JPH04156612A - Multiplier - Google Patents

Multiplier

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JPH04156612A
JPH04156612A JP28227190A JP28227190A JPH04156612A JP H04156612 A JPH04156612 A JP H04156612A JP 28227190 A JP28227190 A JP 28227190A JP 28227190 A JP28227190 A JP 28227190A JP H04156612 A JPH04156612 A JP H04156612A
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transistors
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gate
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gate width
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Katsuharu Kimura
克治 木村
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Abstract

PURPOSE:To reduce an input offset voltage by forming first to eighth differential pairs by means of the eight pairs of transistors having different W/L ratios and setting the W/L ratios of the respective transistors to be a specified value. CONSTITUTION:The first to eighth differential pairs are formed by the eight pairs of TrM1-M8 having the different W/L ratios (the ratio between a gate width and a gate length). A first input voltage is inputted to the first to fourth differential pairs M1-M4 in such a way that the phases of the first and the second differential pairs M1 and M2 and those of the third and the fourth differential pairs M3 and M4 become opposite. A second input voltage is inputted to the fifth to eighth differential pairs M5-M8 in order to make the phases to be same. One output of the fifth and the sixth differential pairs M5 and M6 is set to be the current source of the second differential pair M2 and the other output to be the current source of the fourth differential pair M4. One output of the seventh and the eighth differential pairs M7 and M8 is set to be the current source of the first differential pair and the other output to be the current source of the third differential pair M3. The input offset voltage is reduced by setting the W/L ratios of respective Tr to be the specified value.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマルチプライヤに関し、特にMO8集積回路上
に形成されるマルチプライヤに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to multipliers, and more particularly to multipliers formed on MO8 integrated circuits.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、MO3集積回路上に形成されるマルチプライヤと
しては、差動対を縦積みにしたギルバート・セルと呼ば
れるマルチプライヤと、差動対を横積みにしたフォルト
・ギルバート・セルとがよく知られている。
Conventionally, multipliers formed on MO3 integrated circuits include a multiplier called a Gilbert cell in which differential pairs are stacked vertically, and a fault Gilbert cell in which differential pairs are stacked horizontally. ing.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来のマルチプライヤは、通常の差動対を縦積
み又は横積みにした構成となっているので、MO8集積
回路上に形成した場合には、差動対の入力オフセットが
大きくなるという欠点がある。
The above-mentioned conventional multiplier has a configuration in which normal differential pairs are stacked vertically or horizontally, so when formed on an MO8 integrated circuit, the disadvantage is that the input offset of the differential pair becomes large. There is.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のマルチプライヤは、ソースを共通接続しゲート
を第1の入力電圧を入力する第1及び第2の入力端子と
それぞれ対応して接続しドレインを第1及び第2の負荷
抵抗とそれぞれ対応して接続しゲート幅とゲート長との
比が互いに異なり第1の差動対を形成する第1及び第2
のトランジスタと、ソースを共通接続しゲートを前記第
1及び第2の入力端子とそれぞれ対応して接続しドレイ
ンを前記第1及び第2の負荷抵抗とそれぞれ対応して接
続しゲート幅とゲート長との比が互いに異なり第2の差
動対を形成する第3及び第4のトランジスタと、ソース
を共通接続しゲートを前記第2及び第1の入力端子とそ
れぞれ対応して接続しドレインを前記第1及び第2の負
荷抵抗とそれぞれ対応して接続しゲート幅とゲート長と
の比が互いに異なり第3の差動対を形成する第5及び第
6のトランジスタと、ソースを共通接続しゲートを前記
第2及び第1の入力端子とそれぞれ対応して接続しドレ
インを前記第1及び第2の負荷抵抗とそれぞれ対応して
接続しゲート幅とゲート長との比が互いに異なり第4の
差動対を形成する第7及び第8のトランジスタと、ソー
スを第1の電流源回路に共通接続しゲートを第2の入力
電圧を入力する第3及び第4の入力端子とそれぞれ対応
して接続しドレインを前記第3.第4のトランジスタの
ソース及び前記第7.第8のトランジスタのソースとそ
れぞれ対応して接続し互いにゲート幅とゲート長との比
が異なり第5の差動対を形成する第9及び第10のトラ
ンジスタと、ソースを第2の電流源回路に共通接続し、
ゲートを前記第3及び第4の入力端子ヒそれぞれ対応し
て接続しドレインを前記第3.第4のトランジスタのソ
ース及び前記第7.第8のトランジスタのソーストソれ
ぞれ対応して接続し互いにゲート幅とゲート長との比が
異なり第6の差動対を形成する第11及び第12のトラ
ンジスタと、ソースを第3の電流源回路に共通接続し、
ゲートを前記第3及び第4の入力端子とそれぞれ対応し
て接続しドレインを前記第1.第2のトランジスタのソ
ース及び前記第5. 第6のトランジスタのソースとそ
れぞれ対応して接続し互いにゲート幅とゲート長との比
が異なり第7の差動対を形成する第13及び第14のト
ランジスタと、ソースを第4の電流源回路に共通接続し
、ゲートを前記第3及び第4の入力端子とそれぞれ対応
して接続しドレインを前記第1、第2のトランジスタの
ソース及び前記第7゜第8のトランジスタのソースとそ
れぞれ対応して接続し互いにゲート幅とゲート長との比
が異なり第8の差動対を形成する第15及び第16のト
ランジスタとを有することを特徴としている。
The multiplier of the present invention has a source connected in common, a gate connected in correspondence with the first and second input terminals inputting the first input voltage, and a drain connected in correspondence with the first and second load resistors, respectively. first and second differential pairs that are connected to each other and have different ratios of gate width and gate length to form a first differential pair.
transistors, whose sources are commonly connected, whose gates are connected correspondingly to the first and second input terminals, and whose drains are connected correspondingly to the first and second load resistors, and a gate width and a gate length. A third and a fourth transistor forming a second differential pair having different ratios from each other have their sources connected in common, their gates connected to the second and first input terminals in correspondence with each other, and their drains connected to the second and first input terminals, respectively. fifth and sixth transistors which are connected correspondingly to the first and second load resistors and have different ratios of gate width and gate length and form a third differential pair; are connected to the second and first input terminals, respectively, and the drains are connected to the first and second load resistors, respectively, and the gate width and gate length ratios are different from each other, and a fourth difference is formed. Seventh and eighth transistors forming a dynamic pair, their sources commonly connected to the first current source circuit, and their gates respectively connected correspondingly to third and fourth input terminals into which the second input voltage is input. and the drain is connected to the third drain. the source of the fourth transistor and the seventh transistor. Ninth and tenth transistors are connected to the source of the eighth transistor in a corresponding manner and have mutually different ratios of gate width and gate length to form a fifth differential pair, and the source is connected to the second current source circuit. common connection to
The gates are connected to the third and fourth input terminals, respectively, and the drains are connected to the third and fourth input terminals, respectively. the source of the fourth transistor and the seventh transistor. Eleventh and twelfth transistors are connected correspondingly to the source of the eighth transistor and have mutually different ratios of gate width and gate length to form a sixth differential pair, and the source is connected to a third current source. common connection to the circuit,
The gates are connected to the third and fourth input terminals, respectively, and the drains are connected to the first and second input terminals, respectively. the source of the second transistor and the fifth. Thirteenth and fourteenth transistors are connected to the source of the sixth transistor in a corresponding manner and have mutually different ratios of gate width and gate length to form a seventh differential pair, and the source is connected to the fourth current source circuit. , gates are connected to correspond to the third and fourth input terminals, and drains are connected to the sources of the first and second transistors and the sources of the seventh and eighth transistors, respectively. The present invention is characterized in that it has fifteenth and sixteenth transistors that are connected to each other and have different ratios of gate width and gate length to form an eighth differential pair.

また、第1及び第2のトランジスタのケート幅とゲート
長との比の比、第3及び第4のトランジスタのゲート幅
とゲート長との比の比、第5及び第6のトランジスタの
ゲート幅とゲート長との比の比、並びに第7及び第8の
トランジスタのゲート幅とゲート長との比の比が互いに
等しく、第9及び第10のトランジスタのゲート幅とゲ
ート長との比の比、第11及び第12のトランジスタの
ゲート幅とゲート長との比の比、第13及び第14のト
ランジスタのゲート幅とゲート長との比の比、並びに第
15及び第16のトランジスタのゲート幅とゲート長と
の比の比が互いに等しくなるように構成される。
Also, the ratio of the gate width to gate length of the first and second transistors, the ratio of the gate width to gate length of the third and fourth transistors, and the gate width of the fifth and sixth transistors. and the gate length, and the ratio of the gate width and gate length of the seventh and eighth transistors are equal to each other, and the ratio of the gate width and gate length of the ninth and tenth transistors is equal to each other. , the ratio of the ratio of the gate width to the gate length of the 11th and 12th transistors, the ratio of the ratio of the gate width to the gate length of the 13th and 14th transistors, and the gate width of the 15th and 16th transistors. and the gate length are configured so that the ratios of the gate length and the gate length are equal to each other.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

この実施例は、ソースを共通接続しゲートを第1の入力
電圧vlに入力する第1及び第2の入力端子T、、T2
とそれぞれ対応して接続しドレインを第1及び第2の負
荷抵抗R1,R2とそれぞれ対応して接続しゲート幅と
ゲート長との比が互いに異なり第1の差動対を形成する
第1及び第2のトランジスタMl、M2と、ソースを共
通接続しケートを第1及び第2の入力端子Tl、T2と
それぞれ対応して接続しドレインを第1及び第2の負荷
抵抗R1,R2とそれぞれ対応して接続しゲート幅とゲ
ート長との比が互いに異なり第2の差動対を形成する第
3及び第4のトランジスタM3゜M4と、ソースを共通
接続しゲートを第2及び第1の入力端子T2.Tlとそ
れぞれ対応して接続しドレインを第1及び第2の負荷抵
抗R1,R2とそれぞれ対応して接続しゲート幅とゲー
ト長との比が互いに異なり第3の差動対を形成する第5
及び第6のトランジスタM5.M6と、ソースを共通接
続しゲートを第2及び第1の入力端子T2゜T1とそれ
ぞれ対応して接続しドレインを第1及び第2の負荷抵抗
R1,R2とそれぞれ対応して接続しゲート幅とゲート
長との比が互いに異なり第4の差動対を形成する第7及
び第8のトランジスタM7.M8と、第1〜第4の電流
源工1〜工4と、ソースを第1の電流源■1に共通接続
しゲートを第2の入力電圧v2を入力する第3及び第4
の入力端子T3.T4ヒそれぞれ対応して接続しドレイ
ンを第3.第4のトランジスタM3.M4のソース及び
第7.第8のトランジスタM7.M8のソースとそれぞ
れ対応して接続し互いにゲート幅とゲート長との比が異
なり第5の差動対を形成する第9及び第10のトランジ
スタM9.Ml Oと、ソースを第2の電流源工2に共
通接続し、ゲートを第3及び第4の入力端子T3.T、
とそれぞれ対応して接続しドレインを第3.第4のトラ
ンジスタM3.M4のソース及び第7.第8のトランジ
スタM7.M8のソースとそれぞれ対応して接続し互い
にゲート幅とゲート長との比が異なり第6の差動対を形
成する第11及び第12のトランジスタMll、M12
と、ソースを第3の電流源■3に共通接続し、ゲートを
第3及び第4の入力端子T3.Tlをそれぞれ対応して
接続しドレインを前記第1.第2のトランジスタMl、
M2のソース及び第5.第6のトランジスタM5.M6
のソースとそれぞれ対応して接続し互いにゲート幅とゲ
ート長との比が異なり第7の差動対を形成する第13及
び第14のトランジスタM13゜Ml4と、ソースを第
4の電流源■4に共通接続し、ゲートを第3及び第4の
入力端子T3.T4とそれぞれ対応して接続しドレイン
を前記第1.第2のトランジスタMl、M2のソース及
び第7゜第8のトランジスタM7.M8のソースとそれ
ぞれ対応して接続し、互いにゲート幅とゲート長との比
が異なり第8の差動対を形成する第15及び第16のト
ランジスタMl 5.Ml 6とを有し、第1及び第2
のトランジスタMl、M2のゲート幅とゲート長との比
の比、第3及び第4のトランジスタM3.M4のゲート
幅とゲート長との比の比、第5及び第6のトランジスタ
M5.M6のゲート幅とゲート長との比の比、並びに第
7及び第8のトランジスタM7.M8のゲート幅とゲー
ト長との比の比が互いに等しく、第9及び第10のトラ
ンジスタM9.MI Oのゲ゛−ト幅とゲート長との比
の比、第11及び第12のトランジスタMl 1.Ml
 2のゲート幅とゲート長との比の比、第13及び第1
4のトランジスタM13.M14のゲート幅とゲート長
との比の比、並びに第15及び第16のトランジスタM
 15 、 M 160ゲ一ト幅とゲート長との比の比
が互いに等しくなるような構成となっている。
In this embodiment, first and second input terminals T, , T2 whose sources are commonly connected and whose gates are input to the first input voltage vl
first and second load resistors R1 and R2, respectively, have drains connected correspondingly to first and second load resistors R1 and R2, and have different ratios of gate width and gate length to form a first differential pair. The sources of the second transistors Ml and M2 are connected in common, the gates are connected to the first and second input terminals Tl and T2, respectively, and the drains are connected to the first and second load resistors R1 and R2, respectively. Third and fourth transistors M3 and M4, which are connected together and have different gate width and gate length ratios and form a second differential pair, have their sources commonly connected and have their gates connected to the second and first inputs. Terminal T2. A fifth resistor having a drain connected to the first and second load resistors R1 and R2 in a corresponding manner and having a gate width and a gate length different from each other and forming a third differential pair.
and a sixth transistor M5. M6, the source is commonly connected, the gate is connected correspondingly to the second and first input terminal T2゜T1, and the drain is connected correspondingly to the first and second load resistor R1, R2, respectively, and the gate width is and the gate length of the seventh and eighth transistors M7 . M8, the first to fourth current sources 1 to 4, and the third and fourth current sources whose sources are commonly connected to the first current source 1 and whose gates input the second input voltage v2.
input terminal T3. Connect the drains of T4 and T4 in correspondence with each other. Fourth transistor M3. Source of M4 and 7th. Eighth transistor M7. Ninth and tenth transistors M9.M8, which are respectively connected to the source of M8 and have mutually different ratios of gate width and gate length, form a fifth differential pair. MlO and the sources are commonly connected to the second current source 2, and the gates are connected to the third and fourth input terminals T3. T,
and the drains are connected correspondingly to the third. Fourth transistor M3. Source of M4 and 7th. Eighth transistor M7. Eleventh and twelfth transistors Mll and M12 are respectively connected to the source of M8 and have mutually different ratios of gate width and gate length and form a sixth differential pair.
, the sources are commonly connected to the third current source T3, and the gates are connected to the third and fourth input terminals T3. Tl are connected correspondingly to the drains of the first . second transistor Ml,
Source of M2 and 5th. Sixth transistor M5. M6
13th and 14th transistors M13°Ml4 are connected correspondingly to the sources of the transistors and have mutually different ratios of gate width and gate length to form a seventh differential pair, and the sources are connected to the fourth current source 4 are commonly connected to the third and fourth input terminals T3. T4 and the drains are connected correspondingly to the first. The second transistor Ml, the source of M2 and the seventh and eighth transistors M7. 5. 15th and 16th transistors M1 are connected to the source of M8 in a corresponding manner and have mutually different ratios of gate width and gate length, forming an eighth differential pair; Ml 6 and the first and second
The ratio of the gate width to gate length ratio of the transistors M1 and M2, the third and fourth transistors M3. The ratio of the gate width to gate length ratio of the fifth and sixth transistors M5. M6's gate width to gate length ratio, and the seventh and eighth transistors M7. The gate width and gate length ratios of M8 are equal to each other, and the ninth and tenth transistors M9. Ratio of gate width to gate length of MIO, 11th and 12th transistor Ml 1. Ml
2, the ratio of the gate width to the gate length, the 13th and the 1st
4 transistor M13. The ratio of the gate width to gate length of M14, and the 15th and 16th transistor M
15 and M160, the gate width and gate length ratios are equal to each other.

次に、この実施例の動作及び効果につ−いて説明する。Next, the operation and effects of this embodiment will be explained.

まず、トランジスタMl〜M16のゲート幅比W/Lを
そhぞhW、/L、〜W r s / L 16とおく
と、(W2/L2)/(Wl/L、)=(W、/L、)
/、(W3/Lり=・・・=(W、/Ls)/(w、/
Lt)=に、> t   ・・・(1)(W+。/L、
。)/(W9/L、)=(W11/L+2)/(Wll
/Lll)=・・・:(W+6/ L16)/(W15
/ L12)= k r> 1   ・・・(2)とお
ける。
First, if we set the gate width ratios W/L of transistors Ml to M16 as hW, /L, ~W r s / L 16, then (W2/L2)/(Wl/L, ) = (W, / L,)
/, (W3/Lri=...=(W,/Ls)/(w,/
Lt) = > t ... (1) (W+./L,
. )/(W9/L,)=(W11/L+2)/(Wll
/Lll)=...:(W+6/L16)/(W15
/L12)=k r> 1 (2).

また、トランジスタの移動度をμn、ゲート酸化膜厚を
C6,とじ とおくと、各トランジスタM1〜M16のドレイン電流
Id1〜工、16は、 Id!”αt(V−、+  Vf)2        
・・・・・・(5)1、+z=に+α+(V、−z  
V−)2     ・−・16)Id3=に+α+(V
、、3 V−)2     −−(7)■、4=αl(
V、、4−Vt)2        ・・・・・・(8
)I4g”k+αl(V、、5−V、)2    −・
・・−(9)x、6=a1cv、、a−v、)”   
     ・−−−−・QQLy=α1(V−、T  
V−)2       ”・−Ql)Ias=に+αl
cV、5a−Vt)2−・−・−QZ工4.=α2(V
よ、、−v、)2       ・・・・・・0ΦIa
+o=に2α2 (V −、1o −V −) 2・・
・・・・αΦId++=に2ff2(Vg、++  v
J2・−・・(1511a+2=”2(Vgs+2vt
)2・・・−asIa+3=α2(V、s+s  vt
)”       ・・−・・−a?)Ia+4=に2
αz(Vista  Vt)”     ・−”Q8I
a+5=kzαz(v、、+s−v、)2    ・−
・・・−09Ia+s=(rz(Vista  Vt)
2−−QOとなる。但し、Vtはトランジスタのピンチ
オフ電圧である。
Further, assuming that the mobility of the transistor is μn and the gate oxide film thickness is C6, the drain current Id1~Id16 of each transistor M1 to M16 is Id! "αt(V-, +Vf)2
......(5) 1, +z= +α+(V, -z
V-)2 ・-・16)Id3=+α+(V
,,3 V-)2--(7)■,4=αl(
V,,4-Vt)2 ・・・・・・(8
)I4g”k+αl(V,,5-V,)2-・
...-(9)x, 6=a1cv,, a-v,)"
・----・QQLy=α1(V-, T
V-)2 ”・-Ql)Ias=to+αl
cV, 5a-Vt) 2-・-・-QZ Engineering 4. =α2(V
yo,,-v,)2...0ΦIa
+o=2α2 (V −, 1o −V −) 2...
・・・・αΦId++=2ff2(Vg, ++ v
J2・−・・(1511a+2=”2(Vgs+2vt
)2...-asIa+3=α2(V, s+s vt
)" ...-...-a?)Ia+4=2
αz (Vista Vt)”・-”Q8I
a+5=kzαz(v,,+s−v,)2 ・−
...-09Ia+s=(rz(Vista Vt)
2--QO. However, Vt is the pinch-off voltage of the transistor.

ここで、 Ias+Ia+o=L+++Ia+2=Iau+L+4
=I 、us+ I 、us= I。     ・・・
・・・Ql)V2”Vga@  VgalO=Vt+l
+−■、、12=Vgs13  Vgs14=V’gs
15  Vista    ・・・・・・@また、 21、□=L  L = (Le+Ln)   (L+o+I+z)= (I
au+Ia+a)   (Ltt+L+s)= I a
 + + I a @ ここで I、+L=2I。              ・・・
・・・Gυであるから、(ハ)式より、 I、=I。+■v2 1.=I。−L+ と表わせる。
Here, Ias+Ia+o=L+++Ia+2=Iau+L+4
=I, us+I, us=I. ...
...Ql)V2"Vga@VgalO=Vt+l
+-■,,12=Vgs13 Vgs14=V'gs
15 Vista ・・・・・・@Also, 21, □=L L = (Le+Ln) (L+o+I+z)= (I
au+Ia+a) (Ltt+L+s)=I a
+ + I a @ where I, +L=2I. ...
...Since Gυ, from equation (c), I, = I. +■v2 1. =I. It can be expressed as -L+.

同様に、 L+= (Ia++Idx)   (L2+L4)Le
+ Ia++=L+x+Id+s=L       ・
・・・・・@I dlo+ I 、++z= I a1
4+ I a+e= I z        ・・・・
・・(至)と表わせる。ここで L l=L s −L + 。
Similarly, L+= (Ia++Idx) (L2+L4)Le
+Ia++=L+x+Id+s=L・
...@I dlo+ I, ++z= I a1
4+ I a+e= I z...
... can be expressed as (to). Here, L l=L s −L + .

L +=L + + −1i 12 I=+ +L2=L:++La=I+     ・・・
・・・(5)I a5+ I −6= I a7+ I
 as= I 2       ・・・・・・@I、十
l2=2I。          ・・・・・・磯とな
っている。
L +=L + + -1i 12 I=+ +L2=L:++La=I+...
...(5) I a5+ I -6= I a7+ I
as= I 2 ...@I, 12=2I. ...It's a rocky shore.

ここでトランジスタM9.MI Oからなる差動対とト
ランジスタMl 1.Ml 2からなる差動対は、出力
電流がそれぞれIll  I2の1つめの差動増幅器を
構成しており、トランジスタMl 3.Ml4からなる
差動対とトランジスタMl 5. Ml 6からなる差
動対は出力電流がそれぞれII、I2の2つめの差動増
幅器を構成している。
Here, transistor M9. A differential pair consisting of MIO and a transistor Ml 1. The differential pair consisting of transistors Ml 2 constitutes a first differential amplifier whose output current is Ill I2, respectively, and the transistors Ml 3. Differential pair consisting of M14 and transistor M15. The differential pair consisting of Ml 6 constitutes a second differential amplifier with output currents II and I2, respectively.

I21= (Ls+Idy)   (Ias + Ia
s)となる。
I21= (Ls+Idy) (Ias+Ia
s).

ここでI3−I。= I +++ I 21とすると・
・・・・・017) となる。
Here I3-I. = I +++ I 21 then...
...017).

ここで とおくと、 ・・・・・・G9 ・・・・・・(4I) となる。ここで f(x)v’西−1・・・・・・39 g (x) = v’璽−X          ・・
・・・・(A[有]h(x)=  f(x)−g(x)
          ・・・・・・Hとおき、級数展開
すると、 ・・・・・・0Q ここで 但し、f (0)= g (0)= 1      、
 、’、 h (0)= O・・・St)よって、h 
(x)= a x + −x 2+・・・     ・
・・・・・めすなわち、■、□の2次の項まで表示する
と・・・Q となる。
If set here, it becomes...G9...(4I). Here, f(x) v'west - 1...39 g (x) = v'seal -X...
...(A [exist] h(x) = f(x) - g(x)
Let's say ・・・・・・H and expand it into a series: ・・・・・・0Q Here, f (0)= g (0)= 1,
, ', h (0) = O...St) Therefore, h
(x) = a x + -x 2+... ・
...In other words, if you display up to the quadratic terms of ■ and □...Q.

+38,09式を代入して ・・・・・・(支) 第2項以下、と、■1′≠0としてVl”の項を無視す
れば I3  I4≠−・工7、・Iv□         
 ・・・・・・6■I。
+ Substituting the formula 38, 09... (support) The second term and below, and ■1'≠0 and ignoring the term Vl'', I3 I4≠-・Eng7,・Iv□
・・・・・・6■I.

と求まる。That's what I find.

ここでIvlは入力電圧■1に対する差動増幅器の出力
電流(トランスファーカーブ)に相当し、■、□は入力
電圧v2に対する差動増幅器の出力電流(トランスファ
ーカーブ)を表わす。
Here, Ivl corresponds to the output current (transfer curve) of the differential amplifier with respect to the input voltage ■1, and ■ and □ represent the output current (transfer curve) of the differential amplifier with respect to the input voltage v2.

差動増幅器の出力電流(トランスファーカーブ)は入力
電圧が小さければ直線とみなせる。
The output current (transfer curve) of a differential amplifier can be regarded as a straight line if the input voltage is small.

従って69式は入力電圧V t 、 V 2が小さい範
囲では乗算器となっていることがわかる。特に(ロ)式
より入力電圧vIに対しては直線性の良い乗算器特性が
得られる範囲は、入力電圧v2に対してよりも狭くなる
ものと予想される。
Therefore, it can be seen that Equation 69 functions as a multiplier in a range where the input voltages V t and V 2 are small. In particular, from equation (b), it is expected that the range in which multiplier characteristics with good linearity can be obtained for input voltage vI is narrower than for input voltage v2.

I v+ J I V2については、例えばCIQ式の
I V2についてみれば、MO3差動対のドレイン電流
の差を表わしている。−船釣なW/Lが等しい差動対で
は(至)式でに2=1とおくと と求まる。
Regarding Iv+JIV2, for example, if we look at IV2 of the CIQ formula, it represents the difference in drain current of the MO3 differential pair. -For a differential pair with equal W/L, it can be found by setting 2=1 in equation (to).

6Q式は等しい2対の差動対を並列接続した場合を表わ
しており、電流値が2倍となっている。
The 6Q type represents a case where two equal differential pairs are connected in parallel, and the current value is doubled.

今、k2について考えてみると(ハ)式、 c!e式よ
りとなるから、6′r)式及び3式は各差動対における
トランジスタペアのW/L比のずれによる特性のずれを
表わしており、出力に生じるオフセット電流と考えて良
い。
Now, if we think about k2, equation (c), c! Since Equation 6'r) and Equation 3 represent deviations in characteristics due to deviations in the W/L ratio of transistor pairs in each differential pair, they can be considered as offset currents generated in the output.

1り7)式およびcis式の特性図を第2図に示す。Figure 2 shows the characteristic diagrams of the 1ri7) formula and the cis formula.

第2図よりわかるように、k 2 = 1前後は曲線の
傾きが大きく、k2が大きくなるに従って曲線の傾きが
小さくなっている。
As can be seen from FIG. 2, the slope of the curve is large around k 2 = 1, and the slope of the curve decreases as k 2 increases.

すなわち、k2の値を大きくすると差動対のぺアトラン
ジスタの特性がくずれ、しかも差動対を構成するトラン
ジスタのW/L比(R2)の設計値からのずれは2対の
差動増幅器からなる本回路の場合、出力側のオフセット
電流にはほとんど影響しなくなっていくことがわかる。
In other words, when the value of k2 is increased, the characteristics of the paired transistors in the differential pair deteriorate, and furthermore, the deviation from the design value of the W/L ratio (R2) of the transistors forming the differential pair is due to the difference between the two pairs of differential amplifiers. It can be seen that in the case of this circuit, there is almost no effect on the offset current on the output side.

このときのオフセット電流はI、、1V2=o。The offset current at this time is I, 1V2=o.

I dt l V2= Oとの和で示されるが、この和
も同様にトランジスタのW/L比(R2)の設計値から
のずれに対してはに2を大きくすればほとんど小さくな
り無視し得る。従って本回路はオフセットを低減出来る
効果がある。
This sum is expressed as the sum of I dt l V2 = O, but this sum also becomes almost small and can be ignored by increasing 2 for the deviation of the W/L ratio (R2) of the transistor from the design value. . Therefore, this circuit has the effect of reducing offset.

以上のことは、トランジスタM1〜M4、トランジスタ
M5〜M8及びトランジスタM13〜M16からなるそ
れぞれの2対の差動対群についても同様である。従って
この実施例はオフセットを低減した回路となっている。
The above also applies to each of the two differential pair groups consisting of transistors M1 to M4, transistors M5 to M8, and transistors M13 to M16. Therefore, this embodiment is a circuit with reduced offset.

69式についてシミュレーションを行った結果を第3図
及び第4図に示しておく。
The results of a simulation performed on Equation 69 are shown in FIGS. 3 and 4.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、W/L比の異なる8対の
トランジスタにより第1〜第8の差動対を形成し、第1
〜第4の差動対には、第1の入力電圧が第1.第2の差
動対と第3.第4の差動対とで互に逆相の関係になるよ
うに入力し、第5〜第8の差動対には第2の入力電圧が
互いに同相の関係になるように入力し、第5.第6の差
動対の一方の出力を第2の差動対の電流源とし他方の出
力を第4の差動対の電流源とし、第7.第8の差動対の
一方の出力を第1の差動対の電流源とし他方の出力を第
3の差動対の電流源とする構成とし、各トランジスタの
W/L比を所定の値とすることにより、入力オフセット
電圧を低減することができる効果がある。
As explained above, the present invention forms first to eighth differential pairs using eight pairs of transistors having different W/L ratios, and
~The fourth differential pair has the first input voltage connected to the first input voltage. a second differential pair and a third differential pair; The input voltages are inputted to the fourth differential pair so that they are in an opposite phase relationship with each other, the second input voltages are inputted to the fifth to eighth differential pairs so that they are in phase with each other, and 5. One output of the sixth differential pair is used as a current source for the second differential pair, the other output is used as a current source for the fourth differential pair, and the seventh. One output of the eighth differential pair is configured as a current source for the first differential pair, and the other output is configured as a current source for the third differential pair, and the W/L ratio of each transistor is set to a predetermined value. By doing so, there is an effect that the input offset voltage can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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所定の電流
の特性図、第3図及び第4図は第1図に示された実施例
の効果を説明するためのシュミレーションによる特性図
である。 ■1〜工4・・・・・・電流源、M1〜M16・・・・
・・トランジスタ、R1,R2・・・・・・負荷抵抗。 代理人 弁理士  内 原   晋 CQX=320λ (13−14)   fil−た2・5第4−図
Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 and 4 are characteristic diagrams of a predetermined current for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1. FIGS. be. ■1~Step 4...Current source, M1~M16...
...Transistor, R1, R2...Load resistance. Agent Patent Attorney Susumu Uchihara CQX=320λ (13-14) fil-ta 2.5 Fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ソースを共通接続しゲートを第1の入力電圧を入力
する第1及び第2の入力端子とそれぞれ対応して接続し
ドレインを第1及び第2の負荷抵抗とそれぞれ対応して
接続しゲート幅とゲート長との比が互いに異なり第1の
差動対を形成する第1及び第2のトランジスタと、ソー
スを共通接続しゲートを前記第1及び第2の入力端子と
それぞれ対応して接続しドレインを前記第1及び第2の
負荷抵抗とそれぞれ対応して接続しゲート幅とゲート長
との比が互いに異なり第2の差動対を形成する第3及び
第4のトランジスタと、ソースを共通接続しゲートを前
記第2及び第1の入力端子とそれぞれ対応して接続しド
レインを前記第1及び第2の負荷抵抗とそれぞれ対応し
て接続しゲート幅とゲート長との比が互いに異なり第3
の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタと、ソ
ースを共通接続しゲートを前記第2及び第1の入力端子
とそれぞれ対応して接続しドレインを前記第1及び第2
の負荷抵抗とそれぞれ対応して接続しゲート幅とゲート
長との比が互いに異なり第4の差動対を形成する第7及
び第8のトランジスタと、ソースを第1の電流源回路に
共通接続しゲートを第2の入力電圧を入力する第3及び
第4の入力端子とそれぞれ対応して接続しドレインを前
記第3、第4のトランジスタのソース及び前記第7、第
8のトランジスタのソースとそれぞれ対応して接続し互
いにゲート幅とゲート長との比が異なり第5の差動対を
形成する第9及び第10のトランジスタと、ソースを第
2の電流源回路に共通接続し、ゲートを前記第3及び第
4の入力端子とそれぞれ対応して接続しドレインを前記
第3、第4のトランジスタのソース及び前記第7、第8
のトランジスタのソースとそれぞれ対応して接続し互い
にゲート幅とゲート長との比が異なり第6の差動対を形
成する第11及び第12のトランジスタと、ソースを第
3の電流源回路に共通接続し、ゲートを前記第3及び第
4の入力端子とそれぞれ対応して接続しドレインを前記
第1、第2のトランジスタのソース及び前記第5、第6
のトランジスタのソースとそれぞれ対応して接続し互い
にゲート幅とゲート長との比が異なり第7の差動対を形
成する第13及び第14のトランジスタと、ソースを第
4の電流源回路に共通接続し、ゲートを前記第3及び第
4の入力端子とそれぞれ対応して接続しドレインを前記
第1、第2のトランジスタのソース及び前記第7、第8
のトランジスタのソースとそれぞれ対応して接続し互い
にゲート幅とゲート長との比が異なり第8の差動対を形
成する第15及び第16のトランジスタとを有すること
を特徴とするマルチプライヤ。 2、第1及び第2のトランジスタのゲート幅とゲート長
との比の比、第3及び第4のトランジスタのゲート幅と
ゲート長との比の比、第5及び第6のトランジスタのゲ
ート幅とゲート長との比の比、並びに第7及び第8のト
ランジスタのゲート幅とゲート長との比の比が互いに等
しく、第9及び第10のトランジスタのゲート幅とゲー
ト長との比の比、第11及び第12のトランジスタのゲ
ート幅とゲート長との比の比、第13及び第14のトラ
ンジスタのゲート幅とゲート長との比の比、並びに第1
5及び第16のトランジスタのゲート幅とゲート長との
比の比が互いに等しくなるように構成した請求項1記載
のマルチプライヤ。
[Claims] 1. The sources are commonly connected, the gates are connected correspondingly to the first and second input terminals into which the first input voltage is input, and the drains are connected to the first and second load resistors, respectively. first and second transistors that are connected in a corresponding manner and have different ratios of gate width and gate length forming a first differential pair; their sources are commonly connected and their gates are connected to the first and second input terminals; third and fourth resistors whose drains are connected correspondingly to the first and second load resistors and whose gate width and gate length ratios are different from each other and form a second differential pair; transistors, whose sources are commonly connected, whose gates are connected correspondingly to the second and first input terminals, and whose drains are connected correspondingly to the first and second load resistors, respectively, and a gate width and a gate length. The ratio is different from each other and the third
A fifth and a sixth transistor forming a differential pair have their sources connected in common, their gates connected to the second and first input terminals, respectively, and their drains connected to the first and second input terminals, respectively.
seventh and eighth transistors that are connected in correspondence with the load resistance of the transistors and have different ratios of gate width and gate length to form a fourth differential pair, and their sources are commonly connected to the first current source circuit. and its gates are connected to third and fourth input terminals into which the second input voltage is input, respectively, and its drains are connected to the sources of the third and fourth transistors and the sources of the seventh and eighth transistors. Ninth and tenth transistors are connected correspondingly and have different ratios of gate width and gate length to form a fifth differential pair, and the sources are commonly connected to the second current source circuit, and the gates are connected in common. The drains are connected to the third and fourth input terminals in correspondence with the sources of the third and fourth transistors and the seventh and eighth transistors, respectively.
Eleventh and twelfth transistors which are respectively connected to the sources of the transistors and have mutually different ratios of gate width and gate length forming a sixth differential pair, and whose sources are common to the third current source circuit. the gates are connected to the third and fourth input terminals, respectively, and the drains are connected to the sources of the first and second transistors and the fifth and sixth input terminals.
13th and 14th transistors which are respectively connected to the sources of the transistors and have mutually different ratios of gate width and gate length forming a seventh differential pair, and whose sources are common to the fourth current source circuit. the gates are connected to the third and fourth input terminals respectively, and the drains are connected to the sources of the first and second transistors and the seventh and eighth input terminals.
A multiplier comprising fifteenth and sixteenth transistors which are respectively connected to the sources of the transistors and have different gate width to gate length ratios and form an eighth differential pair. 2. The ratio of the gate width to gate length of the first and second transistors, the ratio of the gate width to gate length of the third and fourth transistors, and the gate width of the fifth and sixth transistors. and the gate length, and the ratio of the gate width and gate length of the seventh and eighth transistors are equal to each other, and the ratio of the gate width and gate length of the ninth and tenth transistors is equal to each other. , the ratio of the gate width to gate length of the eleventh and twelfth transistors, the ratio of the gate width to gate length of the thirteenth and fourteenth transistors, and the first
2. The multiplier according to claim 1, wherein the ratio of gate width to gate length of the fifth and sixteenth transistors is equal to each other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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