JPH0763128B2 - プッシュプル型増幅回路 - Google Patents

プッシュプル型増幅回路

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JPH0763128B2
JPH0763128B2 JP4342670A JP34267092A JPH0763128B2 JP H0763128 B2 JPH0763128 B2 JP H0763128B2 JP 4342670 A JP4342670 A JP 4342670A JP 34267092 A JP34267092 A JP 34267092A JP H0763128 B2 JPH0763128 B2 JP H0763128B2
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正伸 新井
則明 枝澤
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/307Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in push-pull amplifiers
    • H03F1/308Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in push-pull amplifiers using MOSFET
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • 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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は増幅回路に利用する。特
に、アイドリング電流の安定化技術に関する。
【0002】
【従来の技術】図2を参照して従来例を説明する。図2
は従来例の回路図である。従来のプッシュプル型増幅回
路は、入力端子IN、電源端子1、第一〜第三のトラン
ジスタM1、M2、M3、基準電流源IR 、出力端子O
UTで構成される。ここで、第一〜第三のトランジスタ
M1、M2、M3のゲート・ソース間電圧とドレイン電
流およびトランジスタ利得係数をそれぞれVGS1 、V
GS2 、VGS3 とID1、ID2、ID3およびβ1 、β2 、β
3 とし、それぞれのトランジスタの閾電圧をVT とし、
電源端子1に加える電源電圧をVDDとする。アイドリン
グ電流I0 はID2=ID3となるときの電流であり、アイ
ドリング電流I0 を求める関係式は、 IR =ID1=(1/2)・(β1 ( VGS1 −VT 2 ) …(1) ID2=(1/2)・(β2 ( VGS2 −VT 2 ) …(2) ID3=(1/2)・(β3 ( VGS3 −VT 2 ) …(3) VGS2 +VGS3 =VDD−VGS1 …(4) I0 =ID2=ID3 …(5) となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
プッシュプル型増幅回路は、電源端子1に加える電源電
圧VDDに依存するアイドリング電流I0 を出力する。例
えば、VT =0.7V、VGS1 =2.5Vの場合に、V
DD=5.5VとVDD=4.5Vとではどのようなアイド
リング電流I0 となるかを示すと、VDD=4.5Vの
ときは(4)式より、 VGS2 =VGS3 =VGS とすると、 VGS=1.0(V) となる。ここで、β2 =β3 =βとすると、(1)、
(2)、(3)式より I0 =ID2=ID3=(1/2)・β・(VGS−VT 2 =(1/2)・β・( 1.0−0.7)2 =(1/2)・β×0.09 となり、VDD=5.5Vのときは(4)式より、 VGS2 +VGS3 =VDD−VGS1 =5.5−2.5=3.0(V) ここで、VGS2 =VGS3 =VGSとすると、VGS=1.5
(V) 前記(1)、(2)、(5)式より、ここでβ2 =β3
=βとすると、 I0 =ID2=ID3=(1/2)・β・(VGS−VT 2 =(1/2)・β・( 1.0−0.7)2 =(1/2)・β×0.64 となる。ここで、およびより、 I0 (VDD=4.5V):I0 (VDD=5.5V)=1.0:7.1 となる。また、出力トランジスタの相互伝達コンダクタ
ンスgm(=√(2βI0 ))もVDD=5.5VとVDD
=4.5Vとでは差が大きい。
【0004】ここで、出力端子OUTに、図示していな
いが負荷容量CL が接続されると、この増幅回路の帯域
巾(GB積)は、GB=gm/2πCL になる。
【0005】よく、知られているような差動段回路と出
力段回路で構成される一般的な2段構成のオペアンプの
出力段回路にこの増幅回路を用いると、オペアンプの出
力段回路の帯域巾がVDDによって大きく変化することか
ら、オペアンプ自体の安定性が悪くなり、発振しやすく
なる。
【0006】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、電源電圧に依存しないアイドリング電流を用い
たプッシュプル増幅回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力端子と、
この入力端子がゲートに接続されドレインが電源端子に
接続された第一のトランジスタと、ゲートが前記入力端
子に接続されソースが前記電源端子に接続され前記第一
のトランジスタと逆極性の第二のトランジスタと、ゲー
トが前記第一のトランジスタのソースに接続されドレイ
ンが前記第二のトランジスタのドレインに接続されソー
スが接地され前記第二のトランジスタと逆極性の第三の
トランジスタと、前記第二および第三のトランジスタの
ドレインに接続された出力端子とを備えたプッシュプル
型増幅回路である。
【0008】ここで、本発明の特徴とするところは、ソ
ースに電源端子が接続された第四のトランジスタと、こ
の第四のトランジスタと同極性の前記電源端子がソース
に接続された第五のトランジスタとから構成される第一
のカレントミラー回路を備え、前記第四のトランジスタ
および前記第五のトランジスタのゲートに接続されたこ
の第一のカレントミラー回路の入力は一端が接地された
基準電流源に接続され、前記第五のトランジスタのドレ
インに接続された前記第一のカレントミラー回路の出力
がドレインおよびゲートに接続され前記第四のトランジ
スタと逆極性の第六のトランジスタと、この第六のトラ
ンジスタのゲートソース間電圧が電圧フォロア回路を介
してソースに接続されゲートが前記第一のカレントミラ
ー回路の入力に接続され前記第六のトランジスタと同極
性の第七のトランジスタと、この第七のトランジスタに
流れるドレイン電流を入力とする第二のカレントミラー
回路と、この第二のカレントミラー回路の出力を入力と
する第三のカレントミラー回路とを備え、この第三のカ
レントミラー回路の出力が前記第一のトランジスタのソ
ース電流となるように接続されたところにある。
【0009】
【作用】基準電流源と出力トランジスタの間にカレント
ミラー回路とトランジスタによる回路を介挿し、アイド
リング電流を基準電流源の電流に比例するように制御す
る。
【0010】これにより、電源電圧が変動してもアイド
リング電流を安定させることができる。
【0011】
【実施例】本発明実施例の構成を図1を参照して説明す
る。
【0012】本発明は、入力端子INと、この入力端子
INがゲートに接続されドレインが電源端子1に接続さ
れた第一のトランジスタM1と、ゲートが入力端子IN
に接続されソースが電源端子1に接続され第一のトラン
ジスタM1と逆極性の第二のトランジスタM2と、ゲー
トが第一のトランジスタM1のソースに接続されドレイ
ンが第二のトランジスタ2のドレインに接続されソース
が接地され第二のトランジスタM2と逆極性の第三のト
ランジスタM3と、第二および第三のトランジスタM2
およびM3のドレインに接続された出力端子OUTとを
備えたプッシュプル型増幅回路である。
【0013】ここで、本発明の特徴とするところは、ソ
ースに電源端子1が接続された第四のトランジスタM4
と、この第四のトランジスタM4と同極性の電源端子1
がソースに接続された第五のトランジスタM5とから構
成される第一のカレントミラー回路CM1を備え、第四
のトランジスタM4および第五のトランジスタM5のゲ
ートに接続されたこの第一のカレントミラー回路CM1
の入力は一端が接地された基準電流源IR に接続され、
第五のトランジスタM5のドレインに接続された第一の
カレントミラー回路CM1の出力がドレインおよびゲー
トに接続され第四のトランジスタM4と逆極性の第六の
トランジスタM6と、この第六のトランジスタM6のゲ
ート・ソース間電圧が電圧フォロア回路FWを介してソ
ースに接続されゲートが第一のカレントミラー回路CM
1の入力に接続され第六のトランジスタM6と同極性の
第七のトランジスタM7と、この第七のトランジスタM
7に流れるドレイン電流を入力とする第二のカレントミ
ラー回路CM2と、この第二のカレントミラー回路CM
2の出力を入力とする第三のカレントミラー回路CM3
とを備え、この第三のカレントミラー回路CM3の出力
が第一のトランジスタM1のソース電流となるように接
続されたところにある。
【0014】次に、本発明実施例の動作を説明する。図
1に示す構成によれば、基準電流源IR によって第四の
トランジスタM4のゲート・ソース間に電圧VGS4 が生
ずる。さらに、基準電流源IR を第一のカレントミラー
回路CM1によって折り返した同一の電流により第六の
トランジスタM6のゲート・ソース間に電圧VGS6 が生
じる。
【0015】第七のトランジスタM7のゲート・ソース
間電圧VGS7 は電源端子1に加える電源電圧VDDから、
GS4 とVGS6 を引いた電圧になる。
【0016】ドレイン電流ID7(=(1/2)・β・
(VGS7 −VT 2 )がカレントミラー回路CM2の入
力電流になる。ドレイン電流ID7は、カレントミラー回
路CM2とカレントミラー回路CM3を介して、第一の
トランジスタM1に流れる。この電流によって第一のト
ランジスタM1のゲート・ソース間に電圧VGS1 が生ず
る。このとき、カレントミラー回路CM2とカレントミ
ラー回路CM3の入力と出力の電流伝達比を1対1とす
ると、VGS1 はVGS7 と同じになる。
【0017】したがって、第二のトランジスタM2のゲ
ート・ソース間電圧VGS2 は、VGS4 と同じになり、第
三のトランジスタM3のゲート・ソース間電圧V
GS3 は、VGS6 と同じになる。したがって、VGS2 とV
GS3 は、電源電圧VDDに無関係であり、基準電流源IR
に依存するため、アイドリング電流I0 は基準電流源I
R に比例する。これにより、出力トランジスタである第
二のトランジスタM2および第三のトランジスタM3の
ゲート・ソース間電圧は電源端子1に加える電源電圧V
DDに依存せず、基準電流源IR に依存する。すなわち、
アイドリング電流I0は基準電流源IR のみに比例す
る。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば電
源電圧に依存しないアイドリング電流を用いたプッシュ
プル型増幅回路が実現できる。これにより、バラツキを
考慮した設計を行う必要がなく、設計の簡素化ができ
る。
【0019】また、アイドリング電流が異常に増減しな
いことからトランジスタの特性劣化および熱破壊の危険
性がなく、かつ、出力トランジスタの相互伝達コンダク
タンスgmが一定であることから、オペアンプの出力段
回路に本発明回路を用いた場合は、オペアンプ自体の安
定性が良くなり発振しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の構成図。
【図2】従来例の構成図。
【符号の説明】
1 電源端子 CM1 第一のカレントミラー回路 CM2 第二のカレントミラー回路 CM3 第三のカレントミラー回路 FW 電圧フォロワ回路 IN 入力端子 I0 アイドリング電流 IR 基準電流源 M1 第一のトランジスタ M2 第二のトランジスタ M3 第三のトランジスタ M4 第四のトランジスタ M5 第五のトランジスタ M6 第六のトランジスタ M7 第七のトランジスタ OUT 出力端子 VDD 電源電圧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力端子と、この入力端子がゲートに接
    続されドレインが電源端子に接続された第一のトランジ
    スタと、ゲートが前記入力端子に接続されソースが前記
    電源端子に接続され前記第一のトランジスタと逆極性の
    第二のトランジスタと、ゲートが前記第一のトランジス
    タのソースに接続されドレインが前記第二のトランジス
    タのドレインに接続されソースが接地され前記第二のト
    ランジスタと逆極性の第三のトランジスタと、前記第二
    および第三のトランジスタのドレインに接続された出力
    端子とを備えたプッシュプル型増幅回路において、 ソースに電源端子が接続された第四のトランジスタと、
    この第四のトランジスタと同極性の前記電源端子がソー
    スに接続された第五のトランジスタとから構成される第
    一のカレントミラー回路を備え、 前記第四のトランジスタおよび前記第五のトランジスタ
    のゲートに接続されたこの第一のカレントミラー回路の
    入力は一端が接地された基準電流源に接続され、 前記第五のトランジスタのドレインに接続された前記第
    一のカレントミラー回路の出力がドレインおよびゲート
    に接続され前記第四のトランジスタと逆極性の第六のト
    ランジスタと、 この第六のトランジスタのゲートソース間電圧が電圧フ
    ォロア回路を介してソースに接続されゲートが前記第一
    のカレントミラー回路の入力に接続され前記第六のトラ
    ンジスタと同極性の第七のトランジスタと、 この第七のトランジスタに流れるドレイン電流を入力と
    する第二のカレントミラー回路と、 この第二のカレントミラー回路の出力を入力とする第三
    のカレントミラー回路とを備え、 この第三のカレントミラー回路の出力が前記第一のトラ
    ンジスタのソース電流となるように接続されたことを特
    徴とするプッシュプル増幅回路。
JP4342670A 1992-12-22 1992-12-22 プッシュプル型増幅回路 Expired - Fee Related JPH0763128B2 (ja)

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US08/160,812 US5406145A (en) 1992-12-22 1993-12-03 Push-pull-type amplifier circuit
EP93310405A EP0604206B1 (en) 1992-12-22 1993-12-22 Push-pull-type amplifier circuit
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EP0604206B1 (en) 1997-10-08
US5406145A (en) 1995-04-11
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EP0604206A1 (en) 1994-06-29

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