JPH0411399A - サンプル・ホールド増幅回路 - Google Patents

サンプル・ホールド増幅回路

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JPH0411399A
JPH0411399A JP2112398A JP11239890A JPH0411399A JP H0411399 A JPH0411399 A JP H0411399A JP 2112398 A JP2112398 A JP 2112398A JP 11239890 A JP11239890 A JP 11239890A JP H0411399 A JPH0411399 A JP H0411399A
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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] 本発明はサンプル・ホールト増幅回路に関し、特にホー
ルドコンデンサ、差動増幅器及び定電流源回路を備えた
サンプル・ホールド増幅回路に間する。
[従来の技術] 従来、この種のサンプル・ホールド増幅回路は、例えば
、第5図に示すような回路構成となっている。第5図に
おいて、1は入力端子T1より入力されるアナログ電圧
の入力信号V1をサンプリングするサンプリングスイッ
チ回路、2はサンプリングスイッチ回路1の出力電圧に
より充電される電圧をホールドするためのホールドコン
デンサである。
また、ホールドコンデンサ2によりホールトされた電圧
はソースを共通にした差動増幅用MOSトランジスタQ
l、  Q2及び負荷用MO5)ランジスタQ3.Q4
により構成された帰還量1の差動増幅器3を介して出力
端子TOへ■0として出力される。
差動増幅器3はホールドコンデンサ2の電圧VAをMO
SトランジスタQ】ゲートから入力し、MOS)ランジ
スタQ2のゲート及びドレインから出力信号■0を出力
する。また、MOS)ランジスタQl、Q2のソースは
定電流源回路4を接続されている。
従って、サンプリングスイッチ回路1が閉じている間は
入力された入力信号v1てホールドコンデンサ2を充電
し、サンプリングスイッチ回路1が開いている間はホー
ルド・コンデンサ2に充電された電圧VAをホールドし
、入力信号■1のサンプリング時の電圧とほぼ等しい電
圧を出力端子TOから出力VOとして出力する。
[発明か解決しようとする課題] 上述した従来のサンプル・ホールド増幅回路は、ホール
ドコンデンサ2の電圧VAを差動増幅器3のトランジス
タQ1のゲートで受はトランジスタQl。
Q2のソースは定電流源回路4と接続する構成となって
いる。ここでトランジスタQ1のゲート、ソース間には
容量が存在するため、サンプリングスイッチ回路1が閉
じているサンプリング期間に比へてトランジスタQl、
  Q2を含む差動増幅器3の応答時間が長いと、サン
プリングスイッチ回路lか開きホールド期間に入っても
トランジスタQL  Q2の共通ソースの電圧VBが変
動し、最終的な出力電圧vOが入力信号Vlの電圧と大
きくずれるという欠点がある。
例えば、ホールドコンデンサ2の電圧VAがOVの状態
から入力信号■1の電圧E1をサンプリングし、ホール
ドする場合の各部の波形を第6図(a)に、ホールドコ
ンデンサ2の電圧〜rAか電源電圧■DDの状態から入
力信号v1の電圧E2をサンプリングし、ホールドする
場合の各部の波形を第6図(b)に示す。
差動増幅器3の過渡応答は定電流源回路4の電流値が大
きくない時には、立ち下がり時の過渡応答は立ち上がり
の過渡応答に比べ非常に遅い。定電流源回路4の電流値
が大きくない時、ホールドコンデンサ2の電圧VAがO
Vの状態から、入力信号v1の電圧E1をサンプリング
し、ホールドする場合の共通ソースの電圧VB、ホール
ドコンデンサ2の電圧VA及び出力電圧vOの波形は第
6図(a)のように迅速に応答する。このように、第5
図における各部の電圧はサンプリング期間T2内に安定
するので、ホールド期間T3になってからの出力電圧■
0の変動はない。
しかしながら、ホールドコンデンサ2の電圧■Aが電源
電圧VDDの状態から入力信号v1の電圧E2をサンプ
リングし、ホールドする場合には差動増幅器3の過渡応
答が遅いため、共通ソースの電圧VB、ホールドコンデ
ンサ2の電圧VA及び出力電圧■0の波形は第6図(b
)に示されるように応答性か悪くなる。このように、ホ
ールドコンデンサの充電が完了し、サンプリングスイッ
チ回路lが開き、ホールト状態になっても共通ソースの
電圧VBは下降し続ける。また、トランジスタQ1には
ゲート、ソース間容量が存在するため、共通ソースの電
圧VBの下降によりホールドコンデンサ2の容量とトラ
ンジスタQ1とゲート、ソース間容量との比で決まる電
圧針が最終的な出力電圧■0の変動となって現れる。
特にサンプリングレートが速い場合には、この出力電圧
VOの変動を少なくするため、定電流回路4の電流値を
非常に大きくする必要かあり、消費電力が増大する。ま
たサンプリングレートとを速くするためには、ホールド
・コンデンサ2の値を小さくする必要があり、定電流源
回路4の電流が少ないと出力電圧vOの変動は更に大き
くなるという欠点がある。
[課題を解決するための手段] 本発明のサンプル・ホールト増幅回路は、入力端子に印
加されるアナロク電圧の入力信号をサンプリング制御パ
ルスにより所定の期間サンプリングして出力端へ伝達す
るサンプリンクスイッチ回路と、一端を前記サンプリン
グスイッチ回路の出力端と接続し他端を固定電位端子と
接続してサンプリングスイッチ回路の出力電圧で充電さ
れるホールドコンデンサと、ゲートを前記ホールドコン
デンサの一端と接続した第1のトランジスタと前記第1
のトランジスタのソースと共通接続した第2のトランジ
スタとこれらトランジスタの共通接続点と接地電位端子
または電源電圧端子との間に設けた定電流源を有する差
動増幅器とを備えたサンプル・ホールド増幅回路におい
て、一端を前記サンプリングスイッチ回路の一端とホー
ルドコンデンサの一端が接続されている端子に接続し、
他端を接地電位端子または電源電圧端子に接続されてい
るリセットスイッチ回路と、を備えたことを特徴とする
[実施例コ 次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
この実施例のサンプル・ホールト増幅回路は、−端を入
力端子T1に接続し、この入力端子TIに印加されるア
ナログ電圧の入力信号V1をサンプリング制御パルスv
SCにより所定の期間サンプリングして他端へ伝達する
サンプリングスイッチ回路7と、一端を前記サンプリン
グスイッチ回路1の他端と接続し、他端を接地電位端子
と接続してこのサンプリングスイッチ回路1の出力電圧
で充電されるホールドコンデンサ2と、一端を前記サン
プリングスイッチ回路の一端とホールドコンデンサ2の
一端が接続されている端子に接続し他端を接地電位端子
に接続されているリセットスイッチ回路5と、ゲートを
前記ホールドコンデンサの一端と接続した第1トランジ
スタと前記第1のトランジスタのソースと共通接続した
第2のトランジスタとこれらトランジスタの共通接続点
と接地電位との間に設けた定電流源回路4を有する差動
増幅器3を備えた構成となっている。尚、Q3.Q4は
負荷用MO5)ランジスタ、6は電源電圧端子である。
次に、この実施例の動作について説明する。
第2図はこの実施例の動作を説明するための各部信号の
波形図である。まず、リセットスイッチ回路5か制御パ
ルスVRにより閉じると、ホールドコンデンサ2は、接
地電位にリセットされVA=0となる。このリセット期
間T1中に差動増幅器3の出力電圧■0も接地電位付近
まで下がる。
次に、サンプリングスイッチ回路1がサンプリング制御
パルスvSCにより閉じサンプリング期間T2になると
、入力信号v1のサンプリングを開始する。差動増幅器
3の共通ソースの電圧VBも立ち上がりは速く、サンプ
リング期間T2内に電圧が安定になるため、サンプリン
グスイッチ回路1が開きホールド期間T3になっても出
力電圧■0は変動がなく安定である。すなわち、ホール
ドコンデンサ2の電圧VAが電源電位VDDの状態から
これより低い電圧をサンプリングしてホールドする場合
でも、サンプリング開始前にサンプル・ホールド増幅回
路は一旦接地電位付近まで下げられ、サンプル・ホール
ド動作は電圧の立ち上げ方向となる。
このようにしてサンプリング期間T2内に各部信号が安
定するため、定電流源回路4の電流が小さくても、出力
の変動のないサンプル・ホールド増幅回路が構成できる
第3図はこの本発明をアクティブマトリクス液晶ドライ
バに適用したときの回路図である。
この適用例は本発明によるサンプル・ホールド増幅回路
を複数設け、これらサンプル・ホールド増幅回路の各サ
ンプリングスイッチ回路1を制御するサンプリング制御
パルスVSCA−VSCNにより順次サンプリングして
ホールドし出力する。各サンプル・ホールド増幅回路の
リセットスイッチ回路5を制御するリセットスイッチも
制御信号VRはすへて共通に接続し、各サンプル・ホー
ルド増幅回路がサンプリングを開始する荊に、各リセッ
トスイッチ回路5をオンとし、各サンプル・ホールト増
幅回路を接地電位付近にリセットする。
このような適用例においては、特にサンプリングレート
か速くなり、多出力であるため、従来のものでは定電流
源回路に非常に大きな電流を流さなけれは、安定な出力
を得ることかできないか、本発明を適用することでわず
かな消費電力で安定な出力を得ることができる。
また、第4図のように差動用MO5)ランジスタQ5.
  Q6の共通接続点と電源電圧端子6との間に定電流
源回路4を設けた差動増幅回路3の場合は、立ち上がり
が遅くなるためリセットスイッチ回路5を電源電圧端子
6に接続して、サンプリング開始前に電源電圧付近まで
昇圧すれば、同様な効果を得ることができる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、サンプリングをする前に
差動増幅器とホールド・コンデンサを一度接地電位また
は電源電位にリセットするようにしたため、サンプリン
グ期間内にサンプル・ホールドコンデンサの各部の電位
を安定にすることができ、消費電力の小さい差動増幅器
を用いてもホールド期間中の出力電圧の変動を抑えるこ
とができる。従って、サンプリングレートな速くしても
消費電力を低減することができる効果かある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図に示された実施例の動作を説明するための各部信号の
波形図、第3図は本発明をアクティブマトリクス液晶ト
ライバに適用したときの回路図、第4図は本発明の第2
の実施例を示す回路図、第5図は従来のサンプル・ホー
ルド増幅回路の一例を示す回路図、第6図(aL  (
b)はそれぞれ第5図に示されたサンプル・ホールド増
幅回路の動作を説明するための各部信号の波形図である
。 1・・・・・・・・・サンプリングスイッチ回路、2・
・・・・・・・・ホールド・コンデンサ、3・・・・・
・・・・差動増幅器、 4・・・・・・・・・定電流源回路、 5・・・・・・・・・リセットスイッチ回路、6・・・
・・・・・・電源電圧端子、 10・・・・・・・・シフトレジスタ、Q1〜Q8・・
・・・・MOS)ランジスタ、TO・・・・・・・・出
力端子、 T1 ・・・・・・・・・・・入力端子、VO,VOA
。 VOB・・・VON ・・・φ・・Φ出力電圧、VSC
。 V SCA・・・V SCB ・・・・・サンプリング
スイッチ制御の電圧、 VR−φ ・ ・ ・ ・ Vl・ ・ ・ ・ ・ ・ VA・ ・ ・ ・ ・ ・ VB・ ・ ・ ・ ・ ・ CK  ・ ・ ・ ・ ・ ・リセットスイッチ制御電圧、 ・入力電圧、 命サンプリングコンデンサの電圧、 ・共通ソースの電圧、 ・クロック入力端子。 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力端子に印加されるアナログ電圧の入力信号をサンプ
    リング制御パルスにより所定の期間サンプリングして出
    力端へ伝達するサンプリングスイッチ回路と、一端を前
    記サンプリングスイッチ回路の出力端と接続し他端を固
    定電位端子と接続してサンプリングスイッチ回路の出力
    電圧で充電されるホールドコンデンサと、ゲートを前記
    ホールドコンデンサの一端と接続した第1のトランジス
    タと前記第1のトランジスタのソースと共通接続した第
    2のトランジスタとこれらトランジスタの共通接続点と
    接地電位端子または電源電圧端子との間に設けた定電流
    源を有する差動増幅器とを備えたサンプル・ホールド増
    幅回路において、一端を前記サンプリングスイッチ回路
    の一端とホールドコンデンサの一端が接続されている端
    子に接続し、他端を接地電位端子または電源電圧端子に
    接続されているリセットスイッチ回路と、を備えたこと
    を特徴とするサンプル・ホールド増幅回路。
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