JPH09321553A - Deferential input circuit - Google Patents

Deferential input circuit

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JPH09321553A
JPH09321553A JP8161054A JP16105496A JPH09321553A JP H09321553 A JPH09321553 A JP H09321553A JP 8161054 A JP8161054 A JP 8161054A JP 16105496 A JP16105496 A JP 16105496A JP H09321553 A JPH09321553 A JP H09321553A
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differential
voltage
circuit
input
nmos transistor
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Yasuhiko Takahashi
保彦 高橋
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Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To amplify an input voltage with small amplitude in a short time by decreasing a rise time of an output voltage or its fall time. SOLUTION: In this differential input circuit, 1st stage two differential circuits 1, 2 generate 1st and 2nd differential amplifier voltages V1 , V2 inverted to each other, and a 2nd stage differential circuit 3 used them alternately to amplify an input voltage Vin . In this case, NMOS transistors N6, N7 acting like a clamp circuit are produced between the 1st stage two differential circuits 1, 2 and the 2nd stage differential circuit 3 so as to limit the level of the 1st and 2nd differential amplifier voltage V1 , V2 to a prescribed level or below. For example, when the differential amplifier voltage V1 descends in response to the fall time of the input voltage Vin , the fall time is decreased to smoothly switch the 1st differential amplifier voltage V1 into the 2nd differential amplifier voltage V2 .

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は差動入力回路に関
し、例えば、IC回路で用いられるSSTL−3等のイ
ンタフェース部分に用いて好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential input circuit, and is suitable for use in an interface portion such as SSTL-3 used in an IC circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータ等に使われるCPU
の性能が飛躍的に向上し、100MHzを越える高周波
数で動作するものも提供されている。そして、このよう
に動作周波数を上げるために、信号電圧の振幅は例えば
0.4V程度の非常に小さなものとなってきている。よ
って、3V前後の動作電圧を必要とするIC回路では、
システムバス等より供給される小振幅の入力電圧を所定
レベルにまで増幅してやる必要があり、そのために差動
入力回路が用いられる。
2. Description of the Related Art In recent years, CPUs used in computers and the like
The performance of the above is dramatically improved, and there is also provided one that operates at a high frequency exceeding 100 MHz. In order to raise the operating frequency in this way, the amplitude of the signal voltage has become very small, for example, about 0.4V. Therefore, in an IC circuit that requires an operating voltage of around 3V,
A small-amplitude input voltage supplied from a system bus or the like needs to be amplified to a predetermined level, and a differential input circuit is used for that purpose.

【0003】図7は、従来の差動入力回路の一構成例を
示す図である。図7において、NMOSトランジスタN
11およびN12は同じ特性を持つものであり、NMOSト
ランジスタN11のゲート端子に小振幅の入力電圧Vin
入力され、NMOSトランジスタN12のゲート端子に基
準電圧Vref が入力される。また、各NMOSトランジ
スタN11,N12のソース端子は、接地されている。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a conventional differential input circuit. In FIG. 7, the NMOS transistor N
11 and N 12 have the same characteristics. A small amplitude input voltage V in is input to the gate terminal of the NMOS transistor N 11 , and a reference voltage V ref is input to the gate terminal of the NMOS transistor N 12 . The source terminals of the NMOS transistors N 11 and N 12 are grounded.

【0004】上記各NMOSトランジスタN11,N12
ドレイン端子は、それぞれPMOSトランジスタP11
12のドレイン端子と接続され、各PMOSトランジス
タP11,P12のソース端子に電源電圧Vddが供給され
るようになっている。上記NMOSトランジスタN11
ドレイン端子は、各PMOSトランジスタP11,P12
ゲート端子にも接続されている。そして、出力電圧V
out は、NMOSトランジスタN12のドレイン端子から
得られるようになっている。
The drain terminals of the NMOS transistors N 11 and N 12 are respectively connected to the PMOS transistors P 11 and
Is connected to the drain terminal of the P 12, the power supply voltage Vdd is supplied to the source terminal of the PMOS transistor P 11, P 12. The drain terminal of the NMOS transistor N 11 is also connected to the gate terminals of the PMOS transistors P 11 and P 12 . And the output voltage V
out is obtained from the drain terminal of the NMOS transistor N 12 .

【0005】この差動入力回路は、一般的な差動増幅回
路を応用したものであり、出力電圧Vout は、2つの入
力電圧(入力電圧Vinおよび基準電圧Vref )の差電圧
が増幅されることにより得られる。例えば、図8のよう
に、基準電圧Vref を1.2Vで固定とし、クロック信
号のようなパルス状の入力電圧Vin(振幅0.4V)を
コンピュータのシステムバス等から入力した場合を考え
る。
This differential input circuit is an application of a general differential amplifier circuit. As for the output voltage V out , a difference voltage between two input voltages (input voltage V in and reference voltage V ref ) is amplified. It is obtained by doing. For example, as shown in FIG. 8, consider a case where the reference voltage V ref is fixed at 1.2 V and a pulsed input voltage V in (amplitude 0.4 V) such as a clock signal is input from a computer system bus or the like. .

【0006】この場合、出力電圧Vout は基準電圧V
ref と入力電圧Vinとの差に比例するが、基準電圧V
ref は固定であるので、その結果として、入力電圧Vin
のゲインによって出力電圧Vout の振幅が決まることに
なる。このように、図7の差動入力回路は、入力電圧V
inに比例した出力電圧Vout が得られるようになされた
カレントミラー型の回路になっている。
In this case, the output voltage V out is the reference voltage V
is proportional to the difference between the ref and the input voltage V in, but the reference voltage V
Since ref is fixed, as a result, the input voltage V in
The gain of the output voltage Vout determines the amplitude of the output voltage Vout . As described above, the differential input circuit of FIG.
It is a current mirror type circuit designed to obtain an output voltage V out proportional to in .

【0007】なお、一般的な差動増幅回路では、各NM
OSトランジスタN11,N12のソース端子は、トランジ
スタや定電流源などを介して接地されるが、図8のよう
に2つの入力電圧のうち一方が固定され、他方のみが変
動するような場合は、トランジスタや定電流源などを入
れるとうまく動作しないことがあるため、直接接地され
ている。
In a general differential amplifier circuit, each NM
The source terminals of the OS transistors N 11 and N 12 are grounded via a transistor or a constant current source. However, as shown in FIG. 8, one of the two input voltages is fixed and the other only fluctuates. Is not directly operated when a transistor or constant current source is inserted, so it is directly grounded.

【0008】上述のようにCPUの動作速度が高速化さ
れている現状においては、それに伴ってIC回路の対応
速度も向上させなければ片手落ちになってしまう。その
ため、図7の差動入力回路により得られる出力電圧V
out のレベルがIC回路の必要電圧レベルである3V程
度にできるだけ速く達することが望まれる。
In the present situation where the operating speed of the CPU is increased as described above, if the corresponding speed of the IC circuit is not improved accordingly, it will be one-handed. Therefore, the output voltage V obtained by the differential input circuit of FIG.
It is desired that the level of out reaches as much as 3V, which is the required voltage level of the IC circuit, as quickly as possible.

【0009】ところが、図7に示した従来の差動入力回
路では、図8に示したように出力電圧Vout の立ち上が
りスロープが緩やかで、IC回路の必要電圧レベルに達
するまでに多くの時間がかかってしまう。そのため、出
力電圧Vout の立ち上がりスロープをもっと急にして、
IC回路の必要電圧レベルに短時間で達することができ
るようにすることが望まれていた。
However, in the conventional differential input circuit shown in FIG. 7, the rising slope of the output voltage V out is gentle as shown in FIG. 8, and it takes a long time to reach the required voltage level of the IC circuit. It will take. Therefore, the rising slope of the output voltage V out is made steeper,
It has been desired to be able to reach the required voltage level of an IC circuit in a short time.

【0010】図9は、従来の差動入力回路の他の構成例
を示す図である。この図9の差動入力回路は、図7に示
した構成を3個用いて2段のプッシュプル型にして、図
7の差動入力回路に比べて出力電圧Vout の立ち上がり
時間をある程度短くできるようにしたものである。以下
では、図7に示した構成をひとまとめにして“差動回
路”と称する。
FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of a conventional differential input circuit. The differential input circuit of FIG. 9 is a two-stage push-pull type using three of the configurations shown in FIG. 7, and the rise time of the output voltage V out is shortened to some extent as compared with the differential input circuit of FIG. It was made possible. Hereinafter, the configurations shown in FIG. 7 are collectively referred to as a “differential circuit”.

【0011】図9において、第1の差動回路1のNMO
SトランジスタN11には入力電圧Vinが入力されるが、
これに対応する第2の差動回路2のNMOSトランジス
タN21には基準電圧Vref が入力される。また、第1の
差動回路1のNMOSトランジスタN12には基準電圧V
ref が入力されるが、これに対応する第2の差動回路2
のNMOSトランジスタN22には入力電圧Vinが入力さ
れる。
In FIG. 9, the NMO of the first differential circuit 1
Although the S transistor N 11 input voltage V in is input,
The reference voltage V ref is input to the corresponding NMOS transistor N 21 of the second differential circuit 2. Further, the reference voltage V is applied to the NMOS transistor N 12 of the first differential circuit 1.
ref is input, but the second differential circuit 2 corresponding to this is input
The input voltage V in is input to the NMOS transistor N 22 .

【0012】つまり、第1、第2の差動回路1,2は相
互に入力電圧Vinおよび基準電圧Vref に関して対称的
に接続されている。したがって、第1の差動回路1のN
MOSトランジスタN12のドレイン端子から出力される
第1の差動電圧V1 と、第2の差動回路2のNMOSト
ランジスタN22のドレイン端子から出力される第2の差
動電圧V2 とは、互いに逆位相の信号となる。
That is, the first and second differential circuits 1 and 2 are symmetrically connected to each other with respect to the input voltage V in and the reference voltage V ref . Therefore, N of the first differential circuit 1
The first differential voltage V 1 output from the drain terminal of the MOS transistor N 12 and the second differential voltage V 2 output from the drain terminal of the NMOS transistor N 22 of the second differential circuit 2 are , And the signals have opposite phases.

【0013】上記第1の差動電圧V1 は、第3の差動回
路3のNMOSトランジスタN32のゲート端子に入力さ
れ、上記第1の差動電圧V1 と逆位相の第2の差動電圧
2は、第3の差動回路3のNMOSトランジスタN31
のゲート端子に入力される。そして、この第3の差動回
路3により、第1の差動電圧V1 第2の差動電圧V2
が交互に取り出され、それらと基準電圧Vref との差電
圧が増幅されて出力電圧Vout が得られるようになる
(図10参照)。
The first differential voltage V 1 is input to the gate terminal of the NMOS transistor N 32 of the third differential circuit 3, and the second differential voltage V 1 has the opposite phase to the first differential voltage V 1. The dynamic voltage V 2 is applied to the NMOS transistor N 31 of the third differential circuit 3.
Input to the gate terminal of. The third differential circuit 3 alternately takes out the first differential voltage V 1 and the second differential voltage V 2 , and a difference voltage between them and the reference voltage V ref is amplified and output. The voltage V out can be obtained (see FIG. 10).

【0014】なお、第3の差動回路3の各NMOSトラ
ンジスタN31,N32に入力される第1、第2の差動電圧
1 ,V2 は共に固定のものではないので、通常の差動
増幅回路と同様に、各NMOSトランジスタN31,N32
のソース端子をトランジスタや定電流源等を介して接地
することが可能である。図9の例では、NMOSトラン
ジスタN5 を介して接地している。
Since the first and second differential voltages V 1 and V 2 input to the respective NMOS transistors N 31 and N 32 of the third differential circuit 3 are not fixed ones, they are normal. Similar to the differential amplifier circuit, each NMOS transistor N 31 , N 32
It is possible to ground the source terminal of the device via a transistor or a constant current source. In the example of FIG. 9, it is grounded through the NMOS transistor N 5 .

【0015】また、この例の場合、第1、第2の差動回
路1,2の各NMOSトランジスタN11,N12,N21
22のソース端子もトランジスタや定電流源等を介して
接地することが可能であり、ここではNMOSトランジ
スタN4 を介して接地している。
In the case of this example, the NMOS transistors N 11 , N 12 , N 21 , of the first and second differential circuits 1 and 2 are
The source terminal of N 22 can also be grounded via a transistor, a constant current source, or the like, and is grounded via an NMOS transistor N 4 here.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図9の
ように差動入力回路を構成した場合は、図7のように構
成した場合に比べて出力電圧Vout の立ち上がりスロー
プを幾らか急にすることはできるが、それでもまだ不十
分であった。すなわち、出力電圧Vout は、第1の差動
電圧V1 と第2の差動電圧V2 とが交互に切り替えられ
て増幅されることにより得られるが、その切り替えがな
かなか行われないために、出力電圧Voutの立ち上がり
時間が長くなってしまうということがあった。
However, when the differential input circuit is constructed as shown in FIG. 9, the rising slope of the output voltage V out is made a little steep as compared with the case where it is constructed as shown in FIG. I could, but it was still inadequate. That is, the output voltage V out is obtained by alternately switching between the first differential voltage V 1 and the second differential voltage V 2 and amplifying the output voltage V out. In some cases, the rising time of the output voltage V out becomes long.

【0017】例えば、図10の25nsec〜26nsecに示
す第1の差動電圧V1 から第2の差動電圧V2 への切り
替え時に、第1の差動電圧V1 が立ち下がるとともに、
第2の差動電圧V2 が立ち上がってきているにもかかわ
らず、依然として第1の差動電圧V1 のレベルが十分に
あるために、切り替えがスムーズに行われない。そのた
め、増幅動作もスムーズに行われず、出力電圧Vout
立ち上がり時間が長くなってしまっていた。
For example, at the time of switching from the first differential voltage V 1 to the second differential voltage V 2 shown at 25 nsec to 26 nsec in FIG. 10, the first differential voltage V 1 falls and at the same time,
Despite the rise of the second differential voltage V 2 , the switching is not performed smoothly because the level of the first differential voltage V 1 is still sufficient. Therefore, the amplification operation is not smoothly performed, and the rise time of the output voltage V out is long.

【0018】なお、以上の説明では、出力電圧Vout
立ち上がり部についてのみ着目したが、例えばクロック
回路ではパルス信号の立ち下がり部を利用しているの
で、出力電圧Vout の立ち下がり時間を短くすることも
望まれる。しかしながら、図7および図9に示した従来
の差動入力回路では、その立ち下がり時間も長くなって
しまうという問題があった。
In the above description, only the rising portion of the output voltage V out is focused, but since the falling portion of the pulse signal is used in the clock circuit, the falling time of the output voltage V out is shortened. It is also desired to do. However, the conventional differential input circuits shown in FIGS. 7 and 9 have a problem that the fall time also becomes long.

【0019】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、小振幅の入力電圧を増幅する際
に、出力電圧の立ち上がり時間あるいは立ち下がり時間
を短くして短時間で増幅を行えるようにすることを目的
とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and when amplifying an input voltage having a small amplitude, the rise time or fall time of the output voltage is shortened to shorten the time. The purpose is to enable amplification.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明の差動入力回路
は、入力電圧と基準電圧とを入力し、それらを用いて第
1の差動増幅電圧を生成して出力するカレントミラー型
の第1の差動回路と、上記第1の差動回路に入力される
ものと同じ入力電圧と基準電圧とを入力し、それらを用
いて上記第1の差動増幅電圧に対して逆位相となる第2
の差動増幅電圧を生成して出力するカレントミラー型の
第2の差動回路と、上記第1、第2の差動回路より出力
される互いに逆位相の第1、第2の差動増幅電圧を交互
に利用して増幅を行う第3の差動回路とを備えた差動入
力回路であって、上記第1の差動回路と上記第3の差動
回路との間、および上記第2の差動回路と上記第3の差
動回路との間に、上記第1、第2の差動増幅電圧が所定
レベル以上にならないように抑えるためのクランプ回路
を設けたものである。
A differential input circuit of the present invention is a current mirror type first input circuit which inputs an input voltage and a reference voltage, and uses them to generate and output a first differential amplified voltage. No. 1 differential circuit and the same input voltage and the same reference voltage as those input to the first differential circuit are input, and they are used to be in opposite phase with respect to the first differential amplified voltage. Second
Second differential circuit of the current mirror type which generates and outputs the differential amplified voltage of the first differential amplifier and the first and second differential amplifiers of the opposite phases output from the first and second differential circuits. A differential input circuit comprising: a third differential circuit that performs amplification by alternately using a voltage, between the first differential circuit and the third differential circuit, and the third differential circuit. A clamp circuit is provided between the second differential circuit and the third differential circuit so as to prevent the first and second differential amplified voltages from exceeding a predetermined level.

【0021】本発明の他の特徴とするところは、上記ク
ランプ回路をNMOSトランジスタを介して接地し、上
記NMOSトランジスタのゲート端子に、上記第1、第
2の差動回路の少なくとも一方の回路におけるミラーの
ための電圧を入力するようにしたことを特徴とするもの
である。
Another feature of the present invention is that the clamp circuit is grounded via an NMOS transistor, and the gate terminal of the NMOS transistor is connected to at least one of the first and second differential circuits. It is characterized in that a voltage for the mirror is inputted.

【0022】本発明のその他の特徴とするところは、入
力電圧と基準電圧とを入力し、それらを用いて差動増幅
電圧を生成して出力するカレントミラー型の第1の差動
回路と、上記第1の差動回路より出力される差動増幅電
圧からそれとは逆位相の電圧を生成して出力するインバ
ータ手段と、上記第1の差動回路および上記インバータ
手段より出力される互いに逆位相の電圧を交互に利用し
て増幅を行う第2の差動回路と、上記第1の差動回路と
上記第2の差動回路との間、および上記インバータ手段
と上記第2の差動回路との間に設けられ、上記第1の差
動回路の出力電圧および上記インバータ手段の出力電圧
が所定レベル以上にならないように抑えるためのクラン
プ回路とを備えたものである。
Another feature of the present invention is that a first differential circuit of a current mirror type, which inputs an input voltage and a reference voltage, generates a differential amplified voltage using them and outputs the differential amplified voltage, Inverter means for generating and outputting a voltage having a phase opposite to that of the differential amplified voltage output from the first differential circuit, and mutually opposite phases output from the first differential circuit and the inverter means. Between the first differential circuit and the second differential circuit, and between the inverter means and the second differential circuit, the second differential circuit performing amplification by alternately using the voltage And a clamp circuit for suppressing the output voltage of the first differential circuit and the output voltage of the inverter means from exceeding a predetermined level.

【0023】本発明のその他の特徴とするところは、上
記インバータ手段は、上記第1の差動回路において作っ
ているミラーのための電圧をゲート端子に入力するPM
OSトランジスタと、上記第1の差動回路において作っ
ている差動増幅電圧をゲート端子に入力するNMOSト
ランジスタとを備え、上記PMOSトランジスタと上記
NMOSトランジスタのドレイン端子どうしを接続し、
上記ドレイン端子より出力される電圧を上記第2の差動
回路に入力するようにしたことを特徴とするものであ
る。
Another feature of the present invention is that the inverter means inputs PM to a gate terminal of a voltage for the mirror made in the first differential circuit.
An OS transistor and an NMOS transistor for inputting a differential amplified voltage generated in the first differential circuit to its gate terminal are provided, and the PMOS transistor and the drain terminal of the NMOS transistor are connected to each other,
The voltage output from the drain terminal is input to the second differential circuit.

【0024】本発明のその他の特徴とするところは、上
記クランプ回路は、NMOSトランジスタで構成される
ことを特徴とするものである。
Another feature of the present invention is that the clamp circuit is composed of an NMOS transistor.

【0025】上記のように構成した本発明によれば、入
力電圧と基準電圧とに基づいて生成される第1、第2の
差動増幅電圧のレベルがクランプ回路により一定レベル
以上には上がらないように抑制されるので、入力電圧の
変化に応じて差動増幅電圧が立ち下がるときに、十分低
いレベルに立ち下がるまでにかかる時間が少なくて済
む。これにより、一方の差動増幅電圧が十分なレベルに
立ち上がっているときには既に、他方の差動増幅電圧は
十分に低いレベルにまで立ち下がっているようになり、
第1の差動増幅電圧と第2の差動増幅電圧との切り替え
がスムーズに行われるようになる。
According to the present invention configured as described above, the levels of the first and second differential amplification voltages generated based on the input voltage and the reference voltage do not rise above a certain level by the clamp circuit. Thus, when the differential amplified voltage falls in response to a change in the input voltage, it takes a short time to fall to a sufficiently low level. As a result, when one differential amplification voltage rises to a sufficient level, the other differential amplification voltage already falls to a sufficiently low level.
Switching between the first differential amplified voltage and the second differential amplified voltage can be smoothly performed.

【0026】本発明の他の特徴によれば、クランプ回路
を、1段目に設けた第1、第2の差動回路の少なくとも
一方の回路におけるミラーのための電圧をゲート端子に
入力するようにしたNMOSトランジスタを介して接地
したので、上記第1、第2の差動回路における特性等の
ばらつきによって変動する上記ミラーのための電圧に応
じてクランプ回路のスレッショルドレベルが可変とさ
れ、常に最適なスレッショルドレベルでクランプ処理が
行われるようになる。
According to another feature of the present invention, the clamp circuit inputs the voltage for the mirror in at least one of the first and second differential circuits provided in the first stage to the gate terminal. Since it is grounded via the above-mentioned NMOS transistor, the threshold level of the clamp circuit is variable according to the voltage for the mirror that fluctuates due to variations in the characteristics of the first and second differential circuits, and is always optimal. Clamping will be performed at various threshold levels.

【0027】本発明のその他の特徴によれば、互いに逆
位相となる第1、第2の差動増幅電圧を第1の差動回路
とインバータ手段とにより生成するようにしたので、1
段目における回路構成を簡単にすることができ、第1、
第2の差動増幅電圧を生成する際の負荷を軽くすること
が可能となる。
According to another feature of the present invention, the first and second differential amplified voltages having mutually opposite phases are generated by the first differential circuit and the inverter means.
It is possible to simplify the circuit configuration at the first stage.
It is possible to reduce the load when generating the second differential amplified voltage.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図1は、第1の実施形態に係る差
動入力回路の構成を示す図である。なお、図1におい
て、図9に示した従来の差動入力回路と同じ回路部分に
は同一の符号を付している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the differential input circuit according to the first embodiment. In FIG. 1, the same circuit parts as those of the conventional differential input circuit shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals.

【0029】図1に示した第1の差動回路1は、入力電
圧Vinと基準電圧Vref とをそれぞれNMOSトランジ
スタN11およびN12に入力し、それらを用いて第1の差
動電圧V1 を生成して出力する。従来例で説明したよう
に、この第1の差動回路1は、入力電圧Vinに比例した
第1の差動電圧V1 が得られるようになされたカレント
ミラー型の回路になっている。
The first differential circuit 1 shown in FIG. 1 inputs the input voltage V in and the reference voltage V ref to the NMOS transistors N 11 and N 12 , respectively, and uses them to output the first differential voltage. V 1 is generated and output. As described in the conventional example, the first differential circuit 1 is a current mirror type circuit configured to obtain the first differential voltage V 1 proportional to the input voltage V in .

【0030】また、第2の差動回路2は、上記第1の差
動回路1に入力されるものと同じ入力電圧Vinと基準電
圧Vref とをそれぞれNMOSトランジスタN22および
21に入力し、それらを用いて上記第1の差動電圧V1
に対して逆位相となる第2の差動電圧V2 を生成して出
力するカレントミラー型の回路である。
The second differential circuit 2 inputs the same input voltage V in and the reference voltage V ref , which are the same as those input to the first differential circuit 1, to the NMOS transistors N 22 and N 21 , respectively. And using them, the first differential voltage V 1
Is a current mirror type circuit that generates and outputs a second differential voltage V 2 that is in anti-phase with respect to.

【0031】第3の差動回路3は、上記第1、第2の差
動回路1,2より出力される互いに逆位相の第1、第2
の差動電圧V1 ,V2 をそれぞれNMOSトランジスタ
32およびN31に入力し、それらを交互に利用して増幅
することにより、出力電圧Vout を生成して出力する。
The third differential circuit 3 outputs the first and second differential circuits 1 and 2 having opposite phases to each other.
The differential voltages V 1 and V 2 are input to the NMOS transistors N 32 and N 31 , respectively, and they are alternately used for amplification to generate and output the output voltage V out .

【0032】本実施形態においては、上記の構成の他
に、第1の差動回路1と第3の差動回路3との間、およ
び第2の差動回路2と第3の差動回路3との間のそれぞ
れに、上記第1の差動電圧V1 および第2の差動電圧V
2 が所定レベル以上にならないように抑えるためのクラ
ンプ回路を設けている。
In the present embodiment, in addition to the above configuration, between the first differential circuit 1 and the third differential circuit 3 and between the second differential circuit 2 and the third differential circuit. Between the first differential voltage V 1 and the second differential voltage V 1 .
A clamp circuit is provided to prevent 2 from exceeding the specified level.

【0033】図1の例では、上記第1の差動回路1によ
り発生される第1の差動電圧V1 が第1のスレッショル
ド値Vth1 よりも大きくならないようにするためのクラ
ンプ回路として、NMOSトランジスタN6 を第1の差
動回路1と第3の差動回路3との間に並列に設けてい
る。
In the example of FIG. 1, as a clamp circuit for preventing the first differential voltage V 1 generated by the first differential circuit 1 from becoming larger than the first threshold value V th1 , The NMOS transistor N 6 is provided in parallel between the first differential circuit 1 and the third differential circuit 3.

【0034】また、上記第2の差動回路2により発生さ
れる第2の差動電圧V2 が第2のスレッショルド値V
th2 よりも大きくならないようにするためのクランプ回
路として、NMOSトランジスタN7 を第2の差動回路
2と第3の差動回路3との間に並列に設けている。
Further, the second differential voltage V 2 generated by the second differential circuit 2 is the second threshold value V
An NMOS transistor N 7 is provided in parallel between the second differential circuit 2 and the third differential circuit 3 as a clamp circuit for preventing the voltage from becoming larger than th2 .

【0035】上記クランプ回路としてのNMOSトラン
ジスタN6 およびN7 は、そのゲート端子とドレイン端
子とが接続され、ドレイン端子は各差動回路1,2の差
動電圧出力端(NMOSトランジスタN12,N22のドレ
イン端子)に接続されている。また、ソース端子は共に
接地されている。
The gate terminals and drain terminals of the NMOS transistors N 6 and N 7 as the clamp circuit are connected to each other, and the drain terminals are connected to the differential voltage output terminals (NMOS transistors N 12 , Drain terminal of N 22 ). The source terminals are both grounded.

【0036】このようにクランプ回路を設けると、図2
に示すように、例えば、第1の差動回路1で発生される
第1の差動電圧V1 のレベルが入力電圧Vinに比例して
上昇していった場合に、第1のスレッショルド値Vth1
に達した後はそれ以上電圧レベルが上がらないように制
御される。つまり、第1の差動電圧V1 の電圧レベルが
第1のスレッショルド値Vth1 に保たれる。
When the clamp circuit is provided in this way, FIG.
As shown in, for example, if the first level of the differential voltages V 1 generated by the first differential circuit 1 began to increase in proportion to the input voltage V in, the first threshold value V th1
After reaching, the voltage level is controlled so that it does not rise further. That is, the voltage level of the first differential voltage V 1 is maintained at the first threshold value V th1 .

【0037】その後、入力電圧Vinが立ち下がると、そ
れに伴って第1の差動電圧V1 も立ち下がるが、入力電
圧Vinの立ち下がり時点での第1の差動電圧V1 のレベ
ルが図10に示した従来の場合よりも格段に小さいの
で、第1の差動電圧V1 が基準電圧Vref に対してオフ
となるまでにかかる時間tは、従来よりも格段に短くて
済む。したがって、第2の差動電圧V2 が立ち上がって
きてオンとなる時点では第1の差動電圧V1 は既にオフ
となっており、第1の差動電圧V1 から第2の差動電圧
2 への切り替えがスムーズに行われるようになる。
After that, when the input voltage V in falls, the first differential voltage V 1 also falls accordingly, but the level of the first differential voltage V 1 at the time of the fall of the input voltage V in Is much smaller than that in the conventional case shown in FIG. 10, so that the time t required for the first differential voltage V 1 to be turned off with respect to the reference voltage V ref is significantly shorter than in the conventional case. . Therefore, at the time when the second differential voltage V 2 rises and is turned on, the first differential voltage V 1 is already off, and the first differential voltage V 1 to the second differential voltage V 1 Switching to V 2 will be performed smoothly.

【0038】また、第2の差動電圧V2 から第1の差動
電圧V1 への切り替え時においても同様に、第1の差動
電圧V1 が立ち上がってきてオンとなる時点では第2の
差動電圧V2 は既にオフとなっており、第2の差動電圧
2 から第1の差動電圧V1への切り替えがスムーズに
行われるようになる。
Similarly, at the time of switching from the second differential voltage V 2 to the first differential voltage V 1 , the second differential voltage V 1 becomes the second voltage when the first differential voltage V 1 rises and turns on. the differential voltage V 2 is already turned off, so that switching from the second differential voltage V 2 to the first differential voltages V 1 can be performed smoothly.

【0039】以上のように、本実施形態においては、2
つのクランプ回路のスレッショルド値Vth1 ,Vth2
適切な値(入力電圧Vinの振幅レベルの前後の値が好ま
しい)に設定することにより、第1の差動電圧V1 と第
2の差動電圧V2 との切り替えをスムーズに行うように
することができ、出力電圧Vout の立ち上がり時間を従
来よりも短くすることが可能となる。
As described above, in this embodiment, 2
By setting the threshold values V th1 and V th2 of the two clamp circuits to appropriate values (preferably values around the amplitude level of the input voltage V in ), the first differential voltage V 1 and the second differential voltage are set. Switching to the voltage V 2 can be performed smoothly, and the rise time of the output voltage V out can be shortened as compared with the conventional case.

【0040】なお、出力電圧Vout をその立ち下がりエ
ッジに反応して動作するIC回路に供給する場合、出力
電圧Vout の立ち上がり部よりも立ち下がり部の方が重
要な意味を持つ。したがって、この場合は、出力電圧V
out の立ち下がり時間をできるだけ短くできれば、立ち
上がり時間はそれほど短くなくても構わない。
When the output voltage V out is supplied to the IC circuit which operates in response to the falling edge, the falling portion is more important than the rising portion of the output voltage V out . Therefore, in this case, the output voltage V
If the fall time of out can be made as short as possible, the rise time does not have to be so short.

【0041】本実施形態では、クランプ電圧(第1、第
2のスレッショルド値Vth1 ,Vth 2 )を適当に調整す
ることにより、出力電圧Vout の立ち上がり時間を短く
したり、立ち下がり時間を短くしたりすることを自由に
行うことができる。そして、そのような調整は、クラン
プ回路としてのNMOSトランジスタN6 ,N7 のゲー
ト幅を変えることによって実現することができる。
In the present embodiment, the clamp voltage (first and second threshold values V th1 and V th 2 ) is appropriately adjusted to shorten the rise time or fall time of the output voltage V out. It can be shortened or shortened freely. Then, such adjustment can be realized by changing the gate widths of the NMOS transistors N 6 and N 7 as the clamp circuit.

【0042】すなわち、NMOSトランジスタN6 ,N
7 のゲート幅を大きくすると、より低い電圧からクラン
プされることとなり、ゲート幅を小さくすると、より高
い電圧からクランプされることとなる。このように、本
実施形態では、NMOSトランジスタN6 ,N7 のゲー
ト幅を変えることによって、どの電圧レベルからクラン
プを行うかの微調整を容易に行うことができるという利
点もある。
That is, the NMOS transistors N 6 and N
Increasing the gate width of 7 results in clamping from a lower voltage, and decreasing the gate width results in clamping from a higher voltage. As described above, the present embodiment also has an advantage that by changing the gate widths of the NMOS transistors N 6 and N 7 , it is possible to easily perform the fine adjustment from which voltage level the clamping is performed.

【0043】ただし、第1の実施形態では、第1、第2
の差動電圧V1 ,V2 の上限を決めるスレッショルド値
th1 ,Vth2 は固定であり、これが固定のままでは以
下のような不都合を生じる場合がある。すなわち、1段
目の第1の差動回路1や第2の差動回路2を構成するC
MOSトランジスタを製造する際に特性のばらつきが生
じたり、電源電圧Vddにばらつきが生じたりすること
がある。また、コンピュータのシステムバス等の外部よ
り供給される基準電圧Vref が変動してしまうこともあ
る。このようなばらつきや変動は、基準電圧Vref から
作っているミラーのための電圧(以下、ミラー電圧Vmi
と称する)の大きさに影響を与える。
However, in the first embodiment, the first and second
The threshold values V th1 and V th2 that determine the upper limits of the differential voltages V 1 and V 2 are fixed, and if they remain fixed, the following inconvenience may occur. That is, C that constitutes the first differential circuit 1 and the second differential circuit 2 of the first stage
When manufacturing a MOS transistor, variations in characteristics may occur, or variations in the power supply voltage Vdd may occur. Further, the reference voltage V ref supplied from the outside such as the computer system bus may fluctuate. Such variations and fluctuations are caused by the voltage for the mirror made from the reference voltage V ref (hereinafter, mirror voltage V mi
Called)) influences the size.

【0044】このような場合に、スレッショルド値V
th1 ,Vth2 を固定にしておくと、適切でないところで
第1の差動電圧V1 や第2の差動電圧V2 がクランプさ
れてしまい、第1の差動電圧V1 と第2の差動電圧V2
との切り替えがスムーズに行わなくなることがある。し
たがって、第1の差動回路1や第2の差動回路2におけ
るミラー電圧Vmiの変動に伴ってクランプ電圧のレベル
も変動するようにすることが望まれる。
In such a case, the threshold value V
th1, Leaving the V th2 to the fixed, would be the first differential voltages V 1 and second differential voltage V 2 where not appropriate is clamped, the first differential voltages V 1 and the second difference Dynamic voltage V 2
Switching between and may not be performed smoothly. Therefore, it is desirable that the level of the clamp voltage also fluctuates with the fluctuation of the mirror voltage V mi in the first differential circuit 1 and the second differential circuit 2.

【0045】次に述べる本発明の第2の実施形態に係る
差動入力回路は、このような要求を満足するためになさ
れたものであり、図3はその構成例を示したものであ
る。図3において、図1に示した第1の実施形態と異な
るところは、クランプ回路としてのNMOSトランジス
タN6 ,N7 をNMOSトランジスタN8 を介して接地
し、上記NMOSトランジスタN8 のゲート端子に、第
2の差動回路2において基準電圧Vref から作っている
ミラー電圧Vmiを入力するようにしていることである。
The differential input circuit according to the second embodiment of the present invention described below is designed to satisfy such requirements, and FIG. 3 shows an example of the configuration. 3, differs from the first embodiment shown in FIG. 1, the NMOS transistor N 6, N 7 of the clamping circuit is grounded through the NMOS transistor N 8, the gate terminal of the NMOS transistor N 8 That is, the mirror voltage V mi generated from the reference voltage V ref is input to the second differential circuit 2.

【0046】すなわち、上記クランプ回路としてのNM
OSトランジスタN6 ,N7 の各ソース端子は共にNM
OSトランジスタN8 のドレイン端子に接続され、NM
OSトランジスタN8 のソース端子が接地されている。
また、NMOSトランジスタN8 のゲート端子は、第2
の差動回路2のNMOSトランジスタN21のドレイン端
子に接続されている。
That is, NM as the clamp circuit
The source terminals of the OS transistors N 6 and N 7 are both NM
NM connected to the drain terminal of the OS transistor N 8.
The source terminal of the OS transistor N 8 is grounded.
Further, the gate terminal of the NMOS transistor N 8 has a second
Of the differential circuit 2 is connected to the drain terminal of the NMOS transistor N 21 .

【0047】このように構成すると、第2の差動回路2
のミラー電圧Vmiが高くなると、NMOSトランジスタ
8 のドレイン電圧、すなわちクランプ回路としてのN
MOSトランジスタN6 ,N7 のソース電圧も高くなる
ため、クランプ電圧を下げる働きが生じる。また、第2
の差動回路2のミラー電圧Vmiが低くなると、クランプ
回路としてのNMOSトランジスタN6 ,N7 のソース
電圧も低くなるため、クランプ電圧を上げる働きが生じ
る。
With this configuration, the second differential circuit 2
When the mirror voltage V mi of increases, the drain voltage of the NMOS transistor N 8, i.e. N as clamping circuit
Since the source voltages of the MOS transistors N 6 and N 7 also become high, the clamp voltage is lowered. Also, the second
When the mirror voltage V mi of the differential circuit 2 becomes low, the source voltages of the NMOS transistors N 6 and N 7 as the clamp circuit also become low, so that the clamp voltage is increased.

【0048】したがって、第2の差動回路2においてC
MOSトランジスタの特性のばらつきや電源電圧Vdd
のばらつき、あるいは基準電圧Vref の変動が生じて
も、そのようなばらつきや変動に応じてNMOSトラン
ジスタN6 ,N7 のクランプ電圧が図4のスレッショル
ド値Vth1 ′,Vth2 ′のように変動する。これによ
り、常に適切なスレッショルド値の下でクランプ動作が
行われるようになり、上述のような1段目の差動回路の
ばらつき等に影響されることなく、出力電圧Voutの立
ち上がり時間や立ち下がり時間を常に短くすることがで
きる。
Therefore, in the second differential circuit 2, C
Variations in MOS transistor characteristics and power supply voltage Vdd
4 or the reference voltage V ref fluctuates, the clamp voltages of the NMOS transistors N 6 and N 7 have threshold values V th1 ′ and V th2 ′ shown in FIG. fluctuate. As a result, the clamp operation is always performed under an appropriate threshold value, and the rise time or the rise time of the output voltage V out is not affected by the variation of the first stage differential circuit as described above. The fall time can always be shortened.

【0049】なお、図3の実施形態では、第2の差動回
路2のミラー電圧VmiをNMOSトランジスタN8 のゲ
ート端子に入力するようにしていたが、第1の差動回路
1のミラー電圧VmiをNMOSトランジスタN8 のゲー
ト端子に入力するように構成しても良い。
Although the mirror voltage V mi of the second differential circuit 2 is input to the gate terminal of the NMOS transistor N 8 in the embodiment of FIG. 3, the mirror voltage of the first differential circuit 1 is changed. The voltage V mi may be input to the gate terminal of the NMOS transistor N 8 .

【0050】図5は、本発明の第3の実施形態に係る差
動入力回路の構成を示す図である。図5において、図1
に示した第1の実施形態と異なるところは、1段目の第
1の差動回路1の代わりにPMOSトランジスタP91
NMOSトランジスタN92とを設けたことである。上記
PMOSトランジスタP91は、そのゲート端子に第2の
差動回路2において基準電圧Vref から作っているミラ
ー電圧Vmiが入力され、ソース端子に電源電圧Vddが
入力されるようになっている。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a differential input circuit according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, FIG.
The difference from the first embodiment shown in FIG. 9 is that a PMOS transistor P 91 and an NMOS transistor N 92 are provided instead of the first differential circuit 1 in the first stage. The mirror voltage V mi generated from the reference voltage V ref in the second differential circuit 2 is input to the gate terminal of the PMOS transistor P 91 , and the power supply voltage Vdd is input to the source terminal thereof. .

【0051】また、NMOSトランジスタN92は、その
ゲート端子に第2の差動回路2において入力電圧Vin
ら作っている第2の差動電圧V2 が入力されるようにな
っており、ソース端子はNMOSトランジスタN4 を介
して接地されている。さらに、上記PMOSトランジス
タP91とNMOSトランジスタN92のドレイン端子どう
しが接続されている。
The NMOS transistor N 92 has its gate terminal to which the second differential voltage V 2 generated from the input voltage V in in the second differential circuit 2 is input, and the source The terminal is grounded via the NMOS transistor N 4 . Further, the drain terminals of the PMOS transistor P 91 and the NMOS transistor N 92 are connected to each other.

【0052】このように構成することにより、PMOS
トランジスタP91およびNMOSトランジスタN92は、
第2の差動回路2より出力される第2の差動電圧V2
らそれとは逆位相の電圧を生成するインバータ回路とし
て機能することとなる。したがって、PMOSトランジ
スタP91およびNMOSトランジスタN92のドレイン端
子から出力される電圧は、第2の差動電圧V2 と逆位相
の電圧であり、図1あるいは図3に示した第1の差動電
圧V1 と同じものとなる。
With this configuration, the PMOS
The transistor P 91 and the NMOS transistor N 92 are
The second differential circuit 2 functions as an inverter circuit that generates a voltage having a phase opposite to that of the second differential voltage V 2 output from the second differential circuit 2. Therefore, the voltage output from the drain terminals of the PMOS transistor P 91 and the NMOS transistor N 92 has a phase opposite to that of the second differential voltage V 2, and the first differential voltage shown in FIG. 1 or FIG. It is the same as the voltage V 1 .

【0053】本実施形態の場合も、図6に示すように、
第1の差動電圧V1 と第2の差動電圧V2 との切り替え
をスムーズに行うようにすることができ、出力電圧V
out の立ち上がり時間あるいは立ち下がり時間を従来よ
りも短くすることができる。
Also in the case of this embodiment, as shown in FIG.
Switching between the first differential voltage V 1 and the second differential voltage V 2 can be smoothly performed, and the output voltage V 1
The rise time or fall time of out can be made shorter than before.

【0054】また、図1、図3に示した第1、第2の実
施形態では、互いに逆位相の差動電圧V1 ,V2 を得る
ために多数のCMOSトランジスタで構成される差動回
路を2つ設けているため、負荷が重くなっている。しか
し、あまり大きな負荷を入れると、入力波形に対して出
力波形が遅れてしまい、増幅動作の高速化を困難にして
しまう。
In the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 3, a differential circuit composed of a large number of CMOS transistors in order to obtain differential voltages V 1 and V 2 having mutually opposite phases. Since two are provided, the load is heavy. However, if a too large load is applied, the output waveform is delayed with respect to the input waveform, making it difficult to speed up the amplification operation.

【0055】これに対して第3の実施形態では、互いに
逆位相の差動電圧V1 ,V2 を簡単な構成で生成するこ
とができ、負荷を軽くすることができる。これにより、
入力波形に対する出力波形の遅延を少なくすることがで
き、増幅動作を更に高速にすることができる。
On the other hand, in the third embodiment, the differential voltages V 1 and V 2 having opposite phases can be generated with a simple structure, and the load can be reduced. This allows
The delay of the output waveform with respect to the input waveform can be reduced, and the amplification operation can be made even faster.

【0056】なお、図5の例では、図1および図3に示
した第1の差動回路1の代わりにPMOSトランジスタ
91とNMOSトランジスタN92とを設け、第2の差動
回路2で発生された第2の差動電圧V2 をもとにそれと
は逆位相の第1の差動電圧V1 を発生するようにした
が、逆に、第2の差動回路2の代わりにPMOSトラン
ジスタP91とNMOSトランジスタN92とを設け、第1
の差動回路1で発生される第1の差動電圧V1 をもとに
それとは逆位相の第2の差動電圧V2 を発生するように
しても良い。
In the example of FIG. 5, a PMOS transistor P 91 and an NMOS transistor N 92 are provided instead of the first differential circuit 1 shown in FIGS. 1 and 3, and the second differential circuit 2 is provided. Based on the generated second differential voltage V 2 , a first differential voltage V 1 having a phase opposite to that of the second differential voltage V 1 is generated, but conversely, instead of the second differential circuit 2, a PMOS is used. A transistor P 91 and an NMOS transistor N 92 are provided, and the first
The first differential voltage V 1 generated by the differential circuit 1 may be used to generate the second differential voltage V 2 having a phase opposite to that of the first differential voltage V 1 .

【0057】また、本実施形態においても図3のよう
に、クランプ回路としてのNMOSトランジスタN6
7 をNMOSトランジスタN8 を介して接地するよう
にしても良い。本実施形態では、図1や図3の差動入力
回路に比べて、回路の対称性が失われるため、互いに逆
位相の差動電圧V1 ,V2 を生成する1段目の部分の動
作が、図1や図3の場合に比べて不安定になる恐れがあ
る。よって、本実施形態においてNMOSトランジスタ
8 を設ける意義は、第1の実施形態や第2の実施形態
よりも大きいと言える。
Also in this embodiment, as shown in FIG. 3, the NMOS transistor N 6 , serving as a clamp circuit,
N 7 may be grounded via the NMOS transistor N 8 . In the present embodiment, as compared with the differential input circuit of FIG. 1 and FIG. 3, the symmetry of the circuit is lost, the operation of the first-stage portion for generating a differential voltage V 1, V 2 of the opposite phase However, there is a possibility that it becomes unstable as compared with the case of FIGS. Therefore, it can be said that the significance of providing the NMOS transistor N 8 in the present embodiment is greater than that in the first and second embodiments.

【0058】以上第1〜第3の実施形態では、クランプ
回路の一例として、CMOSトランジスタを用いたが、
クランプ動作をするものであれば、これに限らず適用す
ることが可能である。例えば、CMOSトランジスタの
代わりに、バイポーラダイオードやツェナーダイオード
などを用いること可能である。
In the above first to third embodiments, the CMOS transistor is used as an example of the clamp circuit.
The present invention is not limited to this as long as it performs a clamp operation, and can be applied. For example, it is possible to use a bipolar diode or a Zener diode instead of the CMOS transistor.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明は上述したように、3つの差動回
路をプッシュプル型に接続し、1段目の2つの差動回路
で互いに逆位相となる第1、第2の差動増幅電圧を発生
し、2段目の差動回路でそれらの差動増幅電圧を交互に
利用して小振幅の入力電圧を増幅するようにした差動入
力回路において、1段目の差動回路と2段目の差動回路
との間に、上記第1、第2の差動増幅電圧が所定レベル
以上にならないように抑えるためのクランプ回路を設け
たので、入力電圧の変化に応じて差動増幅電圧が立ち下
がるときの立ち下がり開始電圧レベルが小さくなり、そ
こから十分低いレベルに立ち下がるまでにかかる時間を
短くすることができる。これにより、第1の差動増幅電
圧と第2の差動増幅電圧との切り替えをスムーズに行う
ようにすることができ、出力電圧の立ち上がり時間ある
いは立ち下がり時間を従来よりも格段に短くして短時間
で増幅を行うことができる。
As described above, according to the present invention, the three differential circuits are connected in a push-pull type, and the first and second differential amplifiers having opposite phases in the two differential circuits in the first stage. In a differential input circuit that generates a voltage and amplifies a small-amplitude input voltage by alternately using the differential amplified voltages in the second-stage differential circuit, A clamp circuit for suppressing the above first and second differential amplified voltages from exceeding a predetermined level is provided between the differential circuit of the second stage and the differential circuit according to the change of the input voltage. The fall start voltage level when the amplified voltage falls decreases, and the time required to fall from there to a sufficiently low level can be shortened. As a result, the switching between the first differential amplified voltage and the second differential amplified voltage can be smoothly performed, and the rise time or fall time of the output voltage can be made much shorter than in the past. Amplification can be performed in a short time.

【0060】本発明の他の特徴によれば、クランプ回路
をNMOSトランジスタを介して接地し、上記NMOS
トランジスタのゲート端子に、1段目に設けた第1、第
2の差動回路の少なくとも一方の回路におけるミラーの
ための電圧を入力するようにしたので、上記第1、第2
の差動回路における特性等のばらつきに応じてクランプ
回路のスレッショルドレベルを変えるようにすることが
でき、常に最適なスレッショルドレベルでクランプ処理
を行うことにより、1段目の差動回路のばらつき等に影
響されることなく、出力電圧の立ち上がり時間や立ち下
がり時間を常に短くすることができる。
According to another feature of the present invention, the clamp circuit is grounded via an NMOS transistor,
Since the voltage for the mirror in at least one of the first and second differential circuits provided in the first stage is input to the gate terminal of the transistor, the first and second differential circuits are provided.
It is possible to change the threshold level of the clamp circuit according to the variation in the characteristics of the differential circuit, and by performing the clamp processing at the optimum threshold level at all times, it is possible to reduce the variation in the first stage differential circuit. The rise time and fall time of the output voltage can be always shortened without being affected.

【0061】本発明のその他の特徴によれば、互いに逆
位相となる第1、第2の差動増幅電圧を第1の差動回路
とインバータ手段とにより生成するようにしたので、1
段目における回路構成を簡単にすることができ、第1、
第2の差動増幅電圧を生成する際の負荷を軽くすること
ができる。これにより、入力波形に対する出力波形の遅
れを削減することができ、増幅動作を更に高速にするこ
とができる。
According to another feature of the present invention, the first and second differential amplified voltages having opposite phases are generated by the first differential circuit and the inverter means.
It is possible to simplify the circuit configuration at the first stage.
The load when generating the second differential amplified voltage can be reduced. Thereby, the delay of the output waveform with respect to the input waveform can be reduced, and the amplification operation can be further speeded up.

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

【図1】本発明の第1の実施形態による差動入力回路の
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a differential input circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態による差動入力回路の
動作を説明するための波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the differential input circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施形態による差動入力回路の
構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a differential input circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施形態による差動入力回路の
動作を説明するための波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the differential input circuit according to the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施形態による差動入力回路の
構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a differential input circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施形態による差動入力回路の
動作を説明するための波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the differential input circuit according to the third embodiment of the present invention.

【図7】従来の差動入力回路の一構成例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a conventional differential input circuit.

【図8】図7に示した従来の差動入力回路の動作を説明
するための波形図である。
8 is a waveform diagram for explaining the operation of the conventional differential input circuit shown in FIG.

【図9】従来の差動入力回路の他の構成例を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of a conventional differential input circuit.

【図10】図10に示した従来の差動入力回路の動作を
説明するための波形図である。
10 is a waveform chart for explaining the operation of the conventional differential input circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 、N7 クランプ回路(NMOSトランジスタ) N8 NMOSトランジスタ P91 PMOSトランジスタ N92 NMOSトランジスタN 6, N 7 clamp circuit (NMOS transistor) N 8 NMOS transistors P 91 PMOS transistor N 92 NMOS transistor

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力電圧と基準電圧とを入力し、それら
を用いて第1の差動増幅電圧を生成して出力するカレン
トミラー型の第1の差動回路と、上記第1の差動回路に
入力されるものと同じ入力電圧と基準電圧とを入力し、
それらを用いて上記第1の差動増幅電圧に対して逆位相
となる第2の差動増幅電圧を生成して出力するカレント
ミラー型の第2の差動回路と、上記第1、第2の差動回
路より出力される互いに逆位相の第1、第2の差動増幅
電圧を交互に利用して増幅を行う第3の差動回路とを備
えた差動入力回路であって、 上記第1の差動回路と上記第3の差動回路との間、およ
び上記第2の差動回路と上記第3の差動回路との間に、
上記第1、第2の差動増幅電圧が所定レベル以上になら
ないように抑えるためのクランプ回路を設けたことを特
徴とする差動入力回路。
1. A current mirror type first differential circuit for inputting an input voltage and a reference voltage, and using the input voltage and a reference voltage to generate and output a first differential amplified voltage, and the first differential circuit. Input the same input voltage and reference voltage that are input to the circuit,
A second differential circuit of a current mirror type that uses them to generate and output a second differential amplified voltage having a phase opposite to that of the first differential amplified voltage, and the first and second differential circuits. A differential input circuit comprising: a third differential circuit that performs amplification by alternately using first and second differential amplified voltages of opposite phases output from the differential circuit of Between the first differential circuit and the third differential circuit, and between the second differential circuit and the third differential circuit,
A differential input circuit comprising a clamp circuit for suppressing the first and second differential amplified voltages from exceeding a predetermined level.
【請求項2】 上記クランプ回路をNMOSトランジス
タを介して接地し、上記NMOSトランジスタのゲート
端子に、上記第1、第2の差動回路の少なくとも一方の
回路におけるミラーのための電圧を入力するようにした
ことを特徴とする請求項1に記載の差動入力回路。
2. The clamp circuit is grounded via an NMOS transistor, and a gate terminal of the NMOS transistor is supplied with a voltage for a mirror in at least one of the first and second differential circuits. The differential input circuit according to claim 1, wherein:
【請求項3】 入力電圧と基準電圧とを入力し、それら
を用いて差動増幅電圧を生成して出力するカレントミラ
ー型の第1の差動回路と、 上記第1の差動回路より出力される差動増幅電圧からそ
れとは逆位相の電圧を生成して出力するインバータ手段
と、 上記第1の差動回路および上記インバータ手段より出力
される互いに逆位相の電圧を交互に利用して増幅を行う
第2の差動回路と、 上記第1の差動回路と上記第2の差動回路との間、およ
び上記インバータ手段と上記第2の差動回路との間に設
けられ、上記第1の差動回路の出力電圧および上記イン
バータ手段の出力電圧が所定レベル以上にならないよう
に抑えるためのクランプ回路とを備えたことを特徴とす
る差動入力回路。
3. A current mirror type first differential circuit which inputs an input voltage and a reference voltage, generates a differential amplified voltage using them and outputs the differential amplified voltage, and outputs from said first differential circuit. Inverter means for generating a voltage having a phase opposite to that of the differential amplified voltage generated and outputting the voltage and amplifying the voltage having mutually opposite phases outputted from the first differential circuit and the inverter means alternately. Is provided between the first differential circuit and the second differential circuit, and between the inverter means and the second differential circuit. 1. A differential input circuit comprising: a clamp circuit for suppressing the output voltage of the differential circuit 1 and the output voltage of the inverter means from exceeding a predetermined level.
【請求項4】 上記インバータ手段は、上記第1の差動
回路において作っているミラーのための電圧をゲート端
子に入力するPMOSトランジスタと、 上記第1の差動回路において作っている差動増幅電圧を
ゲート端子に入力するNMOSトランジスタとを備え、 上記PMOSトランジスタと上記NMOSトランジスタ
のドレイン端子どうしを接続し、上記ドレイン端子より
出力される電圧を上記第2の差動回路に入力するように
したことを特徴とする請求項3に記載の差動入力回路。
4. The inverter means includes a PMOS transistor for inputting a voltage for a mirror made in the first differential circuit to a gate terminal, and a differential amplifier made in the first differential circuit. An NMOS transistor for inputting a voltage to a gate terminal is provided, the drain terminals of the PMOS transistor and the NMOS transistor are connected to each other, and the voltage output from the drain terminal is input to the second differential circuit. The differential input circuit according to claim 3, wherein:
【請求項5】 上記クランプ回路をNMOSトランジス
タを介して接地し、上記NMOSトランジスタのゲート
端子に、上記第1の差動回路において作っているミラー
のための電圧を入力するようにしたことを特徴とする請
求項3または4に記載の差動入力回路。
5. The clamp circuit is grounded via an NMOS transistor, and a voltage for the mirror made in the first differential circuit is input to the gate terminal of the NMOS transistor. The differential input circuit according to claim 3 or 4.
【請求項6】 上記クランプ回路は、NMOSトランジ
スタで構成されることを特徴とする請求項1〜5の何れ
か1項に記載の差動入力回路。
6. The differential input circuit according to claim 1, wherein the clamp circuit is composed of an NMOS transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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