JPH1127062A - Differential amplifier and operational amplifier - Google Patents

Differential amplifier and operational amplifier

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JPH1127062A
JPH1127062A JP9195067A JP19506797A JPH1127062A JP H1127062 A JPH1127062 A JP H1127062A JP 9195067 A JP9195067 A JP 9195067A JP 19506797 A JP19506797 A JP 19506797A JP H1127062 A JPH1127062 A JP H1127062A
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JP
Japan
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voltage
stage
output
drain
transistor
Prior art date
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JP9195067A
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Inventor
Koji Tanagawa
幸次 棚川
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential amplifier having its extended range of input voltage and also to provide an operational amplifier which can obtain its normal output. SOLUTION: A differential amplifier 10 has an input stage 1 and an output stage 2. The stage 2 includes a bias stage 3 which shifts the level of output voltage of a 1st NOMS 4 of the amplifier 10 and biases the input voltage of 4th and 5th PMOS 7 and 8. In such a constitution, the voltage drop of the stage 2 can be minimized and the range of input voltage that can be supplied to the stage 1 is extended up to the power voltage Vdd+. An operational amplifier 40 has a level shift stage 20 which shifts the level of and outputs the output voltage of a 2nd NOMS 5 of the amplifier 10 at the next stage of the amplifier 10, and an output buffer stage 30 which outputs the output voltage of the stage 20 to the outside. Thus, the stage 30 operates to obtain the normal output.

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,半導体集積回路に
おいて使用されている差動増幅器及び演算増幅器に関す
るものであり,特に差動増幅器の入力電圧の範囲を拡大
し,演算増幅器の出力を正常に得ることができるものに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential amplifier and an operational amplifier used in a semiconductor integrated circuit, and more particularly, to expanding the input voltage range of the differential amplifier and normalizing the output of the operational amplifier. Regarding what you can get.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体集積回路において,入力信
号を増幅する手段として,例えば,相補型MOSトラン
ジスタ(以下,CMOSという。)やバイポーラトラン
ジスタ等で構成された差動増幅器が使用されている。差
動増幅器としては,温度ドリフトが非常に少なく動作速
度が速いCOMS型のものが知られている。
2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor integrated circuit, as a means for amplifying an input signal, for example, a differential amplifier composed of a complementary MOS transistor (hereinafter referred to as CMOS), a bipolar transistor or the like is used. As a differential amplifier, there is known a COMS type differential amplifier having a very small temperature drift and a high operation speed.

【0003】図3は,従来の一般的なCOMS型の差動
増幅器100を示す構成図である。差動増幅器100
は,電源電圧Vdd+(例えば5.0V)と接地電位(G
ND)の間に接続されており,正相入力端子Vin+及
び逆相入力端子Vin−から供給された入力電圧の差に
応じた差動増幅を行ってノードN1に出力するように構
成されている。
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional general COMS type differential amplifier 100. As shown in FIG. Differential amplifier 100
Is the power supply voltage V dd + (for example, 5.0 V) and the ground potential (G
ND), and is configured to perform differential amplification according to the difference between the input voltages supplied from the positive-phase input terminal Vin + and the negative-phase input terminal Vin− and output the result to the node N1. .

【0004】差動増幅回路100は,入力段101と出
力段102から主に構成されている。入力段101は,
入力用の第1及び第2のNチャンネルMOSトランジス
タ(以下,NMOSという。)103,104と,定電
流源用の第3のNMOS105より構成されている。出
力段102は,能動負荷用の第4及び第5のPチャンネ
ルトランジスタ(以下,PMOSという。)106,1
07より構成されている。
[0006] The differential amplifier circuit 100 mainly includes an input stage 101 and an output stage 102. The input stage 101
It comprises first and second N-channel MOS transistors (hereinafter referred to as NMOS) 103 and 104 for input and a third NMOS 105 for constant current source. The output stage 102 includes fourth and fifth P-channel transistors (hereinafter, referred to as PMOS) 106, 1 for an active load.
07.

【0005】入力段101において,第1のNMOS1
03のゲートは,正相入力端子Vin+に接続され,第
2のNMOS104のゲートは,逆相入力端子Vin−
に接続され,第1及び第2のNMOS103,104
は,差動増幅器100における差動対になる。また,第
3のNMOS105のゲートは,バイアス電圧Vbbに接
続され,ドレインは,第1及び第2のNMOS103,
104のドレインに共通接続され,ソースは,接地電位
に接続されている。
In the input stage 101, the first NMOS 1
03 is connected to the positive-phase input terminal Vin +, and the gate of the second NMOS 104 is connected to the negative-phase input terminal Vin−.
And the first and second NMOSs 103 and 104
Is a differential pair in the differential amplifier 100. The gate of the third NMOS105 is connected to a bias voltage V bb, drain, first and second NMOS 103,
The drain is connected in common to the drain 104, and the source is connected to the ground potential.

【0006】また,出力段102において,第4及び第
5のPMOS106,107の各ゲートは,ノードN2
に共通接続されると共に第1のNMOS103のドレイ
ンに接続され,第4のPMOS106のドレインは,ノ
ードN2を介して第1のNMOS103のドレインに接
続され,第5のPMOS107のドレインは,ノードN
1を介して第2のNMOS104のドレインに接続さ
れ,第4及び第5のPMOS106,107の各ソース
は,電源電圧Vdd+に接続されている。第4及び第5の
PMOS106,107は,いわゆる電流ミラー回路と
して構成されており,ノードN2の電圧で,第4及び第
5のPMOS106,107がオン,オフ動作するよう
に構成されている。
In the output stage 102, the gates of the fourth and fifth PMOSs 106 and 107 are connected to the node N2.
And the drain of the fourth PMOS 106 is connected to the drain of the first NMOS 103 via the node N2, and the drain of the fifth PMOS 107 is connected to the node N2.
The source of each of the fourth and fifth PMOSs 106 and 107 is connected to the power supply voltage V dd + via the first NMOS 1 and the drain of the second NMOS 104. The fourth and fifth PMOSs 106 and 107 are configured as so-called current mirror circuits, and are configured so that the fourth and fifth PMOSs 106 and 107 are turned on and off by the voltage of the node N2.

【0007】以上のように構成された差動増幅器100
において,正相入力端子Vin+及び逆相入力端子Vi
n−から第1及び第2のNMOS103,104に対し
てそれぞれ入力電圧が供給されると、その入力電圧が差
動増幅器100で差動増幅され、ノードN1に出力され
る。
The differential amplifier 100 configured as described above
, The positive-phase input terminal Vin + and the negative-phase input terminal Vi
When an input voltage is supplied from n− to the first and second NMOSs 103 and 104, the input voltage is differentially amplified by the differential amplifier 100 and output to the node N1.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで,従来の差動
増幅器100において,第4及び第5のPMOS10
6,107が,オン動作した場合には,第4及び第5の
PMOS106,107は,第1及び第2のNMOS1
03,104に対してそれぞれ負荷トランジスタとして
機能し,電圧降下を生じさせる。第1のNMOS103
のドレインの電圧は,電源電圧Vdd+から第4のPMO
S106の電圧降下分だけ低い電圧になり,同様に第2
のNMOS104のドレインの電圧は,電源電圧Vdd
から第4のPMOS106の電圧降下分だけ低い電圧に
なる。また,第4及び第5のPMOS106,107
が,正常にオン動作をするためには,第4及び第5のP
MOS106,107のゲート−ソース間電圧が,スレ
ッショルド電圧Vth(例えば0.8V)程度は最低限必
要になる。即ち,第4及び第5のPMOS106,10
7のゲートの電圧が,電源電圧Vdd+からスレッショル
ド電圧Vth分だけ低い電圧(例えば4.2V)になる
と,第4及び第5のPMOS106,107が,正常に
オン動作する。ここで,第1及び第2のNMOS10
3,104の各ゲートに入力電圧が供給された場合に
は,第1及び第2のNMOS103,104がオン動作
し,ノードN2の電圧が降下する。そして,ノードN2
の電圧が,電源電圧Vdd+からスレッショルド電圧Vth
分だけ低い電圧になると,第4及び第5のPMOS10
6,107の各ゲートは,ノードN2に接続されている
ので,第4及び第5のPMOS106,107の各ゲー
トの電圧が,電源電圧Vdd+からスレッショルド電圧V
th分だけ低い電圧となり,第4及び第5のPMOS10
6,107が共にオン動作をする。
In the conventional differential amplifier 100, the fourth and fifth PMOS transistors 10
6 and 107 are turned on, the fourth and fifth PMOSs 106 and 107 are connected to the first and second NMOSs 1 and 2, respectively.
03 and 104 each function as a load transistor to cause a voltage drop. First NMOS 103
From the power supply voltage V dd + to the fourth PMO
The voltage becomes lower by the voltage drop of S106, and
Of the drain of the NMOS 104 is the power supply voltage V dd +
To a voltage lower by the voltage drop of the fourth PMOS 106. Further, the fourth and fifth PMOSs 106 and 107
However, in order to perform a normal ON operation, the fourth and fifth P
It is necessary that the voltage between the gate and the source of each of the MOS transistors 106 and 107 be at least about a threshold voltage V th (for example, 0.8 V). That is, the fourth and fifth PMOSs 106 and 10
When the voltage of the gate 7 becomes lower than the power supply voltage Vdd + by the threshold voltage Vth (for example, 4.2 V), the fourth and fifth PMOSs 106 and 107 operate normally. Here, the first and second NMOSs 10
When an input voltage is supplied to each of the gates 3 and 104, the first and second NMOSs 103 and 104 are turned on, and the voltage of the node N2 drops. And the node N2
From the power supply voltage V dd + to the threshold voltage V th
When the voltage becomes lower by the amount, the fourth and fifth PMOSs 10
6 and 107 are connected to the node N2, the voltage of each gate of the fourth and fifth PMOSs 106 and 107 is changed from the power supply voltage Vdd + to the threshold voltage Vdd +.
th and the fourth and fifth PMOS 10
6 and 107 are both turned on.

【0009】しかしながら,第4のPMOS106のゲ
ート及びドレインに接続された第1のNMOS103の
ドレインの電圧は,第4のPMOS106のオン動作に
よる電圧降下により,少なくとも電源電圧Vdd+からス
レッショルド電圧Vth分だけ低い電圧となる。この状態
で,第1のNMOS103が正常にオン動作をするため
には,第1のNMOS103のゲートに供給される入力
電圧が,電源電圧Vdd+からスレッショルド電圧Vth
だけ低い電圧より僅かに上回った電圧又は下回った電圧
に制限される。即ち,電源電圧Vdd+を例えば5.0V
とし,第4のPMOS106のスレッショルド電圧Vth
を例えば0.8Vとすると,電源電圧Vdd+からスレッ
ショルド電圧Vth分だけ低い電圧は例えば4.2Vとな
り,第1のNMOS103のドレインの電圧も例えば
4.2Vとなる。ここで,通常のトランジスタにおい
て,ゲート−ドレイン間電圧は,逆電圧として最大でも
0.2Vまで許容できるように設計されており,図示の
例では,第1のNMOS103のゲートに供給できる入
力電圧の最大値は例えば4.4Vまでとなる。
However, the voltage at the drain of the first NMOS 103 connected to the gate and the drain of the fourth PMOS 106 is reduced at least from the power supply voltage V dd + to the threshold voltage V th due to the voltage drop due to the ON operation of the fourth PMOS 106. The voltage becomes lower by the same amount. In this state, in order for the first NMOS 103 to normally turn on, the input voltage supplied to the gate of the first NMOS 103 is slightly lower than the voltage lower than the power supply voltage V dd + by the threshold voltage V th. Limited to higher or lower voltages. That is, the power supply voltage V dd + is, for example, 5.0 V
And the threshold voltage V th of the fourth PMOS 106
Is 0.8 V, for example, the voltage lower than the power supply voltage V dd + by the threshold voltage V th becomes, for example, 4.2 V, and the drain voltage of the first NMOS 103 also becomes, for example, 4.2 V. Here, in a normal transistor, the gate-drain voltage is designed so as to allow a reverse voltage of at most 0.2 V. In the illustrated example, the input voltage of the input voltage that can be supplied to the gate of the first NMOS 103 is set. The maximum value is, for example, up to 4.4V.

【0010】こうして,入力用に用いられるトランジス
タの特性によっては,電源電圧Vdd+から所定電圧,例
えば0.6V〜1.0V程度低い電圧にまで入力電圧が
制限される。また,通常,第2のNMOS104には,
第1のNMOS103に供給される入力電圧に対して逆
位相の入力電圧が供給される。従って,第1及び第2の
NMOS103,104に供給される入力電圧の範囲
は,第4のPMOS106の電圧降下により,最大で
も,電源電圧Vdd+から第4のPMOS106の電スレ
ッショルド電圧Vth分だけ低い電位より僅かに上回った
範囲に制限される。特に,例えば電源電圧源Vdd+が例
えば1V程度の低電源電圧の場合には,出力段による電
圧降下により入力電圧が供給できなくなるという不安が
生じる。
Thus, depending on the characteristics of the transistor used for input, the input voltage is limited from the power supply voltage V dd + to a predetermined voltage, for example, a voltage lower by about 0.6 V to 1.0 V. Usually, the second NMOS 104 includes:
An input voltage having a phase opposite to that of the input voltage supplied to the first NMOS 103 is supplied. Therefore, the range of the input voltage supplied to the first and second NMOSs 103 and 104 is at most the power threshold voltage V th of the fourth PMOS 106 from the power supply voltage V dd + due to the voltage drop of the fourth PMOS 106. Just below the lower potential. In particular, for example, when the power supply voltage source V dd + has a low power supply voltage of, for example, about 1 V, there is a fear that the input voltage cannot be supplied due to a voltage drop by the output stage.

【0011】従って,本発明は,上記のような問題点に
鑑みてなされたものであり,その目的は,差動増幅器に
おいて,出力段による電圧降下を最小限に抑えて,入力
段に供給できる入力電圧の範囲を拡大できる,新規かつ
改良された差動増幅器を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a differential amplifier capable of supplying a voltage to an input stage while minimizing a voltage drop due to an output stage. An object of the present invention is to provide a new and improved differential amplifier capable of expanding an input voltage range.

【0012】本発明の別な目的は,入力電圧の範囲が電
源電圧の付近にまで改善しても,正常な出力を得ること
が可能な新規かつ改良された演算増幅器を提供すること
である。
Another object of the present invention is to provide a new and improved operational amplifier capable of obtaining a normal output even when the input voltage range is improved to near the power supply voltage.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに,請求項1の発明は,各ゲートを介して入力信号が
供給される入力用の第1及び第2のトランジスタと,ゲ
ートがバイアス電圧に接続され,ドレインが前記入力用
の第1及び第2のトランジスタの各ソースに共通接続さ
れ,ソースが接地電位に接続された定電流源用の第3の
トランジスタとから成る入力段と,各ゲートが共通接続
され,各ドレインが対応する前記入力用の第1及び第2
のトランジスタのドレインにそれぞれ接続され,各ソー
スが電源電圧に接続された能動負荷用の第4及び第5の
トランジスタとから成る出力段を備え,前記入力段から
入力された入力信号を差動増幅して,前記出力段から出
力する差動増幅器において,前記出力段に,前記差動増
幅器の一方の出力をレベルシフトして,前記第4及び第
5のトランジスタの入力電圧をバイアスするバイアス段
を設けたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 is characterized in that first and second input transistors to which an input signal is supplied via each gate, and a gate are provided. An input stage comprising a third transistor for a constant current source connected to a bias voltage, a drain commonly connected to the sources of the input first and second transistors, and a source connected to the ground potential; , Each gate is connected in common, and each drain is connected to the corresponding first and second inputs.
And an output stage composed of active load fourth and fifth transistors each having a source connected to a power supply voltage, and differentially amplifying an input signal input from the input stage. In the differential amplifier outputting from the output stage, a bias stage for level-shifting one output of the differential amplifier to bias the input voltages of the fourth and fifth transistors is provided in the output stage. It is characterized by having been provided.

【0014】この請求項1の発明によれば,差動増幅器
の一方の出力は,バイアス段によってレベルシフトさ
れ,第4及び第5のトランジスタの入力電圧をバイアス
する。バイアスされた第4及び第5のトランジスタはオ
ン動作し,第4及び第5のトランジスタは,第1及び第
2のトランジスタに対してそれぞれ負荷トランジスタと
して機能し,電圧降下を生じさせる。ここで,第4及び
第5のトランジスタの電圧降下は,第4及び第5のソー
スードレイン間電圧と等しくなる。こうして,出力段に
よる電圧降下を最小限に抑えることができる。
According to the first aspect of the present invention, one output of the differential amplifier is level-shifted by the bias stage to bias the input voltages of the fourth and fifth transistors. The biased fourth and fifth transistors turn on, and the fourth and fifth transistors function as load transistors with respect to the first and second transistors, respectively, causing a voltage drop. Here, the voltage drops of the fourth and fifth transistors are equal to the fourth and fifth source-drain voltages. Thus, the voltage drop due to the output stage can be minimized.

【0015】なお,請求項1に記載した差動増幅器にお
いて,請求項2の発明のように,前記バイアス段は,ゲ
ートが差動増幅器の一方の出力に接続され,ドレインが
電源電圧又は接地電位に接続され,ソースが前記第4及
び第5のトランジスタの各ゲートに共通接続された第6
のトランジスタと,ゲートがバイアス電圧に接続され,
ドレインが前記第4及び第5のトランジスタの各ゲート
に共通接続され,ソースが接地電位に接続された定電流
源用の第7のトランジスタとから成るように構成するの
が良い。
In the differential amplifier according to the present invention, the bias stage has a gate connected to one output of the differential amplifier and a drain connected to a power supply voltage or a ground potential. And the source is commonly connected to each gate of the fourth and fifth transistors.
Transistor and the gate are connected to the bias voltage,
It is preferable that a drain is commonly connected to each gate of the fourth and fifth transistors, and a seventh transistor for a constant current source whose source is connected to the ground potential is good.

【0016】この請求項2の発明によれば,第6のトラ
ンジスタのスレッショルド電圧と第4及び第5のトラン
ジスタのソース−ドレイン間電圧の和が,第4及び第5
のトランジスタのスレッショルド電圧と等しくなるよう
に動作する。
According to the second aspect of the present invention, the sum of the threshold voltage of the sixth transistor and the source-drain voltage of the fourth and fifth transistors is the fourth and fifth.
Operates so as to be equal to the threshold voltage of the transistor.

【0017】また,請求項3の発明は,請求項1又は2
に記載の差動増幅器の後段に,前記差動増幅器の他方の
出力をレベルシフトして出力するレベルシフト段と,前
記レベルシフト段の出力を外部へ出力する出力バッファ
段とを設けたことを特徴とする演算増幅器を構成するこ
とである。
[0017] The invention of claim 3 is based on claim 1 or 2
And a level shift stage for level-shifting and outputting the other output of the differential amplifier, and an output buffer stage for outputting the output of the level shift stage to the outside. A feature of the present invention is to configure an operational amplifier.

【0018】この請求項3の発明によれば,電源電圧付
近にまで上昇した差動増幅器の他方の出力電圧を,レベ
ルシフト段によって接地方向にレベルシフトして,出力
バッファ段に出力することにより,出力バッファ段が動
作し正常な出力を得ることができる。
According to the third aspect of the invention, the other output voltage of the differential amplifier, which has risen to the vicinity of the power supply voltage, is level-shifted toward the ground by the level shift stage, and is output to the output buffer stage. , The output buffer stage operates and a normal output can be obtained.

【0019】なお,請求項3に記載した演算増幅器にお
いて,請求項4の発明のように,前記レベルシフト段
は,ゲートが前記差動増幅器の他方の出力に接続され,
ドレインが電源電圧に接続された第8のトランジスタ
と,ゲートがバイアス電圧に接続され,ソースが接地電
位に接続され,ドレインが前記第8のトランジスタのソ
ースに共通接続されると共にレベルシフト段の出力に接
続された定電流源用の第9のトランジスタとから成るよ
うに構成するのが好ましい。また,請求項5の発明のよ
うに,前記出力バッファ段は,ゲートが前記レベルシフ
ト段の出力に接続され,ソースが電源電圧に接続され,
ドレインが出力端子に接続された第10のトランジスタ
と,ゲートがバイアス電圧に接続され,ソースが接地電
位に接続され,ドレインが前記第10のトランジスタの
ドレインに接続された定電流源用の第11のトランジス
タとから成るように構成するのが好ましい。
According to a third aspect of the present invention, in the operational amplifier according to the fourth aspect, the level shift stage has a gate connected to the other output of the differential amplifier,
An eighth transistor having a drain connected to the power supply voltage, a gate connected to the bias voltage, a source connected to the ground potential, a drain commonly connected to a source of the eighth transistor, and an output of the level shift stage. And a ninth transistor for a constant current source connected to the second transistor. According to a fifth aspect of the present invention, in the output buffer stage, a gate is connected to an output of the level shift stage, and a source is connected to a power supply voltage.
A tenth transistor having a drain connected to the output terminal; an eleventh transistor for a constant current source having a gate connected to the bias voltage, a source connected to the ground potential, and a drain connected to the drain of the tenth transistor; It is preferable that the transistor is constituted by the following transistors.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお,
以下の説明において,略同一の機能及び構成を有する構
成要素については,同一の符号を付することにより,重
複説明を省略する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition,
In the following description, components having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0021】(第1の実施形態)図1は,本発明の実施
例を示す差動増幅器10の回路図である。差動増幅回路
10は,入力段1,出力段2及びバイアス段3から主に
構成されており,入電源電圧Vdd+(例えば5.0V)
と接地電位(GND)の間に接続されている。そして,
差動増幅回路10は,正相入力端子Vin+及び逆相入
力端子Vin−から供給された入力電圧の差に応じた差
動増幅を行ってノードN1に出力するように構成されて
いる。
(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram of a differential amplifier 10 showing an embodiment of the present invention. The differential amplifier circuit 10 mainly includes an input stage 1, an output stage 2, and a bias stage 3, and has an input power supply voltage V dd + (for example, 5.0 V).
And ground potential (GND). And
The differential amplifier circuit 10 is configured to perform differential amplification according to the difference between the input voltages supplied from the positive-phase input terminal Vin + and the negative-phase input terminal Vin− and output the result to the node N1.

【0022】入力段1は,入力用の第1及び第2のNM
OS4,5と,定電流源用の第3のNMOS6より構成
されている。出力段2は,能動負荷用の第4及び第5の
PMOS7,8より構成されている。バイアス段3は,
差動増幅器10の第1のNMOS4側の出力電圧をレベ
ルシフトする第6のNMOS9と,定電流源用の第7の
NMOS11より構成されている。
The input stage 1 includes first and second input NMs.
OSs 4 and 5 and a third NMOS 6 for a constant current source. The output stage 2 includes fourth and fifth PMOSs 7 and 8 for an active load. Bias stage 3
The differential amplifier 10 includes a sixth NMOS 9 for level-shifting the output voltage on the first NMOS 4 side and a seventh NMOS 11 for a constant current source.

【0023】入力段1において,第1のNMOS4のゲ
ートは,正相入力端子Vin+に接続され,第2のNM
OS5のゲートは,逆相入力端子Vin−に接続され,
第1及び第2のNMOS4,5は,差動増幅器10にお
ける差動対になる。ここで,第1及び第2のNMOS
4,5のゲート−ドレイン間電圧は,逆電圧として例え
ば0.2Vまで許容できるように設計されている。ま
た,第3のNMOS6のゲートは,バイアス電圧Vbb
接続され,ドレインは,第1及び第2のNMOS4,5
の各ソースに共通接続され,ソースは,接地電位に接続
されている。
In the input stage 1, the gate of the first NMOS 4 is connected to the positive-phase input terminal Vin +,
The gate of OS5 is connected to the negative-phase input terminal Vin−,
The first and second NMOSs 4 and 5 form a differential pair in the differential amplifier 10. Here, the first and second NMOSs
The gate-drain voltages of 4 and 5 are designed to be allowed up to, for example, 0.2 V as a reverse voltage. The gate of the third NMOS6 is connected to a bias voltage V bb, drain, first and second NMOS4,5
, And the source is connected to the ground potential.

【0024】出力段2において,第4及び第5のPMO
S7,8の各ゲートは,ノードN3に共通接続され,第
4のPMOS7のドレインは,第1のNMOS4のドレ
インに接続され,第5のPMOS8のドレインは,第2
のNMOS5のドレインに接続され,第4及び第5のP
MOS7,8の各ソースは,電源電圧Vdd+に接続され
ている。第4及び第5のPMOS7,8のオン状態での
ソース−ドレイン間電圧は,例えば0.2Vになるよう
に設計されている。
In the output stage 2, the fourth and fifth PMOs
The gates of S7 and S8 are commonly connected to the node N3, the drain of the fourth PMOS 7 is connected to the drain of the first NMOS 4, and the drain of the fifth PMOS 8 is connected to the second
, And the fourth and fifth P
The sources of the MOSs 7 and 8 are connected to the power supply voltage V dd +. The source-drain voltage in the ON state of the fourth and fifth PMOSs 7 and 8 is designed to be, for example, 0.2V.

【0025】バイアス段3において,第6のNMOS9
のゲートは,差動増幅器10の第1のNMOS4側の出
力に接続され,ドレインは,電源電圧Vdd+に接続さ
れ,ソースは,第4及び第5のPMOS7,8の各ゲー
トに共通接続されていると共にノードN3に接続されて
いる。また,第7のNMOS11のゲートは,バイアス
電圧Vbbに接続され,ドレインは,ノードN3を介して
第4及び第5のPMOS7,8のトランジスタのゲート
に接続され,ソースは,接地電位に接続されている。な
お,第7のNMOS11は,定電流源として働くが,第
7のNMOS11を例えば抵抗等の他の手段に置き換え
ても良い。
In the bias stage 3, the sixth NMOS 9
Is connected to the output of the first NMOS 4 side of the differential amplifier 10, the drain is connected to the power supply voltage V dd +, and the source is commonly connected to the gates of the fourth and fifth PMOSs 7, 8. And is connected to the node N3. The gate of the seventh NMOS11 is connected to a bias voltage V bb, the drain is connected to the fourth and the gate of the first 5 PMOS7,8 transistor via a node N3, the source is connected to a ground potential Have been. Although the seventh NMOS 11 functions as a constant current source, the seventh NMOS 11 may be replaced with another unit such as a resistor.

【0026】そして,バイアス段3は,差動増幅器10
の第1のNMOS4側の出力電圧を,接地電位の方向に
レベルシフトしてノードN3に出力し,第4及び第5の
PMOS7,8の入力電圧をバイアスするように構成さ
れている。即ち,第4及び第5のPMOS7,8の各ゲ
ートは,ノードN3に接続されているため,第4及び第
5のPMOS7,8は,ノードN3の電圧で,オン,オ
フ動作するように構成されており,ノードN3の電圧
は,電源電圧Vdd+から第4及び第5のPMOS7,8
のスレッショルド電圧Vth分だけ低い電圧(例えば4.
2V)になると第4及び第5のPMOS7,8が,正常
にオン動作するように構成されている。ノードN3の電
圧は,ノードN2の電圧から第6のNMOS9のスレッ
ショルド電圧Vth分だけ低い電圧になり,ノードN2の
電圧は,電源電圧Vdd+から第4のPMOS7のソース
ードレイン間電圧分だけ低い電圧になる。従って,第4
及び第5のPMOS7,8とは特性が異なる第6のNM
OS9のスレッショルド電圧Vth(例えば0.6V)と
第4のPMOS7のソース−ドレイン間電圧(例えば
0.2V)の和は,第4及び第5のPMOS7,8のス
レッショルド電圧Vth(例えば0.8V)と等しくな
る。
The bias stage 3 includes a differential amplifier 10
The level of the output voltage of the first NMOS 4 is shifted in the direction of the ground potential and output to the node N3, and the input voltages of the fourth and fifth PMOSs 7 and 8 are biased. That is, since the gates of the fourth and fifth PMOSs 7 and 8 are connected to the node N3, the fourth and fifth PMOSs 7 and 8 are configured to perform on / off operations at the voltage of the node N3. The voltage of the node N3 is changed from the power supply voltage V dd + to the fourth and fifth PMOSs 7, 8
A voltage lower by the threshold voltage V th (for example, 4.
4V), the fourth and fifth PMOSs 7 and 8 are configured to normally turn on. The voltage at the node N3 is lower than the voltage at the node N2 by the threshold voltage Vth of the sixth NMOS 9, and the voltage at the node N2 is equal to the source-drain voltage of the fourth PMOS 7 from the power supply voltage Vdd +. Only lower voltage. Therefore, the fourth
And a sixth NM having characteristics different from those of the fifth PMOSs 7 and 8.
The sum of the threshold voltage V th (for example, 0.6 V) of the OS 9 and the source-drain voltage (for example, 0.2 V) of the fourth PMOS 7 is the threshold voltage V th (for example, 0 V) of the fourth and fifth PMOSs 7 and 8. .8V).

【0027】以上のように構成された差動増幅器1の動
作について説明する。
The operation of the differential amplifier 1 configured as described above will be described.

【0028】先ず,正相入力端子Vin+及び逆相入力
端子Vin−から入力用の第1及び第2のNMOS4,
5の各ゲートにそれぞれ入力電圧が供給され,第1及び
第2のNMOS4,5がオン動作する。第1のNMOS
4がオン状態なのでノードN2の電圧が降下する。それ
と同時に,差動増幅器10の第1のNMOS4側の出力
電圧は,ノードN2を介して第6のNMOS9のゲート
に出力される。
First, input first and second NMOSs 4 and 4 are input from the positive-phase input terminal Vin + and the negative-phase input terminal Vin−.
The input voltage is supplied to each of the gates of the NMOS transistors 5, and the first and second NMOSs 4, 5 are turned on. First NMOS
4 is in the ON state, the voltage of the node N2 drops. At the same time, the output voltage on the first NMOS 4 side of the differential amplifier 10 is output to the gate of the sixth NMOS 9 via the node N2.

【0029】バイアス段3は,差動増幅器10の第1の
NMOS4側の出力電圧を,第6のNMOS9により,
接地方向にレベルシフトし,ノードN3を介して,第4
及び第5のPMOS7,8の各ゲートに出力する。第6
のNMOS9の電圧降下は,第6のNMOS9のスレッ
ショルド電圧Vth(例えば0.6V)と等しく,ノード
N3の電圧は,ノードN2の電圧から第6のNMOS9
のスレッショルド電圧Vth分だけ低い電圧になるので,
ノードN2の電圧が下がるのに伴い,ノードN3の電圧
が,電源電圧Vdd+(例えば5.0V)から第4及び第
5のPMOS7,8のスレッショルド電圧Vth分(例え
ば0.8V)だけ低い電圧(例えば4.2V)になる。
こうして,バイアス段3は,第4及び第5のPMOS
7,8の入力電圧をバイアスし,第4及び第5のPMO
S7,8はオン動作する。オン状態の第4及び第5のP
MOS7,8は第1及び第2のNMOS4,5に対して
負荷トランジスタとして機能し,電圧降下を生じさせ
る。ここで,第4及び第5のPMOS7,8の電圧降下
は,第4及び第5のPMOS7,8のソースードレイン
間電圧(例えば0.2V)と等しくなる。第1のNMO
S4のドレイン電圧は,電源電圧Vdd+から第4のPM
OS7のソースードレイン間電圧分だけ低い電圧(例え
ば4.8V)となり,同様に,第2のNMOS5のドレ
イン電圧は,電源電圧Vdd+から第5のPMOS8のソ
ースードレイン間電圧分だけ低い電圧となる。
The bias stage 3 uses the sixth NMOS 9 to output the output voltage of the differential amplifier 10 on the first NMOS 4 side.
The level is shifted to the ground direction, and the fourth
And output to the respective gates of the fifth PMOSs 7 and 8. Sixth
Of the NMOS 9 is equal to the threshold voltage V th (for example, 0.6 V) of the sixth NMOS 9, and the voltage of the node N 3 is changed from the voltage of the node N 2 to the sixth NMOS 9.
Becomes lower by the threshold voltage V th of
As the voltage of the node N2 decreases, the voltage of the node N3 is increased from the power supply voltage V dd + (for example, 5.0 V) by the threshold voltage V th of the fourth and fifth PMOSs 7 and 8 (for example, 0.8 V). It becomes a low voltage (for example, 4.2V).
Thus, the bias stage 3 includes the fourth and fifth PMOSs.
7 and 8 are biased, and the fourth and fifth PMOs are biased.
S7 and S8 are turned on. Fourth and fifth Ps in the ON state
The MOSs 7 and 8 function as load transistors for the first and second NMOSs 4 and 5, and cause a voltage drop. Here, the voltage drop of the fourth and fifth PMOSs 7 and 8 becomes equal to the source-drain voltage (for example, 0.2 V) of the fourth and fifth PMOSs 7 and 8. First NMO
The drain voltage of S4 is changed from the power supply voltage V dd + to the fourth PM
The voltage becomes lower (for example, 4.8 V) by the source-drain voltage of the OS 7, and similarly, the drain voltage of the second NMOS 5 is lower than the power supply voltage V dd + by the source-drain voltage of the fifth PMOS 8. Voltage.

【0030】そして,第1及び第2のNMOS4,5の
ゲート−ドレイン間電圧は,逆電圧として例えば0.2
Vまで許容できるように設計されているので,第1及び
第2のNMOS4,5の各ゲートに電源電圧Vdd+にま
で拡大した入力電圧を供給できる。
The gate-drain voltage of the first and second NMOSs 4 and 5 is, for example, 0.2 V as a reverse voltage.
Since the input voltage is designed to be up to V, the input voltage expanded to the power supply voltage V dd + can be supplied to each gate of the first and second NMOSs 4 and 5.

【0031】以上のように,本実施の形態にかかる差動
増幅器10によれば,第4及び第5のPMOS7,8の
オン,オフ動作を,バイアス段3を介して行うことによ
り,出力段2の電圧降下を,電源電圧Vdd+から第4及
び第5のPMOS7,8のソースードレイン間電圧分だ
け低い電圧にして,最小限に抑えることができる。そし
て,第4及び第5のPMOS7,8のソースードレイン
間電圧が,第1のNMOS4のゲート−ドレイン間電圧
において許容されている逆電圧以下である場合には,第
1及び第2のNMOS4,5の入力電圧の範囲を電源電
圧Vdd+にまで拡大することができる。従って,低電源
電圧で動作する半導体集積回路において,本発明の差動
増幅器を使用することにより,入力電圧の範囲を電源電
圧にまで拡大し,出力段による電圧降下により入力電圧
が供給できなくなるという状態は回避される。その結
果,低電源電圧で動作する半導体集積回路を有効に活用
することができる。
As described above, according to the differential amplifier 10 of the present embodiment, the ON and OFF operations of the fourth and fifth PMOSs 7 and 8 are performed via the bias stage 3 so that the output stage 2 can be minimized by lowering the power supply voltage V dd + by the voltage between the source and drain of the fourth and fifth PMOSs 7 and 8. If the source-drain voltages of the fourth and fifth PMOSs 7 and 8 are equal to or less than the reverse voltage allowed in the gate-drain voltage of the first NMOS 4, the first and second NMOSs 4 , 5 can be extended to the power supply voltage V dd +. Therefore, in a semiconductor integrated circuit operating at a low power supply voltage, by using the differential amplifier of the present invention, the range of the input voltage is expanded to the power supply voltage, and the input voltage cannot be supplied due to the voltage drop by the output stage. The situation is avoided. As a result, a semiconductor integrated circuit operating at a low power supply voltage can be effectively used.

【0032】(第2の実施形態)図2は,本発明の第2
の実施形態にかかる演算増幅器40の概略構成を示して
いるが,この演算増幅器40は,差動増幅器10の後段
に,レベルシフト段20と出力バッファ段30を設けた
構成となっている。従って,差動増幅器10の構成及び
動作については,先に説明した第1の実施形態と同様な
ので,重複説明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
The schematic configuration of the operational amplifier 40 according to the embodiment is shown. The operational amplifier 40 has a configuration in which a level shift stage 20 and an output buffer stage 30 are provided after the differential amplifier 10. Therefore, the configuration and operation of the differential amplifier 10 are the same as those of the first embodiment described above, and the description thereof will not be repeated.

【0033】レベルシフト段20は,電源電圧Vdd
(例えば5.0V)と接地電位の間に直列接続された第
8のNMOS21と定電流源用の第9のNMOS22か
ら主に構成されている。第8のNMOS21ゲートは,
ノードN1に接続され,ドレインは,電源電圧Vdd+に
接続されている。ここで,第8のNMOS21のスレッ
ショルド電圧Vthは例えば0.8Vである。また,第9
のNMOS22のゲートは,バイアス電圧Vbbに接続さ
れ,ドレインは,第8のNMOS21のソースに共通接
続されると共にレベルシフト段20の出力に接続され,
ソースは,接地電位に接続されている。
The level shift stage 20 has a power supply voltage V dd +
(For example, 5.0 V) and a ground potential, and is mainly constituted by an eighth NMOS 21 and a ninth NMOS 22 for a constant current source. The eighth NMOS 21 gate is
It is connected to the node N1 and its drain is connected to the power supply voltage V dd +. Here, the threshold voltage V th of the eighth NMOS 21 is, for example, 0.8V. The ninth
The gate of NMOS22 of is connected to a bias voltage V bb, the drain is connected to the output of the level shift stage 20 while being commonly connected to the 8 NMOS 21 sources of,
The source is connected to the ground potential.

【0034】出力バッファ段30は,電源電圧Vdd+と
接地電位の間に直列接続された第10のPMOS31と
定電流源用の第11のNMOS32から構成されてい
る。第10のPMOS31のゲートは,ノードN4に接
続され,ドレインは,出力端子33に接続され,ソース
は,電源電圧Vddに接続されている。ここで,第10の
PMOS31のスレッショルド電圧Vthは例えば0.8
Vである。第11のNMOS32のゲートは,バイアス
電圧Vbbに接続され,ドレインは,第10のPMOS3
2のドレインに接続され,ソースは,接地電位に接続さ
れている。
The output buffer stage 30 comprises a tenth PMOS 31 and an eleventh NMOS 32 for a constant current source connected in series between the power supply voltage V dd + and the ground potential. The gate of the tenth PMOS 31 is connected to the node N4, the drain is connected to the output terminal 33, and the source is connected to the power supply voltage Vdd . Here, the threshold voltage V th of the tenth PMOS 31 is, for example, 0.8
V. The gate of the eleventh NMOS32 is connected to a bias voltage V bb, drain, of the 10 PMOS 3
2 and the source is connected to the ground potential.

【0035】次に,以上のように構成された演算増幅器
40の動作について図2を参照しながら説明する。
Next, the operation of the operational amplifier 40 configured as described above will be described with reference to FIG.

【0036】先ず,正相入力端子Vin+及び逆相入力
端子Vin−から入力電圧が供給され,差動増幅器10
で差動増幅され,ノードN1を介して,レベルシフト段
20の第8のNMOS21のゲートに出力される。レベ
ルシフト段20では,電源電圧Vdd+(例えば5.0
V)付近にまで上昇したノードN1の電圧(例えば4.
8V)を,第8のNMOS21により接地方向にレベル
シフトして,ノードN4を介して,出力バッファ段30
の第10のPMOS31のゲートに出力する。その際
に,第8のNMOS21はオン動作するので,第8のN
MOS21の電圧降下は,第8のNMOS21のスレッ
ショルド電圧Vth(例えば0.8V)に等しい。そし
て,第10のPMOS31のゲートには,ノードN1の
電圧から第8のNMOS21のスレッシュルド電圧Vth
分だけ低い電圧(例えば4.0V)が入力されることに
なる。こうして,電源電圧Vdd+に近い入力電圧が差動
増幅器10に供給され,ノードN1の電圧と電源電圧V
dd+との間の電位差が第10のPMOS31のスレッシ
ュルド電圧Vth(例えば0.8V)以下になっても,差
動増幅器10の出力電圧をレベルシフト段20でレベル
シフトして,出力バッファ段30の第10のPMOS3
1のゲートに出力するので,第10のPMOS31のゲ
ートーソース間電圧がスレッシュルド電圧Vthより低く
なることはなく,第10のPMOS31がオン動作す
る。そして,第10のPMOS31がオン動作すること
により,出力バッファ段30が動作し,正常に出力端子
23に出力を得ることができる。
First, an input voltage is supplied from the positive-phase input terminal Vin + and the negative-phase input terminal Vin−, and the differential amplifier 10
, And is output to the gate of the eighth NMOS 21 of the level shift stage 20 via the node N1. In the level shift stage 20, the power supply voltage V dd + (for example, 5.0
V), the voltage of the node N1 (for example, 4.
8V) is shifted to the ground direction by the eighth NMOS 21 and the output buffer stage 30 is shifted through the node N4.
To the gate of the tenth PMOS 31. At this time, since the eighth NMOS 21 is turned on, the eighth NMOS 21 is turned on.
The voltage drop of the MOS 21 is equal to the threshold voltage V th (for example, 0.8 V) of the eighth NMOS 21. Then, the threshold voltage V th of the eighth NMOS 21 is applied to the gate of the tenth PMOS 31 from the voltage of the node N1.
A voltage (for example, 4.0 V) that is lower by an amount is input. Thus, the input voltage close to the power supply voltage Vdd + is supplied to the differential amplifier 10, and the voltage of the node N1 and the power supply voltage Vdd +
Even if the potential difference between the differential amplifier 10 and the dd + becomes equal to or lower than the threshold voltage V th (for example, 0.8 V) of the tenth PMOS 31, the output voltage of the differential amplifier 10 is level-shifted by the level shift stage 20, and the Tenth PMOS3 of stage 30
Since the signal is output to the first gate, the gate-source voltage of the tenth PMOS 31 does not become lower than the threshold voltage Vth , and the tenth PMOS 31 is turned on. Then, when the tenth PMOS 31 is turned on, the output buffer stage 30 is operated, and an output can be normally obtained at the output terminal 23.

【0037】以上のように,本実施の形態にかかる演算
増幅器40によれば,差動増幅器10の後段に,レベル
シフト段20と出力バッファ段30を設けることによ
り,入力電圧の範囲を電源電圧Vdd+にまで拡大するこ
とによって,差動増幅器10の出力電圧の範囲が電源電
圧Vdd+に付近にまで上昇しても,レベルシフト段20
で差動増幅器10の出力電圧をレベルシフトして,出力
バッファ段30が動作し正常な出力を得ることができ
る。従って,低電源電圧で動作する半導体集積回路にお
いて,本発明の演算増幅器を使用することにより,正常
な出力を得ることができる。その結果,低電源電圧で動
作する半導体集積回路を有効に活用することができる。
As described above, according to the operational amplifier 40 according to the present embodiment, the level shift stage 20 and the output buffer stage 30 are provided after the differential amplifier 10 so that the range of the input voltage can be reduced by the power supply voltage. By expanding to V dd +, even if the output voltage range of the differential amplifier 10 rises to near the power supply voltage V dd +, the level shift stage 20
Then, the output voltage of the differential amplifier 10 is level-shifted, and the output buffer stage 30 operates to obtain a normal output. Therefore, in a semiconductor integrated circuit operating at a low power supply voltage, a normal output can be obtained by using the operational amplifier of the present invention. As a result, a semiconductor integrated circuit operating at a low power supply voltage can be effectively used.

【0038】以上,添付図面を参照にしながら本発明の
好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例
に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記
載された技術的思想の範疇内において各種の変更例また
は修正例に想到し得ることは明らかであり,それらにつ
いても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解さ
れる。なお,各種の変更例または修正例としては,例え
ば次のようなものがある (1) 本発明の実施形態の
例で示したMOSトランジスタをバイポーラトランジス
タに入れ替えても同様の利点が得られる。 (2) 接地電位は電源電圧Vdd−としてもよい。ま
た,図1の電源電圧Vdd+と接地電位とを入れ替え,そ
れに応じてNMOSをPMOS,PMOSをNMOSに
入れ替える等の回路構成にしても上記実施形態の例とほ
ぼ同様の利点がある。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can conceive various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims, and those modifications naturally fall within the technical scope of the present invention. It is understood to belong. Various changes or modifications include, for example, the following. (1) The same advantages can be obtained by replacing the MOS transistor shown in the embodiment of the present invention with a bipolar transistor. (2) The ground potential may be the power supply voltage Vdd- . Also, a circuit configuration in which the power supply voltage V dd + and the ground potential are replaced in FIG. 1 and the NMOS is replaced with a PMOS and the PMOS is replaced with an NMOS in accordance with the same has substantially the same advantages as those in the above embodiment.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように,請求項1及び2の
発明によれば,差動増幅器の入力電圧の範囲を電源電圧
にまで拡大し,請求項3〜4の発明によれば,演算増幅
器において,入力電圧の範囲が電源電圧の付近にまで拡
大されても,正常な出力が得ることができる。従って,
半導体集積回路を低電源電圧においても有効に活用で
き,低消費電力な半導体集積回路を実現できる。
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the range of the input voltage of the differential amplifier is extended to the power supply voltage. In the amplifier, a normal output can be obtained even if the range of the input voltage is extended to the vicinity of the power supply voltage. Therefore,
The semiconductor integrated circuit can be effectively used even at a low power supply voltage, and a semiconductor integrated circuit with low power consumption can be realized.

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

【図1】本発明の実施形態にかかる差動増幅器の回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a differential amplifier according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態にかかる演算増幅器の回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram of an operational amplifier according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来の差動増幅器の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional differential amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力段 2 出力段 3 バイアス段 9 第6のトランジスタ 10 差動増幅器 11 第7のトランジスタ 20 レベルシフト段 21 第8のトランジスタ 22 第9のトランジスタ 30 出力バッファ段 31 第10のトランジスタ 32 第11のトランジスタ 40 演算増幅器 Reference Signs List 1 input stage 2 output stage 3 bias stage 9 sixth transistor 10 differential amplifier 11 seventh transistor 20 level shift stage 21 eighth transistor 22 ninth transistor 30 output buffer stage 31 tenth transistor 32 eleventh Transistor 40 Operational amplifier

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各ゲートを介して入力信号が供給される
入力用の第1及び第2のトランジスタと,ゲートがバイ
アス電圧に接続され,ドレインが前記入力用の第1及び
第2のトランジスタの各ソースに共通接続され,ソース
が接地電位に接続された定電流源用の第3のトランジス
タとから成る入力段と;各ゲートが共通接続され,各ド
レインが対応する前記入力用の第1及び第2のトランジ
スタのドレインにそれぞれ接続され,各ソースが電源電
圧に接続された能動負荷用の第4及び第5のトランジス
タとから成る出力段を備え;前記入力段から入力された
入力信号を差動増幅して,前記出力段から出力する差動
増幅器において:前記出力段に,前記差動増幅器の一方
の出力をレベルシフトして,前記第4及び第5のトラン
ジスタの入力電圧をバイアスするバイアス段を設けたこ
とを特徴とする差動増幅器。
An input first and second transistor to which an input signal is supplied via each gate, a gate connected to a bias voltage, and a drain connected to the input first and second transistors. An input stage including a third transistor for a constant current source commonly connected to each source and having a source connected to the ground potential; each gate being commonly connected and each drain corresponding to the first and second input sources; An output stage comprising an active load fourth and fifth transistor connected to the power supply voltage, each source being connected to the drain of a second transistor; In a differential amplifier that performs dynamic amplification and outputs from the output stage: one of the outputs of the differential amplifier is level-shifted to the output stage to input the input voltages of the fourth and fifth transistors. A differential amplifier comprising a bias stage for biasing.
【請求項2】 前記バイアス段は:ゲートが前記差動増
幅器の一方の出力に接続され,ドレインが電源電圧又は
接地電位に接続され,ソースが前記第4及び第5のトラ
ンジスタの各ゲートに共通接続された第6のトランジス
タと;ゲートがバイアス電圧に接続され,ドレインが前
記第4及び第5のトランジスタの各ゲートに共通接続さ
れ,ソースが接地電位に接続された定電流源用の第7の
トランジスタと;から成ることを特徴とする,請求項1
に記載の差動増幅器。
2. The bias stage: a gate is connected to one output of the differential amplifier, a drain is connected to a power supply voltage or a ground potential, and a source is common to each gate of the fourth and fifth transistors. A sixth transistor connected; a gate connected to a bias voltage, a drain commonly connected to the gates of the fourth and fifth transistors, and a seventh connected to a ground potential, the source being connected to a ground potential. 2. The transistor of claim 1, further comprising:
4. The differential amplifier according to 1.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の差動増幅器の後
段に:前記差動増幅器の他方の出力をレベルシフトして
出力するレベルシフト段と;前記レベルシフト段の出力
を外部へ出力する出力バッファ段と;を設けたことを特
徴とする演算増幅器。
3. A stage subsequent to the differential amplifier according to claim 1 or 2, a level shift stage for level-shifting and outputting the other output of the differential amplifier; and an output of the level shift stage to the outside. And an output buffer stage.
【請求項4】 前記レベルシフト段は:ゲートが前記差
動増幅器の他方の出力に接続され,ドレインが電源電圧
に接続された第8のトランジスタと;ゲートがバイアス
電圧に接続され,ドレインが前記第8のトランジスタの
ソースに共通接続されると共にレベルシフト段の出力に
接続され,ソースが接地電位に接続された定電流源用の
第9のトランジスタと;から成ることを特徴とする請求
項3に記載の演算増幅器。
4. The level shift stage includes: an eighth transistor having a gate connected to the other output of the differential amplifier and a drain connected to a power supply voltage; a gate connected to a bias voltage, and a drain connected to the bias voltage. 9. A ninth transistor for a constant current source, commonly connected to the source of the eighth transistor, connected to the output of the level shift stage, and having the source connected to the ground potential. An operational amplifier according to claim 1.
【請求項5】 前記出力バッファ段は:ゲートが前記レ
ベルシフト段の出力に接続され,ドレインが出力端子に
接続され,ソースが電源電圧に接続された第10のトラ
ンジスタと;ゲートがバイアス電圧に接続され,ドレイ
ンが前記第10のトランジスタのドレインに接続され,
ソースが接地電位に接続された定電流源用の第11のト
ランジスタと;から成ることを特徴とする請求項3又は
4に記載の演算増幅器。
5. The output buffer stage includes: a tenth transistor having a gate connected to an output of the level shift stage, a drain connected to an output terminal, and a source connected to a power supply voltage; And the drain is connected to the drain of the tenth transistor;
The operational amplifier according to claim 3, further comprising: an eleventh transistor for a constant current source having a source connected to the ground potential.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004518993A (en) * 2000-11-30 2004-06-24 トムソン ライセンシング ソシエテ アノニム Drive circuit and method for liquid crystal display device
KR100906424B1 (en) 2007-08-02 2009-07-09 한국과학기술원 Output buffer and power amplifier comprising thereof
JP2013544060A (en) * 2010-12-16 2013-12-09 ザイリンクス インコーポレイテッド Current mirror and high compliance single stage amplifier

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