JPH06177661A - Operational amplifier - Google Patents

Operational amplifier

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JPH06177661A
JPH06177661A JP4325116A JP32511692A JPH06177661A JP H06177661 A JPH06177661 A JP H06177661A JP 4325116 A JP4325116 A JP 4325116A JP 32511692 A JP32511692 A JP 32511692A JP H06177661 A JPH06177661 A JP H06177661A
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collector
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Abstract

PURPOSE:To realize an operational amplifier whose output minimum voltage is not limited by a short-circuit protection circuit for a high level output of the operational amplifier. CONSTITUTION:An operational amplifier is provided with an inverting input terminal 101, a noninverting input terminal 102, an output terminal 103, a load resistor 13, an input stage differential amplifier circuit 1, a gain circuit 2, a phase compensation capacitor 3 connected in parallel with the gain circuit 2, and an output circuit 4 having a current source 5, diodes 6, 7, PNP transistors(TRs) 8, 10, NPN TRs 9, 10, 11 and a resistor 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はオペアンプに関し、特に
高電位に対する出力短絡保護回路を有するオペアンプに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operational amplifier, and more particularly to an operational amplifier having an output short circuit protection circuit for high potential.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体集積回路のオペアンプにお
いては、出力回路に高電位に対応する出力短絡保護回路
が設けられることがある。図3は、そのオペアンプの一
例を示す回路図であるが、このような従来のオペアンプ
は、反転入力端子107、非反転入力端子108、出力
端子109および負荷抵抗68に対応して、バイアス供
給回路41、抵抗42、48および49、PNPトラン
ジスタ43〜45、およびNPNトランジスタ46およ
び47を含む入力段の差動増幅回路40と、NPNトラ
ンジスタ51および52、電流源53、抵抗54および
55を含む利得回路50と、利得回路50に対して並列
接続される位相補償用コンデンサ56と、電流源58、
ダイオード59および60、PNPトランジスタ61、
63および65、NPNトランジスタ62、66および
67、および抵抗64を含む出力回路57とを備えて構
成されている。
2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor integrated circuit operational amplifier, an output circuit may be provided with an output short-circuit protection circuit corresponding to a high potential. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the operational amplifier, but such a conventional operational amplifier has a bias supply circuit corresponding to the inverting input terminal 107, the non-inverting input terminal 108, the output terminal 109 and the load resistor 68. 41, resistors 42, 48 and 49, PNP transistors 43 to 45, and an input stage differential amplifier circuit 40 including NPN transistors 46 and 47, and a gain including NPN transistors 51 and 52, a current source 53, and resistors 54 and 55. A circuit 50, a phase compensation capacitor 56 connected in parallel to the gain circuit 50, a current source 58,
Diodes 59 and 60, PNP transistor 61,
63 and 65, NPN transistors 62, 66 and 67, and an output circuit 57 including a resistor 64.

【0003】図3において、高位側電源+Vccを正電源
とし、低位側電源−Vccを負電源とする。バイアス供給
回路41からは、差動増幅回路40の電流値を設定する
ためのバイアス電圧が、PNPトランジスタ43に与え
られており、反転入力端子106および非反転入力端子
108より入力される入力信号は、差動増幅回路40に
より増幅されて、利得回路50に含まれるNPNトラン
ジスタ51のゲートに入力される。また、差動増幅回路
40の出力端は、出力回路57に含まれるNPNトラン
ジスタ66のコレクタに接続されている。利得回路50
の入力端と出力端との間には、位相補償用コンデンサ5
6が接続されており、この利得回路50を介して、所定
レベルの信号が出力されて、出力回路57に含まれるP
NPトランジスタ61のゲートに入力される。
[0003] In FIG. 3, the high-level power supply + V cc and the positive power source and the low-potential power supply -V cc and the negative power supply. A bias voltage for setting the current value of the differential amplifier circuit 40 is applied to the PNP transistor 43 from the bias supply circuit 41, and the input signals input from the inverting input terminal 106 and the non-inverting input terminal 108 are The signal is amplified by the differential amplifier circuit 40 and input to the gate of the NPN transistor 51 included in the gain circuit 50. The output terminal of the differential amplifier circuit 40 is connected to the collector of the NPN transistor 66 included in the output circuit 57. Gain circuit 50
Between the input and output ends of the phase compensation capacitor 5
6 is connected, a signal of a predetermined level is output through the gain circuit 50, and P included in the output circuit 57 is connected.
It is input to the gate of the NP transistor 61.

【0004】また、出力回路57においては、当該出力
回路57に含まれる抵抗64、PNPトランジスタ6
3、NPNトランジスタ66および67により高電位に
対する出力短絡回路が形成されており、抵抗64は、高
電位に対応する出力短絡電流を検出するための抵抗とし
て機能している。この抵抗64の抵抗値R64は、次式に
より求められるが、通常は20〜50Ω程度の値に設定
されている。
In the output circuit 57, the resistor 64 and the PNP transistor 6 included in the output circuit 57 are included.
3, an output short circuit for a high potential is formed by the NPN transistors 66 and 67, and the resistor 64 functions as a resistor for detecting an output short circuit current corresponding to the high potential. The resistance value R 64 of the resistor 64 is obtained by the following equation, but is usually set to a value of about 20 to 50Ω.

【0005】 R64=VBE63(ON)/Ioshort ……………………(1) 但し、VBE63(ON):PNPトランジスタがONするVBE
の値 Ioshort :高電位に対応する出力短絡電流 上記のIoshortの値は、通常の使用状態において負荷抵
抗68に流れる出力電流IL の値の数倍の電流値に設定
される。
R 64 = V BE63 (ON) / I oshort …………………… (1) However, V BE63 (ON) : P BE transistor turns ON V BE
Value I oshort: the value of the output short-circuit current above I Oshort corresponding to the high potential is set to several times the current value of the value of the output current I L flowing through the load resistor 68 in normal use.

【0006】出力端子103が接地電位よりも低電位に
ある時には、出力電流IL は抵抗64を流れているが、
通常の状態においてはIoshortの電流値よりも小さいた
め、抵抗64による電圧降下V64は、次式にて与えられ
る。
When the output terminal 103 is at a potential lower than the ground potential, the output current I L flows through the resistor 64,
Since it is smaller than the current value of Ioshort in a normal state, the voltage drop V 64 due to the resistor 64 is given by the following equation.

【0007】 V64=R64・IL <VBE63(ON) …………………(2) 従って、PNPトランジスタ63の存在が無視すること
ができる。
V 64 = R 64 · I L <V BE63 (ON) (2) Therefore, the existence of the PNP transistor 63 can be ignored.

【0008】次に、出力端子103の電位を、出力回路
57におけるNPNトランジスタ62にエミッタ電流が
流れない程度の高電位に設定した場合、例えば高位側電
源+Vccに短絡させた状態においては、出力電流IL
増大してIoshortに到達し、抵抗64による電圧降下V
64は次式のようになる。 V64=R64・Ioshort=VBE63(ON) ……………(3) これにより、PNPトランジスタ63はオンの状態とな
る。NPNトランジスタ66とNPNトランジスタ67
はカレントミラー回路を形成しているために、PNPト
ランジスタ63のコレクタ電流と同じ大きさの電流が、
NPNトランジスタ66および67のコレクタ電流とし
て流れて、利得回路40の入力部を形成するNPNトラ
ンジスタ51のベース電流が引き抜かれる。これによ
り、NPNトランジスタ51および52と、PNPトラ
ンジスタ61および65がオフの状態となり、出力端子
103が高電位に短絡する状態におけるPNPトランジ
スタ65の破壊が防止される。
Next, when the potential of the output terminal 103 is set to a high potential such that the emitter current does not flow in the NPN transistor 62 in the output circuit 57, for example, in the state where it is short-circuited to the high potential side power supply + Vcc , the output The current I L increases to reach I oshort , and the voltage drop V due to the resistor 64
64 becomes as follows. V 64 = R 64 · I oshort = V BE63 (ON) (3) As a result, the PNP transistor 63 is turned on. NPN transistor 66 and NPN transistor 67
Forms a current mirror circuit, a current of the same magnitude as the collector current of the PNP transistor 63
The base current of NPN transistor 51, which flows as the collector current of NPN transistors 66 and 67 and forms the input portion of gain circuit 40, is extracted. As a result, the NPN transistors 51 and 52 and the PNP transistors 61 and 65 are turned off, and the PNP transistor 65 is prevented from being destroyed when the output terminal 103 is short-circuited to a high potential.

【0009】今、入力電圧VI および出力電圧VO を図
3に示されるように設定し、入力電圧Vを0Vから低
下させると、出力電圧VO は次式により与えられる。
Now, when the input voltage V I and the output voltage V O are set as shown in FIG. 3 and the input voltage V I is decreased from 0 V, the output voltage V O is given by the following equation.

【0010】 VO =(VI +VBE61+VBE65)RL /(R64+RL )…………(4) 但し、VBE61:PNPトランジスタ61のVBEの値 VBE65:PNPトランジスタ65のVBEの値 従って、(4) 式における傾きはRL /(R64+RL )の
直線となる。入力電圧VI を低位側電源−Vccにした時
の出力電圧VO の最小値VOMINは、次式により示され
る。
V O = (V I + V BE61 + V BE65 ) RL / (R 64 + RL ) ... (4) where V BE61 is the value of V BE of the PNP transistor 61 V BE65 is the value of the PNP transistor 65 the value of V bE Therefore, the inclination becomes a straight line R L / (R 64 + R L) in equation (4). The minimum value V OMIN of the output voltage V O when the input voltage V I is set to the lower power supply −V cc is given by the following equation.

【0011】 VOMIN=(+Vcc+VBE61+VBE65)RL /(R64+RL )……(5) [0011] V OMIN = (+ V cc + V BE61 + V BE65) R L / (R 64 + R L) ...... (5)

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の出力短
絡保護回路が設けられているオペアンプにおいては、前
記(5) 式に示されるように、抵抗64により出力電圧の
下限が制限されるが、このことは、(5) 式よりも明らか
なように、特に負荷抵抗68の抵抗値RL の値が小さく
なるに従って更に強まり、オペアンプのダイナミックレ
ンジを低下させるという欠点がある。
In the operational amplifier provided with the conventional output short-circuit protection circuit described above, the lower limit of the output voltage is limited by the resistor 64 as shown in the equation (5). As is clear from the equation (5), this has a drawback that it further increases as the resistance value RL of the load resistor 68 becomes smaller, and the dynamic range of the operational amplifier is reduced.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】第1の発明のオペアンプ
は、入力段を形成する差動増幅回路と、前記差動増幅回
路より出力される信号を増幅して出力する増幅回路と、
前記増幅回路より出力される信号を受けて、所定の負荷
回路に出力する出力回路とを含むオペアンプにおいて、
前記出力回路が、コレクタが高位側電源に接続され、エ
ミッタが前記負荷回路に連結される出力端子に接続され
る第1のNPNトランジスタと、エミッタが前記出力端
子に接続され、コレクタが所定の抵抗を介して低位側電
源に接続されて、出力用トラジスタとして機能する第1
のPNPトランジスタと、高位側電源と前記第1のNP
Nトランジスタのベースとの間に挿入接続される電流源
と、前記第1のNPNトランジスタのベースと前記第1
のPNPトランジスタのベースとの間に、順方向の状態
において接続されるダイオードと、エミッタが前記第1
のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが前
記増幅回路の出力端に接続されて、コレクタが低位側電
源に接続される第2のPNPトランジスタと、コレクタ
が前記差動増幅回路の出力端に接続され、ベースが前記
第1のPNPトランジスタのコレクタに接続されて、エ
ミッタが低位側電源に接続される第2のNPNトランジ
スタと、を備えて構成される。
An operational amplifier according to a first aspect of the present invention includes a differential amplifier circuit that forms an input stage, an amplifier circuit that amplifies and outputs a signal output from the differential amplifier circuit.
In an operational amplifier including an output circuit that receives a signal output from the amplifier circuit and outputs the signal to a predetermined load circuit,
The output circuit has a first NPN transistor having a collector connected to a high-potential side power supply and an emitter connected to an output terminal connected to the load circuit; and an emitter connected to the output terminal and a collector having a predetermined resistance. Connected to the low-side power supply via the and functioning as an output transistor
PNP transistor, high side power supply and the first NP
A current source inserted between the base of the N-transistor, the base of the first NPN transistor and the first
And a diode connected in a forward direction between the base and the base of the PNP transistor of
Second PNP transistor connected to the base of the PNP transistor, the base of which is connected to the output terminal of the amplifier circuit, and the collector of which is connected to the lower power supply, and the collector of which is connected to the output terminal of the differential amplifier circuit. A second NPN transistor whose base is connected to the collector of the first PNP transistor and whose emitter is connected to the lower power supply.

【0013】また第2の発明のオペアンプは、入力段を
形成する差動増幅回路と、前記差動増幅回路より出力さ
れる信号を増幅して出力する増幅回路と、前記増幅回路
より出力される信号を受けて、所定の負荷回路に出力す
る出力回路とを含むオペアンプにおいて、前記差動増幅
回路が、エミッタが第1の抵抗を介して高位側電源に接
続され、電流源用として機能する第1のPNPトランジ
スタと、前記第1のPNPトランジスタのベースに第2
の抵抗を介して接続され、当該第1のPNPトランジス
タのベースにバイアス電圧を供給するバイアス供給回路
と、エミッタが共に前記第1のPNPトランジスタのコ
レクタに共通接続され、ベースがそれぞれ反転入力端子
および非反転入力端子に接続されて、前記差動増幅回路
における一対の増幅回路素子を形成する第2および第3
のPNPトランジスタと、コレクタおよびベースが共に
前記第2のPNPトランジスタのコレクタに接続され、
エミッタが第3の抵抗を介して低位側電源に接続される
第1のNPNトランジスタと、コレクタが前記第3のP
NPトランジスタのコレクタに接続され、ベースが前記
第1のNPNトランジスタのベースに接続されて、エミ
ッタが第4の抵抗を介して低位側電源に接続される第2
のNPNトランジスタとを備え、前記第3のPNPトラ
ンジスタのコレクタと前記第2のNPNトランジスタの
コレクタの接続点を当該差動増幅回路の出力点として構
成され、前記出力回路が、エミッタが高位側電源に接続
され、コレクタが前記第1のPNPトランジスタのベー
スに接続される第4のPNPトランジスタと、エミッタ
が高位側電源に接続され、ベースとコレクタが前記第4
のPNPトランジスタのベースに接続されて、前記第4
のPNPトランジスタとともにカレントミラー回路を形
成する第5のPNPトランジスタと、コレクタが高位側
電源に接続され、エミッタが前記負荷回路に連結される
出力端子に接続される第3のNPNトランジスタと、エ
ミッタが前記出力端子に接続され、コレクタが第5を抵
抗を介して低位側電源に接続されて、出力トランジスタ
として機能する第6のPNPトランジスタと、高位側電
源と前記第3のNPNトランジスタのベースとの間に挿
入接続される電流源と、前記第3のNPNトランジスタ
のベースと前記第6のPNPトランジスタのベースとの
間に、順方向の状態において接続されるダイオードと、
エミッタが前記第6のPNPトランジスタのベースに接
続され、ベースが前記増幅回路の出力端に接続されて、
コレクタが低位側電源に接続される第7のPNPトラン
ジスタと、コレクタが前記第4および第5のPNPトラ
ンジスタのベースに接続され、ベースが前記第6のPN
Pトランジスタのコレクタに接続されて、エミッタが低
位側電源に接続される第4のNPNトランジスタと、を
備えて構成される。
The operational amplifier of the second invention is a differential amplifier circuit which forms an input stage, an amplifier circuit which amplifies and outputs a signal output from the differential amplifier circuit, and is output from the amplifier circuit. An operational amplifier including an output circuit that receives a signal and outputs the signal to a predetermined load circuit, wherein the differential amplifier circuit has a emitter connected to a high-potential side power supply through a first resistor and functions as a current source. And a second PNP transistor at the base of the first PNP transistor.
And a bias supply circuit for supplying a bias voltage to the base of the first PNP transistor, and the emitter thereof are commonly connected to the collector of the first PNP transistor, and the bases are respectively inverting input terminals and A second and a third connected to the non-inverting input terminal to form a pair of amplifier circuit elements in the differential amplifier circuit.
And a collector and a base are both connected to the collector of the second PNP transistor,
A first NPN transistor having an emitter connected to a low-potential side power source through a third resistor, and a collector having the third PPN transistor.
A second connected to the collector of the NP transistor, a base connected to the base of the first NPN transistor, and an emitter connected to the lower power supply through a fourth resistor;
The NPN transistor of the third PNP transistor is connected to the collector of the second NPN transistor as an output point of the differential amplifier circuit, and the output circuit has a high-potential-side power supply. And a collector connected to the base of the first PNP transistor, an emitter connected to a high-potential side power supply, and a base and a collector connected to the fourth PNP transistor.
Connected to the base of a PNP transistor of
A fifth PNP transistor forming a current mirror circuit with the PNP transistor of No. 3, a third NPN transistor having a collector connected to the high-potential side power supply and an emitter connected to an output terminal connected to the load circuit, and an emitter A sixth PNP transistor connected to the output terminal and having a collector connected to a low-potential side power source through a resistor to function as an output transistor; a high-potential side power source and a base of the third NPN transistor. A current source inserted between and a diode connected in a forward direction between the base of the third NPN transistor and the base of the sixth PNP transistor;
An emitter is connected to the base of the sixth PNP transistor, and the base is connected to the output terminal of the amplifier circuit,
A seventh PNP transistor having a collector connected to the low-potential power supply, a collector connected to the bases of the fourth and fifth PNP transistors, and a base connected to the sixth PN transistor.
A fourth NPN transistor connected to the collector of the P transistor and having its emitter connected to the lower power supply.

【0014】[0014]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明の第1の実施例を示す回路図
である。図1に示されるように、本実施例は、反転入力
端子101、非反転入力端子102、出力端子103お
よび負荷抵抗13に対応して、入力段の差動増幅回路1
と、利得回路2と、利得回路2に対して並列接続される
位相補償用コンデンサ3と、電流源5、ダイオード6お
よび7、PNPトランジスタ8および10、NPNトラ
ンジスタ9、10および11、および抵抗12を含む出
力回路4とを備えて構成されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this embodiment corresponds to the inverting input terminal 101, the non-inverting input terminal 102, the output terminal 103, and the load resistor 13, and the differential amplifier circuit 1 at the input stage.
A gain circuit 2, a phase compensation capacitor 3 connected in parallel to the gain circuit 2, a current source 5, diodes 6 and 7, PNP transistors 8 and 10, NPN transistors 9, 10 and 11, and a resistor 12. And an output circuit 4 including

【0016】図1において、出力回路に含まれる抵抗1
2は、高電位に対応する出力短絡時におけるPNPトラ
ンジスタ10のコレクタ電流を検出すための抵抗であ
り、その抵抗値R12は次式により設定される。
In FIG. 1, a resistor 1 included in the output circuit
Reference numeral 2 denotes a resistor for detecting the collector current of the PNP transistor 10 at the time of output short circuit corresponding to a high potential, and its resistance value R 12 is set by the following equation.

【0017】 R12=VBE11(ON)/Icshort ………………………(6) 但し、VBE11(ON):NPNトランジスタ11のコレクタ
電流 Icshort: 高電位に対応する出力短絡時の PNPトランジスタ10のコレクタ電流 また、抵抗12における電圧降下V12は、通常はNPN
トランジスタ10のコレクタ電流IC1がIcshortよりも
小さい値のため、次式により与えられ、これにおり、N
PNトランジスタ11の存在は無視することができる。
R 12 = V BE11 (ON) / I cshort (6) where V BE11 (ON) : collector current of NPN transistor 11 I cshort : output short circuit corresponding to high potential The collector current of the PNP transistor 10 at the time when the voltage drop V 12 across the resistor 12 is normally NPN.
Since the collector current I C1 of the transistor 10 is smaller than I cshort , it is given by
The existence of the PN transistor 11 can be ignored.

【0018】 V12=R12・IC1<VBE11(ON) …………………(7) 出力端子103を、NPNトランジスタ9のエミッタ電
流が流れない程度の高電位に設定した場合、例えば出力
端子103を高位側電源+Vccに短絡させた状態におい
ては、PNPトランジスタ10のコレクタ電流IC が増
大してIcshortに到達し、抵抗12による電圧降下V12
は次式のようになる。 V12=R12・Icshort=VBE11(ON) ……………(8) これにより、PNPトランジスタ11はオンの状態とな
り、PNPトランジスタ11にはコレクタ電流IC11
流れる。これにより、利得回路2の入力部における入力
電流が引抜かれて、前述の従来例の場合と同様に、PN
Pトランジスタ10における出力電流の増大ならびに破
壊が防止される。
V 12 = R 12 · I C1 <V BE11 (ON) (7) When the output terminal 103 is set to a high potential such that the emitter current of the NPN transistor 9 does not flow, For example, when the output terminal 103 is short-circuited to the high potential side power supply + V cc , the collector current I C of the PNP transistor 10 increases to reach I cshort , and the voltage drop V 12 due to the resistor 12 occurs.
Is as follows. V 12 = R 12 · I cshort = V BE11 (ON) (8) As a result, the PNP transistor 11 is turned on, and the collector current I C11 flows through the PNP transistor 11. As a result, the input current in the input section of the gain circuit 2 is drawn out, and the PN is input as in the case of the above-mentioned conventional example.
The output current of the P-transistor 10 is prevented from increasing and breaking.

【0019】今、入力電圧VI および出力電圧VO を図
1に示されるように設定し、入力電圧Vを0Vから低
下させてゆくと、出力電圧VO は次式により与えられ
る。
When the input voltage V I and the output voltage V O are set as shown in FIG. 1 and the input voltage V I is decreased from 0 V, the output voltage V O is given by the following equation.

【0020】 VO =VI +VBE8 +VBE10 …………………………
(9) 但し、VBE8 :PNPトランジスタ8のVBEの値 VBE10:PNPトランジスタ10のVBEの値 従って、(9) 式におけるVO においては傾きは1の直線
となり、出力短絡保護回路がない回路と同等になる。ま
た入力電圧VI を低電位側電源−Vccに設定した時の出
力電圧VO の最小値VOMINは、次式により示される。
V O = V I + V BE8 + V BE10 ………………………………
(9) where, V BE8: value of V BE of the PNP transistor 8 V BE10: value of V BE of the PNP transistor 10 thus, (9) the slope becomes a first straight line in V O in the equation, the output short-circuit protection circuit Not equivalent to a circuit. The minimum value V OMIN of the output voltage V O when the input voltage V I is set to the low-potential-side power supply −V cc is given by the following equation.

【0021】 VOMIN≒(−Vcc)+VBE8 +VBE10)………………(1
0) 即ち、出力電圧VO の最小値VOMINは、上記の(10)式に
より明らかなように、前述の従来例の場合において、
(5) 式に示されていた係数RL /(R64+RL )の項が
排除されており、本発明においては、高電位に対応する
出力短絡保護回路が設けられていない回路と出力電圧の
最小値が等しくなる。例えば、負荷抵抗13の抵抗値R
L を220Ω、抵抗12および抵抗64(従来例)の抵
抗値R12おりびR64を、それぞれ25Ωとした場合、本
発明においては、出力電圧の最小値は、従来例に対比し
て11.4%改善される。
V OMIN ≈ (−V cc ) + V BE8 + V BE10 ) ……………… (1
0) That is, the minimum value V OMIN of the output voltage V O is, in the case of the above-mentioned conventional example, as is clear from the above equation (10).
The term of the coefficient R L / (R 64 + R L ) shown in the equation (5) is eliminated, and in the present invention, a circuit not provided with an output short-circuit protection circuit corresponding to a high potential and an output voltage. The minimum value of is equal. For example, the resistance value R of the load resistor 13
When L is 220Ω and the resistance values R12 and R64 of the resistors 12 and 64 (conventional example) are respectively 25Ω, in the present invention, the minimum output voltage is 11.4% compared to the conventional example. Be improved.

【0022】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図2は、本実施例を示す回路図である。図2に示
されるように、本実施例は、反転入力端子104、非反
転入力端子105、出力端子106および負荷抵抗39
に対応して、バイアス供給回路16、抵抗17、18、
24および25、PNPトランジスタ19〜21、およ
びNPNトランジスタ22および23を含む入力段の差
動増幅回路15と、利得回路37と、利得回路37に対
して並列接続される位相補償用コンデンサ38と、PN
Pトランジスタ27、28、32および34、電流源2
9、ダイオード30および31、NPNトランジスタ3
3および35、および抵抗36を含む出力回路26とを
備えて構成されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing this embodiment. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the inverting input terminal 104, the non-inverting input terminal 105, the output terminal 106 and the load resistor 39.
Corresponding to the bias supply circuit 16, resistors 17, 18,
24 and 25, an input stage differential amplifier circuit 15 including PNP transistors 19 to 21, and NPN transistors 22 and 23, a gain circuit 37, and a phase compensation capacitor 38 connected in parallel to the gain circuit 37. PN
P-transistors 27, 28, 32 and 34, current source 2
9, diodes 30 and 31, NPN transistor 3
3 and 35, and an output circuit 26 including a resistor 36.

【0023】図2において、差動増幅回路15に含まれ
る抵抗18の抵抗値は、通常は電流源用として機能する
PNPトランジスタ19のベース電流による電圧降下が
無視できる程度に小さい値に設定される。それ以外の差
動増幅回路15における回路構成については、第1の実
施例の場合と同様である。出力回路26において、図1
の第1の実施例の場合と同様に、出力端子106が高電
位に短絡されて、PNPトランジスタ34のコレクタ電
流IC がIcshortの電流値に達すると、前述の(8) 式が
成立してNPNトランジスタ35がオンの状態となり、
NPNトランジスタ35にコレクタ電流IC35 が流れる
ことにより、カレントミラー回路を形成しているPNP
トランジスタ27および28には、当該コレクタ電流T
C35 に等しいコレクタ電流が流れ、電流源用のPNPト
ランジスタ19のVBE11は、これにより次式に示される
電位だけ上昇する。
In FIG. 2, the resistance value of the resistor 18 included in the differential amplifier circuit 15 is set to such a value that the voltage drop due to the base current of the PNP transistor 19 which normally functions as a current source is negligible. . The other circuit configuration of the differential amplifier circuit 15 is the same as that of the first embodiment. In the output circuit 26, FIG.
When the output terminal 106 is short-circuited to a high potential and the collector current I C of the PNP transistor 34 reaches the current value of I cshort , as in the case of the first embodiment, the above equation (8) is established. The NPN transistor 35 is turned on,
A collector current I C35 flows through the NPN transistor 35 to form a PNP forming a current mirror circuit.
The collector current T is applied to the transistors 27 and 28.
A collector current equal to C35 flows, and V BE11 of the PNP transistor 19 for the current source rises by the potential shown by the following equation.

【0024】 ΔVBE11=R18・IC35 …………………………(11) 上式において、R18は抵抗18の抵抗値である。これに
より、電流源用のPNPトランジスタ18のコレクタ電
流が低減されるために、差動増幅回路15において流れ
る電流も低減され、利得回路37以降における動作は、
前述の第1の実施例の場合と同様になり、出力用のPN
Pトランジスタ34における出力電流の増大ならびに破
壊が未然に防止される。また、出力電圧VO の最大値V
OMAXの値も、図1の第1の実施例の場合と等しくなる。
ΔV BE11 = R 18 · I C35 (11) In the above equation, R 18 is the resistance value of the resistor 18. As a result, the collector current of the PNP transistor 18 for the current source is reduced, so that the current flowing through the differential amplifier circuit 15 is also reduced, and the operation in the gain circuit 37 and thereafter is
This is the same as in the case of the first embodiment described above, and the output PN
The increase and breakdown of the output current in the P-transistor 34 are prevented in advance. In addition, the maximum value V of the output voltage V O
The value of OMAX is also equal to that in the first embodiment shown in FIG.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、高電位
に対応する短絡保護回路による出力電圧の下限の制限を
排除し、増幅ダイナミックレンジの低下を解消すること
ができるという効果がある。
As described above, the present invention has an effect that the lower limit of the output voltage by the short-circuit protection circuit corresponding to the high potential can be eliminated and the reduction of the amplification dynamic range can be eliminated.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】従来例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、15、40 差動増幅回路 2、37、50 利得回路 3、38、56 位相補償用コンデンサ 4、26、57 出力回路 5、29、53、58 電流源 6、7、30、31、59、60 ダイオード 8、10、19〜21、27、28、32、34、43
〜45、61、63、65 PNPトランジスタ 9、11、22、23、33、35、46、47、5
1、52、62、66、67 NPNトランジスタ 12、17、18、24、25、36、42、48、4
9、54、55、64抵抗 13、39、68 負荷抵抗 16、41 バイアス回路
1, 15, 40 Differential amplifier circuit 2, 37, 50 Gain circuit 3, 38, 56 Phase compensation capacitor 4, 26, 57 Output circuit 5, 29, 53, 58 Current source 6, 7, 30, 31, 59 , 60 Diodes 8, 10, 19-21, 27, 28, 32, 34, 43
~ 45, 61, 63, 65 PNP transistors 9, 11, 22, 23, 33, 35, 46, 47, 5
1, 52, 62, 66, 67 NPN transistor 12, 17, 18, 24, 25, 36, 42, 48, 4
9, 54, 55, 64 resistance 13, 39, 68 load resistance 16, 41 bias circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力段を形成する差動増幅回路と、前記
差動増幅回路より出力される信号を増幅して出力する増
幅回路と、前記増幅回路より出力される信号を受けて、
所定の負荷回路に出力する出力回路とを含むオペアンプ
において、 前記出力回路が、コレクタが高位側電源に接続され、エ
ミッタが前記負荷回路に連結される出力端子に接続され
る第1のNPNトランジスタと、 エミッタが前記出力端子に接続され、コレクタが所定の
抵抗を介して低位側電源に接続されて、出力用トラジス
タとして機能する第1のPNPトランジスタと、 高位側電源と前記第1のNPNトランジスタのベースと
の間に挿入接続される電流源と、 前記第1のNPNトランジスタのベースと前記第1のP
NPトランジスタのベースとの間に、順方向の状態にお
いて接続されるダイオードと、 エミッタが前記第1のPNPトランジスタのベースに接
続され、ベースが前記増幅回路の出力端に接続されて、
コレクタが低位側電源に接続される第2のPNPトラン
ジスタと、 コレクタが前記差動増幅回路の出力端に接続され、ベー
スが前記第1のPNPトランジスタのコレクタに接続さ
れて、エミッタが低位側電源に接続される第2のNPN
トランジスタと、 を備えて構成されることを特徴とするオプアンプ。
1. A differential amplifier circuit that forms an input stage, an amplifier circuit that amplifies and outputs a signal output from the differential amplifier circuit, and a signal output from the amplifier circuit,
An operational amplifier including an output circuit for outputting to a predetermined load circuit, wherein the output circuit has a first NPN transistor having a collector connected to a high-potential side power supply and an emitter connected to an output terminal connected to the load circuit. A first PNP transistor having an emitter connected to the output terminal and a collector connected to a low-potential side power supply through a predetermined resistor to function as an output transistor; and a high-potential side power supply and the first NPN transistor. A current source inserted between the base and the base, the base of the first NPN transistor and the first P
A diode connected to the base of the NP transistor in the forward direction, an emitter connected to the base of the first PNP transistor, and a base connected to the output terminal of the amplifier circuit,
A second PNP transistor having a collector connected to the low potential side power source; a collector connected to the output terminal of the differential amplifier circuit; a base connected to the collector of the first PNP transistor; Second NPN connected to
An op amp characterized by comprising a transistor and.
【請求項2】 入力段を形成する差動増幅回路と、前記
差動増幅回路より出力される信号を増幅して出力する増
幅回路と、前記増幅回路より出力される信号を受けて、
所定の負荷回路に出力する出力回路とを含むオペアンプ
において、 前記差動増幅回路が、エミッタが第1の抵抗を介して高
位側電源に接続され、電流源用として機能する第1のP
NPトランジスタと、 前記第1のPNPトランジスタのベースに第2の抵抗を
介して接続され、当該第1のPNPトランジスタのベー
スにバイアス電圧を供給するバイアス供給回路と、 エミッタが共に前記第1のPNPトランジスタのコレク
タに共通接続され、ベースがそれぞれ反転入力端子およ
び非反転入力端子に接続されて、前記差動増幅回路にお
ける一対の増幅回路素子を形成する第2および第3のP
NPトランジスタと、 コレクタおよびベースが共に前記第2のPNPトランジ
スタのコレクタに接続され、エミッタが第3の抵抗を介
して低位側電源に接続される第1のNPNトランジスタ
と、 コレクタが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに
接続され、ベースが前記第1のNPNトランジスタのベ
ースに接続されて、エミッタが第4の抵抗を介して低位
側電源に接続される第2のNPNトランジスタと、 を備え、前記第3のPNPトランジスタのコレクタと前
記第2のNPNトランジスタのコレクタの接続点を当該
差動増幅回路の出力点として構成され、 前記出力回路が、エミッタが高位側電源に接続され、コ
レクタが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続
される第4のPNPトランジスタと、 エミッタが高位側電源に接続され、ベースとコレクタが
前記第4のPNPトランジスタのベースに接続されて、
前記第4のPNPトランジスタとともにカレントミラー
回路を形成する第5のPNPトランジスタと、 コレクタが高位側電源に接続され、エミッタが前記負荷
回路に連結される出力端子に接続される第3のNPNト
ランジスタと、 エミッタが前記出力端子に接続され、コレクタが第5を
抵抗を介して低位側電源に接続されて、出力トランジス
タとして機能する第6のPNPトランジスタと、 高位側電源と前記第3のNPNトランジスタのベースと
の間に挿入接続される電流源と、 前記第3のNPNトランジスタのベースと前記第6のP
NPトランジスタのベースとの間に、順方向の状態にお
いて接続されるダイオードと、 エミッタが前記第6のPNPトランジスタのベースに接
続され、ベースが前記増幅回路の出力端に接続されて、
コレクタが低位側電源に接続される第7のPNPトラン
ジスタと、 コレクタが前記第4および第5のPNPトランジスタの
ベースに接続され、ベースが前記第6のPNPトランジ
スタのコレクタに接続されて、エミッタが低位側電源に
接続される第4のNPNトランジスタと、 を備えて構成されることを特徴とするオぺアンプ。
2. A differential amplifier circuit forming an input stage, an amplifier circuit for amplifying and outputting a signal output from the differential amplifier circuit, and a signal output from the amplifier circuit,
An operational amplifier including an output circuit for outputting to a predetermined load circuit, wherein the differential amplifier circuit has a first P whose emitter is connected to a high-potential side power supply through a first resistor and which functions as a current source.
An NP transistor, a bias supply circuit connected to the base of the first PNP transistor via a second resistor, and supplying a bias voltage to the base of the first PNP transistor, and the emitter of the first PNP transistor. Second and third P transistors which are commonly connected to the collectors of the transistors and whose bases are respectively connected to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal to form a pair of amplifier circuit elements in the differential amplifier circuit.
An NP transistor, a first NPN transistor whose collector and base are both connected to the collector of the second PNP transistor, and whose emitter is connected to a lower power supply through a third resistor; A second NPN transistor connected to the collector of the PNP transistor, the base of which is connected to the base of the first NPN transistor, and the emitter of which is connected to the low potential side power supply through the fourth resistor; A connection point between the collector of the third PNP transistor and the collector of the second NPN transistor is configured as an output point of the differential amplifier circuit, and the output circuit has an emitter connected to a high-potential side power supply and a collector connected to the first power source. The 4th PNP transistor connected to the base of the 1st PNP transistor, and the emitter to the high side power supply. Is continued, the base and collector connected to the base of the fourth PNP transistor,
A fifth PNP transistor forming a current mirror circuit together with the fourth PNP transistor, and a third NPN transistor having a collector connected to a high-potential side power source and an emitter connected to an output terminal connected to the load circuit. A sixth PNP transistor having an emitter connected to the output terminal and a collector connected to the fifth-side low-side power source through a resistor to function as an output transistor; a high-side-side power source and the third NPN transistor. A current source inserted between the base and the base of the third NPN transistor and the sixth P
A diode connected to the base of the NP transistor in the forward direction, an emitter connected to the base of the sixth PNP transistor, and a base connected to the output terminal of the amplifier circuit,
A seventh PNP transistor having a collector connected to the low-side power supply, a collector connected to the bases of the fourth and fifth PNP transistors, a base connected to the collector of the sixth PNP transistor, and an emitter An operational amplifier comprising: a fourth NPN transistor connected to a lower power supply.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4822543A (en) * 1985-07-30 1989-04-18 Yoshino Kogyosho Co., Ltd. Method for forming plastic containers
US7224562B2 (en) 2003-12-26 2007-05-29 Orion Electric Co., Ltd. Short-circuit protective circuit
JP2010016708A (en) * 2008-07-04 2010-01-21 New Japan Radio Co Ltd Operational amplifier

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