JPH07106872A - Operational amplifier with high slew rate - Google Patents

Operational amplifier with high slew rate

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JPH07106872A
JPH07106872A JP5274778A JP27477893A JPH07106872A JP H07106872 A JPH07106872 A JP H07106872A JP 5274778 A JP5274778 A JP 5274778A JP 27477893 A JP27477893 A JP 27477893A JP H07106872 A JPH07106872 A JP H07106872A
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JP
Japan
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transistor
collector
base
current
transistors
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Withdrawn
Application number
JP5274778A
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Japanese (ja)
Inventor
Seisuke Matsuda
成介 松田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07106872A publication Critical patent/JPH07106872A/en
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Abstract

PURPOSE:To simply obtain the operational amplifier with high slew rate without impairing a characteristic in a small signal input state by turning off a current switch circuit section in the small signal input state and utilizing charge/ discharge of a phase compensation capacitor in a large signal input state. CONSTITUTION:When a signal inputted to a noninverting input terminal IN+ is a small signal, transistors(TRs) 8, 9 being components of a differential switch circuit of a current switch circuit section are turned off and a TR 10 is turned on. Thus, in the small signal input state, the current switch circuit section is disconnected from an operational amplifier circuit section and it is operated singly. When an input is a large amplitude step signal, a power supply switch circuit section is turned on, and a current is supplied from a constant current source included in the current switch section to a differential input stage comprising TRs 21-24 of the operational amplifier circuit section. Thus, in the input state of a large amplitude signal, a charge/discharge current of a phase compensation capacitor C32 is increased to realize a high slew rate.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、演算増幅器に関し、
特に高スルーレートを実現できる演算増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an operational amplifier,
In particular, the present invention relates to an operational amplifier that can realize a high slew rate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、演算増幅器には種々の構成のもの
が知られているが、一般に使用されている構成例を図2
に示す。図2において、21と22は差動入力段を構成する
PNPトランジスタで、各エミッタは共通にして定電流
源30を介して電源VCCに接続され、各ベースはそれぞれ
反転入力端子IN- と非反転入力端子IN+ に接続され
ている。23と24はカレントミラー回路を構成するNPN
トランジスタで、トランジスタ23のコレクタとベースは
トランジスタ21のコレクタに接続され、エミッタは接地
されており、トランジスタ24のコレクタはトランジスタ
22のコレクタに、ベースはトランジスタ23のベースとコ
レクタにそれぞれ接続され、エミッタは接地されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of operational amplifiers are known, but a commonly used configuration example is shown in FIG.
Shown in. In FIG. 2, reference numerals 21 and 22 denote PNP transistors which form a differential input stage. The emitters are commonly connected to the power source V CC through the constant current source 30, and the bases are connected to the inverting input terminal IN and the non-inverting input terminal IN , respectively. It is connected to the inverting input terminal IN + . 23 and 24 are NPNs forming a current mirror circuit
In the transistor, the collector and base of the transistor 23 are connected to the collector of the transistor 21, the emitter is grounded, and the collector of the transistor 24 is the transistor.
The collector and the base of 22 are connected to the base and collector of the transistor 23, respectively, and the emitter is grounded.

【0003】25,26,27は第2段を構成するPNPトラ
ンジスタで、トランジスタ25のコレクタとベースは定電
流源31を介して電源VCCに接続されており、トランジス
タ26のコレクタとベースはトランジスタ25のエミッタに
接続されており、トランジスタ27のコレクタはトランジ
スタ26のエミッタに、ベースはトランジスタ22及び24の
各コレクタにそれぞれ接続され、エミッタは接地されて
おり、トランジスタ27のコレクタとベースとの間には位
相補償用コンデンサ32が接続されている。28と29は出力
段を構成するNPNトランジスタとPNPトランジスタ
で、トランジスタ28のコレクタは電源VCCに、ベースは
トランジスタ25のコレクタ及びベースに、エミッタは出
力端子OUTにそれぞれ接続されており、トランジスタ
29のエミッタは出力端子OUTに、ベースはトランジス
タ26のエミッタ及びトランジスタ27のコレクタにそれぞ
れ接続され、コレクタは接地されている。
Reference numerals 25, 26, and 27 are PNP transistors forming the second stage. The collector and base of the transistor 25 are connected to the power supply V CC through the constant current source 31, and the collector and base of the transistor 26 are transistors. The collector of the transistor 27 is connected to the emitter of the transistor 26, the base is connected to the collectors of the transistors 22 and 24, and the emitter is grounded. A phase compensation capacitor 32 is connected to. Reference numerals 28 and 29 are NPN transistors and PNP transistors which form an output stage. The collector of the transistor 28 is connected to the power supply V CC , the base is connected to the collector and the base of the transistor 25, and the emitter is connected to the output terminal OUT.
The emitter of 29 is connected to the output terminal OUT, the base is connected to the emitter of the transistor 26 and the collector of the transistor 27, and the collector is grounded.

【0004】このように構成された演算増幅器を、図3
の(A)に示すように、シンボル100 で表し、その反転
入力端子IN- と出力端子OUTとを接続してボルテー
ジフォロア回路を構成し、非反転入力端子IN+ に正の
大振幅ステップ信号VINを入力すると、出力電圧VOUT
の過渡応答は、図3の(B)に示すようになる。図3の
(B)において、出力電圧VOUT が直線的に上昇する部
分の傾き(dVOUT /dt)をスルーレート(SR)と
称する。このスルーレートの生じる原理は、次のように
説明できる。ここで、定電流源30と31の電流値をそれぞ
れI30とI31とし、I30<I31の関係が成立しているも
のとする。
An operational amplifier having such a configuration is shown in FIG.
As shown in (A) of FIG. 1, the symbol 100 is used to connect the inverting input terminal IN - and the output terminal OUT to form a voltage follower circuit, and the positive large-amplitude step signal V is applied to the non-inverting input terminal IN +. Input IN , output voltage V OUT
The transient response of is as shown in FIG. In FIG. 3B, the slope (dV OUT / dt) of the portion where the output voltage V OUT rises linearly is called the slew rate (SR). The principle of generating this slew rate can be explained as follows. Here, it is assumed that the current values of the constant current sources 30 and 31 are I 30 and I 31 , respectively, and the relationship of I 30 <I 31 is established.

【0005】前記図2に示した演算増幅器を、図3の
(A)に示すように結線し、非反転入力端子IN+ に正
の大振幅ステップ信号VINを入力すると、トランジスタ
21がオン、トランジスタ22がオフになり、定電流源30の
電流I30は全てトランジスタ21及び23に流れる。ここ
で、仮に、位相補償用コンデンサ32が接続されていない
ものとすると、トランジスタ27のベースには電流が流入
しないから、トランジスタ27はオフとなり、したがって
トランジスタ27のコレクタ電位VC27 は一瞬にして上昇
し、それに伴い出力電圧VOUT も一瞬にして上昇する。
これに対し、位相補償用コンデンサ32が接続されている
場合には、トランジスタ27のコレクタ電位VC27 は、位
相補償用コンデンサ32を充電しながら上昇する。ここ
で、位相補償用コンデンサ32に流れ込む電流I32は、ト
ランジスタ24のコレクタ電流IC24 と等しいから、トラ
ンジスタ23と24とで構成されるカレントミラーで折り返
された定電流I30となる。したがって、位相補償用コン
デンサ32は定電流I30によって充電されるため、トラン
ジスタ27のコレクタ電位VC27 は直線的に上昇し、それ
に伴い出力電圧VOUT も直線的に上昇する。
When the operational amplifier shown in FIG. 2 is connected as shown in FIG. 3A and a positive large-amplitude step signal V IN is input to the non-inverting input terminal IN + , the transistor is turned on.
21 is turned on, the transistor 22 is turned off, and the current I 30 of the constant current source 30 flows through the transistors 21 and 23. Here, if the phase compensation capacitor 32 is not connected, the current does not flow into the base of the transistor 27, so that the transistor 27 is turned off, so that the collector potential V C27 of the transistor 27 rises in an instant. Then, along with this, the output voltage V OUT also rises in an instant.
On the other hand, when the phase compensation capacitor 32 is connected, the collector potential V C27 of the transistor 27 rises while charging the phase compensation capacitor 32. Here, since the current I 32 flowing into the phase compensation capacitor 32 is equal to the collector current I C24 of the transistor 24, it becomes a constant current I 30 folded by the current mirror composed of the transistors 23 and 24. Therefore, since the phase compensating capacitor 32 is charged by the constant current I 30 , the collector potential V C27 of the transistor 27 linearly rises, and the output voltage V OUT also linearly rises accordingly.

【0006】一方、非反転入力端子IN+ に負の大振幅
ステップ信号を入力した場合には、それぞれの動作は逆
になり、位相補償用コンデンサ32は定電流I30によって
放電されるため、トランジスタ27のコレクタ電位VC27
は直線的に低下し、それに伴い出力電圧VOUT も直線的
に低下する。
On the other hand, when a negative large-amplitude step signal is input to the non-inverting input terminal IN + , the respective operations are reversed and the phase compensation capacitor 32 is discharged by the constant current I 30 , so that the transistor 27 collector potential V C27
Linearly decreases, and the output voltage V OUT also linearly decreases accordingly.

【0007】以上より、図2に示した演算増幅器のスル
ーレートSRは、位相補償用コンデンサ32を充放電する
時間で決定され、該コンデンサ32の値をC32とすると、
次式(1)で表される。 SR=I30/C32 ・・・(1)
From the above, the slew rate SR of the operational amplifier shown in FIG. 2 is determined by the time for charging / discharging the phase compensation capacitor 32. If the value of the capacitor 32 is C 32 ,
It is expressed by the following equation (1). SR = I 30 / C 32 (1)

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の演算増幅器
において、高スルーレートのものを得ようとすると、上
記(1)式からわかるように、定電流源30の電流値I30
を大きくするか、あるいは位相補償用コンデンサ32の値
32を小さくする等の手法が考えられる。しかしなが
ら、単純に定電流源30の電流値I30や位相補償用コンデ
ンサ32の値C32の定数を変えるだけでは、小信号入力時
に回路の動作が不安定になるため、結局、電流値I30
コンデンサ容量値C32を設定すると共に回路全体に亘っ
て再設計しなければならないという問題点があった。
When it is attempted to obtain a high slew rate in the conventional operational amplifier described above, the current value I 30 of the constant current source 30 is as shown in the above equation (1).
May be increased, or the value C 32 of the phase compensation capacitor 32 may be decreased. However, only by changing the simply constant value C 32 in the current value I 30 and the phase compensating capacitor 32 of the constant current source 30, since the operation of the circuit becomes unstable at the time of a small signal input, eventually, the current value I 30 There was a problem that the capacitor capacitance value C 32 must be set and the entire circuit must be redesigned.

【0009】本発明は、従来の演算増幅器における上記
問題点を解消するためになされたもので、簡単に高スル
ーレートが得られ、且つスルーレートを任意に設定でき
るようにした演算増幅器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems in the conventional operational amplifier, and provides an operational amplifier in which a high slew rate can be easily obtained and the slew rate can be arbitrarily set. The purpose is to

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、エミッタを共通にして第1の定
電流源を介して電源に接続し、各ベースをそれぞれ第1
及び第2の信号入力端子に接続した第1及び第2のトラ
ンジスタと、該第1及び第2のトランジスタのコレクタ
にそれぞれ一端を接続し、他端を共通に接続した第1及
び第2の抵抗と、該第1及び第2の抵抗の共通接続点に
一端を接続し、他端を接地した第3の抵抗と、エミッタ
を共通にして第2の定電流源を介して電源に接続し、各
ベースをそれぞれ前記第1のトランジスタのコレクタ,
前記第2のトランジスタのコレクタ及び前記第1及び第
2の抵抗の共通接続点に接続した第3,第4及び第5の
トランジスタとからなり、該第3,第4及び第5のトラ
ンジスタの各コレクタを、それぞれ第1,第2及び第3
の電流端子とした電流スイッチ回路部と、エミッタを共
通にして第3の定電流源を介して電源に接続し、各ベー
スをそれぞれ第2及び第1の信号入力端子に接続した差
動入力段を構成する第6及び第7のトランジスタと、コ
レクタとベースを前記第6のトランジスタのコレクタに
接続し、エミッタを接地した第8のトランジスタと、コ
レクタを前記第7のトランジスタのコレクタに、ベース
を前記第8のトランジスタのベースにそれぞれ接続し、
エミッタを接地した第9のトランジスタと、ベースを前
記第9のトランジスタのコレクタに接続し、エミッタを
接地した第10のトランジスタと、該第10のトランジスタ
のコレクタに接続された負荷及び出力回路と、前記第10
のトランジスタのコレクタとベース間に接続した位相補
償用コンデンサとで構成された演算増幅回路部とからな
り、前記電流スイッチ回路部の第1の電流端子を前記第
8のトランジスタのコレクタに、前記第2の電流端子を
前記第9のトランジスタのコレクタに、前記第3の電流
端子を接地電位にそれぞれ接続して演算増幅器を構成す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention has a common emitter connected to a power supply via a first constant current source, and each base is connected to a first power source.
And first and second transistors connected to the second signal input terminal, and first and second resistors having one ends connected to collectors of the first and second transistors and the other ends commonly connected. And a third resistor having one end connected to a common connection point of the first and second resistors and the other end grounded, and a common resistor connected to a power source via a second constant current source, Each base is connected to the collector of the first transistor,
The third, fourth, and fifth transistors connected to the common connection point of the collector of the second transistor and the first and second resistors, and each of the third, fourth, and fifth transistors The collectors are respectively the first, second and third
Differential input stage in which the current switch circuit section serving as the current terminal and the emitter are connected in common to the power source through the third constant current source, and each base is connected to the second and first signal input terminals, respectively. And a sixth and a seventh transistor, which has a collector and a base connected to the collector of the sixth transistor, and an emitter which is grounded, and an eighth transistor which has a collector connected to the collector of the seventh transistor and a base. Connected to the bases of the eighth transistors,
A ninth transistor having an emitter grounded, a base having a base connected to the collector of the ninth transistor and having a grounded emitter, and a load and output circuit connected to the collector of the tenth transistor, The tenth
And an operational amplifier circuit section composed of a phase compensating capacitor connected between the collector and the base of the transistor, the first current terminal of the current switch circuit section is connected to the collector of the eighth transistor, The second current terminal is connected to the collector of the ninth transistor and the third current terminal is connected to the ground potential to form an operational amplifier.

【0011】このように構成した演算増幅器において
は、小信号入力時には、電流スイッチ回路部がオフとな
り、電流スイッチ回路部と演算増幅回路部は切り離さ
れ、演算増幅回路部単独で動作する。一方、入力端子に
大振幅信号が入力されると、電流スイッチ回路部がオン
し、演算増幅回路部の差動入力段に電流スイッチ回路部
に含まれる定電流源より電流が供給される。それにより
大振幅信号入力時には、位相補償用コンデンサを充放電
する電流が増加し、高スルーレートが実現できる。また
スルーレートは、電流スイッチ回路部に含まれる定電流
源の電流値を変えることにより、任意に設定することが
できる。
In the operational amplifier configured as described above, when a small signal is input, the current switch circuit section is turned off, the current switch circuit section and the operational amplifier circuit section are separated, and the operational amplifier circuit section operates independently. On the other hand, when a large-amplitude signal is input to the input terminal, the current switch circuit section is turned on, and the differential input stage of the operational amplifier circuit section is supplied with current from the constant current source included in the current switch circuit section. As a result, when a large amplitude signal is input, the current for charging and discharging the phase compensation capacitor increases, and a high slew rate can be realized. Further, the slew rate can be arbitrarily set by changing the current value of the constant current source included in the current switch circuit unit.

【0012】[0012]

【実施例】次に実施例について説明する。図1は、本発
明に係る演算増幅器の実施例を示す回路構成図で、図2
に示した従来例と同一又は対応する要素には同一符号を
付し、その説明は省略する。図1において、1は一端を
電源VCCに接続した定電流源で、同一特性のPNPトラ
ンジスタ2,3で構成される差動入力段のエミッタ共通
接続点に接続され、該差動入力段に電流を供給するよう
になっている。そしてトランジスタ2のベースは非反転
入力端子IN+ に、トランジスタ3のベースは反転入力
端子IN- にそれぞれ接続され、また各トランジスタ
2,3のエミッタは、それぞれ負荷抵抗4,5を介し
て、接地されたレベルシフト用抵抗6に接続されてい
る。
EXAMPLES Next, examples will be described. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of an operational amplifier according to the present invention.
The same or corresponding elements as those of the conventional example shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 is a constant current source whose one end is connected to a power supply V CC, which is connected to a common emitter connection point of a differential input stage composed of PNP transistors 2 and 3 having the same characteristics. It is designed to supply electric current. The base of the transistor 2 is connected to the non-inverting input terminal IN + , the base of the transistor 3 is connected to the inverting input terminal IN −, and the emitters of the transistors 2 and 3 are grounded via the load resistors 4 and 5, respectively. The resistor 6 for level shifting is connected.

【0013】8,9,10は差動スイッチ回路を構成する
PNPトランジスタで、トランジスタ8のベースはトラ
ンジスタ2のコレクタに、コレクタは構成要素21〜32で
構成されている演算増幅回路部のトランジスタ23のコレ
クタにそれぞれ接続され、トランジスタ9のベースはト
ランジスタ3のコレクタに、コレクタは演算増幅回路部
を構成するトランジスタ24のコレクタにそれぞれ接続さ
れ、トランジスタ10のベースは負荷抵抗4,5とレベル
シフト用抵抗6との接続点に接続され、コレクタは接地
されており、各トランジスタ8,9,10のエミッタは共
通にして定電流源7を介して電源VCCに接続されてい
る。そして、定電流源7は前記トランジスタ8,9,10
からなる差動スイッチ回路に流れる電流を設定するよう
になっており、また上記各要素1〜10からなる回路で、
従来例と同じ構成の演算増幅回路部に対する電流スイッ
チ回路部を構成している。
Reference numerals 8, 9 and 10 are PNP transistors which form a differential switch circuit. The base of the transistor 8 is the collector of the transistor 2 and the collector is the transistor 23 of the operational amplifier circuit section which is composed of the components 21 to 32. , The base of the transistor 9 is connected to the collector of the transistor 3, the collector is connected to the collector of the transistor 24 constituting the operational amplifier circuit section, and the base of the transistor 10 is for load resistances 4 and 5 and for level shifting. It is connected to the connection point with the resistor 6, the collector is grounded, and the emitters of the transistors 8, 9 and 10 are commonly connected to the power supply V CC via the constant current source 7. Then, the constant current source 7 includes the transistors 8, 9, 10
It is designed to set the current that flows in the differential switch circuit consisting of
A current switch circuit section for the operational amplifier circuit section having the same configuration as the conventional example is configured.

【0014】次に、このように構成した演算増幅器にお
いて、図3の(A)に示すように、反転入力端子IN-
と出力端子OUTを接続(ボルテージフォロア回路)
し、非反転入力端子IN+ に信号を入力したときの動作
について説明する。但し、定電流源1と7の電流値をそ
れぞれI1 ,I7 とし、負荷抵抗4,5の抵抗値を
C、レベルシフト用抵抗6の抵抗値をR6 とする。
[0014] Next, in thus constituted operational amplifier, as shown in FIG. 3 (A), the inverting input terminal IN -
And output terminal OUT are connected (voltage follower circuit)
The operation when a signal is input to the non-inverting input terminal IN + will be described. However, the current values of the constant current sources 1 and 7 are I 1 , I 7 , respectively, the resistance values of the load resistors 4, 5 are R C , and the resistance value of the level shift resistor 6 is R 6 .

【0015】小信号入力時でイマジナリーショートの条
件が成り立つ時には、トランジスタ2と3には等しい電
流I1 /2が流れ、トランジスタ8と9のベース電位V
B8とVB9は等しくなる。このとき、トランジスタ8,
9,10のベース電位VB8,VB9,VB10 は、それぞれ次
式(2),(3)で表される。 VB8=VB9=I1 6 +I1 ・RC /2 ・・・(2) VB10 =I1 6 ・・・(3) ここで、構成要素21〜32で構成される演算増幅回路部の
入力範囲において、トランジスタ2,3,8,9が飽和
に入らないように、定電流源1の電流値I1 とレベルシ
フト用抵抗6の抵抗値R6 の関係を、I1 6 = 400mV
程度に設定する必要がある。上記(2),(3)式より
わかるように、トランジスタ8と9のベース電位VB8
B9は、基準電圧であるトランジスタ10のベース電位V
B10 に比べ差電圧ΔVB だけ高く、この差電圧ΔVB
次式(4)で表される。 ΔVB =I1 ・RC /2 ・・・(4) ここで、ΔVB ≒ 150mVと設定すると、トランジスタ8
と9はオフ、トランジスタ10はオンとなり、定電流I7
は全て、コレクタを接地したトランジスタ10に流れる。
したがって、小信号入力時では、電流スイッチ回路部は
演算増幅回路部と切り離され、演算増幅回路部は単独で
動作する。
When the condition of imaginary short circuit is satisfied at the time of inputting a small signal, an equal current I 1/2 flows through the transistors 2 and 3, and the base potential V of the transistors 8 and 9 is increased.
B8 and V B9 are equal. At this time, the transistor 8,
Base potentials V B8 , V B9 , and V B10 of 9 and 10 are expressed by the following equations (2) and (3), respectively. V B8 = V B9 = I 1 R 6 + I 1 · R C / 2 (2) V B10 = I 1 R 6 (3) Here, operational amplification composed of the constituent elements 21 to 32 In the input range of the circuit portion, the relationship between the current value I 1 of the constant current source 1 and the resistance value R 6 of the level shift resistor 6 is set to I 1 R so that the transistors 2, 3, 8 and 9 do not enter saturation. 6 = 400mV
It is necessary to set it to the degree. As can be seen from the expressions (2) and (3), the base potentials V B8 and V B9 of the transistors 8 and 9 are the base potential V B of the transistor 10 which is the reference voltage.
Differences compared to the B10 voltage [Delta] V B as high, the differential voltage [Delta] V B is expressed by the following equation (4). ΔV B = I 1 · R C / 2 (4) Here, if ΔV B ≈150 mV is set, the transistor 8
And 9 turn off, transistor 10 turns on, and constant current I 7
All flow to transistor 10 whose collector is grounded.
Therefore, when a small signal is input, the current switch circuit section is separated from the operational amplifier circuit section, and the operational amplifier circuit section operates independently.

【0016】これに対し、非反転入力端子IN+ に正の
大振幅ステップ信号が入力されたときは、電流スイッチ
回路部と演算増幅回路部の動作は次のようになる。すな
わち電流スイッチ回路部では、トランジスタ2はオフ、
トランジスタ3はオンとなり、定電流源1の電流I1
全てトランジスタ3に流れる。これによりトランジスタ
8,9,10のベース電位VB8,VB9,VB10 は、次式
(5),(6),(7)のように表される。 VB8 =I1 6 ・・・(5) VB9 =I1 (R6 +RC ) ・・・(6) VB10 =I1 6 ・・・(7) 上記(5),(6),(7)式からわかるように、トラ
ンジスタ8と10のベース電位VB8とVB10 は等しく、ト
ランジスタ9のベース電位VB9は、VB8,VB10 より差
電圧ΔVB ′=I1 C = 300mVだけ高い。したがっ
て、トランジスタ8と10はオンし、トランジスタ9はオ
フする。
On the other hand, when a positive large-amplitude step signal is input to the non-inverting input terminal IN + , the operations of the current switch circuit section and the operational amplifier circuit section are as follows. That is, in the current switch circuit section, the transistor 2 is off,
The transistor 3 is turned on, and all the current I 1 of the constant current source 1 flows through the transistor 3. As a result, the base potentials V B8 , V B9 and V B10 of the transistors 8, 9 and 10 are expressed by the following equations (5), (6) and (7). V B8 = I 1 R 6 (5) V B9 = I 1 (R 6 + R C ) (6) V B10 = I 1 R 6 (7) Above (5), (6) ) And (7), the base potentials V B8 and V B10 of the transistors 8 and 10 are equal, and the base potential V B9 of the transistor 9 is different from V B8 and V B10 by the difference voltage ΔV B ′ = I 1 R Only C = 300 mV higher. Therefore, transistors 8 and 10 turn on and transistor 9 turns off.

【0017】一方、演算増幅回路部の構成要素21〜24で
構成される差動入力段では、トランジスタ21がオン、ト
ランジスタ22がオフとなり、定電流I30はトランジスタ
21に流れる。トランジスタ23のコレクタ電流IC23 は、
トランジスタ21のコレクタ電流IC21 と電流スイッチ回
路部のトランジスタ8のコレクタ電流IC8の和で、次式
(8)で表される。 IC23 =IC21 +IC8 =I30+I7 /2 ・・・(8) ここで、位相補償用コンデンサ32の充電電流I32は、ト
ランジスタ23のコレクタ電流IC23 と等しいから、この
充電電流I32は次式(9)で表される。 I32=IC21 +IC8 =I30+I7 /2 ・・・(9)
On the other hand, in the differential input stage composed of the components 21 to 24 of the operational amplifier circuit section, the transistor 21 is turned on, the transistor 22 is turned off, and the constant current I 30 is
Flows to 21. The collector current I C23 of the transistor 23 is
The sum of the collector current I C21 of the transistor 21 and the collector current I C8 of the transistor 8 in the current switch circuit portion is represented by the following equation (8). I C23 = I C21 + I C8 = I 30 + I 7/2 ··· (8) , where the charging current I 32 of the phase compensation capacitor 32, since equal collector current I C23 of the transistor 23, the charging current I 32 is represented by the following equation (9). I 32 = I C21 + I C8 = I 30 + I 7/2 ··· (9)

【0018】そして、非反転入力端子IN+ に負の大振
幅ステップ信号が入力されたときの動作は、次のように
なる。すなわち、電流スイッチ回路部では、トランジス
タ2がオン、トランジスタ3がオフし、それによりトラ
ンジスタ9と10がオンし、それぞれI7 /2の電流を流
し、トランジスタ8はオフとなる。一方、演算増幅回路
部の差動入力段では、トランジスタ21がオフ、トランジ
スタ22がオンとなり、定電流I30はトランジスタ22に流
れる。ここで、トランジスタ24には電流が流れ込まない
から、トランジスタ22のコレクタ電流IC22 とトランジ
スタ9のコレクタ電流IC9が位相補償用コンデンサ32の
放電電流I32となり、この放電電流I32は次式(10)で
表される。 I32=IC22 +IC9 =I30+I7 /2 ・・・(10) 上記(9),(10)式より、大振幅ステップ信号入力時
の位相補償用コンデンサ32の放電電流I32は、次式(1
1)となる。 I32=IC21 +IC8=IC22 +IC9=I30+I7 /2 ・・・(11) したがって、スルーレートSRは次式(12)で表され
る。 SR=I30/C32+I7 /2C32 ・・・(12) 上記(1),(12)からわかるように、本実施例のスル
ーレートSRは、従来例のものに比較して、I7 /2の
分だけ大きくなる。
The operation when a large negative amplitude step signal is input to the non-inverting input terminal IN + is as follows. That is, in the current switch circuit, the transistor 2 is turned on, the transistor 3 is turned off, thereby turning on the transistor 9 and 10, electric current of I 7/2, respectively, the transistor 8 is turned off. On the other hand, in the differential input stage of the operational amplifier circuit section, the transistor 21 is turned off, the transistor 22 is turned on, and the constant current I 30 flows through the transistor 22. Here, since no current flows into the transistor 24, the collector current I C22 of the transistor 22 and the collector current I C9 of the transistor 9 become the discharge current I 32 of the phase compensation capacitor 32 , and this discharge current I 32 is given by It is represented by 10). Discharge current I 32 of I 32 = I C22 + I C9 = I 30 + I 7/2 ··· (10) above (9), (10) than the large amplitude step signal input time of the phase compensation capacitor 32, The following formula (1
It becomes 1). I 32 = I C21 + I C8 = I C22 + I C9 = I 30 + I 7/2 ··· (11) Accordingly, the slew rate SR is expressed by the following equation (12). SR = I 30 / C 32 + I 7 / 2C 32 (12) As can be seen from the above (1) and (12), the slew rate SR of this embodiment is I It becomes bigger by 7/2.

【0019】以上のように、本実施例においては、小信
号入力時の特性が変化しないため、簡単に高スルーレー
トを実現できる。更に、定電流源7の電流値I7 を変え
ることにより、スルーレートを任意に設定することがで
きる。
As described above, in the present embodiment, since the characteristics when a small signal is input do not change, a high slew rate can be easily realized. Further, by changing the current value I 7 of the constant current source 7, it is possible to set the slew rate arbitrarily.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、小信号入力時の特性を損なうことな
く、簡単に高スルーレートの演算増幅器を実現すること
ができる。更に、電流スイッチ回路部に含まれる定電流
源の値を変えることにより、スルーレートを任意に設定
することができる。
As described above on the basis of the embodiments,
According to the present invention, an operational amplifier having a high slew rate can be easily realized without impairing the characteristics when a small signal is input. Furthermore, the slew rate can be set arbitrarily by changing the value of the constant current source included in the current switch circuit unit.

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

【図1】本発明に係る高スルーレート演算増幅器の実施
例を示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a high slew rate operational amplifier according to the present invention.

【図2】従来の演算増幅器の構成例を示す回路構成図で
ある。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a configuration example of a conventional operational amplifier.

【図3】演算増幅器におけるスルーレートを説明するた
めの図、及び大振幅ステップ信号入力時の過渡応答波形
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a slew rate in an operational amplifier and a diagram showing a transient response waveform when a large amplitude step signal is input.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 定電流源 2,3 差動入力段を構成するPNPトランジスタ 4,5 負荷抵抗 6 レベルシフト用抵抗 7 定電流源 8,9,10 差動スイッチ回路を構成するPNPトラン
ジスタ 21,22,23,24 差動入力段を構成するPNP及びNP
Nトランジスタ 25,26,27 第2段を構成するNPNトランジスタ 28,29 出力段を構成するNPN及びPNPトランジス
タ 30,31 定電流源 32 位相補償用コンデンサ
1 constant current source 2,3 PNP transistor which constitutes differential input stage 4,5 load resistance 6 level shift resistor 7 constant current source 8,9,10 PNP transistor 21,22,23 which constitutes differential switch circuit 24 PNPs and NPs that make up the differential input stage
N-transistors 25, 26, 27 NPN transistors 28, 29 constituting the second stage NPN and PNP transistors 30, 31 constituting the output stage Constant current source 32 Phase compensation capacitor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エミッタを共通にして第1の定電流源を
介して電源に接続し、各ベースをそれぞれ第1及び第2
の信号入力端子に接続した第1及び第2のトランジスタ
と、該第1及び第2のトランジスタのコレクタにそれぞ
れ一端を接続し、他端を共通に接続した第1及び第2の
抵抗と、該第1及び第2の抵抗の共通接続点に一端を接
続し、他端を接地した第3の抵抗と、エミッタを共通に
して第2の定電流源を介して電源に接続し、各ベースを
それぞれ前記第1のトランジスタのコレクタ,前記第2
のトランジスタのコレクタ及び前記第1及び第2の抵抗
の共通接続点に接続した第3,第4及び第5のトランジ
スタとからなり、該第3,第4及び第5のトランジスタ
の各コレクタを、それぞれ第1,第2及び第3の電流端
子とした電流スイッチ回路部と、 エミッタを共通にして第3の定電流源を介して電源に接
続し、各ベースをそれぞれ第2及び第1の信号入力端子
に接続した差動入力段を構成する第6及び第7のトラン
ジスタと、コレクタとベースを前記第6のトランジスタ
のコレクタに接続し、エミッタを接地した第8のトラン
ジスタと、コレクタを前記第7のトランジスタのコレク
タに、ベースを前記第8のトランジスタのベースにそれ
ぞれ接続し、エミッタを接地した第9のトランジスタ
と、ベースを前記第9のトランジスタのコレクタに接続
し、エミッタを接地した第10のトランジスタと、該第10
のトランジスタのコレクタに接続された負荷及び出力回
路と、前記第10のトランジスタのコレクタとベース間に
接続した位相補償用コンデンサとで構成された演算増幅
回路部とからなり、 前記電流スイッチ回路部の第1の電流端子を前記第8の
トランジスタのコレクタに、前記第2の電流端子を前記
第9のトランジスタのコレクタに、前記第3の電流端子
を接地電位にそれぞれ接続したことを特徴とする演算増
幅器。
1. An emitter is connected in common to a power source via a first constant current source, and each base is connected to a first and second base, respectively.
The first and second transistors connected to the signal input terminals of the first and second transistors, the first and second resistors having one ends connected to the collectors of the first and second transistors and the other ends commonly connected, One end is connected to the common connection point of the first and second resistors, the other end is grounded, and the third resistor is connected in common to the power source through the second constant current source, and each base is connected. The collector of the first transistor and the second transistor, respectively.
And a third, fourth and fifth transistor connected to the common connection point of the first and second resistors, and the collectors of the third, fourth and fifth transistors are Connected to the power source via the third constant current source with the emitter common to the current switch circuit section, which is the first, second and third current terminals, respectively, and the bases are respectively the second and first signals. Sixth and seventh transistors forming a differential input stage connected to the input terminals, an eighth transistor having a collector and a base connected to the collector of the sixth transistor, an emitter grounded, and a collector The seventh transistor has a collector connected to the base of the eighth transistor and a base connected to the base of the eighth transistor, and an emitter grounded to a ninth transistor and a base connected to the ninth transistor. A transistor connected to the rectifier and having its emitter grounded;
A load and output circuit connected to the collector of the transistor, and an operational amplifier circuit unit composed of a phase compensating capacitor connected between the collector and the base of the tenth transistor. A first current terminal is connected to the collector of the eighth transistor, the second current terminal is connected to the collector of the ninth transistor, and the third current terminal is connected to the ground potential. amplifier.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6987420B2 (en) 2002-10-01 2006-01-17 Nec Electronics Corporation Operational amplifier with self control circuit for realizing high slew rate throughout full operating range
JP2007288348A (en) * 2006-04-13 2007-11-01 Magnachip Semiconductor Ltd Operational amplifier circuit
JP2011049797A (en) * 2009-08-27 2011-03-10 New Japan Radio Co Ltd Operational amplifier

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