JP2858584B2 JP2858584B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=26646521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2116992A Expired - Lifetime JP2858584B2 (ja) | 1989-05-08 | 1990-05-08 | 増幅回路 |
Country Status (9)
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---|---|
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EP (1) | EP0397240B1 (ja) |
JP (1) | JP2858584B2 (ja) |
KR (1) | KR900019345A (ja) |
CN (1) | CN1021611C (ja) |
CS (1) | CS222290A2 (ja) |
DE (1) | DE69022108T2 (ja) |
HK (1) | HK109996A (ja) |
NL (1) | NL9000326A (ja) |
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