JPH0514064A - ２つの動作モードを有する増幅器 - Google Patents
２つの動作モードを有する増幅器Info
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- JPH0514064A JPH0514064A JP3207265A JP20726591A JPH0514064A JP H0514064 A JPH0514064 A JP H0514064A JP 3207265 A JP3207265 A JP 3207265A JP 20726591 A JP20726591 A JP 20726591A JP H0514064 A JPH0514064 A JP H0514064A
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
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- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0261—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ポータブル電池等で駆動される増幅器に重要
である、消費電力制御のため、印加入力信号のない場合
に、静止ドレイン電流を少なくするバイアス制御を行な
う増巾器を提供する。 【構成】 入力および出力ステージを有し、結合された
負荷ＲＬに駆動電流ＩＬを供給する増幅器１２は、入力
信号が端子１４，１６を介して増幅器に印加されたとき
それを電圧比較器２４により検知する。入力信号のある
場合には、動作可能回路構成２６及び電流レギュレータ
アクティブ２２を介して、イネーブル信号を与えること
によりステージを高いバイアス・ドレイン電流動作モー
ドで駆動する。入力信号がない場合には、動作可能回路
構成２６及び静止電流レギュレータ２０により、ステー
ジは低いドレイン電流に制御される。
である、消費電力制御のため、印加入力信号のない場合
に、静止ドレイン電流を少なくするバイアス制御を行な
う増巾器を提供する。 【構成】 入力および出力ステージを有し、結合された
負荷ＲＬに駆動電流ＩＬを供給する増幅器１２は、入力
信号が端子１４，１６を介して増幅器に印加されたとき
それを電圧比較器２４により検知する。入力信号のある
場合には、動作可能回路構成２６及び電流レギュレータ
アクティブ２２を介して、イネーブル信号を与えること
によりステージを高いバイアス・ドレイン電流動作モー
ドで駆動する。入力信号がない場合には、動作可能回路
構成２６及び静止電流レギュレータ２０により、ステー
ジは低いドレイン電流に制御される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は増幅器に関する。さらに
詳しくは、一体構造の差動演算増幅器に関する。
詳しくは、一体構造の差動演算増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一体構造の差動演算増幅器は、よく知ら
れているように非常に多くの応用例において利用されて
いる。以前は、静止電力消費の小さい増幅器を作ること
が目標であったが、このような従来の増幅器は出力駆動
電流と交流（ＡＣ）性能が不十分であった。事実、イン
ピーダンスの低い負荷を駆動するために駆動電流能力が
高く、同時に電力消費を抑えるためにバイアス・ドレイ
ン電流を最小限に抑えることのできるような演算増幅器
を作り出すことが依然として目標となっている。移動式
電話や、ラジオ，ビデオゲームなどの消費者向けの娯楽
装置などのようなポータブルな電池で駆動される用途に
おいては、このような用途に用いられる増幅器の静止電
力消費を制限することが特に重要である。
れているように非常に多くの応用例において利用されて
いる。以前は、静止電力消費の小さい増幅器を作ること
が目標であったが、このような従来の増幅器は出力駆動
電流と交流（ＡＣ）性能が不十分であった。事実、イン
ピーダンスの低い負荷を駆動するために駆動電流能力が
高く、同時に電力消費を抑えるためにバイアス・ドレイ
ン電流を最小限に抑えることのできるような演算増幅器
を作り出すことが依然として目標となっている。移動式
電話や、ラジオ，ビデオゲームなどの消費者向けの娯楽
装置などのようなポータブルな電池で駆動される用途に
おいては、このような用途に用いられる増幅器の静止電
力消費を制限することが特に重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】すべてではないが、高
出力電流演算増幅器のほとんどは、出力ステージに結合
された入力ステージから構成される。入力ステージに印
加された交流入力信号に応答して、演算増幅器は、出力
ステージに結合された負荷と駆動電流をやりとりする。
通常、入力ステージと出力ステージとは、静止ドレイン
電流にバイアスされて、高品位オーディオとしてあるい
はデータ処理のために用いられる。たとえば、Motorol
a, Inc.製MC33178 のような低電力，高出力の電流増幅
器は、入力信号が印加されていない状態の静止動作モー
ドにおいて、１台の増幅器につき約４２０マイクロアン
ペアのドレイン電流を出す。マイクロ電力用およびバッ
テリで駆動用については、高負荷電流を供給することの
できる増幅器を提供しつつ、上記の従来技術よりもドレ
イン電流の条件を下げる必要がある。
出力電流演算増幅器のほとんどは、出力ステージに結合
された入力ステージから構成される。入力ステージに印
加された交流入力信号に応答して、演算増幅器は、出力
ステージに結合された負荷と駆動電流をやりとりする。
通常、入力ステージと出力ステージとは、静止ドレイン
電流にバイアスされて、高品位オーディオとしてあるい
はデータ処理のために用いられる。たとえば、Motorol
a, Inc.製MC33178 のような低電力，高出力の電流増幅
器は、入力信号が印加されていない状態の静止動作モー
ドにおいて、１台の増幅器につき約４２０マイクロアン
ペアのドレイン電流を出す。マイクロ電力用およびバッ
テリで駆動用については、高負荷電流を供給することの
できる増幅器を提供しつつ、上記の従来技術よりもドレ
イン電流の条件を下げる必要がある。
【０００４】ここで、印加される入力信号がない場合、
従来の技術よりもドレイン電流条件を小さくした、しか
し入力信号に応答して高い負荷電流を提供する差動演算
増幅器に対する必要性が生まれる。
従来の技術よりもドレイン電流条件を小さくした、しか
し入力信号に応答して高い負荷電流を提供する差動演算
増幅器に対する必要性が生まれる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】したがって、入力ステー
ジと出力ステージとを有し、そこに結合された負荷に対
して駆動電流を与える増幅器が提供され、この増幅器は
入力信号が増幅器に印加されるとそれを検知し、その信
号に応答して出力においてイネーブル信号を与える回路
と、入力信号が印加されない静止動作モードに増幅器が
あるとき低いドレイン電流を供給して、入力ステージと
出力ステージとをバイアスし、かつイネーブル信号に応
答して前記入力ステージおよび出力ステージに与えられ
る電流を増大させ、その入力ステージと出力ステージを
高バイアス・ドレイン電流動作モードでバイアスする電
流レギュレータ回路とから構成される。
ジと出力ステージとを有し、そこに結合された負荷に対
して駆動電流を与える増幅器が提供され、この増幅器は
入力信号が増幅器に印加されるとそれを検知し、その信
号に応答して出力においてイネーブル信号を与える回路
と、入力信号が印加されない静止動作モードに増幅器が
あるとき低いドレイン電流を供給して、入力ステージと
出力ステージとをバイアスし、かつイネーブル信号に応
答して前記入力ステージおよび出力ステージに与えられ
る電流を増大させ、その入力ステージと出力ステージを
高バイアス・ドレイン電流動作モードでバイアスする電
流レギュレータ回路とから構成される。
【０００６】
【実施例】図１ないし図３には、本発明の教義に基づく
２つの動作モードを有する演算増幅器を含む本発明の増
幅器の３種の実施例が示されている。増幅器１０，３
０，４０は、印加された入力信号に応答して、高ドレイ
ン・バイアス電流モードにおいて演算増幅器を動作さ
せ、入力信号が印加されないときは低いドレイン・バイ
アス電流静止動作モードに演算増幅器を維持する回路を
有する。これらの増幅器はたとえば従来のバイポーラ製
造過程を用いて、集積回路の形式で製造するのに適して
いることがわかる。また、複数の図内で用いられる同類
の部品には同じ参照番号がつけられている。
２つの動作モードを有する演算増幅器を含む本発明の増
幅器の３種の実施例が示されている。増幅器１０，３
０，４０は、印加された入力信号に応答して、高ドレイ
ン・バイアス電流モードにおいて演算増幅器を動作さ
せ、入力信号が印加されないときは低いドレイン・バイ
アス電流静止動作モードに演算増幅器を維持する回路を
有する。これらの増幅器はたとえば従来のバイポーラ製
造過程を用いて、集積回路の形式で製造するのに適して
いることがわかる。また、複数の図内で用いられる同類
の部品には同じ参照番号がつけられている。
【０００７】図１には、従来の演算増幅器１２と追加の
関連回路とによって構成される増幅器１０が示される。
この回路は、低い静止ドレイン電流モード（スリープ・
モード）または高いドレイン電流モード（アウェイク・
モード）のいずれかに演算増幅器をおくことにより演算
増幅器の動作状態を制御する、すなわち２状態動作の増
幅器である。通常、演算増幅器１２は差動入力１４，１
６に印加された入力信号に応答して、出力１８における
高い駆動電流ＩL を負荷ＲL に供給する。概して、演算
増幅器１２は差動入力信号を受信する差動入力ステー
ジ，入力ステージと出力ステージとの間に結合された中
間ステージを含み、この出力ステージは、出力１８に結
合されて負荷電流を出し入れする。図示されてはいない
が、上記のMC33178 演算増幅器は、開示された演算増幅
器の典型的なもので、上記のステージを含んでいる。増
幅器１０はさらに静止電流レギュレータ２０とアクティ
ブ電流レギュレータ２２とから構成され、演算増幅器１
２のステージにバイアス電流ＩBiasを供給する調整回路
を含む。電圧比較器２４は、増幅器１０の入力１４，１
６にそれぞれ結合され、動作可能な回路２６に結合した
出力を有し、回路２６はアクティブ電流レギュレータ２
２の動作可能入力に結合された出力を有している。
関連回路とによって構成される増幅器１０が示される。
この回路は、低い静止ドレイン電流モード（スリープ・
モード）または高いドレイン電流モード（アウェイク・
モード）のいずれかに演算増幅器をおくことにより演算
増幅器の動作状態を制御する、すなわち２状態動作の増
幅器である。通常、演算増幅器１２は差動入力１４，１
６に印加された入力信号に応答して、出力１８における
高い駆動電流ＩL を負荷ＲL に供給する。概して、演算
増幅器１２は差動入力信号を受信する差動入力ステー
ジ，入力ステージと出力ステージとの間に結合された中
間ステージを含み、この出力ステージは、出力１８に結
合されて負荷電流を出し入れする。図示されてはいない
が、上記のMC33178 演算増幅器は、開示された演算増幅
器の典型的なもので、上記のステージを含んでいる。増
幅器１０はさらに静止電流レギュレータ２０とアクティ
ブ電流レギュレータ２２とから構成され、演算増幅器１
２のステージにバイアス電流ＩBiasを供給する調整回路
を含む。電圧比較器２４は、増幅器１０の入力１４，１
６にそれぞれ結合され、動作可能な回路２６に結合した
出力を有し、回路２６はアクティブ電流レギュレータ２
２の動作可能入力に結合された出力を有している。
【０００８】動作中は、入力信号が印加されないと、増
幅器１０は「スリープ」または静止動作モードにバイア
スされている。このスリープ・モードにおいては、アク
ティブ電流レギュレータは動作不能状態であり、静止電
流レギュレータ２２のみが低いドレイン電流ＩBiasを供
給して演算増幅器１２の特定のステージをバイアスす
る。静止またはスリープ・モードのドレイン電流の大き
さは２０マイクロアンペア台である。これは、入力信号
に応答するため機能状態に増幅器を維持するのに充分な
バイアス・ドレイン電流である。電圧比較器２４が増幅
器１０の入力において差動入力信号の存在を検出する
と、制御信号を供給して、動作可能な回路２６をアクテ
ィブにする。動作可能な回路２６がアクティブになる
と、イネーブル信号がアクティブ電流レギュレータ２２
に供給される。動作可能になったのに応答して、アクテ
ィブ電流レギュレータ２２は追加のバイアス電流を受け
て、ＩBiasの大きさをさらに高いバイアス・ドレイン電
流のレベルまで増大させ、ステージをより高い「アウェ
イク」またはアクティブ・モードで動作させて、負荷Ｒ
Lに対して高い出力電流を供給する。
幅器１０は「スリープ」または静止動作モードにバイア
スされている。このスリープ・モードにおいては、アク
ティブ電流レギュレータは動作不能状態であり、静止電
流レギュレータ２２のみが低いドレイン電流ＩBiasを供
給して演算増幅器１２の特定のステージをバイアスす
る。静止またはスリープ・モードのドレイン電流の大き
さは２０マイクロアンペア台である。これは、入力信号
に応答するため機能状態に増幅器を維持するのに充分な
バイアス・ドレイン電流である。電圧比較器２４が増幅
器１０の入力において差動入力信号の存在を検出する
と、制御信号を供給して、動作可能な回路２６をアクテ
ィブにする。動作可能な回路２６がアクティブになる
と、イネーブル信号がアクティブ電流レギュレータ２２
に供給される。動作可能になったのに応答して、アクテ
ィブ電流レギュレータ２２は追加のバイアス電流を受け
て、ＩBiasの大きさをさらに高いバイアス・ドレイン電
流のレベルまで増大させ、ステージをより高い「アウェ
イク」またはアクティブ・モードで動作させて、負荷Ｒ
Lに対して高い出力電流を供給する。
【０００９】以上解説したものは入力電流の印加されな
いときは低バイアス・ドレイン状態またはスリープ・モ
ードで動作され、入力信号が印加されたことを検知する
と増幅器を、高い負荷電流または高周波能力を可能にす
るために充分なアウェイク・モードまたは高バイアス・
ドレイン電流状態で動作させる２状態演算増幅器であ
る。
いときは低バイアス・ドレイン状態またはスリープ・モ
ードで動作され、入力信号が印加されたことを検知する
と増幅器を、高い負荷電流または高周波能力を可能にす
るために充分なアウェイク・モードまたは高バイアス・
ドレイン電流状態で動作させる２状態演算増幅器であ
る。
【００１０】図２は、増幅器１０に関して説明した２つ
の動作モードで動作する好適な実施例の増幅器３０であ
る。増幅器３０は入力１４，１６に印加された入力信号
に応答し、電流検出器２８により負荷電流ＩL の変化に
比例する電流を検知する。この電流検出器２８は、演算
増幅器１２の出力ステージに結合されて、イネーブル回
路２６の動作を制御するこのため、上述のようにアクテ
ィブ電流レギュレータ２２は、印加された入力信号に応
答して動作可能となり、負荷電流ＩL を所定の閾値より
も大きくする。
の動作モードで動作する好適な実施例の増幅器３０であ
る。増幅器３０は入力１４，１６に印加された入力信号
に応答し、電流検出器２８により負荷電流ＩL の変化に
比例する電流を検知する。この電流検出器２８は、演算
増幅器１２の出力ステージに結合されて、イネーブル回
路２６の動作を制御するこのため、上述のようにアクテ
ィブ電流レギュレータ２２は、印加された入力信号に応
答して動作可能となり、負荷電流ＩL を所定の閾値より
も大きくする。
【００１１】同様に図３の増幅器４０は図１および図２
の増幅器について説明した方法と実質的に同じ方法で、
スリープ・モードおよびアウェイク・モードで動作す
る。この場合は、電源電流の変化が、入力１４，１６に
印加された入力信号に応答する検出器３２により検出さ
れ、演算増幅器の出力ステージをアクティブにし負荷電
流を出し始めるようにさせる。検出器３２は、ＶCCが供
給されている正の電源レールと、演算増幅器１２との間
に結合されており、入力信号による電源電流ドレインの
増加を検知する。この電流の増加は、電流比較器３６に
より基準電流と比較されて制御信号が動作可能回路２６
に発生してレギュレータ２２を動作可能にする。同様
に、負荷電流が出力１８から入ると、検出器３４は負の
電源レールの電流の変化を検知する。この変化は、電流
比較器３６により検出されて上記と同様にレギュレータ
２２を動作可能にする。
の増幅器について説明した方法と実質的に同じ方法で、
スリープ・モードおよびアウェイク・モードで動作す
る。この場合は、電源電流の変化が、入力１４，１６に
印加された入力信号に応答する検出器３２により検出さ
れ、演算増幅器の出力ステージをアクティブにし負荷電
流を出し始めるようにさせる。検出器３２は、ＶCCが供
給されている正の電源レールと、演算増幅器１２との間
に結合されており、入力信号による電源電流ドレインの
増加を検知する。この電流の増加は、電流比較器３６に
より基準電流と比較されて制御信号が動作可能回路２６
に発生してレギュレータ２２を動作可能にする。同様
に、負荷電流が出力１８から入ると、検出器３４は負の
電源レールの電流の変化を検知する。この変化は、電流
比較器３６により検出されて上記と同様にレギュレータ
２２を動作可能にする。
【００１２】図４には、増幅器５０（増幅器３０のさら
に詳細のブロック概略図）が示され、本発明の好適な実
施例をさらに詳しく説明している。演算増幅器１２の出
力ステージに結合された分数負荷電流検出器４２は、そ
こを通る負荷電流を検知し、出力において負荷電流の分
数に比例する出力電流を与えるために用いられる。検出
器４２の出力は、電流閾値検出器４４の入力に結合され
ている。電流閾値検出器４４は電流ミラー４６の入力に
結合された別の入力端子を有しており、電流ミラー４６
の出力は、基準電流電源４８と遅延回路５２の入力の両
方に結合されている。遅延回路の出力はアクティブ電流
レギュレータ２２の動作可能入力に結合されている。
に詳細のブロック概略図）が示され、本発明の好適な実
施例をさらに詳しく説明している。演算増幅器１２の出
力ステージに結合された分数負荷電流検出器４２は、そ
こを通る負荷電流を検知し、出力において負荷電流の分
数に比例する出力電流を与えるために用いられる。検出
器４２の出力は、電流閾値検出器４４の入力に結合され
ている。電流閾値検出器４４は電流ミラー４６の入力に
結合された別の入力端子を有しており、電流ミラー４６
の出力は、基準電流電源４８と遅延回路５２の入力の両
方に結合されている。遅延回路の出力はアクティブ電流
レギュレータ２２の動作可能入力に結合されている。
【００１３】電力が増幅器５０に供給されると、再び静
止電流レギュレータ２０がアクティブとなり、演算増幅
器１２のステージを通じて静止ドレイン・バイアス電流
を供給する。このため、ＩBiasは、ある公称値、たとえ
ば２０マイクロアンペアになる。そのため増幅器５０の
動作のスリープ・モードは、演算増幅器１２が入力１
４，１６に印加される入力信号に応答するのに充分な、
最小限のドレイン・バイアス電流を必要とする。スリー
プ・モード動作中には、負荷電流がないので、検出器４
２の出力は実質的にゼロになる。そのため電流閾値検出
器４４は、低いドレイン電流状態のままとなり、電流ミ
ラー４６に対して入力電流を供給しない。それゆえＩD
はゼロである。このため遅延回路４８は、動作不能とな
り電流レギュレータ２２に対してイネーブル信号を供給
しない。しかし、入力１４と１６に印加された入力信号
に応答して、負荷電流ＩL は出力１８において出し入れ
のいずれかを開始する。検出器４２はこの負荷電流の分
数を検知して、実際の電流Ｉ L に比例する出力電流％Ｉ
L を与える。この出力電流が、電流閾値検出器４４によ
り設定された所定の値を越えるとすぐに、入力電流が電
流ミラー４６に供給される。電流ミラー４６はその後出
力において電流ＩD を発する。ＩDの大きさが、ＩREF
を越えると、遅延回路５２が動作状態となりアクティブ
電流レギュレータ２２にイネーブル信号を供給する。ア
クティブ電流レギュレータ２２が動作可能になると、次
に追加のバイアス電流ＩBiasが供給されて、高ドレイン
・バイアス状態に演算増幅器１２をバイアスし、さらに
演算増幅器はアウェイク・モードになって、従来の方法
で高い出力負荷電流を供給する。遅延回路５２により与
えられたイネーブル信号は所定の時間オンのままで、入
力信号がゼロになると遅延される。これによって交流入
力信号が交流半サイクル間でゼロに交差するたびに出力
信号の歪が防止される。 図５には、本発明の２動作モ
ード増幅器が詳細に示されている。増幅器の演算増幅器
部１２は、入力１４，１６とにおいて差動入力信号を受
信し、中間ステージにシングル・エンドの出力信号を与
える差動入力ステージ６０を含んでいる。この中間ステ
ージはトランジスタ６４と抵抗６６とから構成され、抵
抗６６はトランジスタ６４のエミッタと負の電源レール
ＶEEとの間に結合されている。トランジスタ６４は、そ
のコレクタが電流源８０に結合されているエミッタ・フ
ォロワーとして構成されている。トランジスタ６４のコ
レクタとエミッタとは、演算増幅器１２の出力ステージ
の各入力に結合されており、該増幅器１２は負荷電流を
受ける出力トランジスタ６８，ダイオード７０，直列に
接続されたダイオード７６，７８，電流を発する出力ト
ランジスタ７４とから構成され、これらはすべて既知の
方法で相互接続されている。出力ステージの電流を受け
る出力トランジスタ６８と電流を発するトランジスタ７
４とはいずれも抵抗７２を通じて出力端子１８に結合さ
れている。上述のように、演算増幅器は、電流レギュレ
ータ２０により静止バイアスまたはスリープ・モードに
バイアスされている数個のステージを持つ従来の構成で
ある。バイアス方法については、以下に示す。
止電流レギュレータ２０がアクティブとなり、演算増幅
器１２のステージを通じて静止ドレイン・バイアス電流
を供給する。このため、ＩBiasは、ある公称値、たとえ
ば２０マイクロアンペアになる。そのため増幅器５０の
動作のスリープ・モードは、演算増幅器１２が入力１
４，１６に印加される入力信号に応答するのに充分な、
最小限のドレイン・バイアス電流を必要とする。スリー
プ・モード動作中には、負荷電流がないので、検出器４
２の出力は実質的にゼロになる。そのため電流閾値検出
器４４は、低いドレイン電流状態のままとなり、電流ミ
ラー４６に対して入力電流を供給しない。それゆえＩD
はゼロである。このため遅延回路４８は、動作不能とな
り電流レギュレータ２２に対してイネーブル信号を供給
しない。しかし、入力１４と１６に印加された入力信号
に応答して、負荷電流ＩL は出力１８において出し入れ
のいずれかを開始する。検出器４２はこの負荷電流の分
数を検知して、実際の電流Ｉ L に比例する出力電流％Ｉ
L を与える。この出力電流が、電流閾値検出器４４によ
り設定された所定の値を越えるとすぐに、入力電流が電
流ミラー４６に供給される。電流ミラー４６はその後出
力において電流ＩD を発する。ＩDの大きさが、ＩREF
を越えると、遅延回路５２が動作状態となりアクティブ
電流レギュレータ２２にイネーブル信号を供給する。ア
クティブ電流レギュレータ２２が動作可能になると、次
に追加のバイアス電流ＩBiasが供給されて、高ドレイン
・バイアス状態に演算増幅器１２をバイアスし、さらに
演算増幅器はアウェイク・モードになって、従来の方法
で高い出力負荷電流を供給する。遅延回路５２により与
えられたイネーブル信号は所定の時間オンのままで、入
力信号がゼロになると遅延される。これによって交流入
力信号が交流半サイクル間でゼロに交差するたびに出力
信号の歪が防止される。 図５には、本発明の２動作モ
ード増幅器が詳細に示されている。増幅器の演算増幅器
部１２は、入力１４，１６とにおいて差動入力信号を受
信し、中間ステージにシングル・エンドの出力信号を与
える差動入力ステージ６０を含んでいる。この中間ステ
ージはトランジスタ６４と抵抗６６とから構成され、抵
抗６６はトランジスタ６４のエミッタと負の電源レール
ＶEEとの間に結合されている。トランジスタ６４は、そ
のコレクタが電流源８０に結合されているエミッタ・フ
ォロワーとして構成されている。トランジスタ６４のコ
レクタとエミッタとは、演算増幅器１２の出力ステージ
の各入力に結合されており、該増幅器１２は負荷電流を
受ける出力トランジスタ６８，ダイオード７０，直列に
接続されたダイオード７６，７８，電流を発する出力ト
ランジスタ７４とから構成され、これらはすべて既知の
方法で相互接続されている。出力ステージの電流を受け
る出力トランジスタ６８と電流を発するトランジスタ７
４とはいずれも抵抗７２を通じて出力端子１８に結合さ
れている。上述のように、演算増幅器は、電流レギュレ
ータ２０により静止バイアスまたはスリープ・モードに
バイアスされている数個のステージを持つ従来の構成で
ある。バイアス方法については、以下に示す。
【００１４】電流レギュレータ２０は交差結合されたト
ランジスタ９４，９６，抵抗１００，１０２，ダイオー
ド１０４，出力トランジスタ１０６，１０８，１１０と
から構成される既知のものである。たとえば、米国特許
第４，４９１，７８０号では、レギュレータ２０および
２２の両方の構造と動作を開示している。簡単にいう
と、△ＶBE電圧が、抵抗１００の両側に設定されて、そ
れによりトランジスタ１０６，１０８，１１０のコレク
タ・エミッタ導電路を流れる出力電流が設定される。こ
のため静止バイアス駆動電流ＩBiasがトランジスタ１０
６，１０８を通じて、演算増幅器の適当なステージに供
給される。このため、トランジスタ１０６のコレクタ
は、ダイオード接続型トランジスタ８８とトランジスタ
８６とから構成される電流ミラーに結合される。トラン
ジスタ１０６がトランジスタ８８のエミッタ・コレクタ
導電路から電流を受けると、電流はトランジスタ８６を
介して鏡映され、入力ステージを静止動作状態にバイア
スする。同様に、ダイオード接続型トランジスタ８４と
トランジスタ８２とから構成される電流ミラー８０は、
トランジスタ８４からの電流を受けるトランジスタ１０
８に応答して、トランジスタ８２のコレクタから、トラ
ンジスタ６４のコレクタに静止バイアス電流を供給し、
同時に出力ステージに応答して静止電流を供給する。
ランジスタ９４，９６，抵抗１００，１０２，ダイオー
ド１０４，出力トランジスタ１０６，１０８，１１０と
から構成される既知のものである。たとえば、米国特許
第４，４９１，７８０号では、レギュレータ２０および
２２の両方の構造と動作を開示している。簡単にいう
と、△ＶBE電圧が、抵抗１００の両側に設定されて、そ
れによりトランジスタ１０６，１０８，１１０のコレク
タ・エミッタ導電路を流れる出力電流が設定される。こ
のため静止バイアス駆動電流ＩBiasがトランジスタ１０
６，１０８を通じて、演算増幅器の適当なステージに供
給される。このため、トランジスタ１０６のコレクタ
は、ダイオード接続型トランジスタ８８とトランジスタ
８６とから構成される電流ミラーに結合される。トラン
ジスタ１０６がトランジスタ８８のエミッタ・コレクタ
導電路から電流を受けると、電流はトランジスタ８６を
介して鏡映され、入力ステージを静止動作状態にバイア
スする。同様に、ダイオード接続型トランジスタ８４と
トランジスタ８２とから構成される電流ミラー８０は、
トランジスタ８４からの電流を受けるトランジスタ１０
８に応答して、トランジスタ８２のコレクタから、トラ
ンジスタ６４のコレクタに静止バイアス電流を供給し、
同時に出力ステージに応答して静止電流を供給する。
【００１５】ここで、動作の静止状態またはスリープ・
モードにおいては、入力ステージ６０は、トランジスタ
６８をオンにするのに充分なだけエミッタ・フォロワー
・トランジスタ６４を導通させる。装置７０，７４，７
６，７８は整合しているのが理想である。スリープ・モ
ードでは、ＩL はゼロであり、トランジスタ７４のベー
ス・エミッタとダイオード７０の両側の電圧降下の量
は、ダイオード７６，７８との両側の電圧降下の量に等
しい。分数負荷電流検出器４２は、４個の検知用トラン
ジスタ１２８，１３０，１３２，１３４と、各抵抗Ｒお
よび電流ミラー１３６，１３８，１４２，１４４を含ん
でいる。後でさらに詳しく解説するが、トランジスタ１
２８，１３０は、トランジスタ７４と抵抗７２とを介し
て出力１８に発される負荷電流の存在を検知するために
用いられる。一方トランジスタ１３２，１３４とは、ト
ランジスタ６８を通じて出力１８から流れる負荷電流を
検知する。図に示されるように、トランジスタ１２８，
１３０のベースは、ダイオード７５のアノードと出力ト
ランジスタ７４のベースとにおいて共通接続され、一
方、トランジスタ１２８のエミッタは抵抗Ｒを介してダ
イオード７８のアノードに接続され、トランジスタ１３
０のエミッタは各々の抵抗Ｒを介してダイオード７０の
アノードに結合されている。トランジスタ１２８のコレ
クタは従来の方法で多重コレクタのトランジスタ１３６
により形成された電流ミラーの入力に戻る。この電流ミ
ラーの出力（トランジスタ１３６の第２コレクタ）は、
ノード１４０とトランジスタ１３０のコレクタに結合さ
れている。ノード１４０も多重コレクタのトランジスタ
１３８により形成される電流ミラーの入力に結合され、
このトランジスタ１３８の出力はノード１４８に接続さ
れている。同様に、トランジスタ１３２のベース・エミ
ッタは抵抗Ｒを介してダイオード７８の両側に結合さ
れ、トランジスタ１３４のベース・エミッタは抵抗Ｒを
介してダイオード７０の両側に結合されている。さらに
トランジスタ１３２のコレクタは、多重コレクタのトラ
ンジスタ１４２により形成される電流ミラーの入力（ト
ランジスタ１４２の第１コレクタ）に結合され、トラン
ジスタ１４２の出力は、トランジスタ１３４のコレクタ
と多重コレクタのトランジスタ１４４により形成される
電流ミラーの入力とに結合されている。トランジスタ１
４４により形成される電流ミラーの出力は、ノード１４
８においてトランジスタ１３８により形成される電流ミ
ラーの出力と、トランジスタ１５０のエミッタにおいて
電流閾値検出器の入力またはスイッチ４４に共通接続さ
れる。
モードにおいては、入力ステージ６０は、トランジスタ
６８をオンにするのに充分なだけエミッタ・フォロワー
・トランジスタ６４を導通させる。装置７０，７４，７
６，７８は整合しているのが理想である。スリープ・モ
ードでは、ＩL はゼロであり、トランジスタ７４のベー
ス・エミッタとダイオード７０の両側の電圧降下の量
は、ダイオード７６，７８との両側の電圧降下の量に等
しい。分数負荷電流検出器４２は、４個の検知用トラン
ジスタ１２８，１３０，１３２，１３４と、各抵抗Ｒお
よび電流ミラー１３６，１３８，１４２，１４４を含ん
でいる。後でさらに詳しく解説するが、トランジスタ１
２８，１３０は、トランジスタ７４と抵抗７２とを介し
て出力１８に発される負荷電流の存在を検知するために
用いられる。一方トランジスタ１３２，１３４とは、ト
ランジスタ６８を通じて出力１８から流れる負荷電流を
検知する。図に示されるように、トランジスタ１２８，
１３０のベースは、ダイオード７５のアノードと出力ト
ランジスタ７４のベースとにおいて共通接続され、一
方、トランジスタ１２８のエミッタは抵抗Ｒを介してダ
イオード７８のアノードに接続され、トランジスタ１３
０のエミッタは各々の抵抗Ｒを介してダイオード７０の
アノードに結合されている。トランジスタ１２８のコレ
クタは従来の方法で多重コレクタのトランジスタ１３６
により形成された電流ミラーの入力に戻る。この電流ミ
ラーの出力（トランジスタ１３６の第２コレクタ）は、
ノード１４０とトランジスタ１３０のコレクタに結合さ
れている。ノード１４０も多重コレクタのトランジスタ
１３８により形成される電流ミラーの入力に結合され、
このトランジスタ１３８の出力はノード１４８に接続さ
れている。同様に、トランジスタ１３２のベース・エミ
ッタは抵抗Ｒを介してダイオード７８の両側に結合さ
れ、トランジスタ１３４のベース・エミッタは抵抗Ｒを
介してダイオード７０の両側に結合されている。さらに
トランジスタ１３２のコレクタは、多重コレクタのトラ
ンジスタ１４２により形成される電流ミラーの入力（ト
ランジスタ１４２の第１コレクタ）に結合され、トラン
ジスタ１４２の出力は、トランジスタ１３４のコレクタ
と多重コレクタのトランジスタ１４４により形成される
電流ミラーの入力とに結合されている。トランジスタ１
４４により形成される電流ミラーの出力は、ノード１４
８においてトランジスタ１３８により形成される電流ミ
ラーの出力と、トランジスタ１５０のエミッタにおいて
電流閾値検出器の入力またはスイッチ４４に共通接続さ
れる。
【００１６】電流閾値検出器４４は、多重コレクタのト
ランジスタ１５０を含み、このトランジスタのエミッタ
は、ノード１４８および電流ミラー１７８の１つの出力
に結合されている。トランジスタ１５０の第１コレクタ
はそのベースに相互接続され、ダイオード１５２を介し
て負の電源レールとトランジスタ１６２のベースの両方
に結合されている。トランジスタ１６２のコレクタは、
電流ミラー４６の入力に結合され、この電流ミラーの出
力は電流基準源４８に結合され、トランジスタ１６２の
エミッタは、（一定の電流を供給する）電流ミラー１６
０の出力に結合される。一方、この電流ミラーの入力は
電流ミラー１１２の出力に結合されている。電流ミラー
１７８の１つの出力は、レギュレータ２２の入力ノード
６６に結合され、入力は遅延回路５２のトランジスタ１
７６のコレクタに結合されている。遅延回路５２にはさ
らにトランジスタ１７０が含まれ、このトランジスタの
ベースは電流基準４８を形成する電流ミラーの出力と、
電流ミラー４６の出力とに結合され、一方トランジスタ
１７０のエミッタは、トランジスタ１７４のベースとコ
ンデンサ１７２の１つの電極に結合されている。コンデ
ンサ１７２のもう１つの電極は、ＶEEに戻される。トラ
ンジスタ１７０および１７４のコレクタはＶCCに戻さ
れ、トランジスタ１７４のエミッタは、トランジスタ１
７６のベースとトランジスタ１８０のベースとに結合さ
れている。トランジスタ１７６のエミッタは、電流ミラ
ー４８の出力に結合されている。トランジスタ１８０の
コレクタはＶCCに戻され、エミッタはトランジスタ１７
０のベースと共に電流ミラー４８のもう１つの出力に結
合されている。
ランジスタ１５０を含み、このトランジスタのエミッタ
は、ノード１４８および電流ミラー１７８の１つの出力
に結合されている。トランジスタ１５０の第１コレクタ
はそのベースに相互接続され、ダイオード１５２を介し
て負の電源レールとトランジスタ１６２のベースの両方
に結合されている。トランジスタ１６２のコレクタは、
電流ミラー４６の入力に結合され、この電流ミラーの出
力は電流基準源４８に結合され、トランジスタ１６２の
エミッタは、（一定の電流を供給する）電流ミラー１６
０の出力に結合される。一方、この電流ミラーの入力は
電流ミラー１１２の出力に結合されている。電流ミラー
１７８の１つの出力は、レギュレータ２２の入力ノード
６６に結合され、入力は遅延回路５２のトランジスタ１
７６のコレクタに結合されている。遅延回路５２にはさ
らにトランジスタ１７０が含まれ、このトランジスタの
ベースは電流基準４８を形成する電流ミラーの出力と、
電流ミラー４６の出力とに結合され、一方トランジスタ
１７０のエミッタは、トランジスタ１７４のベースとコ
ンデンサ１７２の１つの電極に結合されている。コンデ
ンサ１７２のもう１つの電極は、ＶEEに戻される。トラ
ンジスタ１７０および１７４のコレクタはＶCCに戻さ
れ、トランジスタ１７４のエミッタは、トランジスタ１
７６のベースとトランジスタ１８０のベースとに結合さ
れている。トランジスタ１７６のエミッタは、電流ミラ
ー４８の出力に結合されている。トランジスタ１８０の
コレクタはＶCCに戻され、エミッタはトランジスタ１７
０のベースと共に電流ミラー４８のもう１つの出力に結
合されている。
【００１７】静止またはスリープ・モードの動作状態に
おいて、トランジスタ７４を流れるバイアス電流は、ダ
イオード７６を流れる電流と等しく、同様にダイオード
７０を流れる電流はダイオード７８の電流に等しい。こ
の状態で、トランジスタ１２８，１３０は等しくバイア
スされ、相互接続されたコレクタとベースにおいて、ト
ランジスタ１２８に受けられた電流のために、トランジ
スタ１３６の第２コレクタにおいて鏡映された電流は、
トランジスタ１３０が受ける。そのため、電流ミラー・
トランジスタ１３８によりノード１４８に鏡映される電
流はない。同様に、トランジスタ１４４から発されるベ
ース電流はないので電流ミラー・トランジスタ１４４は
非アクティブのままになり、トランジスタ１３２のため
にトランジスタ１３４は、トランジスタ１４２から発生
された全電流を受けるので、トランジスタ１４４の出力
コレクタからノード１４８に対して鏡映される電流はな
い。このように、電流検出器回路４２の独自の機能と
は、検出された分数負荷電流から静止電流を減ずること
である。負荷電流がゼロの時（増幅器がスリープ・モー
ドにあろうとアウェイク・モードにあろうと）、電流検
出器４２からノード１４８に発される電流はないので、
トランジスタ１５０は非導通となり、電流閾値検出器４
４は非アクティブである。この状態では、トランジスタ
１６２は非導通であり、電流ミラー４６からの入力電流
を受けない。しかし、電流ミラー１１２は、トランジス
タ１１０を通じて供給される入力電流を有しているの
で、電流基準４８の入力に出力電流が発される。次に基
準４８は、その出力において電流Ｉ REF を受け取ろうと
する。電流ミラー４６は非アクティブなので、ＩD はゼ
ロとなり、それにより、トランジスタ１７０はそこから
流れるベース電流駆動がないためにオフ状態のままとな
ると、遅延回路５２も非アクティブのままである。これ
でトランジスタ１７４，１７６，１８０がオフになる。
この状態では電流ミラー１７８に入力電流が供給されな
いので、アクティブ電流レギュレータは電流ミラー１７
８からノード６６に供給される出力電流がないと、動作
不能の状態のままである。
おいて、トランジスタ７４を流れるバイアス電流は、ダ
イオード７６を流れる電流と等しく、同様にダイオード
７０を流れる電流はダイオード７８の電流に等しい。こ
の状態で、トランジスタ１２８，１３０は等しくバイア
スされ、相互接続されたコレクタとベースにおいて、ト
ランジスタ１２８に受けられた電流のために、トランジ
スタ１３６の第２コレクタにおいて鏡映された電流は、
トランジスタ１３０が受ける。そのため、電流ミラー・
トランジスタ１３８によりノード１４８に鏡映される電
流はない。同様に、トランジスタ１４４から発されるベ
ース電流はないので電流ミラー・トランジスタ１４４は
非アクティブのままになり、トランジスタ１３２のため
にトランジスタ１３４は、トランジスタ１４２から発生
された全電流を受けるので、トランジスタ１４４の出力
コレクタからノード１４８に対して鏡映される電流はな
い。このように、電流検出器回路４２の独自の機能と
は、検出された分数負荷電流から静止電流を減ずること
である。負荷電流がゼロの時（増幅器がスリープ・モー
ドにあろうとアウェイク・モードにあろうと）、電流検
出器４２からノード１４８に発される電流はないので、
トランジスタ１５０は非導通となり、電流閾値検出器４
４は非アクティブである。この状態では、トランジスタ
１６２は非導通であり、電流ミラー４６からの入力電流
を受けない。しかし、電流ミラー１１２は、トランジス
タ１１０を通じて供給される入力電流を有しているの
で、電流基準４８の入力に出力電流が発される。次に基
準４８は、その出力において電流Ｉ REF を受け取ろうと
する。電流ミラー４６は非アクティブなので、ＩD はゼ
ロとなり、それにより、トランジスタ１７０はそこから
流れるベース電流駆動がないためにオフ状態のままとな
ると、遅延回路５２も非アクティブのままである。これ
でトランジスタ１７４，１７６，１８０がオフになる。
この状態では電流ミラー１７８に入力電流が供給されな
いので、アクティブ電流レギュレータは電流ミラー１７
８からノード６６に供給される出力電流がないと、動作
不能の状態のままである。
【００１８】要するに、増幅器５０の静止またはスリー
プ・モードの動作状態においては、レギュレータ２０は
演算増幅器１２のステージに静止バイアス電流を供給す
る。出力１８において供給される負荷電流がないので、
負荷電流検出器は電流閾値検出器４４に対して電流を出
力せず、検出器４４は非アクティブとなりそれにより遅
延回路５２が動作不能となる。このように、演算増幅器
１２は電流レギュレータ２２が動作不能となるため、ス
リープ・モードに維持されるが、最小限のバイアス電流
を引き出しつつ印加された入力信号に応答する用意はで
きている。
プ・モードの動作状態においては、レギュレータ２０は
演算増幅器１２のステージに静止バイアス電流を供給す
る。出力１８において供給される負荷電流がないので、
負荷電流検出器は電流閾値検出器４４に対して電流を出
力せず、検出器４４は非アクティブとなりそれにより遅
延回路５２が動作不能となる。このように、演算増幅器
１２は電流レギュレータ２２が動作不能となるため、ス
リープ・モードに維持されるが、最小限のバイアス電流
を引き出しつつ印加された入力信号に応答する用意はで
きている。
【００１９】以下に説明するように、入力１４，１６に
おいて印加される入力信号に応答して、増幅器５０は動
作可能になったアクティブ電流レギュレータによりアウ
ェイク・モードになって、演算増幅器１２のステージに
対して追加のバイアス電流を供給する。
おいて印加される入力信号に応答して、増幅器５０は動
作可能になったアクティブ電流レギュレータによりアウ
ェイク・モードになって、演算増幅器１２のステージに
対して追加のバイアス電流を供給する。
【００２０】交流差動入力信号に応答して、出力トラン
ジスタ６８はオンになり交流入力信号の半期間の間に出
力１８から電流を受け、また交流入力信号の残りの半期
間の間にオフになり、一方出力トランジスタ７４はオン
になって、出力１８に対し電流を発する。まず、導通に
なったトランジスタ６４によりトランジスタ６８がオン
になり、トランジスタ７４は、ベース電流駆動がトラン
ジスタ６８により分路されるのでオフになるとする。こ
のため負荷電流はダイオード７０を通じて出力１８から
発され、ダイオード７０によりダイオードの両側の電圧
降下が増大する。次に、検知用トランジスタ１３４がオ
ンとなり、ダイオード７０を形成するダイオード接続型
トランジスタのエミッタ面積に対するエミッタ面積の比
率に応じて、負荷電流の分数量を受ける。たとえば、ダ
イオード７０がトランジスタ１３４の８倍の面積を持つ
とすると、抵抗Ｒの抵抗に応じて、トランジスタ６８を
流れる全負荷電流の約１／８がトランジスタ１３４を流
れる。しかし、ダイオード７６，７８の両側の電圧降下
は一定である。そのためトランジスタ１３４は、トラン
ジスタ１３２よりも導通が良く、電流ミラー・トランジ
スタ１４２の出力から第２コレクタにおいて供給される
電流よりも多くの電流を受ける。しかしながら、この追
加の電流は、電流ミラー・トランジスタ１４４により供
給され、このときトランジスタ１４２，１４４により供
給される電流の和はトランジスタ１３４により受け取ら
れる分数負荷電流に等しい。トランジスタ１４４はこの
電流を鏡映して、分数負荷電流に比例する電流をノード
１４８と、電流閾値検出器４４とに供給する。
ジスタ６８はオンになり交流入力信号の半期間の間に出
力１８から電流を受け、また交流入力信号の残りの半期
間の間にオフになり、一方出力トランジスタ７４はオン
になって、出力１８に対し電流を発する。まず、導通に
なったトランジスタ６４によりトランジスタ６８がオン
になり、トランジスタ７４は、ベース電流駆動がトラン
ジスタ６８により分路されるのでオフになるとする。こ
のため負荷電流はダイオード７０を通じて出力１８から
発され、ダイオード７０によりダイオードの両側の電圧
降下が増大する。次に、検知用トランジスタ１３４がオ
ンとなり、ダイオード７０を形成するダイオード接続型
トランジスタのエミッタ面積に対するエミッタ面積の比
率に応じて、負荷電流の分数量を受ける。たとえば、ダ
イオード７０がトランジスタ１３４の８倍の面積を持つ
とすると、抵抗Ｒの抵抗に応じて、トランジスタ６８を
流れる全負荷電流の約１／８がトランジスタ１３４を流
れる。しかし、ダイオード７６，７８の両側の電圧降下
は一定である。そのためトランジスタ１３４は、トラン
ジスタ１３２よりも導通が良く、電流ミラー・トランジ
スタ１４２の出力から第２コレクタにおいて供給される
電流よりも多くの電流を受ける。しかしながら、この追
加の電流は、電流ミラー・トランジスタ１４４により供
給され、このときトランジスタ１４２，１４４により供
給される電流の和はトランジスタ１３４により受け取ら
れる分数負荷電流に等しい。トランジスタ１４４はこの
電流を鏡映して、分数負荷電流に比例する電流をノード
１４８と、電流閾値検出器４４とに供給する。
【００２１】トランジスタ１５０に発された電流は、そ
のコレクタ間で等分に分割されて、ダイオード１５２と
トランジスタ１５４のコレクタとに発される。トランジ
スタ１５４とダイオード１５２を形成するダイオード接
続型トランジスタとをエミッタ面積で比率をとることに
より、トランジスタ１５４はノード１４８に発された電
流の大きさが所定の値まで増加するまで飽和状態のまま
になっている。たとえば、トランジスタ１５４のエミッ
タ面積がダイオード接続型トランジスタ１５２の面積よ
りも４倍大きければ、トランジスタ１５４は抵抗１５
６，１５８の両側の電圧が約３６ミリボルトに達するま
で飽和状態のままになる（ただし、抵抗に依存する）。
トランジスタ１５４が飽和している限り、すべての電流
がトランジスタ１５４を通じて受け取られるので、トラ
ンジスタ１６２はオフにバイアスされる。このため電流
ミラー４６には入力電流が供給されず、そのために遅延
回路５２の入力に発されてレギュレータ２２をアクティ
ブにする出力電流はない。しかし、トランジスタ１４４
からノード１４８へ発される電流の値がトランジスタ１
５４のベースを順方向バイアスするのに必要な値を越え
ると、飽和状態ではなくなり、ベース電流駆動がトラン
ジスタ１６２に供給される。そのためトランジスタ１６
２はオンとなり、電流ミラー４６から電流ミラー１６０
により必要とされる電流を流す。電流ミラー４６の入力
から発される電流は鏡映されて電流ＩDを与える。ＩD
がＩREF を越えると、トランジスタ１７０がオンとなり
コンデンサ１７２の充電を開始する。トランジスタ１７
４，１７６，１８０は非導通状態のままで、電流レギュ
レータ２２は動作不能状態のままとなる。コンデンサ１
７２の両側の電圧がトランジスタ１７４を順方向バイア
スする値に達すると、導通を始め、それによりトランジ
スタ１７６，１８０とがオンになる。次にトランジスタ
１７６は電流ミラー１７８から電流ミラー４８に発され
た入力電流を通す。次に電流ミラー１７８は入力ノード
６６に対して出力電流を供給して、アクティブ電流レギ
ュレータ２２が動作可能となる。電流レギュレータ２２
が動作可能になると、追加のバイアス電流がトランジス
タ１２４と１２６を通じて演算増幅器１２のステージに
供給される。演算増幅器１２はそのためアクティブ状
態、すなわちアウェイク・モードの動作となる。同様
に、演算増幅器１２に対する入力信号の交流半サイクル
では、トランジスタ７４が入力信号に応答してさらに導
通となり、それによってトランジスタ１３０は出力１８
に発された負荷電流の分数量を受ける。さらにトランジ
スタ１３０は、電流ミラー・トランジスタ１３６により
供給されたものよりも多くの電流を受けようとする。こ
のトランジスタにより必要とされる余分な電流は、トラ
ンジスタ１３８のベース・コレクタから引き出される。
電流ミラー・トランジスタ１３８はこのため導通とな
り、トランジスタ１３０の余分なコレクタ電流を供給す
る。トランジスタ１３０により受け取られた分数負荷電
流は、さらにトランジスタ１３８によりノード１４８に
鏡映される。電流閾値検出器の上記の動作は、入力信号
の交流半サイクルで繰り返される。コンデンサ１７２は
トランジスタ１７６をオフにするだけ十分に放電する時
間がないので、入力信号が１つの交流半サイクルから次
の半サイクルに交差しても、遅延回路５２からのイネー
ブル信号は中断されない。
のコレクタ間で等分に分割されて、ダイオード１５２と
トランジスタ１５４のコレクタとに発される。トランジ
スタ１５４とダイオード１５２を形成するダイオード接
続型トランジスタとをエミッタ面積で比率をとることに
より、トランジスタ１５４はノード１４８に発された電
流の大きさが所定の値まで増加するまで飽和状態のまま
になっている。たとえば、トランジスタ１５４のエミッ
タ面積がダイオード接続型トランジスタ１５２の面積よ
りも４倍大きければ、トランジスタ１５４は抵抗１５
６，１５８の両側の電圧が約３６ミリボルトに達するま
で飽和状態のままになる（ただし、抵抗に依存する）。
トランジスタ１５４が飽和している限り、すべての電流
がトランジスタ１５４を通じて受け取られるので、トラ
ンジスタ１６２はオフにバイアスされる。このため電流
ミラー４６には入力電流が供給されず、そのために遅延
回路５２の入力に発されてレギュレータ２２をアクティ
ブにする出力電流はない。しかし、トランジスタ１４４
からノード１４８へ発される電流の値がトランジスタ１
５４のベースを順方向バイアスするのに必要な値を越え
ると、飽和状態ではなくなり、ベース電流駆動がトラン
ジスタ１６２に供給される。そのためトランジスタ１６
２はオンとなり、電流ミラー４６から電流ミラー１６０
により必要とされる電流を流す。電流ミラー４６の入力
から発される電流は鏡映されて電流ＩDを与える。ＩD
がＩREF を越えると、トランジスタ１７０がオンとなり
コンデンサ１７２の充電を開始する。トランジスタ１７
４，１７６，１８０は非導通状態のままで、電流レギュ
レータ２２は動作不能状態のままとなる。コンデンサ１
７２の両側の電圧がトランジスタ１７４を順方向バイア
スする値に達すると、導通を始め、それによりトランジ
スタ１７６，１８０とがオンになる。次にトランジスタ
１７６は電流ミラー１７８から電流ミラー４８に発され
た入力電流を通す。次に電流ミラー１７８は入力ノード
６６に対して出力電流を供給して、アクティブ電流レギ
ュレータ２２が動作可能となる。電流レギュレータ２２
が動作可能になると、追加のバイアス電流がトランジス
タ１２４と１２６を通じて演算増幅器１２のステージに
供給される。演算増幅器１２はそのためアクティブ状
態、すなわちアウェイク・モードの動作となる。同様
に、演算増幅器１２に対する入力信号の交流半サイクル
では、トランジスタ７４が入力信号に応答してさらに導
通となり、それによってトランジスタ１３０は出力１８
に発された負荷電流の分数量を受ける。さらにトランジ
スタ１３０は、電流ミラー・トランジスタ１３６により
供給されたものよりも多くの電流を受けようとする。こ
のトランジスタにより必要とされる余分な電流は、トラ
ンジスタ１３８のベース・コレクタから引き出される。
電流ミラー・トランジスタ１３８はこのため導通とな
り、トランジスタ１３０の余分なコレクタ電流を供給す
る。トランジスタ１３０により受け取られた分数負荷電
流は、さらにトランジスタ１３８によりノード１４８に
鏡映される。電流閾値検出器の上記の動作は、入力信号
の交流半サイクルで繰り返される。コンデンサ１７２は
トランジスタ１７６をオフにするだけ十分に放電する時
間がないので、入力信号が１つの交流半サイクルから次
の半サイクルに交差しても、遅延回路５２からのイネー
ブル信号は中断されない。
【００２２】入力信号がなくなると、コンデンサ１７２
は放電され、それによってトランジスタ１７４，１７
６，１８０がオフになる。これは、コンデンサの両側の
電圧がトランジスタを順方向バイアス状態に維持するの
に必要な値よりも下がって、電流ミラー１７８からイネ
ーブル信号がなくなるためである。次に電流レギュレー
タ２２が動作不能となり増幅器５０は動作電位が供給さ
れている限りスリープ・モードに戻る。トランジスタ１
８０によりトランジスタ１７０がツェナー状態になるの
を防ぐ。これはコンデンサ１７２の両側の電圧がピーク
にあるときにＩDがゼロになるためである。さらに、ヒ
ステリシスが設けられて、電流閾値検出器４４がアクテ
ィブに維持されるが、これは検出器４２からの出力電流
が閾値検出器４４をアクティブにするために必要な値よ
りも下がるまで維持される。ヒステリシスは、電流ミラ
ー１７８の出力からノード１４８に供給される追加の電
流により与えられる。遅延回路５２が動作状態となると
すぐに、追加の電流がトランジスタ１５のエミッタに供
給され、回路のゲインのためにトランジスタ１６２を導
通状態に駆動する。このとき負荷電流検出器回路１６２
からノード１４８に発される電流の大きさは、トランジ
スタ１６２がオフにならないうちに、トランジスタ１６
２をオンにするために必要な所定値よりも低くしなけれ
ばならない。
は放電され、それによってトランジスタ１７４，１７
６，１８０がオフになる。これは、コンデンサの両側の
電圧がトランジスタを順方向バイアス状態に維持するの
に必要な値よりも下がって、電流ミラー１７８からイネ
ーブル信号がなくなるためである。次に電流レギュレー
タ２２が動作不能となり増幅器５０は動作電位が供給さ
れている限りスリープ・モードに戻る。トランジスタ１
８０によりトランジスタ１７０がツェナー状態になるの
を防ぐ。これはコンデンサ１７２の両側の電圧がピーク
にあるときにＩDがゼロになるためである。さらに、ヒ
ステリシスが設けられて、電流閾値検出器４４がアクテ
ィブに維持されるが、これは検出器４２からの出力電流
が閾値検出器４４をアクティブにするために必要な値よ
りも下がるまで維持される。ヒステリシスは、電流ミラ
ー１７８の出力からノード１４８に供給される追加の電
流により与えられる。遅延回路５２が動作状態となると
すぐに、追加の電流がトランジスタ１５のエミッタに供
給され、回路のゲインのためにトランジスタ１６２を導
通状態に駆動する。このとき負荷電流検出器回路１６２
からノード１４８に発される電流の大きさは、トランジ
スタ１６２がオフにならないうちに、トランジスタ１６
２をオンにするために必要な所定値よりも低くしなけれ
ばならない。
【００２３】以上解説したものは新規の能動２状態演算
増幅器と、印加される差動入力信号がないときは増幅器
をスリープ・モード動作に維持して、それにより最小限
のバイアス電流を放散し、さらに印加された入力信号に
応答してアウェイク・モードで動作し、より高い電流ド
レインにおいて演算増幅器の性能を改善する回路であ
る。
増幅器と、印加される差動入力信号がないときは増幅器
をスリープ・モード動作に維持して、それにより最小限
のバイアス電流を放散し、さらに印加された入力信号に
応答してアウェイク・モードで動作し、より高い電流ド
レインにおいて演算増幅器の性能を改善する回路であ
る。
【図１】本発明の１つの実施例の増幅器の部分的なブロ
ック概略図である。
ック概略図である。
【図２】本発明の別の実施例の増幅器の部分的なブロッ
ク概略図である。
ク概略図である。
【図３】本発明のさらに別の増幅器の部分的なブロック
概略図である。
概略図である。
【図４】図２の増幅器のより詳細なブロック概略図であ
る。
る。
【図５】図４の増幅器の詳細な概略図である。
１２ 演算増幅器
１４，１６ 入力
１８ 出力
２０ 静止電流レギュレータ
２２ アクティブ電流レギュレータ
２６ 動作可能回路
４２ 分数負荷電流検出器
４４ 電流閾値検出器
４６ 電流ミラー
４８ 基準電流電源
５０ 増幅器
５２ 遅延回路
ＩBias バイアス電流
ＩL 駆動電流
ＩREF 基準電流
ＲL 負荷
ＶEE 電源レール
Claims (3)
- 【請求項１】 入力および出力ステージを有し、その出
力において出力電流駆動を供給し、印加された入力信号
に応答する増幅器であって：印加される入力信号がない
ときは、増幅器のステージに静止バイアス電流を供給し
て、増幅器を静止動作モードに維持して、さらにイネー
ブル信号に応答して追加のバイアス電流をステージに与
えてステージをアクティブな動作モードにバイアスする
ことで増幅器が２つの状態で動作されるところの電流レ
ギュレータ回路；および増幅器に印加される入力信号に
応答して前記イネーブル信号を前記電流レギュレータ回
路に供給する回路手段；によって構成されることを特徴
とする増幅器。 - 【請求項２】 出力において負荷電流を出し入れして、
差動交流信号が供給される第１および第２入力を有する
増幅器であって：増幅器の前記第１および第２入力にそ
れぞれ結合された第１および第２差動入力と、増幅器の
出力に対応する出力とを有する演算増幅器ステージ；前
記演算増幅器ステージの前記第１および第２差動入力に
印加される入力信号がないときに、静止バイアス・ドレ
イン電流を供給して前記演算増幅器ステージを静止動作
モードにバイアスする静止電流バイアス手段；前記バイ
アス手段に印加されたイネーブル信号に応答して、追加
のバイアス・ドレイン電流を前記演算増幅器ステージに
供給して、前記演算増幅器をアクティブな動作モードに
バイアスする電流バイアス手段；増幅器の出力に供給さ
れた、出し入れされる負荷電流の分数を検知して、出力
において負荷電流の前記分数に比例する出力電流を与え
る回路手段；前記回路手段の前記出力電流に応答して、
前記出力電流が所定の値を越えたときに制御信号を与え
る閾値検出器回路；および所定値を越える前記制御信号
に応答して、入力信号のある期間の間および入力信号が
現れなかった後所定の時間の間、前記イネーブル信号を
与える遅延回路；によって構成されることを特徴とする
増幅器。 - 【請求項３】 印加された入力信号に応答して、出力に
おいて出力駆動電流を供給する増幅器であって：入力信
号が印加される入力ステージ；入力ステージに結合され
出力駆動電流を供給する出力ステージ；前記出力ステー
ジに結合されて、出力駆動電流の一部を検知してイネー
ブル信号を与える回路手段；および印加される入力信号
がないときに静止動作モードに増幅器をバイアスし、前
記イネーブル信号に応答してアクティブな動作モードに
増幅器をバイアスするバイアス回路手段；によって構成
されることを特徴とする増幅器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US558927 | 1990-07-27 | ||
| US07/558,927 US5059921A (en) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | Amplifier having two operating modes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0514064A true JPH0514064A (ja) | 1993-01-22 |
| JP2893429B2 JP2893429B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=24231571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3207265A Expired - Fee Related JP2893429B2 (ja) | 1990-07-27 | 1991-07-25 | ２つの動作モードを有する増幅器 |
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|---|---|
| US (1) | US5059921A (ja) |
| EP (1) | EP0468760B1 (ja) |
| JP (1) | JP2893429B2 (ja) |
| KR (1) | KR100222009B1 (ja) |
| DE (1) | DE69118984T2 (ja) |
| HK (1) | HK1000749A1 (ja) |
| SG (1) | SG46260A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7006070B2 (en) | 2001-06-04 | 2006-02-28 | Seiko Epson Corporation | Operational amplifier circuit, driving circuit, and driving method |
| US7030865B2 (en) | 2001-06-04 | 2006-04-18 | Seiko Epson Corporation | Operational amplifier circuit, driving circuit and driving method |
| TWI449327B (zh) * | 2010-12-27 | 2014-08-11 | Novatek Microelectronics Corp | 運算放大器之偏壓電流控制方法及驅動電路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2097057C (en) * | 1990-12-17 | 1995-08-22 | William J. Martin | Dynamically biased amplifier |
| FR2686757B1 (fr) * | 1992-01-29 | 1997-03-28 | Sgs Thomson Microelectronics | Modulateur du courant d'une ligne telephonique. |
| US5334948A (en) * | 1993-02-17 | 1994-08-02 | National Semiconductor Corporation | CMOS operational amplifier with improved rail-to-rail performance |
| DE19841718C2 (de) * | 1998-09-11 | 2001-01-25 | St Microelectronics Gmbh | Komparator |
| US6043706A (en) * | 1999-02-05 | 2000-03-28 | Ericsson Inc. | Methods and apparatus for controlling power amplifier quiescent current in a wireless communication device |
| DE10056878A1 (de) * | 2000-11-16 | 2002-06-06 | Bosch Gmbh Robert | Ein stromfühlender Schalterstromkreis |
| US7030690B2 (en) * | 2004-02-12 | 2006-04-18 | Honeywell International, Inc. | Operational amplifier with selectable performance characteristics |
| US8125572B2 (en) * | 2005-03-15 | 2012-02-28 | Maxim Integrated Products, Inc. | System and method for automatic power-up and power-down of an output video circuit |
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| CN103427774B (zh) * | 2012-05-24 | 2017-02-01 | 意法半导体研发(深圳)有限公司 | 具有增强的电流吸收能力的运算跨导放大器 |
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-
1990
- 1990-07-27 US US07/558,927 patent/US5059921A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-07-23 KR KR1019910012575A patent/KR100222009B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-07-24 DE DE69118984T patent/DE69118984T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-24 SG SG1996001661A patent/SG46260A1/en unknown
- 1991-07-24 EP EP91306733A patent/EP0468760B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-25 JP JP3207265A patent/JP2893429B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-12-01 HK HK97102300A patent/HK1000749A1/xx not_active IP Right Cessation
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|---|---|
| SG46260A1 (en) | 1998-02-20 |
| EP0468760A1 (en) | 1992-01-29 |
| JP2893429B2 (ja) | 1999-05-24 |
| EP0468760B1 (en) | 1996-04-24 |
| DE69118984T2 (de) | 1996-10-31 |
| DE69118984D1 (de) | 1996-05-30 |
| US5059921A (en) | 1991-10-22 |
| HK1000749A1 (en) | 1998-04-24 |
| KR920003630A (ko) | 1992-02-29 |
| KR100222009B1 (ko) | 1999-10-01 |
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