JPH0766641A - 差動増幅器の同相帰還回路 - Google Patents

差動増幅器の同相帰還回路

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 差動増幅器の同相帰還回路を、経路数の少な
い回路として、同相帰還を安定に動作させる。 【構成】 出力段差動増幅器２０１の差動同相出力をト
ランジスタ１０，１１にて同相電流に変換する。この同
相電流をカレントミラー回路２０２にて出力ミラー電流
として入力段差動増幅器２００の定電流トランジスタ５
のドレインへ帰還する。 【効果】 帰還回路が電流変換部とカレントミラーとの
みで構成されるので、経路が少なくなり、伝達関数が１
極となって安定となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は差動増幅器の同相帰還回
路に関し、特にＣ−ＭＯＳモノリシックＩＣ化に適した
差動増幅器の同相帰還回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の同相帰還回路を有するＣ−ＭＯＳ
構造の差動増幅器の例が、特開平２−４４４０４号公報
に開示されており、その回路図を図３に引用しつつ説明
する。
【０００３】差動入力１０１，１０２は、ソースが共通
接続された差動トランジスタであるＮＭＯＳトランジス
タ１，２の各ゲート電極へ夫々印加されている。これ等
トランジスタ１，２のソース共通接続点へ定電流を供給
すべく定電流ＮＭＯＳトランジスタ５が設けられてお
り、そのゲートにはバイアス１０６が印加されている。
ＰＭＯＳトランジスタ３，４はトランジスタ１，２の能
動負荷である。
【０００４】これ等トランジスタ１〜５により入力段差
動増幅器２００が形成されており、この入力段差動増幅
器２００による差動増幅出力がトランジスタ１，２の各
ドレインから夫々得られるものである。
【０００５】この入力段差動増幅出力は出力段差動増幅
器２０１の差動入力となっており、ソースが互いに共通
接続された一対のＰＭＯＳトランジスタ６，７のゲート
入力へ夫々印加されている。この一対のトランジスタ
６，７の能動負荷としてＮＭＯＳトランジスタ８，９が
設けられており、トランジスタ８，９のゲートにはバイ
アス１０６が印加されている。
【０００６】この出力段差動増幅器２０１の増幅出力１
０３，１０４はトランジスタ６，７の各ドレインから導
出されており、差動入力１０１，１０２の信号がこの差
動出力１０３，１０４から増幅されて得られるようにな
っている。
【０００７】次に同相帰還回路につき説明する。入力段
差動増幅器の差動出力（トランジスタ１，２の各ドレイ
ン出力）をゲート入力としてこの差動出力電圧を電流変
換するＰＭＯＳトランジスタ１０，１１が設けられてお
り、両トランジスタ１０，１１のドレイン出力は互いに
共通接続されて電流合成されている。この合成電流が入
力段差動増幅器の同相出力電圧に相当することになる。
【０００８】当該一対の同相電流発生トランジスタ１
０，１１の合成電流は、カレントミラー回路２０２の入
力ミラー電流となっている。このカレントミラー回路２
０２はＮＭＯＳトランジスタ１２，１３からなり、トラ
ンジスタ１２のドレインに当該合成電流が供給され、ト
ランジスタ１３のドレインに出力ミラー電流が生成され
ることになる。
【０００９】この出力ミラー電流はＰＭＯＳトランジス
タ１７のドレインへ供給されている。ここでこのトラン
ジスタ１７と能動負荷トランジスタ３，４とにより別の
カレントミラー回路が構成されているので、トランジス
タ３，４の各ドレインに出力ミラー電流となって現われ
同相出力電圧が帰還されることになるのである。
【００１０】この同相帰還を施すことにより、差動増幅
器の同相出力の変動を抑圧することが可能となってい
る。
【００１１】尚、トランジスタ２０，２２及びコンデン
サ２１，２３は周波数補償回路を構成しており、トラン
ジスタ２０，２２はディプレッション型ＭＯＳを用いて
抵抗として機能させるようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】この様な従来の同相帰
還回路は、トランジスタ１０，１１による電圧電流変換
部と、トランジスタ１２，１３のカレントミラー回路部
と、更にはトランジスタ１７，３，４のカレントミラー
回路部との３つの経路を有しており、等価的には同相帰
還回路が２段アンプ構成となる。従って、同相帰還回路
の入出力間の伝達関数は２個の極を有する伝達関数で表
わされることになり、同相帰還が不安定となり、最悪の
場合には発振を招来するという欠点がある。
【００１３】本発明の目的は、入出力間の経路を少なく
して安定な動作が可能な差動増幅器の同相帰還回路を提
供することである。
【００１４】本発明の他の目的は、入出力間の伝達特性
が１個の極のみを有する伝達関数で表わされ得る差動増
幅器の同相帰還回路を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明による差動増幅器
の同相帰還回路は、差動入力信号を増幅する入力段差動
増幅回路と、この差動増幅出力を差動入力とする出力段
差動増幅回路とを有する差動増幅器の同相帰還回路であ
って、前記入力段差動増幅回路の一対の差動増幅出力を
制御電極に夫々受けて前記一対の差動増幅出力に応じた
同相電流を夫々生成する一対の同相電流発生トランジス
タと、前記一対の同相電流発生トランジスタから生成さ
れた同相電流の合成電流を入力とするカレントミラー回
路と、前記カレントミラー回路の出力ミラー電流に応じ
た電流を前記入力段差動増幅回路の定電流へ帰還合成す
る手段とを含むことを特徴とする。
【００１６】本発明による他の差動増幅器の同相帰還回
路は、差動入力信号を増幅する入力段差動増幅回路と、
この差動増幅出力を差動入力とする出力段差動増幅回路
とを有する差動増幅器の同相帰還回路であって、前記入
力段差動増幅回路の一対の差動増幅出力を制御電極に夫
々受けて前記一対の差動増幅出力に応じた同相電流を夫
々生成する一対の同相電流発生トランジスタと、前記一
対の同相電流発生トランジスタから生成された同相電流
の合成電流を入力として出力ミラー電流を一対生成する
カレントミラー回路と、この一対の出力ミラー電流に夫
々応じた電流を前記入力段差動増幅回路の一対の差動増
幅出力部へ夫々帰還合成する手段とを含むことを特徴と
する。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の実施例につき図面を参照しつ
つ説明する。
【００１８】図１は本発明の実施例の回路図であり、図
３と同等部分は同一符号にて示している。入力段差動増
幅器２００及び出力段差動増幅器２０１は図３の回路と
同一構成であり、その説明は省略する。
【００１９】尚、周波数補償回路の素子は抵抗２０及び
２２で表わされているが、図３の例と同様に、ディプレ
ッション型ＭＯＳを用いて構成される。
【００２０】同相帰還回路について説明する。本例で
は、出力段差動増幅器２０１の差動出力１０３，１０４
が電圧／電流変換部２０３の同相電流発生用ＮＭＯＳト
ランジスタ１０，１１の各ゲートへ夫々印加されて電流
変換されている。従って、トランジスタ１０，１１によ
り差動出力電圧の同相出力に応じた電流が生成される。
【００２１】この同相電流はＮＭＯＳトランジスタ１５
のソースにて合成され、そのドレインに合成同相電流が
出力される。尚、トランジスタ１５はゲートにバイアス
１０９が与えられることにより、トランジスタ１０，１
１のドレイン電圧を生成している。
【００２２】トランジスタ１５による合成同相電流出力
はカレントミラー回路２０２の入力ミラー電流となって
いる。このカレントミラー回路２０２はＰＭＯＳトラン
ジスタ１２，１３からなり、トランジスタ１２のドレイ
ンに入力ミラー電流が供給され、トランジスタ１３のド
レインから出力ミラー電流が生成される。
【００２３】このカレントミラー回路２０２の出力負荷
には、ＮＭＯＳトランジスタ１４，１６の直列回路が用
いられており、トランジスタ１４は一定ゲートバイアス
１０７が与えられて同相基準電流を発生するようになっ
ている。トランジスタ１６はこれまた一定ゲートバイア
ス１０９が与えられてトランジスタ１４のドレイン電圧
を生成している。
【００２４】カレントミラー回路２０２の出力ミラー電
流（合成同相電流）とトランジスタ１４による同相基準
電流との差が、入力段差動増幅器２００の定電流源トラ
ンジスタ５のドレインへ帰還されており、これにより差
動出力１０３，１０４の同相出力変動を抑圧することが
可能となることは、図３の従来例と同様である。
【００２５】しかしながら、本例では、同相帰還回路が
電圧／電流変換部２０３とカレントミラー回路２０２と
からなるのみであり、同相帰還回路は等価的には１段ア
ンプの経路となっている。従って、その伝達特性は１個
の極を有する伝達関数で表わされることになり、安定と
なるのである。
【００２６】図２は本発明の他の実施例の回路図であ
り、図１と同等部分は同一符号にて示している。本例に
おける同相帰還回路は、基本的には図１のそれと同一で
あるが、カレントミラー回路２０２の出力ミラー電流を
生成するトランジスタ１３をトランジスタ１３Ａ，１３
Ｂの２つとし、これ等トランジスタ１３Ａ，１３Ｂのド
レイン負荷となる同相基準電流生成用トランジスタ１６
をもトランジスタ１６Ａ，１６Ｂの２つとしている。
【００２７】そして、トランジスタ１３Ａ，１３Ｂによ
る各同相電流とトランジスタ１６Ａ，１６Ｂによる各基
準同相電流との差分を、入力段差動増幅器２００の差動
出力（トランジスタ１，２のドレイン出力）へ帰還する
ようになっている。
【００２８】本例でも、図１の実施例と同様に同相帰還
回路が１個の極を伝達特性となるので、安定な帰還回路
が実現できる。
【００２９】
【発明の効果】叙上の如く、本発明によれば、差動増幅
器の同相帰還回路を同相電流生成部とカレントミラー回
路とのみにより形成しているので、入出力間の経路が少
なくなり、安定な帰還動作が可能となるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路図である。
【図２】本発明の他の実施例の回路図である。
【図３】従来の差動増幅器の同相帰還回路の回路図であ
る。
【符号の説明】
１，２，６，７ 差動対トランジスタ ２，４，８，９ 能動負荷トランジスタ １０，１１ 同相電流発生トランジスタ １２，１３ カレントミラートランジスタ １４ 基準同相電流発生トランジスタ １５，１６ バイアストランジスタ ２００ 入力段差動増幅器 ２０１ 出力段差動増幅器 ２０２ カレントミラー回路 ２０３ 電圧／電流変換部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 差動入力信号を増幅する入力段差動増幅
    回路と、この差動増幅出力を差動入力とする出力段差動
    増幅回路とを有する差動増幅器の同相帰還回路であっ
    て、前記入力段差動増幅回路の一対の差動増幅出力を制
    御電極に夫々受けて前記一対の差動増幅出力に応じた同
    相電流を夫々生成する一対の同相電流発生トランジスタ
    と、前記一対の同相電流発生トランジスタから生成され
    た同相電流の合成電流を入力とするカレントミラー回路
    と、前記カレントミラー回路の出力ミラー電流に応じた
    電流を前記入力段差動増幅回路の定電流へ帰還合成する
    手段とを含むことを特徴とする差動増幅器の同相帰還回
    路。
  2. 【請求項２】 前記帰還合成する手段は、制御電極が一
    定バイアスされた基準電流発生トランジスタを有し、こ
    の基準電流と前記出力ミラー電流との差分を前記入力段
    差動増幅回路の定電流へ帰還合成する様構成されている
    ことを特徴とする請求項１記載の差動増幅器の同相帰還
    回路。
  3. 【請求項３】 差動入力信号を増幅する入力段差動増幅
    回路と、この差動増幅出力を差動入力とする出力段差動
    増幅回路とを有する差動増幅器の同相帰還回路であっ
    て、前記入力段差動増幅回路の一対の差動増幅出力を制
    御電極に夫々受けて前記一対の差動増幅出力に応じた同
    相電流を夫々生成する一対の同相電流発生トランジスタ
    と、前記一対の同相電流発生トランジスタから生成され
    た同相電流の合成電流を入力として出力ミラー電流を一
    対生成するカレントミラー回路と、この一対の出力ミラ
    ー電流に夫々応じた電流を前記入力段差動増幅回路の一
    対の差動増幅出力部へ夫々帰還合成する手段とを含むこ
    とを特徴とする差動増幅器の同相帰還回路。
  4. 【請求項４】 前記帰還合成する手段は、制御電極が一
    定バイアスされた一対の基準電流発生トランジスタを有
    し、この一対の基準電流の各々と前記一対の出力ミラー
    電流と各々との差分を前記入力段差動増幅回路の一対の
    差動増幅出力部へ帰還合成する様構成されていることを
    特徴とする請求項３記載の差動増幅器の同相帰還回路。
JP5232284A 1993-08-25 1993-08-25 差動増幅器の同相帰還回路 Expired - Lifetime JP2725718B2 (ja)

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