JPH0595231A - 出力回路 - Google Patents

出力回路

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JPH0595231A
JPH0595231A JP3256119A JP25611991A JPH0595231A JP H0595231 A JPH0595231 A JP H0595231A JP 3256119 A JP3256119 A JP 3256119A JP 25611991 A JP25611991 A JP 25611991A JP H0595231 A JPH0595231 A JP H0595231A
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JP
Japan
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current
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mirror circuit
circuit
current mirror
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JP3256119A
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English (en)
Inventor
Toshio Yoshihara
敏雄 吉原
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45179Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
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    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/30Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
    • H03F3/3001Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor with field-effect transistors
    • HELECTRICITY
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    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/30Indexing scheme relating to single-ended push-pull [SEPP]; Phase-splitters therefor
    • H03F2203/30006Indexing scheme relating to single-ended push-pull [SEPP]; Phase-splitters therefor the push and the pull stages of the SEPP amplifier are both current mirrors
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Abstract

(57)【要約】 【目的】単一電源のCMOS構成の出力回路において、
バイアスが安定なAB級で動作し、しかも、電流利用効
率が良好で発熱の少ない、IC化に適した出力回路を得
る。 【構成】差動入力端が共通で、コンプリメンタリな差動
増幅回路を設ける。それぞれの差動増幅回路は、内部の
カレントミラー回路の入出力電流の比に意図的に設定さ
れた偏差を持ち、それぞれ出力用のコンプリメンタリな
カレントミラー回路を駆動する。カレントミラー回路の
意途的な偏差と出力用カレントミラー回路の電流比の積
が出力の中立点アイドリング電流となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は出力回路に関し、特にC
MOSトランジスタ構成の差動増幅器回路を用いた出力
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の出力回路は、図3に示すように、
出力端子20から電流を吸い込む、出力用Nチャンネル
MOS電界効果型トランジスタ(以後NMOSトランジ
スタと記す)N1 と、出力端子20に電流を供給する、
出力用PチャンネルMOS電界効果型トランジスタ(以
後PMOSトランジスタと記す)P1 とから構成されて
いる。出力用のNMOSトランジスタN1 のゲート電極
には出力を駆動する信号源32が接続され、出力用PM
OSトランジスタP1 のゲート電極には定電流源用電源
31が接続されている。
【0003】以下に、動作について説明する。出力用の
NMOSトランジスタN1 は、出力駆動用の信号源32
の出力信号に従って、そのドレイン電流が変化して、出
力端子20を駆動する。出力用のPMOSトランジスタ
1 は、定電流源として動作し、出力端子20から負荷
(図示せず)に電流を供給する時は、このPMOSトラ
ンジスタP1 のドレイン電流の一部が出力端子20から
出力され、その残りは出力用のNMOSトランジスタN
1 に流れる。一方、出力端子20が負荷側から電流を吸
い込む場合は、出力用NMOSトランジスタN1 は、出
力電流を吸い込むと同時に、出力用PMOSトランジス
タP1 のドレイン定電流も合わせて吸い込む。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の出力回
路では、負荷電流の極性によらず常に出力用PMOSト
ランジスタP1 に定電流が流れている。このため、電流
利用効率が悪く発熱が大きいので、CMOSLSI等に
内蔵する事は困難であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の出力回路は、ゲ
ート電極が第1の入力端子に接続された第1のNチャン
ネルMOS電界効果型トランジスタのソース電極と、ゲ
ート電極が第2の入力端子に接続された第2のNチャン
ネルMOS電界効果型トランジスタのソース電極とが共
通に吸入型定電流源回路に接続され、前記第1のNチャ
ンネルMOS電界効果型トランジスタのドレイン電極が
PチャンネルMOS電界効果型トランジスタからなる第
1のカレントミラー回路の電流入力端に接続され、前記
第2のNチャンネルMOS電界効果型トランジスタのド
レイン電極が前記第1のカレントミラー回路の電流出力
端に接続されてなり、前記第1の入力端子および前記第
2の入力端子を差動入力端とする第1の差動増幅回路
と、ゲート電極が前記第1の入力端子に接続された第1
のPチャンネルMOS電界効果型トランジスタのソース
電極と、ゲート電極が前記第2の入力端子に接続された
第2のPチャンネルMOS電界効果型トランジスタのソ
ース電極とが共通に叶出型定電流源回路に接続され、前
記第1のPチャンネルMOS電界効果型トランジスタの
ドレイン電極がNチャンネルMOS電界効果型トランジ
スタからなる第2のカレントミラー回路の電流入力端に
接続され、前記第2のPチャンネルMOS電界効果型ト
ランジスタのドレイン電極が前記第2のカレントミラー
回路の電流出力端されてなり、前記第1の入力端子およ
び前記第2の入力端子を差動入力端とする第2の差動増
幅回路と、PチャンネルMOS電界効果型トランジスタ
からなり、電流入力端が前記第1のカレントミラー回路
の電流出力端に接続された第3のカレントミラー回路
と、NチャンネルMOS電界効果型トランジスタからな
り、電流入力端が前記第2のカレントミラー回路の電流
出力端に接続された第4のカレントミラー回路と、から
なり、前記第3のカレントミラー回路の電流出力端と、
前記第4のカレントミラー回路の電流出力端とが接続さ
れ、前記第1のカレントミラー回路および第2のカレン
トミラー回路は、それぞれ、入力電流値が出力電流値よ
り大であることを特徴としている。
【0006】
【作用】本発明の出力回路は、共通の差動入力端に対し
て別々の電流出力端を持つ2つの差動増幅回路を有して
いる。そして、それぞれの差動増幅回路は、それぞれの
動作電流を決めるカレントミラー回路の出力電流と入力
電流の比が1未満となるようにされており、互に逆極性
のオフセットを有している。又、出力端子には出力電圧
範囲の広いカレントミラー回路が接続されている。
【0007】
【実施例】次に、本発明の最適な実施例について、図面
を参照して説明する。図1は、本発明の一実施例の出力
回路の回路図である。
【0008】図1を参照すると、本実施例では、NMO
SトランジスタN2,NMOSトランジスタN3 及び定
電流源12が差動入力回路を構成している。そして、2
つのNMOSトランジスタのドレイン端子には、PMO
SトランジスタP4 とPMOSトランジスタP5 とから
なるカレントミラー回路が接続されて、全体として第1
の差動増幅回路を構成している。
【0009】又、PMOSトランジスタP2 ,PMOS
トランジスタP3 及び定電流源11が差動入力回路を構
成している。そして、2つのPMOSトランジスタのド
レイン端子には、NMOSトランジスタN4 とNMOS
トランジスタN5 とからなるカレントミラー回路が接続
されて、全体として第2の差動増幅回路を構成してい
る。
【0010】第1の入力端子1と第2の入力端子2と
は、それぞれ、第1の差動増幅回路と第2の差動増幅回
路に共通に接続されている。
【0011】尚、本実施例において、PMOSトランジ
スタP4 とPMOSトランジスタP5 とによるカレント
ミラー回路、及びNMOSトランジスタN4 とNMOS
トランジスタN5 によるカレントミラー回路は、この出
力回路をAB級で動作させるために、共にその出力電流
と入力電流との比が1未満となるように、各MOSトラ
ンジスタの構造が設計されている。このため、第1の入
力端子1と第2の入力端子2の差動入力電圧が零の場合
には、第1の電流出力端13は、図面上で左向きに電流
を吸い込む。一方、第2の電流出力端14は、図面上で
右向きに電流を吐出する。これらの出力電流は、PMO
SトランジスタP6 とPMOSトランジスタP7 とで構
成されるカレントミラー回路とNMOSトランジスタN
6 とNMOSトランジスタN7 とで構成されるカレント
ミラー回路とで増幅され、出力端子20で合成される。
【0012】PMOSトランジスタP7 の電流とNMO
SトランジスタN7 の電流の絶対値が等しければ、この
電流値が、本実施例おける零出力時のアイドリング電流
となる。しかも、出力端子20には、PMOSトランジ
スタP7 のドレイン電極及びNMOSトランジスタN7
のドレイン電極が接続されているので、出力電圧として
は、広い電圧範囲のものが得られる。
【0013】本実施例について、発明者がSPICEプ
ログラムによりシミュレートした結果では、5V電源で
20Ωの負荷にピーク・ツー・ピーク3VP-P の出力を
供給する出力回路が得られることが分った。この出力回
路の零アイドリング電流は7mAで、利得は26dBで
あった。
【0014】尚、本実施例においては、第1の入力端子
1は、出力端子20に対して反転入力端子となり、第2
の入力端子は、出力端子20に対して非反転入力端子と
なっている。
【0015】次に、本実施例を用いた演算増幅器につい
て述べる。図2は、上に述べた実施例の出力回路を用い
た演算増幅器の等価回路である。図2を参照すると、こ
の演算増幅器では、出力アンプ30に上述した実施例の
出力回路が用いられている。PMOSトランジスタ
8 ,PMOSトランジスタP9 および定電流源回路2
6は差動入力回路を構成している。NMOSトランジス
タN8 とN9 とは能動負荷回路を構成し、これら2つの
NMOSトランジスタN8 およびN9 のドレイン電極
は、差動入力回路の出力となっている。差動入力回路の
2つの出力端は、それぞれ、出力アンプ30の入力端子
1および2に接続されている。位相補正キャパシタCは
出力端子20と出力アンプ30の反転入力端子1との間
に接続されている。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の出力回路
は、出力段の零出力アイドリング電流が、カレントミラ
ー回路の電流比と、差動入力段の定電流値で決定される
ように構成されている。
【0017】このことにより、本発明によれば、バイア
スの安定なAB級でしかも電流利用効率のよいプッシュ
プル出力回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の出力回路の回路図である。
【図2】図1に示す実施例の出力回路を用いた演算増幅
器の一例の回路図である。
【図3】従来の出力回路の一例の回路図である。
【符号の説明】
1,2 入力端子 11,12,26 定電流源 13,14 電流出力端 20 出力端子 30 出力アンプ 31 定電流源用電源 32 信号源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲート電極が第1の入力端子に接続され
    た第1のNチャンネルMOS電界効果型トランジスタの
    ソース電極と、ゲート電極が第2の入力端子に接続され
    た第2のNチャンネルMOS電界効果型トランジスタの
    ソース電極とが共通に吸入型定電流源回路に接続され、
    前記第1のNチャンネルMOS電界効果型トランジスタ
    のドレイン電極がPチャンネルMOS電界効果型トラン
    ジスタからなる第1のカレントミラー回路の電流入力端
    に接続され、前記第2のNチャンネルMOS電界効果型
    トランジスタのドレイン電極が前記第1のカレントミラ
    ー回路の電流出力端に接続されてなり、前記第1の入力
    端子および前記第2の入力端子を差動入力端とする第1
    の差動増幅回路と、 ゲート電極が前記第1の入力端子に接続された第1のP
    チャンネルMOS電界効果型トランジスタのソース電極
    と、ゲート電極が前記第2の入力端子に接続された第2
    のPチャンネルMOS電界効果型トランジスタのソース
    電極とが共通に叶出型定電流源回路に接続され、前記第
    1のPチャンネルMOS電界効果型トランジスタのドレ
    イン電極がNチャンネルMOS電界効果型トランジスタ
    からなる第2のカレントミラー回路の電流入力端に接続
    され、前記第2のPチャンネルMOS電界効果型トラン
    ジスタのドレイン電極が前記第2のカレントミラー回路
    の電流出力端されてなり、前記第1の入力端子および前
    記第2の入力端子を差動入力端とする第2の差動増幅回
    路と、 PチャンネルMOS電界効果型トランジスタからなり、
    電流入力端が前記第1のカレントミラー回路の電流出力
    端に接続された第3のカレントミラー回路と、 NチャンネルMOS電界効果型トランジスタからなり、
    電流入力端が前記第2のカレントミラー回路の電流出力
    端に接続された第4のカレントミラー回路と、からな
    り、 前記第3のカレントミラー回路の電流出力端と、前記第
    4のカレントミラー回路の電流出力端とが接続され、 前記第1のカレントミラー回路および第2のカレントミ
    ラー回路は、それぞれ、入力電流値が出力電流値より大
    であることを特徴とする出力回路。
JP3256119A 1991-10-03 1991-10-03 出力回路 Pending JPH0595231A (ja)

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