JPH10294660A - Differential amplifier - Google Patents

Differential amplifier

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JPH10294660A
JPH10294660A JP9110612A JP11061297A JPH10294660A JP H10294660 A JPH10294660 A JP H10294660A JP 9110612 A JP9110612 A JP 9110612A JP 11061297 A JP11061297 A JP 11061297A JP H10294660 A JPH10294660 A JP H10294660A
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Japan
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current
transistor
voltage
circuit
output
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Application number
JP9110612A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Koizumi
隆 小泉
Yoshito Date
義人 伊達
Tetsuo Omori
哲郎 大森
Yumiko Kataoka
由美子 片岡
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential amplifier which can improve the slew rate without increasing current consumption. SOLUTION: This device is equipped with a differential circuit 1, 2 level shift circuit 11 composed of the serial circuit of a constant current source transistor 5 and a level control transistor 13 to control a current corresponding to the output voltage of the differential circuit 1, a current source circuit 12 serially connecting a current control transistor 15 connecting the node of the constant current source transistor 5 and the level control transistor 13 to its gate and a voltage source transistor 26 mutually connecting its gate and drain, and an output circuit 2 which is composed of the serial circuit of a current mirror transistor 18 connecting the drain voltage of the voltage source transistor 16 to its gate and a control transistor 6 to control a current iB corresponding to an output voltage Vd of the differential circuit 1 and has an output terminal 8 at the node of the current mirror transistor 18 and the control transistor 6.

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】この発明は、例えばTFTマ
トリクスカラー液晶パネルを駆動する液晶ドライバに内
蔵され、デジタルのカラー画像信号をアナログ電圧に変
換するデジタル−アナログ変換器などに用いられる差動
増幅装置に関するものである。なお、この差動増幅装置
は、集積回路化される場合、一つの半導体基板にTFT
マトリクスカラー液晶パネルの列に対応して多数個が並
設される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential amplifier for use in a digital-to-analog converter for converting a digital color image signal into an analog voltage, for example, incorporated in a liquid crystal driver for driving a TFT matrix color liquid crystal panel. It is about. When this differential amplifying device is integrated into a circuit, a TFT is formed on one semiconductor substrate.
Many are arranged in parallel corresponding to the columns of the matrix color liquid crystal panel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の差動増幅装置は、図7に示すよう
に、差動回路1と出力回路2とから構成されている。差
動回路1は、入力端子7より非反転入力端子3に入力電
圧Vinを入力し、反転入力端子4に出力電圧Vout を入
力している。出力回路2は、PチャネルMOSトランジ
スタ5のソースに電源電圧VDDを印加し、PチャネルM
OSトランジスタ5のゲートにバイアス端子9から一定
のバイアス電圧Vb を与えて、PチャネルMOSトラン
ジスタ5を定電流源トランジスタ5として機能させてい
る。上記定電流源トランジスタ5のドレインには、Nチ
ャネルMOSトランジスタからなる制御用トランジスタ
6のドレインを接続し、制御用トランジスタ6のソース
を接地し、制御用トランジスタ6のゲートに差動回路1
の出力電圧Vd を与えている。
2. Description of the Related Art A conventional differential amplifying apparatus comprises a differential circuit 1 and an output circuit 2, as shown in FIG. Differential circuit 1 receives the input voltage V in from the input terminal 7 to the non-inverting input terminal 3, which receives the output voltage V out to the inverting input terminal 4. The output circuit 2 applies the power supply voltage V DD to the source of the P-channel MOS transistor 5,
A constant bias voltage Vb is applied to the gate of the OS transistor 5 from the bias terminal 9 so that the P-channel MOS transistor 5 functions as the constant current source transistor 5. The drain of the constant current source transistor 5 is connected to the drain of a control transistor 6 composed of an N-channel MOS transistor, the source of the control transistor 6 is grounded, and the differential circuit 1 is connected to the gate of the control transistor 6.
It has given the output voltage V d.

【0003】そして、定電流源トランジスタ5と制御用
トランジスタ6の接続点(共通ドレイン)には出力端子
8を設け、ここから出力電圧Vout を取り出すようにし
ている。つぎに、この差動増幅装置の動作を説明する。
この差動増幅装置では、差動回路1は、非反転入力端子
3に加えられる入力電圧Vinと反転入力端子4に加えら
れる出力電圧Vout との差に応じた出力電圧Vd を出力
する。出力回路2は、定電流源トランジスタ5が一定の
電流(掃き出し電流)iA を流し、この電流iAは出力
端子8へ向かって流出するか、もしくは制御用トランジ
スタ6を通して貫通電流として流れる。
An output terminal 8 is provided at a connection point (common drain) between the constant current source transistor 5 and the control transistor 6, and an output voltage Vout is taken out therefrom. Next, the operation of the differential amplifier will be described.
In the differential amplifier, the differential circuit 1 outputs an output voltage V d corresponding to the difference between the output voltage V out of the input voltage V in applied to the non-inverting input terminal 3 is applied to the inverting input terminal 4 . In the output circuit 2, the constant current source transistor 5 causes a constant current (sweeping current) i A to flow, and this current i A flows toward the output terminal 8 or flows through the control transistor 6 as a through current.

【0004】制御用トランジスタ6に流れる電流(引き
込み電流)iB は、定電流源トランジスタ5を通して流
れる電流iA (貫通電流)と出力端子8から流入する電
流i O の和となり、したがって、制御用トランジスタ6
に流れる電流iB を制御することにより、出力端子8か
ら流入する電流iO (もしくは出力端子8へ流出する電
流−iO )を制御することができる。
The current flowing through the control transistor 6 (the
Current) iBFlows through the constant current source transistor 5.
Current iA(Through current) and the electric current flowing from the output terminal 8
Flow i OAnd therefore the control transistor 6
Current i flowing throughBBy controlling the output terminal 8
Current i flowing fromO(Or the electric current flowing to the output terminal 8)
Flow-iO) Can be controlled.

【0005】この差動増幅装置は、使用時に、出力端子
8に容量負荷(図示せず)が接続され、出力端子8の電
圧Vout が反転入力端子4へ直接、もしくはMOSトラ
ンジスタや容量、抵抗等(図示せず)を介して帰還され
るので、容量負荷に漏れ電流がないと考えると、定電流
源トランジスタ5を流れる電流iA の絶対値と制御用ト
ランジスタ6を流れる電流iB の絶対値とが等しくなっ
て、出力端子8から流入する電流iO もしくは出力端子
8へ流出する電流−iO が零になった状態で安定するこ
とになる。この状態を定常状態という。
In this differential amplifying device, when used, a capacitive load (not shown) is connected to the output terminal 8, and the voltage Vout of the output terminal 8 is directly supplied to the inverting input terminal 4 or a MOS transistor, a capacitor, a resistor, or the like. (Not shown), and considering that there is no leakage current in the capacitive load, the absolute value of the current i A flowing through the constant current source transistor 5 and the absolute value of the current i B flowing through the control transistor 6 are considered. The value becomes equal, and the current i O flowing from the output terminal 8 or the current −i O flowing out of the output terminal 8 becomes stable in a state where it becomes zero. This state is called a steady state.

【0006】また、非反転入力端子3に加えられる電圧
inと反転入力端子4に加えられる電圧Vout が変化す
る毎に、差動回路1の出力電圧Vd が変化し、これによ
って制御用トランジスタ6に流れる電流iB が変化し、
定電流源トランジスタ5を流れる電流iA の全部または
一部を出力端子8へ向かって流出させることによって出
力端子8に接続された容量負荷を充電して出力端子8の
出力電圧Vout を上昇させたり、あるいは、出力端子8
から制御用トランジスタ6を通して電流を流入させるこ
とによって出力端子8に接続された容量負荷を放電して
出力端子8の出力電圧Vout の電圧を降下させる。そし
て、出力電圧Vout の上昇または下降によって、差動回
路1の出力電圧Vd が元に戻ると定常状態に復帰する。
Further, every time the voltage V out applied to the non-inverting voltage V in applied to the input terminal 3 inverting input terminal 4 is changed, the output voltage V d is changed in the differential circuit 1, control by this The current i B flowing through the transistor 6 changes,
By discharging all or a part of the current i A flowing through the constant current source transistor 5 toward the output terminal 8, the capacitive load connected to the output terminal 8 is charged to increase the output voltage V out of the output terminal 8. Or output terminal 8
To discharge a capacitive load connected to the output terminal 8 by flowing a current through the control transistor 6 to lower the output voltage Vout of the output terminal 8. Then, by lifting or lowering of the output voltage V out, the output voltage V d of the differential circuit 1 returns to the normal state back to the original.

【0007】ここで、図7において、差動回路1の出力
電圧Vd と出力回路2に流れる電流iA ,iB との関係
を説明する。電流iB は、差動回路1の出力電圧Vd
増加するにつれて増加しており、出力端子8から定電流
源トランジスタ5および制御用トランジスタ6の接続点
へ電流を流入させる引き込み電流となる。また、電流i
A は、差動回路1の出力電圧Vout に係わらず一定であ
り、定電流源トランジスタ5および制御用トランジスタ
6の接続点から出力端子8へ流出する掃き出し電流とな
る。
[0007] Here, in FIG. 7, the current i A flowing output voltage V d of the differential circuit 1 to the output circuit 2, illustrating the relationship between i B. The current i B increases as the output voltage V d of the differential circuit 1 increases, and serves as a draw current that causes a current to flow from the output terminal 8 to the connection point between the constant current source transistor 5 and the control transistor 6. Also, the current i
A is constant irrespective of the output voltage V out of the differential circuit 1 and is a sweep current flowing out to the output terminal 8 from a connection point between the constant current source transistor 5 and the control transistor 6.

【0008】差動回路1の出力電圧Vd が低いときは、
電流iB は零またはごく少ししか流れず、電流iA の方
が電流iB よりも多く、両電流iA ,iB の差電流が定
電流源トランジスタ5および制御用トランジスタ6の接
続点から出力端子8へ流出し、出力端子8に接続された
容量負荷を充電し、出力端子8の出力電圧Vout を上昇
させる。
[0008] When the low output voltage V d of the differential circuit 1,
The current i B flows zero or very little, the current i A is larger than the current i B , and the difference current between the two currents i A and i B is from the connection point of the constant current source transistor 5 and the control transistor 6. It flows out to the output terminal 8 and charges the capacitive load connected to the output terminal 8 to increase the output voltage Vout of the output terminal 8.

【0009】また、差動回路1の出力電圧Vd が高いと
きは、電流iB は多く流れ、電流i B の方が電流iA
りも多くなり、両電流iA ,iB の差電流が出力端子8
から定電流源トランジスタ5および制御用トランジスタ
6の接続点へ流入し、出力端子8に接続された容量負荷
を放電し、出力端子8の出力電圧Vout を降下させる。
The output voltage V of the differential circuit 1dIs high
The current iBFlows a lot and the current i BIs the current iAYo
And both currents iA, IBOutput terminal 8
To constant current source transistor 5 and control transistor
6 and the capacitive load connected to the output terminal 8
Is discharged, and the output voltage V of the output terminal 8 isoutDescend.

【0010】そして、差動増幅装置は、上記したように
使用時に負帰還が行われるので、電流iA の絶対値と電
流iB の絶対値が等しくなる点で安定する(安定点)。
ここで、上記の図7の差動増幅装置の動作を、図8のタ
イムチャートを参照しながら説明する。非反転入力端子
3の入力電圧Vinが、図8(a)に示すように、VA
B →VA (VA >VB )と矩形波状に変化した場合を
考える。入力電圧VinがVA →VB に立ち下がると、差
動回路1の出力電圧Vd は、図8(c)に示すように、
電流iA の絶対値と電流iB の絶対値が等しく等しくな
る安定点の電圧Vd0から電圧Vd1まで急激に上昇する。
これによって、制御用トランジスタ6の電流iBは、図
8(d)に示すように、安定点の電流iB0から電流iB1
まで急激に増加して電流iB により容量負荷の放電が急
速に行われ、出力電圧Vout は図8(b)に示すよう
に、電圧Vo1から電圧Vo2まで急激に下降する。そし
て、出力電圧V out が電圧Vo2に近づくに従って電圧V
d が下降し、電流iB が減少し、出力電圧Vout は電圧
o2になり、電流iB が電流iB0となった状態で安定す
る(定常状態)。
[0010] Then, the differential amplifying device, as described above,
Since negative feedback is performed during use, the current iAThe absolute value of
Flow iBStabilizes at the point where the absolute values of are equal (stable point).
Here, the operation of the differential amplifier shown in FIG.
This will be described with reference to the imchart. Non-inverting input terminal
3 input voltage VinHowever, as shown in FIG.A
VB→ VA(VA> VB) And a rectangular wave
Think. Input voltage VinIs VA→ VBFall to the difference
Output voltage V of the driving circuit 1dIs, as shown in FIG.
Current iAAnd the current iBThe absolute value of
Stable point voltage Vd0From the voltage Vd1It rises rapidly until.
Thereby, the current i of the control transistor 6BThe figure
8 (d), the current i at the stable pointB0From the current iB1
The current iBRapid discharge of capacitive load
Output voltage VoutIs as shown in FIG.
And the voltage Vo1From the voltage Vo2It descends sharply until. Soshi
And the output voltage V outIs the voltage Vo2V as approaching
dFalls and the current iBDecreases, and the output voltage VoutIs the voltage
Vo2And the current iBIs the current iB0Stable in the state
(Steady state).

【0011】また、出力電圧Vout が、図8(a)に示
すように、VB →VA に立ち上がると、差動回路1の出
力電圧Vd は、図8(c)に示すように、電流iA の絶
対値と電流iB の絶対値が等しくなる安定点の電圧Vd0
から零まで急激に下降する。これによって、制御用トラ
ンジスタ6の電流iB は図8(d)に示すように、安定
点の電流iB0から零まで減少して定電流源トランジスタ
5の電流iA により容量負荷の充電が緩やかに行われ、
出力電圧Vout は、図8(b)に示すように、電圧Vo2
から電圧Vo1まで徐々に上昇する。そして、出力電圧V
out がほぼ電圧Vo1まで徐々に上昇し、電流iB が電流
B0となった状態で安定する(定常状態)。
When the output voltage V out rises from V B → V A as shown in FIG. 8A, the output voltage V d of the differential circuit 1 becomes as shown in FIG. , The voltage V d0 at the stable point where the absolute value of the current i A equals the absolute value of the current i B
From 0 to zero. As a result, as shown in FIG. 8D, the current i B of the control transistor 6 decreases from the current i B0 at the stable point to zero, and the charging of the capacitive load is moderated by the current i A of the constant current source transistor 5. Done in
The output voltage V out, as shown in FIG. 8 (b), voltage V o2
Gradually rises to a voltage Vo1 . And the output voltage V
out gradually rises to approximately the voltage V o1, stabilized in a state in which a current i B becomes current i B0 (steady state).

【0012】上記のように出力端子8の出力電圧Vout
の立ち下がりが速く、立ち上がりが遅いのは、制御用ト
ランジスタ6の電流容量を大きくしつつ、定電流源トラ
ンジスタ5の電流を少なく抑えて定常状態において定電
流源トランジスタ5と制御用トランジスタ6を流れる貫
通電流を少なくして消費電力を少なく抑えるためであ
る。
As described above, the output voltage V out of the output terminal 8
Are fast and slow to rise because the current capacity of the control transistor 6 is increased and the current of the constant current source transistor 5 is suppressed to flow through the constant current source transistor 5 and the control transistor 6 in a steady state. This is because the through current is reduced to reduce the power consumption.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の差
動増幅回路は、制御用トランジスタ6の電流容量は大き
いものの、消費電力を低減するために、定常状態におい
て定電流源トランジスタ5と制御用トランジスタ6を流
れる貫通電流を少なくし、つまり、定電流源トランジス
タ5の電流iA を少なく抑えていた。その結果、出力端
子8の出力電圧V out の立ち下げは比較的速く行うこと
ができるが、出力電圧Vout の立ち上げは、定電流源ト
ランジスタ5の電流iA が少ないことから速く行うこと
ができず、スルーレートが低いものしか得られなかっ
た。
SUMMARY OF THE INVENTION As described above, the conventional technology
In the dynamic amplifier circuit, the current capacity of the control transistor 6 is large.
However, in order to reduce power consumption,
Through the constant current source transistor 5 and the control transistor 6
To reduce the shoot-through current, that is, the constant current source
Current iAWas kept low. As a result, the output end
Output voltage V of child 8 outShut down the machine relatively quickly
Output voltage VoutOf the constant current source
Current i of transistor 5ATo do faster because there is less
Can not be obtained, only those with low slew rate can be obtained
Was.

【0014】逆に、高スルーレートのものを得ようとす
れば、定電流源トランジスタ5の電流を多くすることが
必要であり、この結果、定常状態において定電流源トラ
ンジスタ5と制御用トランジスタ6を流れる貫通電流が
多くなり、消費電力が増加するという問題があった。し
たがって、この発明の目的は、スルーレートを高くで
き、しかも消費電力を少なくすることができる差動増幅
装置を提供することである。
On the other hand, in order to obtain a high slew rate, it is necessary to increase the current of the constant current source transistor 5, and as a result, in a steady state, the constant current source transistor 5 and the control transistor 6 Therefore, there is a problem that a through current flowing through the semiconductor device increases and power consumption increases. Accordingly, an object of the present invention is to provide a differential amplifying device capable of increasing a slew rate and reducing power consumption.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の差動増幅
装置は、非反転入力端子に加えられる電圧と反転入力端
子に加えられる電圧との差に応じた電圧を出力する差動
回路と、一定の電流を流す定電流源トランジスタと差動
回路の出力電圧に応じて電流が制御されるレベル制御ト
ランジスタとの直列回路からなるレベルシフト回路と、
定電流源トランジスタとレベル制御トランジスタの接続
点をゲートに接続した電流制御トランジスタとゲートお
よびドレインが互いに接続された電圧源トランジスタと
が直列に接続された電流源回路と、電圧源トランジスタ
のドレインをゲートに接続したカレントミラートランジ
スタと差動回路の出力電圧に応じて電流が制御される制
御用トランジスタとの直列回路からなり、カレントミラ
ートランジスタと制御用トランジスタの接続点に出力端
子を設けた出力回路を備えている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a differential amplifier which outputs a voltage corresponding to a difference between a voltage applied to a non-inverting input terminal and a voltage applied to an inverting input terminal. A level shift circuit consisting of a series circuit of a constant current source transistor that flows a constant current and a level control transistor whose current is controlled according to the output voltage of the differential circuit;
A current source circuit in which a current control transistor in which a connection point between a constant current source transistor and a level control transistor is connected to a gate, a voltage source transistor in which a gate and a drain are connected to each other are connected in series, and a drain of the voltage source transistor is gated An output circuit, comprising a series circuit of a current mirror transistor connected to the control circuit and a control transistor whose current is controlled according to the output voltage of the differential circuit, and having an output terminal provided at a connection point between the current mirror transistor and the control transistor. Have.

【0016】請求項1の記載の構成によれば、差動回路
の出力電圧が高い時、カレントミラートランジスタの電
流は減少し、制御用トランジスタの電流は増加し、これ
とは逆に、差動回路の出力電圧が低い時、カレントミラ
ートランジスタの電流は増加、制御用トランジスタの電
流は減少する。また、定常時には、任意の一定電流に安
定させることができる。その結果、貫通電流を少なくし
つつ、カレントミラートランジスタから出力端子へ流出
する電流および、出力端子から制御用トランジスタに流
入する電流を多くすることができ、出力電圧のスルーレ
ートを高くでき、しかも消費電力を少なくすることがで
きる。
According to the configuration of the first aspect, when the output voltage of the differential circuit is high, the current of the current mirror transistor decreases and the current of the control transistor increases. When the output voltage of the circuit is low, the current of the current mirror transistor increases and the current of the control transistor decreases. In addition, in a steady state, the current can be stabilized at an arbitrary constant value. As a result, the current flowing from the current mirror transistor to the output terminal and the current flowing from the output terminal to the control transistor can be increased while reducing the shoot-through current, and the slew rate of the output voltage can be increased, and the power consumption can be increased. Electric power can be reduced.

【0017】請求項2記載の差動増幅装置は、請求項1
記載の差動増幅装置において、一定の電流を流す定電流
源トランジスタと差動回路の出力電圧に応じて電流が制
御されるレベル制御トランジスタとの直列回路からなる
レベルシフト回路の2つのトランジスタの間にゲートと
ドレインが互いに接続された定電圧トランジスタを接続
し、定電流源トランジスタと定電圧トランジスタの接続
点をレベルシフト回路の出力としている。
The differential amplifier according to the second aspect is the first aspect of the invention.
In the differential amplifying device described above, between two transistors of a level shift circuit composed of a series circuit of a constant current source transistor that flows a constant current and a level control transistor whose current is controlled according to the output voltage of the differential circuit Is connected to a constant voltage transistor whose gate and drain are connected to each other, and the connection point between the constant current source transistor and the constant voltage transistor is used as the output of the level shift circuit.

【0018】請求項2記載の構成によれば、定電圧トラ
ンジスタによりレベルシフト回路の出力電圧範囲を制限
することにより動作のレスポンスを向上させることがで
きる。請求項3記載の差動増幅装置は、請求項1記載の
差動増幅装置において、電流制御トランジスタとゲート
およびドレインが互いに接続された電圧源トランジスタ
とからなる電流源回路の電流制御トランジスタ側に一定
の電流を流す電流制限用定電流源トランジスタを直列に
接続したものである。
According to the configuration of the second aspect, the response of the operation can be improved by limiting the output voltage range of the level shift circuit by the constant voltage transistor. According to a third aspect of the present invention, in the differential amplifying apparatus according to the first aspect, the differential amplifier is fixed to a current control transistor side of a current source circuit including a current control transistor and a voltage source transistor whose gate and drain are connected to each other. Are connected in series.

【0019】請求項3記載の構成によれば、出力電圧が
電源電圧近傍となって定常状態でも出力電圧が入力電圧
より小となる場合において、電流制限用定電流源トラン
ジスタにより電流源回路に流れる過大電流の増加を抑制
して消費電流を少なくすることができる。請求項4記載
の差動増幅装置は、請求項2記載の差動増幅装置におい
て、電流制御トランジスタとゲートおよびドレインが互
いに接続された電圧源トランジスタとからなる電流源回
路の電流制御トランジスタ側に一定の電流を流す電流制
限用定電流源トランジスタを直列に接続したものであ
る。
According to the third aspect of the present invention, when the output voltage is close to the power supply voltage and the output voltage is smaller than the input voltage even in a steady state, the current flows through the current source circuit by the current limiting constant current source transistor. The current consumption can be reduced by suppressing an increase in the excessive current. According to a fourth aspect of the present invention, in the differential amplifying device according to the second aspect, the differential amplifying device is fixed to a current control transistor side of a current source circuit including a current control transistor and a voltage source transistor having a gate and a drain connected to each other. Are connected in series.

【0020】請求項4記載の構成によれば、出力電圧が
電源電圧近傍となって定常状態でも出力電圧が入力電圧
より小となる場合において、電流制限用定電流源トラン
ジスタにより電流源回路に流れる過大電流の増加を抑制
して消費電流を少なくすることができる。
According to the present invention, when the output voltage is close to the power supply voltage and the output voltage is smaller than the input voltage even in the steady state, the current flows through the current source circuit by the current limiting constant current source transistor. The current consumption can be reduced by suppressing an increase in the excessive current.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。 [第1の実施の形態;請求項1に対応]図1にこの発明
の第1の実施の形態の差動増幅装置の回路図を示す。こ
の差動増幅装置は、図1に示すように、差動回路1と、
出力回路2と、レベルシフト回路11と、電流源回路1
2とから構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment; Corresponding to Claim 1] FIG. 1 is a circuit diagram of a differential amplifier according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the differential amplifier includes a differential circuit 1 and
Output circuit 2, level shift circuit 11, current source circuit 1
And 2.

【0022】差動回路1は図7の従来例と同様の構成で
あり、入力端子7から非反転入力端子3に入力電圧Vin
を入力し、反転入力端子4に出力電圧Vout を入力して
いる。レベルシフト回路11は、PチャネルMOSトラ
ンジスタ5のソースに電源電圧VDDを印加し、Pチャネ
ルMOSトランジスタ5のゲートにバイアス端子9から
一定のバイアス電圧Vb を与えて、PチャネルMOSト
ランジスタ5を定電流源トランジスタ5として機能させ
ている。上記定電流源トランジスタ5のドレインには、
NチャネルMOSトランジスタからなるレベル制御トラ
ンジスタ13のドレインを接続し、レベル制御トランジ
スタ13のソースを接地し、レベル制御トランジスタ1
3のゲートに差動回路1の出力電圧Vd を印加してい
る。そして、定電流源トランジスタ5とレベル制御トラ
ンジスタ13の接続点(共通ドレイン)から電圧VL
出力している。
The differential circuit 1 is a conventional example similar to the arrangement of FIG. 7, the input voltage V in from the input terminal 7 to the non-inverting input terminal 3
, And the output voltage V out is input to the inverting input terminal 4. The level shift circuit 11 applies the power supply voltage V DD to the source of the P-channel MOS transistor 5, applies a constant bias voltage Vb to the gate of the P-channel MOS transistor 5 from the bias terminal 9, and switches the P-channel MOS transistor 5. It functions as a constant current source transistor 5. The drain of the constant current source transistor 5 has
The drain of the level control transistor 13 composed of an N-channel MOS transistor is connected, the source of the level control transistor 13 is grounded, and the level control transistor 1
The third gate has applied the output voltage V d of the differential circuit 1. Then, a voltage VL is output from a connection point (common drain) between the constant current source transistor 5 and the level control transistor 13.

【0023】電流源回路12は、レベルシフト回路11
の出力電圧VL をNチャネルMOSトランジスタからな
る電流制御トランジスタ15のゲートに印加し、電流制
御トランジスタ15のソースを接地し、電流制御トラン
ジスタ15のドレインにはPチャネルMOSトランジス
タからなる電圧源トランジスタ16のドレインとゲート
を接続するとともに、電圧源トランジスタ16のソース
に電源電圧VDDを印加している。
The current source circuit 12 includes a level shift circuit 11
The output voltage V L is applied to the gate of the current control transistor 15 of N-channel MOS transistor, and grounding the source of the current control transistor 15, a current control transistor 15 voltage source transistor comprising a P-channel MOS transistor to the drain of 16 And the source of the voltage source transistor 16 is applied with the power supply voltage V DD .

【0024】出力回路2は、電圧源トランジスタ16の
ゲート電圧Vc をPチャネルMOSトランジスタからな
るカレントミラートランジスタ18のゲートに印加し、
カレントミラートランジスタ18のソースに電源電圧V
DDを印加し、カレントミラートランジスタ18のドレイ
ンをNチャネルMOSトランジスタからなる制御用トラ
ンジスタ6のドレインに接続し、制御用トランジスタ6
のソースを接地し、制御用トランジスタ6のゲートに差
動回路1の出力電圧Vd を印加している。このカレント
ミラートランジスタ18のドレインと制御用トランジス
タ6のドレインの接続点に出力端子8を設け、ここから
出力電圧Vout を取り出すようにしている。
The output circuit 2 applies a gate voltage V c of the voltage source transistor 16 to the gate of the current mirror transistors 18 consisting of P-channel MOS transistor,
The power supply voltage V is applied to the source of the current mirror transistor 18.
DD is applied, the drain of the current mirror transistor 18 is connected to the drain of the control transistor 6 composed of an N-channel MOS transistor, and the control transistor 6
Grounding the source, and applies the output voltage V d of the differential circuit 1 to the gate of the control transistor 6. An output terminal 8 is provided at a connection point between the drain of the current mirror transistor 18 and the drain of the control transistor 6, and an output voltage Vout is extracted therefrom.

【0025】つぎに、この第1の実施の形態の差動増幅
装置の動作について説明する。この差動増幅装置では、
差動回路1は、非反転入力端子3に加えられる入力電圧
inと反転入力端子4に加えられる出力電圧Vout との
差に応じた電圧Vd を出力する。差動回路1の出力電圧
d は、Vin>Vout の時に下降し、Vin<Vout の時
に上昇し、Vin=Vout の時に安定する。
Next, the operation of the differential amplifier according to the first embodiment will be described. In this differential amplifier,
Differential circuit 1 outputs the voltage V d corresponding to the difference between the output voltage V out of the input voltage V in applied to the non-inverting input terminal 3 is applied to the inverting input terminal 4. Output voltage V d of the differential circuit 1 is lowered when V in> V out, increases when V in <V out, is stabilized when V in = V out.

【0026】出力回路2は、出力端子8に接続されてい
るカレントミラートランジスタ18と制御用トランジス
タ6とによって、負荷に対して電流供給して出力電圧V
outを制御している。差動回路1の出力電圧Vd が下が
ると、レベル制御トランジスタ13の電流iN1が減少
し、電圧VL が上昇する。電圧VL が上昇すると、電流
2 が増加し電圧Vc が下がり、カレントミラートラン
ジスタ18の電流iA が増加する。このとき、差動回路
1の出力電圧Vd が下がることで、制御用トランジスタ
6の電流iB は減少する。
The output circuit 2 supplies a current to a load by using the current mirror transistor 18 and the control transistor 6 connected to the output terminal 8 so that the output voltage V
out is controlled. When the output voltage V d of the differential circuit 1 is lowered, the current i N1 of the level control transistor 13 is decreased, the voltage V L rises. When the voltage V L increases, the current i 2 is increased lower the voltage V c, the current i A of the current mirror transistor 18 is increased. At this time, the output voltage V d of the differential circuit 1 is lowered, the current i B of control transistor 6 decreases.

【0027】逆に、差動回路1の出力電圧Vd が上がる
と、カレントミラートランジスタ18の電流iA が減少
し、制御用トランジスタ6の電流iB は増加する。以
下、それぞれの回路の動作を詳しく説明する。まず、レ
ベルシフト回路11は、定電流源トランジスタ5が一定
の電流(掃き出し電流)iP1を流し、レベル制御トラン
ジスタ13は差動回路1の出力電圧Vd にしたがって、
電流iN1が流れ、電流の差分i1
[0027] Conversely, when the output voltage V d of the differential circuit 1 is increased, the current i A of the current mirror transistor 18 is decreased, the current i B of control transistor 6 is increased. Hereinafter, the operation of each circuit will be described in detail. First, the level shift circuit 11 includes a constant current source transistor 5 flowing a constant current (sweeping current) i P1, level control transistor 13 in accordance with the output voltage V d of the differential circuit 1,
The current i N1 flows and the current difference i 1 is

【0028】[0028]

【数1】i1 =iN1−iP1 であるが、差動回路1の出力電圧Vd が高いと、電流i
N1が大きくなり、電流i 1 が正になって、レベルシフト
回路11の出力電圧VL は降下する。また、差動回路1
の出力電圧Vd が低いと、電流iN1が小さくなり、電流
1 が負になって、レベルシフト回路11の出力電圧V
L は上昇する。出力電圧VL が降下すると、電流制御ト
ランジスタ15の電流i2 は減少し、カレントミラート
ランジスタ18の電流iA も減少する。出力電圧VL
上昇時は、電流制御トランジスタ15の電流i2 は増加
し、カレントミラートランジスタ18の電流iA も増加
する。電圧VL の安定時は、i1 =0になり、
[Equation 1] i1= IN1−iP1 But the output voltage V of the differential circuit 1dIs high, the current i
N1Increases, and the current i 1Becomes positive and level shift
Output voltage V of circuit 11LDescends. Also, the differential circuit 1
Output voltage VdIs low, the current iN1Is smaller and the current
i1Becomes negative, and the output voltage V of the level shift circuit 11 becomes
LRises. Output voltage VLFalls, the current control
Current i of transistor 15TwoDecreases and the current mirror
Current i of transistor 18AAlso decreases. Output voltage VLof
When rising, the current i of the current control transistor 15TwoIs increasing
And the current i of the current mirror transistor 18AAlso increase
I do. Voltage VLWhen is stable, i1= 0,

【0029】[0029]

【数2】iN1=iP1 になるため、レベル制御トランジスタ13に流れる電流
N1は、飽和動作でのドレイン電流id の式が、βを電
流増幅率とし、Vgsをゲート・ソース間電圧とし、Vt
を閾値電圧とすると、
[Number 2] to become a i N1 = i P1, current i N1 flowing through the level control transistor 13, wherein the drain current i d in the saturation operation, the current amplification factor beta, between the gate and source V gs Voltage and V t
Is the threshold voltage,

【0030】[0030]

【数3】id =(β/2)×(Vgs−Vt 2 で表され、レベル制御トランジスタ13がβ/2=β
n13 /2、Vt =Vtnとすると、〔数2〕のように電流
N1と電流iP1とが等しいので、電流iP1
## EQU3 ## where id = (β / 2) × (V gs −V t ) 2 and the level control transistor 13 is β / 2 = β
When n13 / 2, V t = V tn, since equal to current i N1 and the current i P1 as expression (2), the current i P1 is

【0031】[0031]

【数4】iP1=(βn13 /2)×(Vd −Vtn2 になり、電圧Vd が決定される。なお、以下の説明で、
βにつけた添字のn, pは各々nチャンネル, pチャン
ネルを意味し、数字はトランジスタの符号に対応してい
る。
## EQU4 ## i P1 = (β n13 / 2) × (V d −V tn ) 2 , and the voltage V d is determined. In the following description,
Subscripts n and p added to β mean n-channel and p-channel , respectively, and the numbers correspond to the signs of the transistors.

【0032】また、電圧Vd が決定されるため、制御用
トランジスタ6に流れる電流iB は、制御用トランジス
タ6がβ/2=βn6/2、Vt =Vtnとすると、
Further, since the voltage V d is determined, the current i B flowing through the control transistor 6 is given by: β 2 = β n6 / 2, V t = V tn

【0033】[0033]

【数5】iB =(βn6/2)×(Vd −Vtn2 になる。定常時の電流iB は、レベルシフト回路11の
出力電圧VL の安定時に〔数2〕に示すように、iN1
P1になり、電流値が安定するため、〔数4〕および
〔数5〕から
## EQU5 ## i B = (β n6 / 2) × (V d −V tn ) 2 When the output voltage VL of the level shift circuit 11 is stable, the current i B in the steady state is expressed as i N1 =
i P1 , and the current value becomes stable, so that [Equation 4] and [Equation 5]

【0034】[0034]

【数6】iB =(βn6/βn13 )×iP1 で安定する。したがって、定電流源トランジスタ5の電
流iP1と、レベル制御トランジスタ13と制御用トラン
ジスタ6のサイズ比で出力電流iB が決まり、出力電流
は〔数6〕に従った電流で安定する。これにより、従
来、出力回路電流を決定するために設けていた定電流源
トランジスタを用いることなく出力電流を決定できる。
## EQU6 ## It is stable at i B = (β n6 / β n13 ) × i P1 . Therefore, the output current i B is determined by the current i P1 of the constant current source transistor 5 and the size ratio of the level control transistor 13 and the control transistor 6, and the output current is stabilized at a current according to [Equation 6]. Thus, the output current can be determined without using the constant current source transistor conventionally provided for determining the output circuit current.

【0035】つぎに、定常時には、Next, in a steady state,

【0036】[0036]

【数7】iA =iB になるため、電圧Vc は、カレントミラートランジスタ
18がβ/2=βp18 /2、Vt =Vtpとすると、
## EQU7 ## Since i A = i B , the voltage V c is given by the following equation: β / 2 = β p18 / 2 and V t = V tp of the current mirror transistor 18.

【0037】[0037]

【数8】 iA =(βp18 /2)×(Vc −VDD−Vtp2 により決まる。電圧Vc が決まることにより、電流i2
は、電圧源トランジスタ16が、β/2=βp16 /2、
t =Vtp、電流制御トランジスタ15がβ/2=β
n15 /2、Vt =Vtnとすると、
[ Expression 8] i A = (β p18 / 2) × (V c −V DD −V tp ) 2 By the voltage V c determined, current i 2
Is that the voltage source transistor 16 is β / 2 = β p16 / 2,
V t = V tp , and the current control transistor 15 is β / 2 = β
When n15 / 2, V t = V tn,

【0038】[0038]

【数9】 i2 =(βp16 /2)×(Vc −VDD−Vtp2 I 2 = (β p16 / 2) × (V c −V DD −V tp ) 2

【0039】[0039]

【数10】i2 =βn15 /2×(VL −Vtn2 になり、電圧VL が決まる。ここで、上記の図1の差動
増幅装置の動作を、図3のタイムチャートを参照しなが
ら説明する。
I 2 = β n15 / 2 × (V L −V tn ) 2 , and the voltage V L is determined. Here, the operation of the differential amplifier of FIG. 1 will be described with reference to a time chart of FIG.

【0040】非反転入力端子3の入力電圧Vinが、図3
(a)に示すように、VA →VB →VA (VA >VB
と矩形波状に変化した場合を考える。電圧VinがVA
Bに立ち下がると、差動回路1の出力電圧Vd は、図
3(c)に示すように、電流iA の絶対値と電流iB
絶対値が等しくなる安定点の電圧Vd0から電圧Vd1まで
急激に上昇する。これによって、レベルシフト回路11
の出力電圧VL は図3(d)に示すように零まで下が
り、電流i2 が減少する。結果として、カレントミラー
トランジスタ18の電流iA は図3(e)に示すように
零まで減少し、逆に制御用トランジスタ6の電流i
B は、図3(f)に示すように、安定点の電流iB0から
電流iB1まで急激に増加して電流iB により容量負荷の
放電が行われ、出力電圧Vout は、図3(b)に示すよ
うに、電圧Vo1から電圧Vo2まで急激に降下する。そし
て、出力電圧Vout が電圧Vo2に近づくに従って電圧V
d が下降し、電流iB が減少し、出力電圧Vout は電圧
o2になり、電流iB が電流iB0となった状態で安定す
る(定常状態)。
The input voltage Vin of the non-inverting input terminal 3 is shown in FIG.
As shown in (a), V A → V B → V A (V A> V B)
And a case where the shape changes into a rectangular wave. Voltage V in V A
When the voltage falls to V B , the output voltage V d of the differential circuit 1 becomes a stable point voltage V d0 at which the absolute value of the current i A and the absolute value of the current i B become equal, as shown in FIG. Rapidly rises up to the voltage V d1 . Thereby, the level shift circuit 11
Output voltage V L falls to zero as shown in FIG. 3D, and the current i 2 decreases. As a result, the current i A of the current mirror transistor 18 decreases to zero as shown in FIG.
B rapidly increases from the current i B0 at the stable point to the current i B1 as shown in FIG. 3 (f), and the capacitive load is discharged by the current i B , and the output voltage V out becomes As shown in b), the voltage drops sharply from the voltage Vo1 to the voltage Vo2 . Then, as the output voltage V out approaches the voltage V o2 , the voltage V
d is lowered, reduces the current i B, the output voltage V out becomes voltage V o2, stabilized in a state in which a current i B becomes current i B0 (steady state).

【0041】また、電圧Vinが、図3(a)に示すよう
に、VB →VA に立ち上がると、差動回路1の出力電圧
d は、図3(c)に示すように、電流iA の絶対値と
電流iB の絶対値が等しくなる安定点の電圧Vd0から零
まで下降する。これによって、レベルシフト回路11の
出力電圧VL は図3(d)に示すようにVL1まで上昇
し、電流i2 が増加する。結果として、カレントミラー
トランジスタ18の電流iA は図3(e)に示すように
電流iA1まで増加し、逆に制御用トランジスタ6の電流
B は、図3(f)に示すように、安定点の電流iB0
ら零まで減少するため、電流iA がカレントミラートラ
ンジスタ18から出力端子8へ流出し、容量負荷の充電
が速やかに行われ、出力電圧Vout は、図3(b)に示
すように、電圧Vo2から電圧Vo1まで上昇する。そし
て、出力電圧Vout が電圧Vo1まで上昇し、電流iA
A0に戻り、電流iB が電流iB0となった状態状態で安
定する(定常状態)。
Further, the voltage V in, as shown in FIG. 3 (a), rises to V B → V A, the output voltage V d of the differential circuit 1, as shown in FIG. 3 (c), The voltage V d0 at the stable point where the absolute value of the current i A and the absolute value of the current i B are equal falls from zero. Thus, the output voltage V L of the level shift circuit 11 is increased to V L1 as shown in FIG. 3 (d), the current i 2 is increased. As a result, the current i A of the current mirror transistor 18 increases to the current i A1 as shown in FIG. 3E, and the current i B of the control transistor 6 conversely increases as shown in FIG. Since the current i B0 at the stable point decreases from zero to zero, the current i A flows out of the current mirror transistor 18 to the output terminal 8, and the capacitive load is quickly charged, and the output voltage V out becomes the output voltage V out shown in FIG. As shown in the figure , the voltage rises from the voltage Vo2 to the voltage Vo1 . Then, the output voltage V out rises to the voltage V o1 , the current i A returns to i A0 , and the current i B stabilizes in a state where the current i B has become the current i B0 (steady state).

【0042】この第1の実施の形態の差動増幅装置は、
一定の電流iP1を流す定電流源トランジスタ5と差動回
路1の出力電圧Vd に応じて電流iN1が制御されるレベ
ル制御トランジスタ13との直列回路からなるレベルシ
フト回路11と、定電流源トランジスタ5とレベル制御
トランジスタ13の接続点をゲートに接続した電流制御
トランジスタ15とゲートおよびドレインが互いに接続
された電圧源トランジスタ16とが直列に接続された電
流源回路12と、電圧源トランジスタ16のドレインを
ゲートに接続したカレントミラートランジスタ18と差
動回路1の出力電圧Vd に応じて電流iB が制御される
制御トランジスタ6との直列回路からなり、カレントミ
ラートランジスタ18と制御トランジスタ6の接続点に
出力端子8を設けた出力回路2を備えているので、差動
回路1の出力電圧Vd が下がった時にカレントミラート
ランジスタ18の電流iA が増加し、制御用トランジス
タ6の電流iB が減少し、逆に、差動回路1の出力電圧
d が上がった時にカレントミラートランジスタ18の
電流iA が減少し、制御用トランジスタ6の電流i B
増加するように制御することができる。その結果、貫通
電流を少なくしつつ、カレントミラートランジスタ18
から出力端子8へ流出する電流および、出力端子8から
制御用トランジスタ6に流入する電流を多くすることが
でき、出力電圧Vout のスルーレートを高くでき、しか
も消費電力を少なくすることができる。
The differential amplifier according to the first embodiment has
Constant current iP1Current source transistor 5 and differential circuit
Output voltage V of path 1dCurrent i depending onN1Level controlled
Level control circuit composed of a series circuit with the
Shift circuit 11, constant current source transistor 5, and level control
Current control with the connection point of transistor 13 connected to the gate
Transistor 15 and gate and drain connected to each other
And the voltage source transistor 16 connected in series.
The current source circuit 12 and the drain of the voltage source transistor 16
Difference from the current mirror transistor 18 connected to the gate
Output voltage V of the driving circuit 1dCurrent i depending onBIs controlled
It consists of a series circuit with the control transistor 6,
At the connection point between the color transistor 18 and the control transistor 6.
Since the output circuit 2 having the output terminal 8 is provided,
Output voltage V of circuit 1dCurrent mirror when
Current i of transistor 18AIncrease the control transistor
Current iBDecreases, and conversely, the output voltage of the differential circuit 1
VdRises when the current mirror transistor 18
Current iADecrease, and the current i of the control transistor 6 BBut
It can be controlled to increase. As a result, penetration
While reducing the current, the current mirror transistor 18
From the output terminal 8 to the output terminal 8
To increase the current flowing into the control transistor 6
Output voltage VoutCan increase the slew rate of
Power consumption can also be reduced.

【0043】[第2の実施の形態;請求項2に対応]図
2にこの発明の第2の実施の形態の差動増幅装置の回路
図を示す。この差動増幅装置は、図2に示すように、差
動回路1と、出力回路2と、レベルシフト回路11′
と、電流源回路12とから構成されている。差動回路1
は図7と同様の構成であり、入力端子7から非反転入力
端子3に入力電圧Vinを入力し、反転入力端子4に出力
電圧Vout を入力している。
[Second Embodiment: Corresponding to Claim 2] FIG. 2 is a circuit diagram of a differential amplifier according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the differential amplifier includes a differential circuit 1, an output circuit 2, and a level shift circuit 11 '.
And a current source circuit 12. Differential circuit 1
Has a configuration similar to that of FIG. 7, in which the input voltage Vin is input from the input terminal 7 to the non-inverting input terminal 3 and the output voltage Vout is input to the inverting input terminal 4.

【0044】レベルシフト回路11′は、PチャネルM
OSトランジスタ5のソースに電源電圧VDDを印加し、
PチャネルMOSトランジスタ5のゲートにバイアス端
子7から一定のバイアス電圧Vb を与えて、Pチャネル
MOSトランジスタ5を定電流源トランジスタ5として
機能させている。上記定電流源トランジスタ5のドレイ
ンと、ゲートおよびドレインが互いに接続されたNチャ
ネルMOSトランジスタからなる定電圧トランジスタ1
9のドレインとが互いに直列に接続され、さらに定電圧
トランジスタ19のソースと差動回路1の出力電圧に応
じて電流が制御されるNチャネルMOSトランジスタか
らなるレベル制御トランジスタ13のドレインを接続
し、レベル制御トランジスタ13のソースを接地し、レ
ベル制御トランジスタ13のゲートに差動回路1の出力
電圧Vd を印加している。そして、定電流源トランジス
タ5と定電圧トランジスタ19の接続点(共通ドレイ
ン)から電圧VL を出力している。
The level shift circuit 11 'includes a P-channel M
A power supply voltage V DD is applied to the source of the OS transistor 5,
A constant bias voltage Vb is applied to the gate of the P-channel MOS transistor 5 from the bias terminal 7 so that the P-channel MOS transistor 5 functions as a constant current source transistor 5. A constant voltage transistor 1 comprising a drain of the constant current source transistor 5 and an N channel MOS transistor having a gate and a drain connected to each other.
9 are connected in series with each other, and the source of the constant voltage transistor 19 and the drain of the level control transistor 13 composed of an N-channel MOS transistor whose current is controlled according to the output voltage of the differential circuit 1 are connected. grounding the source of the level control transistor 13, and applies the output voltage V d of the differential circuit 1 to the gate of the level control transistor 13. Then, a voltage VL is output from a connection point (common drain) between the constant current source transistor 5 and the constant voltage transistor 19.

【0045】電流源回路12は、レベルシフト回路1
1′の出力電圧VL をNチャネルMOSトランジスタか
らなる電流制御トランジスタ15のゲートに供給し、電
流制御トランジスタ15のソースを接地し、電流制御ト
ランジスタ15のドレインにはPチャネルMOSトラン
ジスタからなる電圧源トランジスタ16のドレインとゲ
ートを接続する。また、電圧源トランジスタ16のソー
スに電源電圧VDDを印加している。
The current source circuit 12 includes the level shift circuit 1
The output voltage V L 1 'is supplied to the gate of the current control transistor 15 of N-channel MOS transistor, and grounding the source of the current control transistor 15, the voltage source comprising a P-channel MOS transistor to the drain of the current control transistor 15 The drain and the gate of the transistor 16 are connected. The power supply voltage V DD is applied to the source of the voltage source transistor 16.

【0046】出力回路2は、電圧源トランジスタ16の
ゲート電圧Vc をPチャネルMOSトランジスタからな
るカレントミラートランジスタ18のゲートに印加し、
カレントミラートランジスタ18のソースに電源電圧V
DDを印加し、カレントミラートランジスタ18のドレイ
ンをNチャネルMOSトランジスタからなる制御用トラ
ンジスタ6のドレインに接続し、制御用トランジスタ6
のソースを接地し、制御用トランジスタ6のゲートに差
動回路1の出力電圧Vd を印加している。このカレント
ミラートランジスタ18のドレインと制御用トランジス
タ6のドレインの接続点に出力端子8を設けて、ここか
ら出力電圧Vout を取り出すようにしている。
The output circuit 2 applies a gate voltage V c of the voltage source transistor 16 to the gate of the current mirror transistors 18 consisting of P-channel MOS transistor,
The power supply voltage V is applied to the source of the current mirror transistor 18.
DD is applied, the drain of the current mirror transistor 18 is connected to the drain of the control transistor 6 composed of an N-channel MOS transistor, and the control transistor 6
Grounding the source, and applies the output voltage V d of the differential circuit 1 to the gate of the control transistor 6. An output terminal 8 is provided at a connection point between the drain of the current mirror transistor 18 and the drain of the control transistor 6, and an output voltage Vout is taken out therefrom.

【0047】つぎに、この第2の実施の形態の差動増幅
装置の動作について説明する。この差動増幅装置では、
差動回路1は、非反転入力端子3に加えられる入力電圧
inと反転入力端子4に加えられる出力電圧Vout との
差に応じた電圧Vd を出力する。差動回路1の出力電圧
d はVin>Vout の時に下降し、Vin<Vout の時に
上昇し、Vin=Vout の時に安定する。
Next, the operation of the differential amplifier according to the second embodiment will be described. In this differential amplifier,
Differential circuit 1 outputs the voltage V d corresponding to the difference between the output voltage V out of the input voltage V in applied to the non-inverting input terminal 3 is applied to the inverting input terminal 4. Output voltage V d of the differential circuit 1 is lowered when V in> V out, increases when V in <V out, is stabilized when V in = V out.

【0048】出力回路2の出力端子8は、出力端子8に
接続されているカレントミラートランジスタ18と制御
用トランジスタ6とによって、負荷に対し電流供給して
出力電圧Vout を制御している。差動回路1の出力電圧
d が下がると、電流iN1が減少し、電圧VL が上昇す
る。電圧VL が上昇すると、電流i2 が増加し電圧V c
が下がり、カレントミラートランジスタ18の電流iA
が増加する。このとき、制御用トランジスタ6の電流i
B は減少する。
The output terminal 8 of the output circuit 2 is connected to the output terminal 8.
Control with connected current mirror transistor 18
Supply current to the load by the transistor 6
Output voltage VoutIs controlling. Output voltage of differential circuit 1
VdDecreases, the current iN1Decreases and the voltage VLRise
You. Voltage VLRises, the current iTwoIncreases the voltage V c
Decrease, and the current i of the current mirror transistor 18A
Increase. At this time, the current i of the control transistor 6
BDecreases.

【0049】逆に、差動回路1の出力電圧Vd が上がる
と、カレントミラートランジスタ18の電流iA が減少
し、制御用トランジスタ6の電流iB は増加する。以下
それぞれの回路の動作を詳しく説明する。まず、レベル
シフト回路11′は、定電流源トランジスタ5が一定の
電流(掃き出し電流)iP1を流し、レベル制御トランジ
スタ13は差動回路1の出力電圧Vd にしたがって、電
流iN1が流れ、電流の差分i1
[0049] Conversely, when the output voltage V d of the differential circuit 1 is increased, the current i A is reduced in the current mirror transistor 18, the current i B of control transistor 6 is increased. Hereinafter, the operation of each circuit will be described in detail. First, in the level shift circuit 11 ′, the constant current source transistor 5 flows a constant current (sweep current) i P1 , the level control transistor 13 flows the current i N1 according to the output voltage V d of the differential circuit 1, The current difference i 1 is

【0050】[0050]

【数11】i1 =iN1−iP1 であるが、差動回路1の出力電圧Vd が高いと、電流i
N1が大きくなり、電流i 1 が正になって、レベルシフト
回路11′の出力電圧VL は降下する。差動回路1の出
力電圧が低いと、電流iN1が小さくなり、電流i1 が負
になって、レベルシフト回路11′の出力電圧VL は上
昇する。出力電圧VL が降下すると、電流制御トランジ
スタ15の電流i2 は減少し、カレントミラートランジ
スタ18の電流iA も減少する。上昇時は、電流制御ト
ランジスタ15の電流i2 は増加しカレントミラートラ
ンジスタ18の電流iA も増加する。電圧VL の安定時
は、i1 =0になり、
[Equation 11]1= IN1−iP1 But the output voltage V of the differential circuit 1dIs high, the current i
N1Increases, and the current i 1Becomes positive and level shift
Output voltage V of circuit 11 'LDescends. Output of differential circuit 1
When the force voltage is low, the current iN1Becomes smaller and the current i1Is negative
And the output voltage V of the level shift circuit 11 'LIs above
Ascend. Output voltage VLFalls, the current control transistor
The current i of the star 15TwoDecrease and the current mirror transition
The current i of the star 18AAlso decreases. When rising, the current control
Current i of transistor 15TwoIncreases and the current mirror tiger
Current i of transistor 18AAlso increase. Voltage VLWhen stable
Is i1= 0,

【0051】[0051]

【数12】iN1=iP1 になるため、レベル制御トランジスタ13に流れる電流
N1は、〔数3〕から
Since i N1 = i P1 , the current i N1 flowing through the level control transistor 13 is calculated from [Equation 3].

【0052】[0052]

【数13】iP1=(βn13 /2)×(Vd −Vtn2 になりVd が決定される。Vd が決定されるため、制御
用トランジスタ6に流れる電流iB
Equation 13] i P1 = (β n13 / 2 ) × (V d -V tn) 2 to be V d is determined. Since V d is determined, the current i B flowing through the control transistor 6 becomes

【0053】[0053]

【数14】iB =(βn6/2)×(Vd −Vtn2 になる。定常時の出力電流iB は、レベルシフト回路1
1′の出力電圧VL の安定時に〔数11〕に示すよう
に、iN1=iP1になり、電流値が安定するため、〔数1
3〕および〔数14〕から
I B = (β n6 / 2) × (V d −V tn ) 2 The output current i B in the steady state is determined by the level shift circuit 1
When the output voltage V L of 1 ′ is stable, as shown in [Equation 11], i N1 = i P1 and the current value is stabilized.
3] and [Equation 14]

【0054】[0054]

【数15】iB =(βn6/βn13 )×iP1 で安定する。したがって、定電流源トランジスタ5の電
流iP1と、レベル制御トランジスタ13と制御用トラン
ジスタ6のサイズ比で出力電流iB が決まる。これによ
り、負荷への電流出力用トランジスタとして、定電流源
トランジスタを専用に設ける必要がない。
## EQU15 ## It is stable at i B = (β n6 / β n13 ) × i P1 . Therefore, the output current i B is determined by the current i P1 of the constant current source transistor 5 and the size ratio of the level control transistor 13 and the control transistor 6. Thus, it is not necessary to provide a constant current source transistor exclusively as a transistor for outputting a current to a load.

【0055】つぎに、定常時には、Next, in a steady state,

【0056】[0056]

【数16】iA =iB になるため、電圧Vc Since i A = i B , the voltage V c becomes

【0057】[0057]

【数17】 iA =(βp18 /2)×(Vc −VDD−Vtp2 により決まる。電圧Vc が決まることにより、電流i2
I A = (β p18 / 2) × (V c −V DD −V tp ) 2 By the voltage V c determined, current i 2
Is

【0058】[0058]

【数18】 i2 =(βp16 /2)×(Vc −VDD−Vtp2 I 2 = (β p16 / 2) × (V c −V DD −V tp ) 2

【0059】[0059]

【数19】i2 =(βn15 /2)×(VL −Vtn2 になり、電圧VL が決まる。電圧VL は、定電圧トラン
ジスタ19を設けることにより、その最低電圧V
Lm inが、
[Number 19] i 2 = (β n15 / 2 ) × (V L -V tn) becomes 2, voltage V L is determined. By providing the constant voltage transistor 19, the voltage V L
Lm in

【0060】[0060]

【数20】VLmin=Vtn+√{iN1/(βn4/2)} になり、定電圧トランジスタ19が無い場合には接地電
圧まで下がるのに比べ、電圧VL が接地電圧から最低電
圧VLminに到達するまでの時間だけ電流制御トランジス
タ15のレスポンスを早くできる。
## EQU20 ## V Lmin = V tn + {i N1 / (β n4 / 2)}, and when the constant voltage transistor 19 is not provided, the voltage VL is lower than the ground voltage, The response of the current control transistor 15 can be accelerated by the time until the voltage V Lmin is reached.

【0061】ここで、上記の図2の差動増幅装置の動作
を、図4のタイムチャートを参照しながら説明する。非
反転入力端子3の入力電圧Vinが、図4(a)に示すよ
うに、VA →VB →VA (VA >VB )と矩形波状に変
化した場合を考える。電圧VinがVA →VBに立ち下が
ると、差動回路1の出力電圧Vd は、図4(c)に示す
ように、電流iA の絶対値と電流iB の絶対値が等しく
なる安定点の電圧Vd0から電圧Vd1まで急激に上昇す
る。これによって、レベルシフト回路11′の出力電圧
L は図4(d)に示すように最低電圧VLminまで下が
り、電流i2 が減少する。結果として、カレントミラー
トランジスタ18の電流iA は図4(e)に示すように
電流iA2まで減少し、逆に制御用トランジスタ6の電流
B は、図4(f)に示すように、安定点の電流iB0
ら電流iB1まで急激に増加して、電流iB により容量負
荷の放電が急速に行われ、出力電圧Vout は、図4
(b)に示すように、電圧Vo1から電圧Vo2まで急激に
降下する。そして、出力電圧Vout が電圧Vo2に近づく
に従って電圧Vd が下降し、電流iB が減少し、出力電
圧Vout は電圧V o2になり、電流iB が電流iB0となっ
た状態で安定する(定常状態)。
Here, the operation of the differential amplifier shown in FIG.
Will be described with reference to the time chart of FIG. Non
Input voltage V of inverting input terminal 3inHowever, as shown in FIG.
U, VA→ VB→ VA(VA> VB) And a rectangular wave
Let's consider the case. Voltage VinIs VA→ VBFall to
Then, the output voltage V of the differential circuit 1dIs shown in FIG.
Thus, the current iAAnd the current iBThe absolute value of
Voltage V at a stable pointd0From the voltage Vd1Rise rapidly until
You. Thus, the output voltage of the level shift circuit 11 '
VLIs the lowest voltage V as shown in FIG.LminDown to
And the current iTwoDecrease. As a result, the current mirror
The current i of the transistor 18AIs as shown in FIG.
Current iA2, And conversely, the current of the control transistor 6
iBIs the current i at the stable point, as shown in FIG.B0Or
Current iB1And the current iBDue to capacity negative
The load is rapidly discharged, and the output voltage VoutFigure 4
As shown in FIG.o1From the voltage Vo2Rapidly
Descend. And the output voltage VoutIs the voltage Vo2Approach
According to the voltage VdFalls and the current iBOutput power
Pressure VoutIs the voltage V o2And the current iBIs the current iB0Becomes
(Steady state).

【0062】また、電圧Vinが、図4(a)に示すよう
に、VB →VA に立ち上がると、差動回路1の出力電圧
d は、図4(c)に示すように、電流iA の絶対値と
電流iB の絶対値が等しくなる安定点の電圧Vd0から零
まで急激に下降する。これによって、レベルシフト回路
11′の出力電圧VL は図4(d)に示すように電圧V
L1まで上昇し、電流i2 が増加する。結果として、カレ
ントミラートランジスタ18の電流iA は図4(e)に
示すように電流iA1まで増加し、逆に制御用トランジス
タ6の電流iB は、図4(f)に示すように、安定点の
電流iB0から零まで減少して、定電流源トランジスタの
電流iA が出力端子8へ流出し、かつカレントミラート
ランジスタ18に流れる電流iA が図4(e)に示すよ
うに(実際は、極性は逆である)、電流iA1まで急速に
増加し、この電流iA が制御用トランジスタ6から出力
端子8へ流出し、容量負荷の充電が速やかに行われ、出
力電圧Vout は、図4(b)に示すように、電圧Vo2
ら電圧Vo1まで急激に上昇する。そして、出力電圧V
out がほぼ電圧Vo1まで上昇し、電流iA が電流iA0
戻り、電流iB が電流iB0となった状態状態で安定する
(定常状態)。
[0062] Further, the voltage V in, as shown in FIG. 4 (a), rises to V B → V A, the output voltage V d of the differential circuit 1, as shown in FIG. 4 (c), The voltage V d0 at the stable point where the absolute value of the current i A becomes equal to the absolute value of the current i B rapidly drops from zero. As a result, the output voltage VL of the level shift circuit 11 'becomes the voltage V L as shown in FIG.
Increased to L1, current i 2 is increased. As a result, the current i A of the current mirror transistor 18 increases to the current i A1 as shown in FIG. 4E, and the current i B of the control transistor 6 conversely increases as shown in FIG. reduced from the current i B0 stable point to zero, and drain current i a of the constant current source transistor to the output terminal 8, and so that the current i a flowing through the current mirror transistor 18 is shown in FIG. 4 (e) ( In fact, the polarity is reversed), the current rapidly increases to the current i A1 , and this current i A flows out of the control transistor 6 to the output terminal 8, and the capacitive load is quickly charged, and the output voltage V out becomes As shown in FIG. 4B, the voltage rapidly rises from the voltage Vo2 to the voltage Vo1 . And the output voltage V
out rises to approximately the voltage V o1, current i A is returned to the current i A0, stabilized in a state a state in which current i B becomes current i B0 (steady state).

【0063】この第2の実施の形態の差動増幅装置は、
一定の電流を流す定電流源トランジスタ5とゲートおよ
びドレインが互いに接続された定電圧トランジスタ19
とが互いに直列に接続され、さらに定電圧トランジスタ
19と差動回路1の出力電圧Vd に応じて電流が制御さ
れるレベル制御トランジスタ13とが直列に接続された
直列回路からなるレベルシフト回路11′と、定電流源
トランジスタ5と定電圧トランジスタ19の接続点をゲ
ートに接続した電流制御トランジスタ15とゲートおよ
びドレインが互いに接続された電圧源トランジスタ16
が直列に接続された電流源回路12と、電圧源トランジ
スタ16のドレインをゲートに接続したカレントミラー
トランジスタ18と差動回路1の出力電圧Vd に応じて
電流iBが制御される制御トランジスタ6との直列回路
からなり、カレントミラートランジスタ18と制御トラ
ンジスタ6の接続点に出力端子8を設けた出力回路とを
備えているので、差動回路1の出力電圧Vd が下がった
時にカレントミラートランジスタ18の電流iA が増加
し、制御用トランジスタ6の電流iB が減少し、逆に、
電圧Vd が上がった時にカレントミラートランジスタ1
8の電流iA が減少し、制御用トランジスタ6の電流i
B が増加するように制御できる。その結果、貫通電流を
少なくしつつ、カレントミラートランジスタ18から出
力端子8へ流出する電流および、出力端子8から制御用
トランジスタ6に流入する電流を多くすることができ、
出力電圧Vout のスルーレートを高くでき、しかも消費
電力を少なくすることができる。
The differential amplifier according to the second embodiment has
A constant current source transistor 5 for flowing a constant current and a constant voltage transistor 19 having a gate and a drain connected to each other.
Bets are connected in series to each other, the level shift circuit 11 further comprises a serial circuit in which the level control transistor 13 current is controlled is connected in series in accordance with the output voltage V d of the constant voltage transistor 19 and the differential circuit 1 ', A current control transistor 15 having a gate connected to a connection point of the constant current source transistor 5 and a constant voltage transistor 19, and a voltage source transistor 16 having a gate and a drain connected to each other.
Control transistor 6 but the current source circuit 12 connected in series, the current i B in accordance with the output voltage V d of the current mirror transistor 18 and the differential circuit 1 and the drain connected to the gate of the voltage source transistor 16 is controlled made a series circuit of a, so that an output circuit having a output terminal 8 to the connecting point of the current mirror transistor 18 and control transistor 6, the current mirror transistors when lowered output voltage V d of the differential circuit 1 18 current i a of the increases, the current i B decreases of the control transistor 6, conversely,
When the voltage Vd rises, the current mirror transistor 1
8, the current i A of the control transistor 6 decreases.
B can be controlled to increase. As a result, the current flowing from the current mirror transistor 18 to the output terminal 8 and the current flowing from the output terminal 8 to the control transistor 6 can be increased while reducing the through current.
The slew rate of the output voltage Vout can be increased, and the power consumption can be reduced.

【0064】さらに、この実施の形態では、定電圧トラ
ンジスタ19を設けているため、レベルシフト回路1
1′の出力電圧範囲を制限することができ、電流制御ト
ランジスタ15のレスポンスを向上させることができ
る。 [第3の実施の形態;請求項3,4に対応]つぎに、本
発明の第3の実施の形態の説明を行うが、ここで上記第
1および第2の実施の形態の説明において入力電圧Vin
に電源電圧VDDが供給された場合の動作について考えて
みる。
Further, in this embodiment, since the constant voltage transistor 19 is provided, the level shift circuit 1
1 'can be limited, and the response of the current control transistor 15 can be improved. [Third Embodiment: Corresponding to Claims 3 and 4] Next, a third embodiment of the present invention will be described. Here, the input in the description of the first and second embodiments will be described. voltage V in
Operation when the power supply voltage V DD is supplied to the power supply.

【0065】上記第1の実施の形態の説明において、V
out =VDDの近傍ではカレントミラートランジスタ18
のソース・ドレイン間は、ある一定の電圧降下ΔVを発
生するので、Vout =VDD−ΔVとなり、定常状態にお
いても、Vin>Vout となる。このとき、差動回路1の
出力Vd は図3(c)で、VinがVB →VA に立ち上が
った場合に示したようにVd0から下降し、レベルシフト
回路11の出力VL はVL1まで上昇する。その結果、電
流源回路12に流れる電流i2 が増加する。
In the description of the first embodiment, V
out = V DD near the current mirror transistor 18
A constant voltage drop ΔV is generated between the source and the drain of the transistor, so that V out = V DD −ΔV, and V in > V out even in a steady state. At this time, the output V d of the differential circuit 1 falls from V d0 as shown in FIG. 3C when Vin rises from V B → V A, and the output V L of the level shift circuit 11 Rises to V L1 . As a result, the current i 2 flowing through the current source circuit 12 increases.

【0066】すなわち、出力電圧Vout として電源電圧
DD近傍を得ようとして入力電圧V inに電源電圧VDD
傍の電位を供給すると、定常状態においても、Vin>V
OUTとなり、差動回路1の出力電位Vd が下降し、レベ
ル制御トランジスタ13の電流iN1が減少してレベルシ
フト回路11の出力電位VL が上昇することにより、電
流源回路12の電流制御トランジスタ15のゲート電位
が上昇するので、電流源回路12に過大電流が流れて消
費電流が増大する場合が発生する。以下に、このような
点を解決することができる実施の形態を説明する。
That is, the output voltage VoutAs power supply voltage
VDDInput voltage V inPower supply voltage VDDNearby
When a potential is supplied near, even in a steady state, Vin> V
OUTAnd the output potential V of the differential circuit 1dFalls,
Current i of the control transistor 13N1Decreases and the level
Output potential V of the shift circuit 11LRises,
Gate potential of current control transistor 15 of flow source circuit 12
Rises, an excess current flows through the current source circuit 12 and the
In some cases, the current consumption increases. Below, such as
An embodiment that can solve the problem will be described.

【0067】図5に本発明の第3の実施の形態の差動増
幅装置の回路図を示す。この差動増幅装置は、図1の実
施の形態に対応した実施の形態であり、図5に示すよう
に差動回路1と、出力回路2と、レベルシフト回路11
と、電流源回路12′とから構成されている。差動回路
1は、入力端子7より非反転入力端子3に入力電圧Vin
を入力し、反転入力端子4に出力電圧Vout を入力して
いる。
FIG. 5 shows a circuit diagram of a differential amplifier according to a third embodiment of the present invention. This differential amplifying device is an embodiment corresponding to the embodiment of FIG. 1, and includes a differential circuit 1, an output circuit 2, and a level shift circuit 11 as shown in FIG.
And a current source circuit 12 '. Differential circuit 1, the input voltage V in from the input terminal 7 to the non-inverting input terminal 3
, And the output voltage V out is input to the inverting input terminal 4.

【0068】レベルシフト回路11では、Pチャンネル
MOSトランジスタ5のソースに電源電圧VDDを印加
し、PチャンネルMOSトランジスタ5のゲートにバイ
アス端子9から一定のバイアス電圧Vb を与えて、Pチ
ャンネルMOSトランジスタ5を定電流源トランジスタ
5として動作させている。上記定電流源トランジスタ5
のドレインには、NチャンネルMOSトランジスタから
なるレベル制御トランジスタ13のドレインを接続し、
レベル制御トランジスタ13のソースを接地し、ゲート
に差動回路1の出力電圧Vd を印加している。そして、
定電流源トランジスタ5とレベル制御トランジスタ13
の接続点(共通ドレイン)から電圧VL を出力してい
る。
[0068] In the level shift circuit 11, a power supply voltage V DD is applied to the source of P-channel MOS transistor 5, giving a constant bias voltage V b from the bias terminal 9 to the gate of the P-channel MOS transistor 5, P-channel MOS The transistor 5 is operated as the constant current source transistor 5. The above constant current source transistor 5
Is connected to the drain of a level control transistor 13 composed of an N-channel MOS transistor,
Grounding the source of the level control transistor 13, and applies the output voltage V d of the differential circuit 1 to the gate. And
Constant current source transistor 5 and level control transistor 13
The voltage VL is output from the connection point (common drain).

【0069】電流源回路12′では、NチャンネルMO
Sトランジスタ20のソースを接地し、NチャンネルM
OSトランジスタ20のゲートにバイアス端子21から
一定のバイアス電圧Vbnを与えて、NチャンネルMOS
トランジスタ20を電流制限用定電流源トランジスタ2
0として機能させている。レベルシフト回路11の出力
電圧VL をNチャンネルMOSトランジスタからなる電
流制御トランジスタ15のゲートに印加し、電流制御ト
ランジスタ15のドレインにはPチャンネルMOSトラ
ンジスタからなるからなる電圧源トランジスタ16のド
レインとゲートを接続するとともに、電圧源トランジス
タ16のソースに電源電圧VDDを印加している。また、
電流制御トランジスタ15のソースには上記電流制限用
定電流源トランジスタ20のドレインを接続している。
In the current source circuit 12 ', the N-channel MO
The source of the S transistor 20 is grounded, and the N channel M
By applying a constant bias voltage V bn to the gate of the OS transistor 20 from the bias terminal 21, an N-channel MOS
Transistor 20 is a constant current source transistor 2 for limiting current.
It functions as 0. The output voltage VL of the level shift circuit 11 is applied to the gate of a current control transistor 15 composed of an N-channel MOS transistor, and the drain of the current control transistor 15 is connected to the drain and gate of a voltage source transistor 16 composed of a P-channel MOS transistor. And the power supply voltage V DD is applied to the source of the voltage source transistor 16. Also,
The drain of the current limiting constant current source transistor 20 is connected to the source of the current control transistor 15.

【0070】出力回路2は、電圧源トランジスタ16の
ゲート電位Vc をPチャンネルMOSトランジスタから
なるカレントミラートランジスタ18のゲートに印加
し、カレントミラートランジスタ18のソースに電源電
圧VDDを印加してドレインをNチャンネルMOSトラン
ジスタからなる制御用トランジスタ6のドレインに接続
し、制御用トランジスタ6のソースを接地してゲートに
差動回路1の出力電圧V d を印加している。このカレン
トミラートランジスタ18と制御用トランジスタ6の接
続点に出力端子8を設け、ここから出力電圧Vout を取
り出すようにしている。
The output circuit 2 is connected to the
Gate potential VcFrom the P-channel MOS transistor
Applied to the gate of the current mirror transistor 18
Power supply to the source of the current mirror transistor 18.
Pressure VDDAnd apply a drain to the N-channel MOS transistor.
Connected to the drain of a control transistor 6 composed of a transistor
Then, the source of the control transistor 6 is grounded and
Output voltage V of differential circuit 1 dIs applied. This Karen
Connection between the trimer transistor 18 and the control transistor 6
An output terminal 8 is provided at the connection point, and the output voltage VoutTake
I am trying to start.

【0071】つぎに、この差動増幅装置の動作を説明す
る。この差動増幅装置では、差動回路1は、非反転入力
端子3に加えられる入力電圧Vinと反転入力端子4に加
えられる出力電圧Vout との差に応じた電圧Vd を出力
する。差動回路1の出力電圧Vd は、Vin>Vout の時
に下降し、Vin<Vout の時に上昇し、Vin=Vout
時に安定する。
Next, the operation of the differential amplifier will be described. In the differential amplifier, the differential circuit 1 outputs the voltage V d corresponding to the difference between the output voltage V out of the input voltage V in applied to the non-inverting input terminal 3 is applied to the inverting input terminal 4. Output voltage V d of the differential circuit 1 is lowered when V in> V out, increases when V in <V out, is stabilized when V in = V out.

【0072】出力回路2は、出力端子8に接続されてい
るカレントミラートランジスタ18と制御用トランジス
タ6とによって、負荷に対して電流供給して出力電圧V
outを制御している。差動回路1の出力電圧Vd が下が
ると、レベル制御トランジスタ13の電流iN1が減少
し、電圧VL が上昇する。電圧VL が上昇すると電流i
2 が増加し電圧Vc が下がり、カレントミラートランジ
スタ18の電流iA が増加する。このとき、差動回路1
の出力電圧Vd が下がることで、制御トランジスタ6の
電流iB は減少する。
The output circuit 2 is connected to the output terminal 8.
Current mirror transistor 18 and control transistor
And the output voltage V
outIs controlling. Output voltage V of differential circuit 1dIs below
Then, the current i of the level control transistor 13N1Decreases
And the voltage VLRises. Voltage VLRises and the current i
TwoIncreases the voltage VcFalls, the current mirror transition
The current i of the star 18AIncrease. At this time, the differential circuit 1
Output voltage VdIs reduced, the control transistor 6
Current iBDecreases.

【0073】逆に、差動回路1の出力電圧Vd が上がる
と、カレントミラートランジスタ18の電流iA が減少
し、制御トランジスタ6の電流iB は増加する。定常状
態においてVin=Vout となる場合は、以下に説明する
ように前記第1の実施の形態と同様となる。入力電圧V
inが上昇する(Vin>Vout )と差動回路1の出力Vd
が下降し、ル制御トランジスタ13の電流iN1が減少し
てレベルシフト回路11の出力電位VL が上昇する。す
ると、電流源回路12′の電流制御トランジスタ15の
ゲート電位が上昇するので、電流源回路12′に流れる
電流i2 が増加し、結果としてカレントミラートランジ
スタ18に流れる電iA が増加する。一方、差動回路1
の出力Vd が下降することにより、制御トランジスタ6
に流れる電流iB が減少し、出力端子8より外部負荷に
対して電流が流れ出して出力電圧Vout は上昇し、Vi
=Vout にて定常状態となる。
[0073] Conversely, when the output voltage V d of the differential circuit 1 is increased, the current i A is reduced in the current mirror transistor 18, the current i B of control transistor 6 is increased. When V in = V out in the steady state, the operation is the same as that of the first embodiment as described below. Input voltage V
When in rises (V in > V out ), the output V d of the differential circuit 1
Falls, the current i N1 of the control transistor 13 decreases, and the output potential VL of the level shift circuit 11 increases. Then, 'the gate potential of the current control transistor 15 rises, the current source circuit 12' the current source circuit 12 increases the current i 2 flowing through the results flowing electric i A current mirror transistor 18 is increased as. On the other hand, the differential circuit 1
When the output V d of descends, the control transistor 6
It reduces the current i B flowing to the output voltage V out current flows out to an external load from the output terminal 8 rises, V i
= V out, it becomes a steady state.

【0074】逆に、Vinが下降する(Vin<Vout )と
差動回路1の出力Vd が上昇し、レベルシフト回路11
の出力電位VL が下降するため、電流源回路12′に流
れる電流i2 が減少し、結果としてカレントミラートラ
ンジスタ18に流れる電流i A が減少するとともに、差
動回路1の出力Vd が上昇することにより、制御トラン
ジスタ6に流れる電流iB が増加し、出力端子8へ外部
負荷から電流が流れ込み出力電圧Vout は下降し、Vin
=Vout にて定常状態となる。
On the contrary, VinFalls (Vin<Vout)When
Output V of differential circuit 1dRises and the level shift circuit 11
Output potential VLFlow to the current source circuit 12 '.
Current iTwoDecrease, and as a result
Current i flowing through transistor 18 ADecreases and the difference
Output V of dynamic circuit 1dRises, the control transformer
The current i flowing through the transistor 6BIncrease and output terminal 8
Current flows from the load and the output voltage VoutFalls and Vin
= VoutAt the steady state.

【0075】また、定常状態では、各ノードの電位およ
び、流れる電流も前記第1の実施の形態と同様に、以下
のように決定される。差動回路1の出力電位Vd は〔数
4〕と同様に、
In the steady state, the potential of each node and the current flowing therethrough are also determined as follows, as in the first embodiment. The output potential V d of the differential circuit 1 is, as in [Equation 4],

【0076】[0076]

【数21】 iP1=(βn13 /2)×(Vd −Vtn2 =(βp5/2)×(Vb −VDD−Vtp2 により決定される。出力回路2のカレントミラートラン
ジスタ18および制御用トランジスタ6に流れる電流i
A ,iB は〔数6〕と同様に、
I P1 = (β n13 / 2) × (V d −V tn ) 2 = (β p5 / 2) × (V b −V DD −V tp ) 2 Current i flowing through current mirror transistor 18 and control transistor 6 of output circuit 2
A and i B are the same as in [Equation 6].

【0077】[0077]

【数22】iA =iB =(βn6/βn13 )×iP1 で安定する。カレントミラートランジスタ18のゲート
電位Vc は、〔数8〕と同様に、
## EQU22 ## It is stable at i A = i B = (β n6 / β n13 ) × i P1 . The gate potential V c of the current mirror transistor 18 is, as in [Equation 8],

【0078】[0078]

【数23】 iA =(βp18 /2)×(Vc −VDD−Vtp2 により決定される。電流源回路12′に流れる電流i2
は、〔数9〕と同様に、
I A = (β p18 / 2) × (V c −V DD −V tp ) 2 Current i 2 flowing through current source circuit 12 ′
Is, like [Equation 9],

【0079】[0079]

【数24】 i2 =(βp16 /2)×(Vc −VDD- Vtp2 以下、i2 をi2constと呼ぶ。ここで、電流制限用定電
流源トランジスタ20に適当なバイアス電位Vbnを印加
することにより、電流制限用定電流源トランジスタ20
に流せる定電流値i2l mt
I 2 = (β p16 / 2) × (V c −V DD −V tp ) 2 Hereafter, i 2 is called i 2const . Here, by applying an appropriate bias potential V bn to the current limiting constant current source transistor 20, the current limiting constant current source transistor 20
Constant current value i 2l mt

【0080】[0080]

【数25】ilmt =(βp20 /2)×(Vbn−VDD−V
tp2 >i2const となるように設定する。レベルシフト回路11の出力電
圧VL は、〔数10〕と同様に、
[ Formula 25] i lmt = (β p20 / 2) × (V bn −V DD −V
tp ) 2 Set so that 2 > i2const . The output voltage VL of the level shift circuit 11 is, like [Equation 10],

【0081】[0081]

【数26】 i2 =(βn15 /2)×(VL −Vtn2 =i2const により決定される。つぎに、出力電圧Vout として電源
電圧VDD近傍を得ようとして、入力電圧V inに電源電圧
DDの電位を供給して、定常状態においても、Vin>V
out となった場合の回路動作を図6のタイミングチャー
トを参照しながら説明する。
(26) iTwo= (Βn15/ 2) × (VL-Vtn)Two= I2const Is determined by Next, the output voltage VoutAs power
Voltage VDDThe input voltage V inPower supply voltage
VDDIs supplied, and even in a steady state, Vin> V
outThe circuit operation in the case of
This will be described with reference to FIG.

【0082】非反転入力端子3の入力電圧Vinが図6
(a)に示すように、VB →VA (V B <VA =VDD
する)に上昇した場合を考える。差動回路1の出力電圧
d は、図6(c)に示すように下降し、これによって
レベルシフト回路11の出力電圧VL は図6(d)に示
すようにVL1まで上昇し、電流i2 が図6(e)に示す
ように増加する。ただし、このとき、電流i2 は電流制
限用定電流源トランジスタ20によって制限された電流
値i2lmt以上流れない。
The input voltage V of the non-inverting input terminal 3inFigure 6
As shown in FIG.B→ VA(V B<VA= VDDWhen
To rise). Output voltage of differential circuit 1
VdDescends as shown in FIG. 6 (c),
Output voltage V of level shift circuit 11LIs shown in FIG.
VL1And the current iTwoIs shown in FIG.
To increase. However, at this time, the current iTwoIs current control
Current limited by the constant current source transistor 20
Value i2lmtNo more flows.

【0083】結果として、カレントミラートランジスタ
18の電流iA が増加し、出力電圧Vout は図6(b)
に示すようにVo1まで上昇するが、前述のとおりVo1
DD−ΔV<VDDまでしか上昇しないので、定常状態に
おいても、Vin>Vout のままとなり、VL もつぎにV
in<Vout となる入力電位が供給されるまで下降しない
ので、電流i2 は増加したままとなるが、電流制限用定
電流源トランジスタ20によって制限された電流値i
2lmt以上は流れない。なお、図6(e)において、i
2max
As a result, the current i A of the current mirror transistor 18 increases, and the output voltage V out changes as shown in FIG.
As shown above, the voltage rises to V o1, but as described above, V o1 =
Since the voltage rises only up to V DD -ΔV <V DD , even in the steady state, V in > V out remains, and V L also becomes V
Since the current i 2 does not decrease until an input potential satisfying in <V out is supplied, the current i 2 remains increased, but the current value i is limited by the current limiting constant current source transistor 20.
It does not flow for more than 2lmt . Note that in FIG.
2max is

【0084】[0084]

【数27】i2max=(βn15 /2)×(VL1−Vtn2 で表される。以上説明したように、この第3の実施の形
態の差動増幅装置によると、一定の電流iP1を流す定電
流源トランジスタ5と差動回路1の出力電圧Vd に応じ
て電流iN1が制御されるレベル制御トランジスタ13と
の直列回路からなるレベルシフト回路11と、電流源ト
ランジスタ5とレベル制御トランジスタ13の接続点を
ゲートに接続した電流制御トランジスタ15とゲートお
よびドレインが互いに接続された電圧源トランジスタ1
6とが直列に接続され、さらに電流制御トランジスタ1
5側に一定の電流を流す電流制限用定電流源トランジス
タ20が直列に接続された直列回路からなる電流源回路
12′と、電流源回路12′の電圧源トランジスタ16
のドレインをゲートに接続したカレントミラートランジ
スタと、差動回路1の出力電圧Vd に応じて電流iB
制御される制御トランジスタ6との直列回路からなり、
カレントミラートランジスタ18と制御トランジスタ6
の接続点に出力端子8を設けた出力回路2とを備えてい
るので、差動回路1の出力電圧Vd が下がった時に、カ
レントミラートランジスタ18の電流iA が増加し、制
御用トランジスタ6の電流iB は減少し、逆に、差動回
路1の出力電圧Vdが上った時に、カレントミラートラ
ンジスタ18の電流iA は減少し、制御用トランジスタ
6の電流iB が増加するように制御できる。その結果、
貫通電流を少なくしつつ、カレントミラートランジスタ
18から出力端子8への流出する電流および、出力端子
8から制御トランジスタ6に流入する電流を多くするこ
とができ、出力電圧Vout のスルーレートを高くでき、
しかも消費電力を少なくすることができる。
I 2max = (β n15 / 2) × (V L1 −V tn ) 2 As described above, according to the differential amplifying device of the third embodiment, the current i N1 is changed according to the constant current source transistor 5 for flowing the constant current i P1 and the output voltage V d of the differential circuit 1. A level shift circuit 11 composed of a series circuit of a level control transistor 13 to be controlled, a current control transistor 15 having a gate connecting a connection point of the current source transistor 5 and the level control transistor 13 to a gate, and a voltage having a gate and a drain connected to each other. Source transistor 1
6 are connected in series, and the current control transistor 1
A current source circuit 12 'comprising a series circuit in which a current limiting constant current source transistor 20 for flowing a constant current to the fifth side is connected in series, and a voltage source transistor 16 of the current source circuit 12'
A series circuit of a current mirror transistor having a drain connected to its gate and a control transistor 6 whose current i B is controlled in accordance with the output voltage V d of the differential circuit 1,
Current mirror transistor 18 and control transistor 6
Because of and an output circuit 2 provided with an output terminal 8 to the connection point, when the lowered output voltage V d of the differential circuit 1, current i A of the current mirror transistor 18 is increased, the control transistor 6 Current i B decreases, and conversely, when the output voltage V d of the differential circuit 1 rises, the current i A of the current mirror transistor 18 decreases and the current i B of the control transistor 6 increases. Can be controlled. as a result,
The current flowing from the current mirror transistor 18 to the output terminal 8 and the current flowing from the output terminal 8 to the control transistor 6 can be increased while reducing the through current, and the slew rate of the output voltage V out can be increased. ,
Moreover, power consumption can be reduced.

【0085】さらに、電流制限用定電流源トランジスタ
20を設けているため、出力電圧V out が電源電圧VDD
に近づき、定常状態においてもVin>Vout となり差動
回路1の出力電位Vd が下降して、その結果レベルシフ
ト回路11の出力電位VL が上昇することにより発生す
る電流源回路12′に流れる過大電流i2 をi2maxに抑
制して、消費電流を少なくすることができる。
Further, a current limiting constant current source transistor
20, the output voltage V outIs the power supply voltage VDD
And V in the steady statein> VoutNext differential
Output potential V of circuit 1dDescends, resulting in a level shift
Output voltage V of the gate circuit 11LCaused by rising
Current i flowing through the current source circuit 12 'TwoTo i2maxTo
And the current consumption can be reduced.

【0086】なお、この実施の形態は、第1の実施の形
態の構成に電流制限用定電流源トランジスタ20を追加
したものを示しているが、同様に第2の実施の形態の構
成に電流制限用定電流源トランジスタ20を設けた場合
でも、上記と同様の効果が得られることはいうまでもな
い。
In this embodiment, the current limiting constant current source transistor 20 is added to the configuration of the first embodiment. Similarly, the current limiting constant current transistor 20 is added to the configuration of the second embodiment. Needless to say, the same effect as described above can be obtained even when the limiting constant current source transistor 20 is provided.

【0087】[0087]

【発明の効果】請求項1記載の差動増幅装置によれば、
一定の電流を流す定電流源トランジスタと差動回路の出
力電圧に応じて電流が制御されるレベル制御トランジス
タとの直列回路からなるレベルシフト回路と、定電流源
トランジスタとレベル制御トランジスタの接続点をゲー
トに接続する電流制御トランジスタとゲートおよびドレ
インが互いに接続された電圧源トランジスタが直列に接
続された電流源回路と、電圧源トランジスタのドレイン
電圧をゲートに接続したカレントミラートランジスタと
差動回路の出力電圧に応じて電流が制御される制御トラ
ンジスタとの直列回路からなり、カレントミラートラン
ジスタと制御トランジスタの接続点に出力端子を設けた
出力回路とを備えているので、差動回路の出力電圧が下
がった時にカレントミラートランジスタの電流が増加
し、制御用トランジスタの電流が減少し、逆に、差動回
路の出力電圧が上がった時にカレントミラートランジス
タの電流が減少し、制御用トランジスタの電流が増加す
るように制御することができる。その結果、貫通電流を
少なくしつつ、カレントミラートランジスタから出力端
子へ流出する電流および、出力端子から制御用トランジ
スタに流入する電流を多くすることができ、出力回路の
出力電圧のスルーレートを高くでき、しかも消費電力を
少なくすることができる。
According to the differential amplifier of the first aspect,
A level shift circuit consisting of a series circuit of a constant current source transistor that flows a constant current and a level control transistor whose current is controlled according to the output voltage of the differential circuit, and a connection point between the constant current source transistor and the level control transistor A current source circuit in which a current control transistor connected to the gate and a voltage source transistor whose gate and drain are connected to each other are connected in series; a current mirror transistor in which the drain voltage of the voltage source transistor is connected to the gate and an output of the differential circuit It consists of a series circuit of a control transistor whose current is controlled according to the voltage, and has an output circuit provided with an output terminal at a connection point between the current mirror transistor and the control transistor, so that the output voltage of the differential circuit decreases. Current, the current of the current mirror transistor increases, Other current decreases, conversely, the current of the current mirror transistor is reduced when the increased output voltage of the differential circuit, the current of the control transistor can be controlled to increase. As a result, the current flowing from the current mirror transistor to the output terminal and the current flowing from the output terminal to the control transistor can be increased while reducing the through current, and the slew rate of the output voltage of the output circuit can be increased. In addition, power consumption can be reduced.

【0088】請求項2記載の差動増幅装置によれば、定
電流源トランジスタとレベル制御トランジスタの間に定
電圧トランジスタを設け、レベルシフト回路の出力電圧
の最低電圧を上げることにより、レベルシフト回路の出
力電圧の範囲を制限し、電流制御トランジスタのレスポ
ンスを上げることができる。請求項3または4記載の差
動増幅装置によれば、電流制御トランジスタとゲートお
よびドレインが互いに接続された電圧源トランジスタと
からなる電流源回路の電流制御トランジスタ側に一定の
電流を流す電流制限用定電流源トランジスタを直列に設
けたので、入力電圧が電源電圧近傍となり、出力電圧が
電源電圧近傍で入力電圧に追従して上昇しきらずに、定
常状態でも出力電圧が入力電圧より小となって差動回路
の出力電圧が下降したままととなり、電流源回路の電流
制御トランジスタへのゲート電位が上昇した状態になっ
ても、電流源回路に流れる過大電流の増加を抑制して消
費電流を少なくすることができる。
According to the differential amplifier of the second aspect, the constant voltage transistor is provided between the constant current source transistor and the level control transistor, and the minimum voltage of the output voltage of the level shift circuit is increased, so that the level shift circuit is provided. Can be limited to increase the response of the current control transistor. According to the differential amplifying device of the third or fourth aspect, a current limiting circuit for flowing a constant current to a current control transistor side of a current source circuit including a current control transistor and a voltage source transistor having a gate and a drain connected to each other. Since the constant current source transistor is provided in series, the input voltage becomes close to the power supply voltage, and the output voltage does not rise following the input voltage in the vicinity of the power supply voltage. Even if the output voltage of the differential circuit remains falling and the gate potential to the current control transistor of the current source circuit rises, the excessive current flowing through the current source circuit is suppressed from increasing and the current consumption is reduced. can do.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態の差動増幅装置の
構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a differential amplifier according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施の形態の差動増幅装置の
構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a differential amplifier according to a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第1の実施の形態の差動増幅装置の
動作を示す各部のタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart of each part showing the operation of the differential amplifier according to the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第2の実施の形態の差動増幅装置の
動作を示す各部のタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart of each part showing the operation of the differential amplifier according to the second embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第3の実施形態の差動増幅装置の構
成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a differential amplifier according to a third embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第3の実施形態の差動増幅装置の動
作を示すタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart showing an operation of the differential amplifier according to the third embodiment of the present invention.

【図7】従来の差動増幅装置の一例の構成を示す回路図
である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an example of a conventional differential amplifier.

【図8】図7の差動増幅装置の動作を示す各部のタイミ
ングチャートである。
8 is a timing chart of each part showing the operation of the differential amplifier in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 差動回路 2 出力回路 3 非反転入力端子 4 反転入力端子 5 定電流源トランジスタ 6 制御用トランジスタ 7 入力端子 8 出力端子 9 バイアス端子 11,11′ レベルシフト回路 12,12′ 電流源回路 13 レベル制御トランジスタ 15 電流制御トランジスタ 16 電圧源トランジスタ 18 カレントミラートランジスタ 19 定電圧トランジスタ 20 電流制限用定電流トランジスタ 21 バイアス端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Differential circuit 2 Output circuit 3 Non-inverting input terminal 4 Inverting input terminal 5 Constant current source transistor 6 Control transistor 7 Input terminal 8 Output terminal 9 Bias terminal 11, 11 'Level shift circuit 12, 12' Current source circuit 13 level Control transistor 15 Current control transistor 16 Voltage source transistor 18 Current mirror transistor 19 Constant voltage transistor 20 Current limiting constant current transistor 21 Bias terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 由美子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yumiko Kataoka 1006 Ojidoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非反転入力端子に加えられる電圧と反転
入力端子に加えられる電圧との差に応じた電圧を出力す
る差動回路と、 一定の電流を流す定電流源トランジスタと前記差動回路
の出力電圧に応じて電流が制御されるレベル制御トラン
ジスタとの直列回路からなるレベルシフト回路と、 前記定電流源トランジスタと前記レベル制御トランジス
タの接続点をゲートに接続した電流制御トランジスタと
ゲートおよびドレインが互いに接続された電圧源トラン
ジスタとが直列に接続された電流源回路と、 前記電圧源トランジスタのドレインをゲートに接続した
カレントミラートランジスタと前記差動回路の出力電圧
に応じて電流が制御される制御トランジスタとの直列回
路からなり、前記カレントミラートランジスタと前記制
御トランジスタの接続点に出力端子を設けた出力回路と
を備えた差動増幅装置。
A differential circuit for outputting a voltage corresponding to a difference between a voltage applied to a non-inverting input terminal and a voltage applied to an inverting input terminal; a constant current source transistor for flowing a constant current; A level shift circuit comprising a series circuit of a level control transistor whose current is controlled in accordance with the output voltage of the current control transistor, a current control transistor having a gate connecting a connection point of the constant current source transistor and the level control transistor, and a gate and a drain A current source circuit in which voltage source transistors connected to each other are connected in series; a current mirror transistor in which the drain of the voltage source transistor is connected to the gate; and a current controlled in accordance with an output voltage of the differential circuit. The current mirror transistor and the control transistor. A differential amplifier comprising: an output circuit having an output terminal at a connection point.
【請求項2】 非反転入力端子に加えられる電圧と反転
入力端子に加えられる電圧との差に応じた電圧を出力す
る差動回路と、 一定の電流を流す定電流源トランジスタとゲートおよび
ドレインが互いに接続された定電圧トランジスタとが互
いに直列に接続され、さらに前記定電圧トランジスタと
前記差動回路の出力電圧に応じて電流が制御されるレベ
ル制御トランジスタとが直列に接続された直列回路から
なるレベルシフト回路と、 前記定電流源トランジスタと前記定電圧トランジスタの
接続点をゲートに接続した電流制御トランジスタとゲー
トおよびドレインが互いに接続された電圧源トランジス
タが直列に接続された電流源回路と、 前記電圧源トランジスタのドレインをゲートに接続した
カレントミラートランジスタと前記差動回路の出力電圧
に応じて電流が制御される制御トランジスタとの直列回
路からなり、前記カレントミラートランジスタと前記制
御トランジスタの接続点に出力端子を設けた出力回路と
を備えた差動増幅装置。
2. A differential circuit for outputting a voltage corresponding to a difference between a voltage applied to a non-inverting input terminal and a voltage applied to an inverting input terminal, a constant current source transistor flowing a constant current, and a gate and a drain. A constant voltage transistor connected to each other is connected in series with each other, and furthermore, a series circuit is formed in which the constant voltage transistor and a level control transistor whose current is controlled according to the output voltage of the differential circuit are connected in series. A level shift circuit, a current source circuit in which a current control transistor in which a connection point between the constant current source transistor and the constant voltage transistor is connected to a gate and a voltage source transistor in which a gate and a drain are connected to each other are connected in series; A current mirror transistor in which the drain of the voltage source transistor is connected to the gate and the output of the differential circuit A differential amplifying device comprising a series circuit of a control transistor whose current is controlled according to a force voltage, and comprising an output circuit provided with an output terminal at a connection point between the current mirror transistor and the control transistor.
【請求項3】非反転入力端子に加えられる電圧と反転入
力端子に加えられる電圧との差に応じた電圧を出力する
差動回路と、 一定の電流を流す定電流源トランジスタと前記差動回路
の出力電圧に応じて電流が制御されるレベル制御トラン
ジスタとの直列回路からなるレベルシフト回路と、 前記定電流源トランジスタと前記レベル制御トランジス
タの接続点をゲートに接続した電流制御トランジスタと
ゲートおよびドレインが互いに接続された電圧源トラン
ジスタとが直列に接続され、さらに前記電流制御トラン
ジスタ側に一定の電流を流す電流制限用定電流源トラン
ジスタが直列に接続された直列回路からなる電流源回路
と、 前記電圧源トランジスタのドレインをゲートに接続した
カレントミラートランジスタと前記差動回路の出力電圧
に応じて電流が制御される制御トランジスタとの直列回
路からなり、前記カレントミラートランジスタと前記制
御トランジスタの接続点に出力端子を設けた出力回路と
を備えた差動増幅装置。
3. A differential circuit for outputting a voltage corresponding to a difference between a voltage applied to a non-inverting input terminal and a voltage applied to an inverting input terminal, a constant current source transistor for flowing a constant current, and the differential circuit. A level shift circuit comprising a series circuit of a level control transistor whose current is controlled according to the output voltage of the current control transistor; a current control transistor having a gate connected to a connection point between the constant current source transistor and the level control transistor; and a gate and a drain. A current source circuit comprising a series circuit in which a voltage source transistor connected to each other is connected in series, and a current limiting constant current source transistor for flowing a constant current to the current control transistor side is further connected in series; A current mirror transistor in which the drain of the voltage source transistor is connected to the gate and the output voltage of the differential circuit Flip to become a series circuit of a control transistor current is controlled, the differential amplifier having an output circuit having a output terminal to the connection point of the control transistor and the current mirror transistors.
【請求項4】 非反転入力端子に加えられる電圧と反転
入力端子に加えられる電圧との差に応じた電圧を出力す
る差動回路と、 一定の電流を流す定電流源トランジスタとゲートおよび
ドレインが互いに接続された定電圧トランジスタとが互
いに直列に接続され、さらに前記定電圧トランジスタと
前記差動回路の出力電圧に応じて電流が制御されるレベ
ル制御トランジスタとが直列に接続された直列回路から
なるレベルシフト回路と、 前記定電流源トランジスタと前記定電圧トランジスタの
接続点をゲートに接続した電流制御トランジスタとゲー
トおよびドレインが互いに接続された電圧源トランジス
タが直列に接続され、さらに前記電流制御トランジスタ
側に一定の電流を流す電流制限用定電流源トランジスタ
が直列に接続された直列回路からなる電流源回路と、 前記電圧源トランジスタのドレインをゲートに接続した
カレントミラートランジスタと前記差動回路の出力電圧
に応じて電流が制御される制御トランジスタとの直列回
路からなり、前記カレントミラートランジスタと前記制
御トランジスタの接続点に出力端子を設けた出力回路と
を備えた差動増幅装置。
4. A differential circuit that outputs a voltage corresponding to a difference between a voltage applied to a non-inverting input terminal and a voltage applied to an inverting input terminal, a constant current source transistor that flows a constant current, and a gate and a drain. A constant voltage transistor connected to each other is connected in series with each other, and a constant voltage transistor and a level control transistor whose current is controlled according to an output voltage of the differential circuit are connected in series. A level shift circuit, a current control transistor having a gate connecting a connection point of the constant current source transistor and the constant voltage transistor, and a voltage source transistor having a gate and a drain connected to each other are connected in series; Series circuit in which constant current source transistors for current limiting that allow a constant current to flow through A current source circuit, and a series circuit of a current mirror transistor having a drain connected to the gate of the voltage source transistor and a control transistor whose current is controlled according to the output voltage of the differential circuit. An output circuit having an output terminal at a connection point of the control transistor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003501855A (en) * 1999-05-28 2003-01-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Level converter having slew rate control means

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