JPH0478043B2 - - Google Patents

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JPH0478043B2
JPH0478043B2 JP59189954A JP18995484A JPH0478043B2 JP H0478043 B2 JPH0478043 B2 JP H0478043B2 JP 59189954 A JP59189954 A JP 59189954A JP 18995484 A JP18995484 A JP 18995484A JP H0478043 B2 JPH0478043 B2 JP H0478043B2
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transistor
current
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transistors
voltage
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JPS6167306A (en
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Takuzo Kamimura
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45479Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、任意のオフセツトを設定可能にし
た増幅器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to an amplifier in which an arbitrary offset can be set.

従来の技術 従来、演算増幅器のオフセツトを調整する場
合、演算増幅器の入力部にオフセツト発生回路を
設置し、演算増幅器の外部で任意のオフセツトを
設定するようにしている。
BACKGROUND ART Conventionally, when adjusting the offset of an operational amplifier, an offset generation circuit is installed at the input section of the operational amplifier, and an arbitrary offset is set outside the operational amplifier.

発明が解決しようとする問題点 このような回路では、演算増幅器以外にオフセ
ツト発生回路が必要であるとともに、設定される
オフセツトの信頼性が低いなどの欠点があつた。
Problems to be Solved by the Invention This type of circuit requires an offset generation circuit in addition to the operational amplifier, and has drawbacks such as low reliability of the set offset.

また、この種の外部接続用のオフセツト発生回
路では、演算増幅器とともに半導体集積回路で構
成することが困難であつた。
Furthermore, it has been difficult to construct this type of offset generation circuit for external connection using a semiconductor integrated circuit together with an operational amplifier.

そこで、この発明は、半導体集積回路に適する
とともに、任意のオフセツトを設定でき、設定さ
れたオフセツトの信頼性を高めた増幅器を提供し
ようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an amplifier which is suitable for semiconductor integrated circuits, can set an arbitrary offset, and has improved reliability of the set offset.

問題点を解決するための手段 この発明の増幅器は、エミツタを共通にした第
1および第2のトランジスタ6,8からなる第1
の差動対が設置され、前記第1および第2のトラ
ンジスタのエミツタ側に第3のトランジスタ12
が直列に接続され、前記第1および第2のトラン
ジスタのコレクタ側に能動負荷として第4および
第5のトランジスタ24,26から成る第1の電
流ミラー回路が接続され、前記第3のトランジス
タのベースに定電流を流し込んで前記第1の差動
対に動作電流を流すとともに、前記第1のトラン
ジスタのベースに増幅すべき入力信号、前記第2
のトランジスタのベースに電圧源20を接続して
一定のバイアス電圧を加え、前記入力信号の増幅
出力を前記第1のトランジスタのコレクタ側から
取り出す差動増幅器を備えた増幅部(演算増幅器
2)と、エミツタを共通にした第6および第7の
トランジスタ42,44からなる第2の差動対が
設置されているとともに能動負荷として第2の電
流ミラー回路(トランジスタ46,48)が設置
され、前記第7のトランジスタのベースに加えら
れる制御電圧に応じて前記第7のトランジスタ側
から取り出される出力がベース電流として加えら
れる第8のトランジスタ56が設置され、この第
8のトランジスタに流れる電流に応じてベース電
流が流れて前記第4および第5のトランジスタの
ベース電流を引き込む第9のトランジスタが設置
され、この第9のトランジスタ58に直列に接続
された抵抗64に発生した電圧が前記第6のトラ
ンジスタのベースに加えられ、前記制御電圧に応
じて前記増幅部に任意のオフセツトを設定する電
流制御回路(オフセツト設定回路4)とを備えた
ことを特徴とする。
Means for Solving the Problems The amplifier of the present invention includes a first transistor 6 and a second transistor 8 having a common emitter.
A third transistor 12 is installed on the emitter side of the first and second transistors.
are connected in series, a first current mirror circuit consisting of fourth and fifth transistors 24 and 26 is connected as an active load to the collector sides of the first and second transistors, and the base of the third transistor is connected as an active load to the collector sides of the first and second transistors. A constant current is supplied to the first differential pair to supply an operating current to the first differential pair, and an input signal to be amplified is supplied to the base of the first transistor.
an amplification section (operational amplifier 2) comprising a differential amplifier that connects a voltage source 20 to the base of the first transistor to apply a constant bias voltage, and takes out the amplified output of the input signal from the collector side of the first transistor; , a second differential pair consisting of sixth and seventh transistors 42 and 44 having a common emitter is installed, and a second current mirror circuit (transistors 46 and 48) is installed as an active load. An eighth transistor 56 is installed to which an output taken out from the seventh transistor side is added as a base current in accordance with a control voltage applied to the base of the seventh transistor, and a current flows through the eighth transistor. A ninth transistor is installed through which a base current flows and draws the base currents of the fourth and fifth transistors, and a voltage generated across a resistor 64 connected in series with the ninth transistor 58 is applied to the sixth transistor. The present invention is characterized in that it includes a current control circuit (offset setting circuit 4) that is added to the base of the control voltage and sets an arbitrary offset in the amplifying section according to the control voltage.

作 用 増幅器の第1の差動対には動作電流として定電
流が供給され、第1のトランジスタのベースに加
えられた入力信号は第2のトランジスタのベース
に加えられたバイアス電圧に応じて増幅され、第
1の電流ミラー回路を通じて増幅出力が取り出さ
れる。
Operation A constant current is supplied as an operating current to the first differential pair of the amplifier, and the input signal applied to the base of the first transistor is amplified according to the bias voltage applied to the base of the second transistor. The amplified output is taken out through the first current mirror circuit.

一方、電流制御回路では、制御電圧に応じて第
6および第7のトランジスタで構成される第2の
差動対の出力が第7のトランジスタ側から取り出
され、その出力が第8のトランジスタのベース電
流となり、第8のトランジスタにはそのベース電
流に応じた電流が流れる。この電流は、第9のト
ランジスタのベース電流となり、第9のトランジ
スタにはそのベース電流に応じた電流が流れる。
この結果、第9のトランジスタは、増幅部の第1
の電流ミラー回路に流れる電流、即ち、第4およ
び第5のトランジスタのベース電流を引込み、こ
れが増幅部に対してオフセツトを設定することに
なる。
On the other hand, in the current control circuit, the output of the second differential pair consisting of the sixth and seventh transistors is taken out from the seventh transistor side according to the control voltage, and the output is taken out from the base of the eighth transistor. A current corresponding to the base current flows through the eighth transistor. This current becomes the base current of the ninth transistor, and a current corresponding to the base current flows through the ninth transistor.
As a result, the ninth transistor
The current flowing through the current mirror circuit, ie, the base current of the fourth and fifth transistors, is drawn in, and this sets an offset for the amplification section.

そして、第9のトランジスタに流れる電流は、
第9のトランジスタに直列に接続されている抵抗
に電圧を生じさせ、この電圧が第6のトランジス
タのベースに加えられる。即ち、電流制御回路で
は、第2の差動対によつて制御電圧と抵抗に発生
する電圧との比較が行われており、第7のトラン
ジスタに得られる電流は両者の大小関係に依存し
ている。
And the current flowing through the ninth transistor is
A voltage is developed across a resistor connected in series with the ninth transistor, and this voltage is applied to the base of the sixth transistor. That is, in the current control circuit, the second differential pair compares the control voltage and the voltage generated in the resistor, and the current obtained in the seventh transistor depends on the magnitude relationship between the two. There is.

実施例 以下、この発明を図面に示した実施例を参照し
て詳細に説明する。
Embodiments Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.

第1図は、この発明の増幅器の実施例を示して
いる。
FIG. 1 shows an embodiment of the amplifier of the invention.

第1図において、この増幅器は、差動増幅器で
構成される演算増幅部2に、差動増幅器に任意の
オフセツトを設定する電流制御回路としてのオフ
セツト設定回路4を付加したものである。
In FIG. 1, this amplifier has an operational amplifier section 2 composed of a differential amplifier, and an offset setting circuit 4 as a current control circuit for setting an arbitrary offset to the differential amplifier.

演算増幅部2には、第1の差動対としてエミツ
タを共通にした第1および第2のトランジスタ
6,8が設置され、これらトランジスタ6,8の
エミツタと接地端子(GND)10が形成された
基準電位ラインとの間には、トランジスタ12を
設置して差動増幅器が構成されている。トランジ
スタ14は第3のトランジスタ12と電流ミラー
回路を構成しており、定電流源16は流れる定電
流が動作電流としてトランジスタ6,8に流れ
る。
In the operational amplifier section 2, first and second transistors 6 and 8 having a common emitter are installed as a first differential pair, and a ground terminal (GND) 10 is formed with the emitters of these transistors 6 and 8. A transistor 12 is installed between the reference potential line and a differential amplifier. The transistor 14 constitutes a current mirror circuit with the third transistor 12, and a constant current flowing through the constant current source 16 flows to the transistors 6 and 8 as an operating current.

トランジスタ6のベースには入力端子18が形
成されて増幅すべき信号が加えられ、トランジス
タ8のベースには電圧源20が接続されて所定の
バイアスが印加されている。
An input terminal 18 is formed at the base of the transistor 6 to which a signal to be amplified is applied, and a voltage source 20 is connected to the base of the transistor 8 to apply a predetermined bias.

また、各トランジスタ6,8のコレクタと電源
端子22が形成された正電位ラインとの間には、
差動増幅器の能動負荷としての第1の電流ミラー
回路を構成する第4および第5のトランジスタ2
4,26が設置されるとともに、トランジスタ6
のコレクタ側から差動出力が取り出されている。
すなわち、出力回路は、トランジスタ28,3
0,32,34で構成され、トランジスタ6に流
れる電流に応じてトランジスタ28のベース電流
が引き込まれ、これに応じてトランジスタ28に
流れる電流と、トランジスタ30に流れる定電流
源16からの電流とが合成され、その差電流分が
トランジスタ32のベースに流れ込み、トランジ
スタ32に流れる電流と、トランジスタ34に流
れる定電流源16からの定電流が合成され、その
合成電流による出力電圧Voが出力端子36から
外部に取り出されるようになつている。
Further, between the collectors of each transistor 6 and 8 and the positive potential line where the power supply terminal 22 is formed,
Fourth and fifth transistors 2 constituting a first current mirror circuit as an active load of a differential amplifier
4 and 26 are installed, and the transistor 6
The differential output is taken out from the collector side.
That is, the output circuit includes transistors 28, 3
0, 32, and 34, the base current of the transistor 28 is drawn in accordance with the current flowing to the transistor 6, and the current flowing to the transistor 28 and the current from the constant current source 16 flowing to the transistor 30 are accordingly The current flowing through the transistor 32 and the constant current from the constant current source 16 flowing through the transistor 34 are combined, and the output voltage Vo due to the combined current flows from the output terminal 36. It is now being taken outside.

そして、オフセツト設定回路4は、制御入力端
子38に設定される制御電圧Vcを電流に変換す
るとともに、その電流を演算増幅部2の差動増幅
器の能動負荷を構成するトランジスタ24,26
に流し込み、増幅部2に任意のオフセツトを設定
する。すなわち、オフセツト設定回路4は、第2
の差動対を成すエミツタを共通にした第6および
第7のトランジスタ42,44とともに、トラン
ジスタ46,48,50,52、第8のトランジ
スタ56、第9のトランジスタ58および抵抗6
0,62,64で構成されている。トランジスタ
42,44および抵抗60は差動増幅器を構成
し、トランジスタ46,48は、第2の電流ミラ
ー回路を構成して差動増幅器に対する能動負荷を
成し、トランジスタ50,52はレベルシフト回
路を構成する。
The offset setting circuit 4 converts the control voltage Vc set to the control input terminal 38 into a current, and also transmits the current to the transistors 24 and 26 that constitute the active load of the differential amplifier of the operational amplifier section 2.
and set an arbitrary offset in the amplifying section 2. That is, the offset setting circuit 4
The transistors 46, 48, 50, 52, the eighth transistor 56, the ninth transistor 58, and the resistor 6, together with the sixth and seventh transistors 42 and 44 having a common emitter, forming a differential pair.
It consists of 0, 62, 64. Transistors 42, 44 and resistor 60 form a differential amplifier, transistors 46, 48 form a second current mirror circuit to provide an active load to the differential amplifier, and transistors 50, 52 form a level shift circuit. Configure.

また、トランジスタ56,58および抵抗6
2,64は、トランジスタ44のコレクタから取
り出される電流に応じてトランジスタ24,26
に電流を流すとともに、その電流をトランジスタ
50のベースに帰還する電流制御回路を構成して
いる。すなわち、トランジスタ52に流れる電流
に応じてトランジスタ56にベース電流が与えら
れ、トランジスタ56に流れる電流に応じてトラ
ンジスタ58にベース電流が与えられ、トランジ
スタ58によつてトランジスタ24,26に電流
が流れる。トランジスタ58に流れる電流によつ
て抵抗64に電圧降下が発生し、この電圧降下が
トランジスタ50のベースに帰還されている。
Also, transistors 56, 58 and resistor 6
2 and 64 are transistors 24 and 26 depending on the current taken out from the collector of transistor 44.
A current control circuit is configured to allow current to flow through the transistor 50 and to feed back the current to the base of the transistor 50. That is, a base current is applied to the transistor 56 according to the current flowing through the transistor 52, a base current is applied to the transistor 58 according to the current flowing through the transistor 56, and current flows from the transistor 58 to the transistors 24 and 26. The current flowing through transistor 58 causes a voltage drop across resistor 64, and this voltage drop is fed back to the base of transistor 50.

以上の構成に基づき、その動作を第2図を参照
して説明する。
Based on the above configuration, its operation will be explained with reference to FIG.

定電流源16に流れる電流を2I、トランジス
タ6に流れる電流をI2、トランジスタ8に流れる
電流をI1とするとき、電流ミラー効果によつてト
ランジスタ12に電流2Iが流れるので、次式が
成立する。
When the current flowing through the constant current source 16 is 2I, the current flowing through the transistor 6 is I 2 and the current flowing through the transistor 8 is I 1 , the current 2I flows through the transistor 12 due to the current mirror effect, so the following equation is established. do.

I1+I2=2I ……(1) また、制御入力端子38に加えられる制御電圧
をVc、抵抗64を抵抗値をRxとすると、トラン
ジスタ24,26からトランジスタ58に流れる
制御電流Icは、オフセツト設定回路4を構成する
全帰還増幅器の動作により、 Ic=Vc/Rx ……(2) が成立する。したがつて、抵抗値Rxの値を一定
であるとすると、制御電流Icは制御電圧Vcに比
例して増減する。
I 1 + I 2 = 2I ... (1) Also, if the control voltage applied to the control input terminal 38 is Vc, and the resistance value of the resistor 64 is Rx, the control current Ic flowing from the transistors 24 and 26 to the transistor 58 is offset Due to the operation of the full feedback amplifier that constitutes the setting circuit 4, Ic=Vc/Rx (2) is established. Therefore, assuming that the resistance value Rx is constant, the control current Ic increases or decreases in proportion to the control voltage Vc.

そして、制御電流Icはトランジスタ24からト
ランジスタ6に流れ込み、トランジスタ6に流れ
る電流I2に加算される結果、増幅部2の差動増幅
器に設定されるオフセツトVIN(pffset)は、 VIN(pffset)=26In(I2+Ic) /(I1−Ic) ……(3) で与えられる。
Then, the control current Ic flows from the transistor 24 to the transistor 6, and is added to the current I 2 flowing through the transistor 6. As a result, the offset V IN (pffset) set in the differential amplifier of the amplifier section 2 is V IN (pffset ) = 26In(I 2 + Ic) / (I 1 − Ic) ...(3) is given.

そこで、入力端子18に第2図のAに示すよう
な時間の経過とともに電圧レベルが増加するよう
にランプ波形入力VINを与え、制御入力端子38
に第2図のBに示すような時間の経過とともに電
圧レベルが増加する区間B1、B3、B5および時間
の経過に無関係に一定の電圧レベルを維持する区
間B2、B4を以て電圧レベルが段階的に上昇する
ように設定した制御電圧Vcを与えるものとする
と、この制御電圧Vcによつて増幅部2のトラン
ジスタ6,8で構成される差動増幅器にオフセツ
トが設定される結果、その出力端子36には、第
2図のCと第2図のAおよびBとの比較から明ら
かなように、入力信号電圧が連続的に上昇して
も、制御電圧Vcが上昇している区間B1、B3、B5
が高レベル、それ以外の区間B2、B4が低レベル
となるパルス性の出力Voが発生する。すなわち、
制御電圧Vcに応じてオフセツトが設定される結
果、そのオフセツトに応じた出力が得られる。
Therefore, a ramp waveform input V IN is applied to the input terminal 18 so that the voltage level increases with the passage of time as shown in A in FIG.
As shown in B in FIG. 2, the voltage level increases over time in sections B 1 , B 3 , B 5 and in sections B 2 and B 4 in which the voltage level remains constant regardless of the passage of time. Assuming that a control voltage Vc whose level is set to rise in stages is applied, an offset is set in the differential amplifier constituted by transistors 6 and 8 of the amplification section 2 by this control voltage Vc, resulting in the following: As is clear from the comparison between C in FIG. 2 and A and B in FIG. B1 , B3 , B5
A pulse-like output Vo is generated in which the signal is at a high level and the other sections B 2 and B 4 are at a low level. That is,
As a result of setting the offset according to the control voltage Vc, an output corresponding to the offset can be obtained.

発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、制御
電圧に応じて増幅部の能動負荷である電流ミラー
回路の電流を制御することにより、制御電圧に応
じて任意のオフセツトを増幅部に設定することが
でき、しかも、オフセツトを設定し又は制御する
電流制御回路は増幅部と同等のトランジスタ等の
素子構成であつて外部負荷回路が不要であるから
容易に半導体集積回路で実現することができる。
Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, by controlling the current of the current mirror circuit, which is an active load of the amplification section, according to the control voltage, an arbitrary offset can be applied to the amplification section according to the control voltage. Furthermore, the current control circuit that sets or controls the offset has the same element configuration as the amplifier section, such as transistors, and does not require an external load circuit, so it can be easily realized using a semiconductor integrated circuit. can.

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

第1図はこの発明の増幅器の実施例を示す回路
図、第2図はその差動波形を示す説明図である。 2……演算増幅部(増幅部)、4……オフセツ
ト設定回路(電流制御回路)、6……第1のトラ
ンジスタ(第1の差動対)、8……第2のトラン
ジスタ(第1の差動対)、12……第3のトラン
ジスタ、20……電圧源、24……第4のトラン
ジスタ(第1の電流ミラー回路)、26……第5
のトランジスタ(第1の電流ミラー回路)、42
……第6のトランジスタ(第2の差動対)、44
……第7のトランジスタ(第2の差動対)、46,
48……トランジスタ(第2の電流ミラー回路)、
56……第8のトランジスタ、58……第9のト
ランジスタ、64……抵抗。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the amplifier of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing its differential waveform. 2... operational amplifier section (amplification section), 4... offset setting circuit (current control circuit), 6... first transistor (first differential pair), 8... second transistor (first differential pair), 12... third transistor, 20... voltage source, 24... fourth transistor (first current mirror circuit), 26... fifth transistor
transistor (first current mirror circuit), 42
...Sixth transistor (second differential pair), 44
...Seventh transistor (second differential pair), 46,
48...transistor (second current mirror circuit),
56...Eighth transistor, 58...Ninth transistor, 64...Resistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 エミツタを共通にした第1および第2のトラ
ンジスタからなる第1の差動対が設置され、前記
第1および第2のトランジスタのエミツタ側に第
3のトランジスタが直列に接続され、前記第1お
よび第2のトランジスタのコレクタ側に能動負荷
として第4および第5のトランジスタから成る第
1の電流ミラー回路が接続され、前記第3のトラ
ンジスタのベースに定電流を流し込んで前記第1
の差動対に動作電流を流すとともに、前記第1の
トランジスタのベースに増幅すべき入力信号、前
記第2のトランジスタのベースに電圧源を接続し
て一定のバイアス電圧を加え、前記入力信号の増
幅出力を前記第1のトランジスタのコレクタ側か
ら取り出す差動増幅器を備えた増幅器と、 エミツタを共通にした第6および第7のトラン
ジスタからなる第2の差動対が設置されていると
ともに能動負荷として第2の電流ミラー回路が設
置され、前記第7のトランジスタのベースに加え
られる制御電圧に応じて前記第7のトランジスタ
側から取り出される出力がベース電流として加え
られる第8のトランジスタが設置され、この第8
のトランジスタに流れる電流に応じてベース電流
が流れて前記第4および第5のトランジスタのベ
ース電流を引き込む第9のトランジスタが設置さ
れ、この第9のトランジスタに直列に接続された
抵抗に発生した電圧が前記第6のトランジスタの
ベースに加えられ、前記制御電圧に応じて前記増
幅部に任意のオフセツトを設定する電流制御回路
と、 を備えたことを特徴とする増幅器。
[Claims] 1. A first differential pair consisting of a first and a second transistor having a common emitter is installed, and a third transistor is connected in series on the emitter side of the first and second transistors. A first current mirror circuit consisting of fourth and fifth transistors is connected as an active load to the collector sides of the first and second transistors, and a constant current is caused to flow into the base of the third transistor. Said first
While passing an operating current through the differential pair, the input signal to be amplified is connected to the base of the first transistor, and a voltage source is connected to the base of the second transistor to apply a constant bias voltage. A second differential pair consisting of an amplifier having a differential amplifier that takes out the amplified output from the collector side of the first transistor, and a sixth and seventh transistor having a common emitter is installed, and an active load. A second current mirror circuit is installed as a second current mirror circuit, and an eighth transistor is installed to which an output taken out from the seventh transistor side is added as a base current in accordance with a control voltage applied to the base of the seventh transistor, This eighth
A ninth transistor is installed in which a base current flows in accordance with the current flowing through the transistor and draws the base currents of the fourth and fifth transistors, and a voltage is generated in a resistor connected in series with the ninth transistor. is added to the base of the sixth transistor, and a current control circuit that sets an arbitrary offset to the amplification section according to the control voltage.
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