JPH10256844A - Output stage circuit for operational amplifier - Google Patents

Output stage circuit for operational amplifier

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JPH10256844A
JPH10256844A JP9061042A JP6104297A JPH10256844A JP H10256844 A JPH10256844 A JP H10256844A JP 9061042 A JP9061042 A JP 9061042A JP 6104297 A JP6104297 A JP 6104297A JP H10256844 A JPH10256844 A JP H10256844A
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Japan
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circuit
transistor
signal
control signal
terminal
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JP9061042A
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Takeshi Shima
健 島
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the slew rate of the operational amplifier without increasing a steady-stage current. SOLUTION: A 3rd transistor(TR) 11 is provided in parallel with a 2nd TR 12 and then a drive capability is improved without increasing the size of the 2nd TR 12. Since the operation of the 3rd TR 11 is controlled in complementary with the operation of the 1st TR 13 by a 3rd control section, the 1st TR 13 and the 3rd TR 11 are not simultaneously conductive basically. Thus, no through current flows between power supply terminals via the 3rd TR 11 and the 1st TR 13, a load of a high capacity is driven without increasing a steady-state current.

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】本発明は演算増幅器の出力段
回路に関し、特に定常電流を増加させることなく演算増
幅器のスルーレートを向上できるように改善された演算
増幅器の出力段回路に関する。
The present invention relates to an output stage circuit of an operational amplifier, and more particularly to an output stage circuit of an operational amplifier improved so that the slew rate of the operational amplifier can be improved without increasing the steady-state current.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】一般に、アナログ集積
回路においては、演算増幅器によって大きな値を有する
容量性負荷をドライブできるようにするための出力回路
として、AB級出力段回路を用いることが知られている
(Alan B. Grebene,Bipolar
and MOS analog integrated
circuitdesign.,John Wile
y & Sons.,1984)。
Generally, in an analog integrated circuit, a class AB output stage circuit is known as an output circuit for driving a capacitive load having a large value by an operational amplifier. (Alan B. Grebene, Bipolar
and MOS analog integrated
circuitdesign. , John Wile
y & Sons. , 1984).

【0003】このAB級出力段回路においては、出力ト
ランジスタを基本的に常時バイアスした状態として、入
力信号がゼロの場合でも出力トランジスタに直流電流を
流す構成になっている。したがって、電源側のp−ch
MOSトランジスタと接地端側のn−chMOSトラン
ジスタとが同時に導通状態に設定されることがあり、こ
の場合には、電源から負荷側にではなく、電源から接地
端側に電流が流れることになる。この電流は貫通電流と
呼ばれ本来は望ましくない電流であるが、出力段回路の
出力端電位をある電位に設定する際には微弱な貫通電流
が流れている。この微弱な貫通電流は定常電流といわれ
ている。
In this class AB output stage circuit, the output transistor is basically always constantly biased, and a DC current is supplied to the output transistor even when the input signal is zero. Therefore, the p-ch on the power supply side
In some cases, the MOS transistor and the n-ch MOS transistor on the ground terminal side are simultaneously set to a conductive state. In this case, a current flows from the power supply to the ground terminal side, not from the power supply to the load side. This current is called a through current and is originally an undesirable current. However, a weak through current flows when the output terminal potential of the output stage circuit is set to a certain potential. This weak through current is called a steady current.

【0004】定常電流の大きさは電源側のp−chMO
Sトランジスタと接地端側のn−chMOSトランジス
タのサイズに依存し、トランジスタのサイズは出力段回
路のドライブ能力に依存する。従って、大きな容量性の
負荷をドライブする場合にはおおきな定常電流が流れる
ことになる。
The magnitude of the steady current is determined by the p-chMO on the power supply side.
It depends on the size of the S transistor and the n-ch MOS transistor on the ground end side, and the size of the transistor depends on the drive capability of the output stage circuit. Therefore, when driving a large capacitive load, a large steady current flows.

【0005】また、演算増幅器の2つの入力電圧の差分
の絶対値がある値より大きい場合にのみ出力トランジス
タに与える直流バイアス電流を増加させるための付加回
路を設け、これによって出力段回路のドライブ能力を高
めるという工夫も知られているが(Tetsuro I
takura,et.al.,10uA quiesc
ent current opamp design
for an LCDdriver IC.,AM−L
CD 96 Digest of Technical
Papers,Kobe,Japan,Nov.19
96)、この場合には、出力段の定常電流ばかりでなく
演算増幅器のほかの部分の電流が増加してしまうことに
なる。
An additional circuit is provided for increasing the DC bias current applied to the output transistor only when the absolute value of the difference between the two input voltages of the operational amplifier is larger than a certain value. Is also known to increase the (Tetsuro I
takura, et. al. , 10uA quiesc
ent current opamp design
for an LCDdriver IC. , AM-L
CD 96 Digest of Technical
Papers, Kobe, Japan, Nov. 19
96) In this case, not only the steady-state current of the output stage but also the current of other parts of the operational amplifier will increase.

【0006】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、定常電流を増大させることなく大きな容量性
の負荷をドライブすることができる演算増幅器の出力段
回路を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an output stage circuit of an operational amplifier that can drive a large capacitive load without increasing a steady current. I do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、第1および第
2の入力端子と、前記第1の入力端子の信号と前記第2
の入力端子の信号により第1の制御信号を生成する回路
と、第1の電源端子と信号出力端子間に挿入され、前記
第1の制御信号によって動作制御される第1トランジス
タと、第2の電源端子と前記信号出力端子間に挿入さ
れ、前記第1または第2の入力端子の信号を第2の制御
信号とし、その第2の制御信号によって動作制御される
第2トランジスタとを具備する演算増幅器の出力段回路
において、前記第2の電源端子と前記信号出力端子間に
挿入された第3トランジスタと、前記第1および第2の
入力端子の信号に基づいて、あるいは前記第1の制御信
号を生成する回路の内部信号と前記第1および第2の入
力端子のいずれか一方の信号とに基づいて、前記第3ト
ランジスタを前記第1トランジスタと相補的に動作させ
るための第3の制御信号を生成する回路とを具備するこ
とを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a first input terminal, a second input terminal, a signal from the first input terminal, and a second input terminal.
A first transistor that is inserted between a first power supply terminal and a signal output terminal and that is controlled in operation by the first control signal; A second transistor inserted between a power supply terminal and the signal output terminal, the second transistor being a signal of the first or second input terminal as a second control signal, the operation being controlled by the second control signal; In an output stage circuit of an amplifier, a third transistor inserted between the second power supply terminal and the signal output terminal, and a signal based on the first and second input terminals, or based on the first control signal A third control for causing the third transistor to operate complementarily with the first transistor, based on an internal signal of a circuit that generates the signal and one of the first and second input terminals. Characterized by comprising a circuit for generating a degree.

【0008】本発明の演算増幅器の出力段回路において
は、第3トランジスタが第2トランジスタと並列に設け
られており、これにより第2トランジスタのサイズを大
きくすることなく、ドライブ能力を高めることができ
る。また、第3トランジスタは、第3の制御信号によっ
て第1トランジスタの動作とは相補的に動作制御される
ので、第1トランジスタと第3トランジスタは基本的に
同時に導通状態になることはない。よって、第3トラン
ジスタおよび第1トランジスタを介して電源端子間に貫
通電流が流れることはないので、定常電流を増大させる
ことなく大きな容量性の負荷をドライブすることができ
る。
In the output stage circuit of the operational amplifier according to the present invention, the third transistor is provided in parallel with the second transistor, so that the driving capability can be increased without increasing the size of the second transistor. . Further, the operation of the third transistor is controlled in a complementary manner to the operation of the first transistor by the third control signal, so that the first transistor and the third transistor do not basically become conductive at the same time. Therefore, no through current flows between the power supply terminals via the third transistor and the first transistor, so that a large capacitive load can be driven without increasing the steady-state current.

【0009】また、第3の制御信号を生成する回路の閾
値を変えることなどにより、第1トランジスタがオフか
らオンに切り換えられる前に第3トランジスタをオンか
らオフに切り換え、且つ第1トランジスタがオンからオ
フに切り換えられた後に第3トランジスタをオフからオ
ンに切り換えるように構成することが好ましい。これに
より、第1および第3トランジスタのオン/オフ切り換
えの過渡期においてもそれらトランジスタが同時にオン
することが無くなくなる。
Further, by changing the threshold value of the circuit for generating the third control signal, the third transistor is switched from on to off before the first transistor is switched from off to on, and the first transistor is turned on. It is preferable that the third transistor be switched from off to on after being switched from to off. Thus, even in the transitional period of the on / off switching of the first and third transistors, the transistors do not turn on at the same time.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。図1には本発明の一実施形態に係る演算増幅器の出
力段回路が示されている。この演算増幅器の出力段回路
は、大きな容量性負荷をドライブすることが要求される
演算増幅器にその出力回路として用いられるものであ
り、演算増幅器の入力段回路からの差動入力を受ける第
1および第2の入力端子1,2と、外部負荷が接続され
る出力端子3を有している。出力端子3と接地端子との
間にはn−chの第1のMOSトランジスタ13が接続
されており、また出力端子3と電源Vcc端子との間に
はp−chの第2MOSトランジスタ12が接続されて
いる。さらに、出力端子3と電源Vcc端子との間に
は、演算増幅器のスルーレートを向上させるために、p
−chの第3のMOSトランジスタ11が接続されてい
る。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an output stage circuit of an operational amplifier according to one embodiment of the present invention. The output stage circuit of the operational amplifier is used as an output circuit of an operational amplifier that is required to drive a large capacitive load. The first and second stages receive differential inputs from the input stage circuit of the operational amplifier. It has second input terminals 1 and 2 and an output terminal 3 to which an external load is connected. An n-ch first MOS transistor 13 is connected between the output terminal 3 and the ground terminal, and a p-ch second MOS transistor 12 is connected between the output terminal 3 and the power supply Vcc terminal. Have been. Further, between the output terminal 3 and the power supply Vcc terminal, p is set to improve the slew rate of the operational amplifier.
The -ch third MOS transistor 11 is connected.

【0011】第1のMOSトランジスタ13のゲートに
は、演算増幅器のゲイン回路として動作する増幅回路6
1の出力が接続されており、この増幅回路61によって
生成される第1制御信号によって第1のMOSトランジ
スタ13が動作制御される。増幅回路61には第1の入
力端子1の信号がその非反転入力に入力され、第2の入
力端子2の信号が反転入力に入力される。増幅回路61
はこれら入力信号の差分を増幅することによって前述の
第1制御信号を生成する。
The gate of the first MOS transistor 13 has an amplifying circuit 6 which operates as a gain circuit of an operational amplifier.
1 is connected, and the operation of the first MOS transistor 13 is controlled by the first control signal generated by the amplifier circuit 61. The signal of the first input terminal 1 is input to the non-inverting input of the amplifier circuit 61, and the signal of the second input terminal 2 is input to the inverting input. Amplifier circuit 61
Generates the above-described first control signal by amplifying the difference between these input signals.

【0012】第2のMOSトランジスタ12のゲートは
第1の入力端子1に接続されており、その第1の入力端
子1の信号が第2のMOSトランジスタ12を動作制御
する第2制御信号として用いられる。
The gate of the second MOS transistor 12 is connected to the first input terminal 1, and the signal at the first input terminal 1 is used as a second control signal for controlling the operation of the second MOS transistor 12. Can be

【0013】第3のMOSトランジスタ11のゲートに
は増幅回路60の出力が接続されており、増幅回路60
によって生成される第3制御信号によって第3のMOS
トランジスタ11が動作制御される。増幅回路60は、
第1の入力端子1の信号をその非反転入力、第2の入力
端子2の信号を反転入力とし、これら入力信号の差分を
増幅することによって前述の第3制御信号を生成する。
The output of the amplifier circuit 60 is connected to the gate of the third MOS transistor 11.
The third MOS is generated by the third control signal generated by
The operation of the transistor 11 is controlled. The amplification circuit 60
The signal at the first input terminal 1 is used as its non-inverting input, and the signal at the second input terminal 2 is used as its inverting input. The third control signal is generated by amplifying the difference between these input signals.

【0014】図1の回路では、増幅回路60と61の出
力信号は同極性であるため、トランジスタ11,13は
相補的に動作制御される。このため、トランジスタ1
1,13が同時に導通状態となるのは第1、第3の制御
信号を生成する増幅回路61,60が過渡状態にあるわ
ずかな期間である。
In the circuit of FIG. 1, since the output signals of the amplifier circuits 60 and 61 have the same polarity, the operation of the transistors 11 and 13 is controlled complementarily. Therefore, transistor 1
The transistors 1 and 13 are simultaneously turned on during a short period when the amplifier circuits 61 and 60 that generate the first and third control signals are in a transient state.

【0015】また、第1の制御信号を生成する増幅回路
61に比較して、第3の制御信号を生成する増幅回路6
0の閾値あるいは変化点を変えることにより、図2で示
すような入力に対する出力応答を持たせることにより、
さらにトランジスタ11,13が同時に導通状態となら
ないようにすることができる。
The amplifier circuit 6 for generating the third control signal is different from the amplifier circuit 61 for generating the first control signal.
By changing the threshold value of 0 or the changing point to give an output response to the input as shown in FIG. 2,
Further, it is possible to prevent the transistors 11 and 13 from conducting simultaneously.

【0016】すなわち、図2においては、増幅回路61
については、第1の入力端子1の信号と第2の入力端子
2の信号の差分(端子1の電位−端子2の電位)がゼロ
の時にその出力信号の立ち上がりおよび立ち下がりが発
生するが、増幅回路60については、増幅回路61より
も出力信号の立ち上がりが早く、且つその立ち下がりは
増幅回路61よりも遅くなっている。このような特性を
持たせることにより、第1制御信号によってトランジス
タ13がオフからオンに切り換えられる前に第3制御信
号によってトランジスタ11をオンからオフに切り換
え、且つ第1制御信号によってトランジスタ13がオン
からオフに切り換えられた後に第3制御信号によってト
ランジスタ11をオフからオンに切り換えることができ
る。
That is, in FIG. 2, the amplifying circuit 61
With respect to, when the difference between the signal of the first input terminal 1 and the signal of the second input terminal 2 (the potential of the terminal 1−the potential of the terminal 2) is zero, the output signal rises and falls, The output signal of the amplifier circuit 60 rises earlier than that of the amplifier circuit 61, and the output signal falls later than the amplifier circuit 61. By providing such characteristics, the transistor 11 is switched from on to off by the third control signal before the transistor 13 is switched from off to on by the first control signal, and the transistor 13 is turned on by the first control signal. After the transistor 11 is switched off, the transistor 11 can be switched on from off by the third control signal.

【0017】従って、トランジスタ11,13のサイズ
については出力端子3に接続される負荷容量に合わせて
任意に選択することが可能となり、定常電流の増加を招
くことなく、大きな負荷を効率的にドライブすることが
できる。ここで、第1、第3の制御信号を生成する増幅
回路61,60は構成が類似しているため、増幅回路6
1内の入力段回路を増幅回路61,60双方で共用する
こともできる。この場合、増幅回路60は、第1または
第2の入力端子1,2の信号と増幅回路61の内部信号
とに基づいて第3の制御信号を生成することができる。
Therefore, the size of the transistors 11 and 13 can be arbitrarily selected according to the load capacity connected to the output terminal 3, and the large load can be efficiently driven without increasing the steady-state current. can do. Here, the amplifier circuits 61 and 60 that generate the first and third control signals have similar configurations, so that the amplifier circuits 6 and 60 generate the first and third control signals.
The input stage circuit in 1 can be shared by both the amplifier circuits 61 and 60. In this case, the amplifier circuit 60 can generate the third control signal based on the signal of the first or second input terminal 1 or 2 and the internal signal of the amplifier circuit 61.

【0018】図1の回路の動作は次の通りである。入力
端子1,2には、差動信号が入力される。入力端子1の
信号よりも入力端子2の信号の方が高くなると、トラン
ジスタ13はオフするが、トランジスタ12を介して電
源Vcc端子から出力端子3に流れる電流は増加する。
また、この時、トランジスタ11もオンであるため、2
つのトランジスタ11,12を介して電源Vcc端子か
ら出力端子3に大きな電流を供給できる。
The operation of the circuit of FIG. 1 is as follows. A differential signal is input to the input terminals 1 and 2. When the signal at the input terminal 2 becomes higher than the signal at the input terminal 1, the transistor 13 is turned off, but the current flowing from the power supply Vcc terminal to the output terminal 3 via the transistor 12 increases.
Further, at this time, since the transistor 11 is also on, 2
A large current can be supplied from the power supply Vcc terminal to the output terminal 3 via the two transistors 11 and 12.

【0019】入力端子1の信号電位が上昇(入力端子2
の信号電位は下降)し始め、入力端子1の信号と入力端
子2の信号の大小関係が逆転し始めると、トランジスタ
13はオフからオンに切替わる。しかし、この時、トラ
ンジスタ11はすでにオンからオフに切替えられている
ので、トランジスタ11,13を介して貫通電流が流れ
ることはない。
The signal potential at input terminal 1 rises (input terminal 2
When the signal potential of the input terminal 1 and the signal of the input terminal 2 begin to reverse, the transistor 13 switches from off to on. However, at this time, the through current does not flow through the transistors 11 and 13 because the transistor 11 has already been switched from on to off.

【0020】トランジスタ12,13、および回路61
のみでAB級出力回路を構成した場合には、ドライブ能
力を高めるためにトランジスタ12のサイズを大きくす
る必要があり、これによって定常電流ならびに貫通電流
が増えるが、本発明では、トランジスタ13と相補動作
するトランジスタ11の存在により、トランジスタ12
のサイズを大きくする必要がなくなり、貫通電流並びに
定常電流を低減できるようになる。
Transistors 12, 13 and circuit 61
When a class AB output circuit is constituted by only the transistor 13, it is necessary to increase the size of the transistor 12 in order to enhance the driving capability, and this increases the steady-state current and the through current. The presence of the transistor 11
Does not need to be increased, and the through current and the steady current can be reduced.

【0021】図3には、本実施形態の回路のより具体的
な回路構成が示されている。ここでは、回路6および回
路4がそれぞれ図1の回路61および回路60に相当す
る。また、回路4は、回路6の入力回路部を共用して実
現されている。
FIG. 3 shows a more specific circuit configuration of the circuit of this embodiment. Here, the circuits 6 and 4 correspond to the circuits 61 and 60 in FIG. 1, respectively. Further, the circuit 4 is realized by sharing the input circuit unit of the circuit 6.

【0022】すなわち、図3の回路は、第1の入力信号
を受理する第1の入力端子1と、第2の入力信号を受理
する第2の入力端子2と、第1の入力端子1の信号と第
2の入力端子2の信号により第1の制御信号30を生成
する回路6と、第1の入力端子1の信号あるいは第2の
入力端子2の信号を第2の制御信号31とし、第1の制
御信号により制御される第1のn−chMOSトランジ
スタ13と、第2の制御信号により制御される第2のp
−chMOSトランジスタ12と、第1の制御信号を生
成する回路6の内部信号25と第2の入力端子2の信号
により第3の制御信号32を生成する回路4と、第3の
制御信号32により制御される第3のn−chMOSト
ランジスタ11とを有する構成となっている。なお、2
4は位相補償回路である。
That is, the circuit of FIG. 3 includes a first input terminal 1 for receiving a first input signal, a second input terminal 2 for receiving a second input signal, and a first input terminal 1 for receiving the first input signal. A circuit 6 for generating a first control signal 30 based on the signal and the signal of the second input terminal 2, and a signal of the first input terminal 1 or a signal of the second input terminal 2 as a second control signal 31; A first n-ch MOS transistor 13 controlled by a first control signal; and a second p-channel MOS transistor 13 controlled by a second control signal.
The third control signal 32, the -ch MOS transistor 12, the circuit 4 for generating the third control signal 32 based on the internal signal 25 of the circuit 6 for generating the first control signal, and the signal of the second input terminal 2; It has a third n-ch MOS transistor 11 to be controlled. In addition, 2
4 is a phase compensation circuit.

【0023】第1の入力端子1の信号と第2の入力端子
2の信号により第1の制御信号30を生成する回路6
は、第1の入力端子1の信号によりp−chMOSトラ
ンジスタ16に流れるドレイン電流を定め、トランジス
タ16に流れるドレイン電流と同一の大きさのドレイン
電流がカレントミラー構成のトランジスタ14,17に
流れる様になっており、一方第2の入力端子2の信号に
よりトランジスタ19に流れるドレイン電流を定められ
るが、トランジスタ17に流れる電流がトランジスタ1
9に流れる電流より大きければ、第1の制御信号30の
電位は接地端側に移動し、トランジスタ17に流れる電
流がトランジスタ19に流れる電流より小さければ、第
1の制御信号30の電位は電源端側に移動することで、
入力信号が増幅され第1の制御信号30とされるように
なっている。ゲート接地のトランジスタ15と18はト
ランジスタ16と19が動作点依存性をもたないように
付加されている。またゲート電圧は新たにバイアス回路
を必要としないように入力端子よりバイアスされてい
る。この回路6は、前述したように図1の増幅回路61
の一実現例である。
A circuit 6 for generating a first control signal 30 based on the signal at the first input terminal 1 and the signal at the second input terminal 2
Determines the drain current flowing through the p-ch MOS transistor 16 according to the signal of the first input terminal 1, so that the drain current having the same magnitude as the drain current flowing through the transistor 16 flows through the transistors 14 and 17 having the current mirror configuration. On the other hand, the drain current flowing through the transistor 19 is determined by the signal of the second input terminal 2.
9, the potential of the first control signal 30 moves to the ground terminal side, and if the current flowing through the transistor 17 is smaller than the current flowing through the transistor 19, the potential of the first control signal 30 becomes the power supply terminal. By moving to the side,
The input signal is amplified and used as the first control signal 30. The gate-grounded transistors 15 and 18 are added so that the transistors 16 and 19 do not have operating point dependency. The gate voltage is biased from the input terminal so that a new bias circuit is not required. This circuit 6 is, as described above, an amplifier circuit 61 of FIG.
This is an example of realization.

【0024】第1の制御信号30と第2の制御信号31
により出力回路5は動作し、第1の制御信号30と第2
の制御信号31によりトランジスタ12と13の動作が
決定し出力端3の電位が定まるが、トランジスタ12と
13が同時にオフになることはなく、電源側から接地端
に流れる定常電流が存在する。
The first control signal 30 and the second control signal 31
Causes the output circuit 5 to operate, and the first control signal 30 and the second
The operation of the transistors 12 and 13 is determined by the control signal 31 and the potential of the output terminal 3 is determined. However, the transistors 12 and 13 are not simultaneously turned off, and there is a steady current flowing from the power supply side to the ground terminal.

【0025】この回路では、負荷の大きさに応じてトラ
ンジスタ12と13のサイズが決定され、大きな負荷で
はトランジスタ12と13を大きなサイズにする必要が
ある。特にトランジスタ12のサイズを大きくすると電
源側から接地端に流れる定常電流が比例して増加するた
め、回路の過渡応答を改善しようとすると消費電力が増
大してしまうことになる。
In this circuit, the sizes of the transistors 12 and 13 are determined according to the size of the load, and the transistors 12 and 13 need to have a large size under a large load. In particular, when the size of the transistor 12 is increased, the steady-state current flowing from the power supply side to the ground terminal increases proportionately, so that an attempt to improve the transient response of the circuit increases the power consumption.

【0026】そこで、図3においては、図1と同様、第
1の入力端子1の信号と回路6の内部信号により第3の
制御信号32を生成する回路4を設け、かつ第3の制御
信号32により制御される第3のp−chMOSトラン
ジスタ11を出力端3に接続する構成をとっている。
Therefore, in FIG. 3, as in FIG. 1, a circuit 4 for generating a third control signal 32 based on the signal of the first input terminal 1 and the internal signal of the circuit 6 is provided. The third p-ch MOS transistor 11 controlled by the second P-channel MOS transistor 32 is connected to the output terminal 3.

【0027】第1の制御信号を生成する回路6の内部信
号25と第2の入力端子2の信号により第3の制御信号
32を生成する回路4は、第1の制御信号を生成する回
路6の内部信号25によりn−chMOSトランジスタ
7に流れるドレイン電流を定め、トランジスタ7に流れ
るドレイン電流と同一の大きさのドレイン電流がトラン
ジスタ8に流れる様になっており、一方、第2の入力端
子2の信号によりトランジスタ8に流れるドレイン電流
を定められるが、トランジスタ7に流れる電流がトラン
ジスタ8に流れる電流より大きければ、第3の制御信号
32の電位は接地端側に移動しようとし、トランジスタ
7に流れる電流がトランジスタ8に流れる電流より小さ
ければ、第3の制御信号32の電位は電源端側に移動す
ることで、入力信号が増幅され第3の制御信号32とな
るようになっている。
The circuit 4 for generating the third control signal 32 based on the internal signal 25 of the circuit 6 for generating the first control signal and the signal at the second input terminal 2 is a circuit 6 for generating the first control signal. The drain current flowing through the n-ch MOS transistor 7 is determined by the internal signal 25 of the second transistor 25, and a drain current having the same magnitude as the drain current flowing through the transistor 7 flows through the transistor 8. On the other hand, the second input terminal 2 The drain current flowing through the transistor 8 is determined by the signal of the third control signal 32. If the current flowing through the transistor 7 is larger than the current flowing through the transistor 8, the potential of the third control signal 32 tends to move to the ground terminal side and flows through the transistor 7. If the current is smaller than the current flowing through the transistor 8, the potential of the third control signal 32 moves to the power supply terminal side, so that the input signal There has so amplified a third control signal 32.

【0028】ここでトランジスタ9,10は、第3の制
御信号32の電位が接地端側に移動しようとするときに
導通し、第3の制御信号32の電位が電源端側に移動す
るとカットオフとなり、第3の制御信号32の信号振幅
が電源電圧によらば一定となるように付加されている。
第3の制御信号32の信号はトランジスタ11のオン・
オフを制御するようになっている。
The transistors 9 and 10 are turned on when the potential of the third control signal 32 moves to the ground terminal, and cut off when the potential of the third control signal 32 moves to the power supply terminal. This is added so that the signal amplitude of the third control signal 32 is constant according to the power supply voltage.
The signal of the third control signal 32 is the ON / OFF of the transistor 11.
Off is controlled.

【0029】トランジスタ11のオン・オフは第3の制
御信号32の入力信号が第1の制御信号を生成する回路
6の内部信号25であるため、トランジスタ13の動作
に比較して、俊敏に動作するため、トランジスタ11と
トランジスタ13は同時に導通状態となることがない。
従って、図1の場合と同様にして、トランジスタ12の
サイズを大きくする必要がなくなり、定常電流ならびに
貫通電流を増大させることなく大きな負荷をドライブす
ることが可能となる。
Since the input of the third control signal 32 is the internal signal 25 of the circuit 6 for generating the first control signal, the on / off of the transistor 11 operates more rapidly than the operation of the transistor 13. Therefore, the transistors 11 and 13 are not simultaneously turned on.
Therefore, as in the case of FIG. 1, it is not necessary to increase the size of the transistor 12, and it is possible to drive a large load without increasing the steady-state current and the through current.

【0030】図4には、図3の回路を用いた演算増幅器
全体の構成が示されている。この図4の回路では、図3
の第1の入力端子1と第2入力端子2の前段に演算増幅
器の入力段回路50が付加されている。端子40は演算
増幅器の負入力端子、端子41は演算増幅器の正入力端
子、端子42は演算増幅器のバイアス電圧設定端子であ
る。トランジスタ45,48は電流源の働きをし、トラ
ンジスタ43,44は負荷であり、トランジスタ44,
47は差電圧検出回路であり、トランジスタ49は利得
を調整するために設けられている。
FIG. 4 shows the overall configuration of the operational amplifier using the circuit of FIG. In the circuit of FIG.
An input stage circuit 50 of an operational amplifier is added before the first input terminal 1 and the second input terminal 2. A terminal 40 is a negative input terminal of the operational amplifier, a terminal 41 is a positive input terminal of the operational amplifier, and a terminal 42 is a bias voltage setting terminal of the operational amplifier. Transistors 45 and 48 function as current sources, transistors 43 and 44 are loads, and transistors 44 and
47 is a difference voltage detection circuit, and a transistor 49 is provided for adjusting the gain.

【0031】ところで、従来より知られていた大きな負
荷をドライブする回路では(Teturo Itaku
ia et.al)、トランジスタ44,47による差
電圧検出回路と同様の回路により演算増幅器の正負の入
力端子41,40の電位差を検出しその値があるしきい
値を越えたときに、バイアス電圧設定端子42に加える
バイアス電圧を変更するものであった。このような従来
例では、出力段の定常電流ばかりでなく演算増幅器のほ
かの部分の電流も増加してしまうことになり、本発明の
有効性を逆説的に説明することとなる。
By the way, in a conventionally known circuit for driving a large load, (Teturo Itaku)
ia et. al), the potential difference between the positive and negative input terminals 41 and 40 of the operational amplifier is detected by a circuit similar to the difference voltage detection circuit including the transistors 44 and 47, and when the value exceeds a certain threshold value, the bias voltage setting terminal 42 Was to change the bias voltage to be applied. In such a conventional example, not only the steady-state current of the output stage but also the current of the other part of the operational amplifier increases, and the effectiveness of the present invention will be described paradoxically.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、定
常電流を増加させることなく、大きな負荷をドライブす
ることのできる演算増幅器の出力段回路を提供すること
ができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an output stage circuit of an operational amplifier that can drive a large load without increasing the steady-state current.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る演算増幅器の出力段
回路を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an output stage circuit of an operational amplifier according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路に設けられた増幅回路のヒステリシ
ス特性を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a hysteresis characteristic of an amplifier circuit provided in the circuit of FIG.

【図3】本発明の一実施形態に係る演算増幅器の出力段
回路の具体的な回路構成の一例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a specific circuit configuration of an output stage circuit of the operational amplifier according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態に係る演算増幅器の出力段
回路の他の具体的な回路構成の一例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of another specific circuit configuration of the output stage circuit of the operational amplifier according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2…入力端子 3…出力端子 11…第3のトランジスタ 12…第2のトランジスタ 13…第1のトランジスタ 60,61…増幅回路 1, 2 ... input terminal 3 ... output terminal 11 ... third transistor 12 ... second transistor 13 ... first transistor 60, 61 ... amplifier circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1および第2の入力端子と、前記第1
の入力端子の信号と前記第2の入力端子の信号により第
1の制御信号を生成する回路と、第1の電源端子と信号
出力端子間に挿入され、前記第1の制御信号によって動
作制御される第1トランジスタと、第2の電源端子と前
記信号出力端子間に挿入され、前記第1または第2の入
力端子の信号を第2の制御信号とし、その第2の制御信
号によって動作制御される第2トランジスタとを具備す
る演算増幅器の出力段回路において、 前記第2の電源端子と前記信号出力端子間に挿入された
第3トランジスタと、 前記第1および第2の入力端子の信号に基づいて、ある
いは前記第1の制御信号を生成する回路の内部信号と前
記第1および第2の入力端子のいずれか一方の信号とに
基づいて、前記第3トランジスタを前記第1トランジス
タと相補的に動作させるための第3の制御信号を生成す
る回路とを具備することを特徴とする演算増幅器の出力
段回路。
A first input terminal connected to the first input terminal and a second input terminal connected to the first input terminal;
A circuit for generating a first control signal based on the signal of the input terminal and the signal of the second input terminal, and a circuit inserted between a first power supply terminal and a signal output terminal, the operation of which is controlled by the first control signal A first transistor, a second power supply terminal, and the signal output terminal. The signal of the first or second input terminal is used as a second control signal, and operation is controlled by the second control signal. An output stage circuit of an operational amplifier comprising: a third transistor inserted between the second power supply terminal and the signal output terminal; and a third transistor inserted between the second power supply terminal and the signal output terminal. Or the third transistor is complementary to the first transistor based on an internal signal of a circuit for generating the first control signal and one of the first and second input terminals. The output stage circuit of an operational amplifier characterized by comprising a circuit for generating a third control signal for operating.
【請求項2】 前記第3の制御信号を生成する回路は、
前記第1トランジスタがオフからオンに切り換えられる
前に前記第3トランジスタがオンからオフに切り換えら
れ、且つ前記第1トランジスタがオンからオフに切り換
えられた後に前記第3トランジスタがオフからオンに切
り換えられるように構成されていることを特徴とする請
求項1記載の演算増幅器の出力段回路。
2. The circuit for generating the third control signal,
The third transistor is switched from on to off before the first transistor is switched from off to on, and the third transistor is switched from off to on after the first transistor is switched from on to off. 2. The output stage circuit of an operational amplifier according to claim 1, wherein the output stage circuit is configured as follows.
【請求項3】 前記第1および第3トランジスタは互い
に逆極性であり、 前記第1の制御信号を生成する回路、および前記第3の
制御信号を生成する回路は、互いに同極性の増幅回路か
らそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項1記
載の演算増幅器の出力段回路。
3. The circuit according to claim 1, wherein the first and third transistors have opposite polarities, and the circuit for generating the first control signal and the circuit for generating the third control signal include an amplifier circuit having the same polarity. 2. The output stage circuit of an operational amplifier according to claim 1, wherein each of the output stage circuits is configured.
JP9061042A 1997-03-14 1997-03-14 Output stage circuit for operational amplifier Pending JPH10256844A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114866042A (en) * 2022-07-07 2022-08-05 国仪量子(合肥)技术有限公司 Signal amplifying circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114866042A (en) * 2022-07-07 2022-08-05 国仪量子(合肥)技术有限公司 Signal amplifying circuit

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