JPH11272786A - 差動増幅回路 - Google Patents
差動増幅回路Info
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- JPH11272786A JPH11272786A JP10078070A JP7807098A JPH11272786A JP H11272786 A JPH11272786 A JP H11272786A JP 10078070 A JP10078070 A JP 10078070A JP 7807098 A JP7807098 A JP 7807098A JP H11272786 A JPH11272786 A JP H11272786A
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- Japan
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- differential amplifier
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- amplifier circuit
- circuit
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- H03F3/45632—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with FET transistors as the active amplifying circuit
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- H03F3/45766—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with FET transistors as the active amplifying circuit by offset reduction by using balancing means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 差動段で発生するオフセット電圧を零にする
とともに、GND付近の入力電圧に対しても安定な動作
を確実にすること。 【解決手段】 トリミングによって電流値を可変するこ
とのできる定電流源と、デプレッション型P−MOSト
ランジスタによるドレイン接地回路を従来の差動増幅回
路のそれぞれの入力に付加する。
とともに、GND付近の入力電圧に対しても安定な動作
を確実にすること。 【解決手段】 トリミングによって電流値を可変するこ
とのできる定電流源と、デプレッション型P−MOSト
ランジスタによるドレイン接地回路を従来の差動増幅回
路のそれぞれの入力に付加する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
の差動増幅回路に関するものである。
の差動増幅回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の差動増幅回路としては、図5に示
されるような回路が知られている。すなわちソースどう
しが接続されたエンハンスメント型P−MOSトランジ
スタ102と103よりなる差動対100と、一端が差
動対のソースに接続され他端が電源Vddに接続された
定電流源106とエンハンスメント型N−MOSトラン
ジスタ104と105からなるカレントミラー回路10
1より構成される。差動対100を構成しているエンハ
ンスメント型P−MOSトランジスタ102のゲートは
非反転入力端子1に、103のゲートは反転入力端子2
に接続され、差動対のエンハンスメント型P−MOSト
ランジスタ103とカレントミラー回路101のエンハ
ンスメント型N−MOSトランジスタ105のそれぞれ
のドレインが出力3に接続されている。
されるような回路が知られている。すなわちソースどう
しが接続されたエンハンスメント型P−MOSトランジ
スタ102と103よりなる差動対100と、一端が差
動対のソースに接続され他端が電源Vddに接続された
定電流源106とエンハンスメント型N−MOSトラン
ジスタ104と105からなるカレントミラー回路10
1より構成される。差動対100を構成しているエンハ
ンスメント型P−MOSトランジスタ102のゲートは
非反転入力端子1に、103のゲートは反転入力端子2
に接続され、差動対のエンハンスメント型P−MOSト
ランジスタ103とカレントミラー回路101のエンハ
ンスメント型N−MOSトランジスタ105のそれぞれ
のドレインが出力3に接続されている。
【0003】非反転入力端子1の電圧VINPが反転入力端
子2の電圧VINNより大きい場合は出力端子3の電圧VO
UTは“HIGH”レベルとなり、逆にVINPがVI
NNより小さい場合はVOUTは“LOW”レベルとな
る。
子2の電圧VINNより大きい場合は出力端子3の電圧VO
UTは“HIGH”レベルとなり、逆にVINPがVI
NNより小さい場合はVOUTは“LOW”レベルとな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図5に示した従来の差
動増幅回路の場合±10mV程度のオフセット電圧が発
生してしまい、CMOS型差動増幅回路の大きな欠点と
なっている。また図5に示した従来の差動増幅回路では
非反転入力端子1あるいは反転入力端子2の電圧がGN
D近辺の場合には差動対を構成しているエンハンスメン
ト型P−MOSトランジスタ102あるいは103が非
飽和状態となり一層のオフセット電圧の悪化、動作速度
の低下、動作異常等をひきおこしているという問題があ
った。
動増幅回路の場合±10mV程度のオフセット電圧が発
生してしまい、CMOS型差動増幅回路の大きな欠点と
なっている。また図5に示した従来の差動増幅回路では
非反転入力端子1あるいは反転入力端子2の電圧がGN
D近辺の場合には差動対を構成しているエンハンスメン
ト型P−MOSトランジスタ102あるいは103が非
飽和状態となり一層のオフセット電圧の悪化、動作速度
の低下、動作異常等をひきおこしているという問題があ
った。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明においてはオフセット電圧を調節するため
の回路と差動対のエンハンスメント型P−MOSトラン
ジスタが非飽和状態になるのを避けるためのレベルシフ
ト回路を具備している。
めに、本発明においてはオフセット電圧を調節するため
の回路と差動対のエンハンスメント型P−MOSトラン
ジスタが非飽和状態になるのを避けるためのレベルシフ
ト回路を具備している。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明においてはトリミングによ
って電流値を可変することのできる定電流源と、エンハ
ンスメント型P−MOSトランジスタによるドレイン接
地回路を差動増幅回路のそれぞれの入力に付加してい
る。
って電流値を可変することのできる定電流源と、エンハ
ンスメント型P−MOSトランジスタによるドレイン接
地回路を差動増幅回路のそれぞれの入力に付加してい
る。
【0007】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の第一実施例の差動増幅回路であ
る。エンハンスメント型P−MOSトランジスタ10
2、103で構成される差動対100とエンハンスメン
ト型N−MOSトランジスタ104、105で構成され
るカレントミラー回路101に加えて、レーザー等を利
用したトリミングによって電流値を可変することのでき
る定電流源109、110とレベルシフトを行うための
エンハンスメント型P−MOSトランジスタによるドレ
イン接地回路107、108より構成される。電流を可
変できる定電流源109の出力電流をI109とすると
エンハンスメント型P−MOSトランジスタ107のゲ
ートーソース間電圧VSG107は(1)式で与えられ
る。
明する。図1は本発明の第一実施例の差動増幅回路であ
る。エンハンスメント型P−MOSトランジスタ10
2、103で構成される差動対100とエンハンスメン
ト型N−MOSトランジスタ104、105で構成され
るカレントミラー回路101に加えて、レーザー等を利
用したトリミングによって電流値を可変することのでき
る定電流源109、110とレベルシフトを行うための
エンハンスメント型P−MOSトランジスタによるドレ
イン接地回路107、108より構成される。電流を可
変できる定電流源109の出力電流をI109とすると
エンハンスメント型P−MOSトランジスタ107のゲ
ートーソース間電圧VSG107は(1)式で与えられ
る。
【0008】
【数1】
【0009】同様に電流を可変できる定電流源110の
出力電流をI110とすれば、エンハンスメント型P−
MOSトランジスタ108のゲートーソース間電圧VS
G108は(2)式で与えられる。
出力電流をI110とすれば、エンハンスメント型P−
MOSトランジスタ108のゲートーソース間電圧VS
G108は(2)式で与えられる。
【0010】
【数2】
【0011】ただしVtpはエンハンスメント型P−M
OSトランジスタのしきい値電圧、μは移動度、Cox
はゲート単位面積当たりの容量、Lはゲート長、Wはゲ
ート幅である。これより非反転入力端子1の電圧をVI
NP、反転入力端子2の電圧をVINNとするとA点お
よびB点の電圧VA,VBは(1)式と(2)式より VA=VINP+VSG107 (3) VB=VINN+VSG108 (4) で与えられる。VINP−VINN=0の時のVA―V
Bは(3)、(4)式より VA―VB=VSG107−VSG108 (5) となる。(5)式に(1)、(2)式を代入することに
より、
OSトランジスタのしきい値電圧、μは移動度、Cox
はゲート単位面積当たりの容量、Lはゲート長、Wはゲ
ート幅である。これより非反転入力端子1の電圧をVI
NP、反転入力端子2の電圧をVINNとするとA点お
よびB点の電圧VA,VBは(1)式と(2)式より VA=VINP+VSG107 (3) VB=VINN+VSG108 (4) で与えられる。VINP−VINN=0の時のVA―V
Bは(3)、(4)式より VA―VB=VSG107−VSG108 (5) となる。(5)式に(1)、(2)式を代入することに
より、
【0012】
【数3】
【0013】が得られる。図1に示す差動増幅回路によ
って発生するオフセット電圧をVosとすると、全体の
オフセット電圧Vos(total)は Vos(total)=VA−VB−Vos (7) となる。全体のオフセット電圧Vos(total)を
零にするには(7)式より、 Vos=VA−VB (8) とすればよい。(8)式の条件を満たすことで図1に示
す差動増幅回路で発生するオフセット電圧Vosをキャ
ンセルすることができ、全体のオフセット電圧Vos
(total)を零にすることができる。すなわち
(6)、(8)式より
って発生するオフセット電圧をVosとすると、全体の
オフセット電圧Vos(total)は Vos(total)=VA−VB−Vos (7) となる。全体のオフセット電圧Vos(total)を
零にするには(7)式より、 Vos=VA−VB (8) とすればよい。(8)式の条件を満たすことで図1に示
す差動増幅回路で発生するオフセット電圧Vosをキャ
ンセルすることができ、全体のオフセット電圧Vos
(total)を零にすることができる。すなわち
(6)、(8)式より
【0014】
【数4】
【0015】が成立するようにI109あるいはI11
0の値を、図2で後述するようなフューズをレーザーで
切断する等のトリミング手段で調整することにより全体
のオフセット電圧Vos(total)を零にすること
ができる。非反転入力端子1あるいは反転入力端子2が
GNDの場合でも、エンハンスメント型P−MOSトラ
ンジスタ107、108がレベルシフトの働きをするの
で(3)、(4)式からわかるようにVA=VSG10
7、VB=VSG108となり(VA、VBは通常0.
8V程度である。)、差動対100のエンハンスメント
型P−MOSトランジスタ102あるいは103が非飽
和状態となることはない。したがって、従来の差動増幅
回路で見られるようなVINPあるいはVINNがGN
D付近でのオフセット電圧の悪化、動作速度の低下、動
作異常等をひきおこすことがない。
0の値を、図2で後述するようなフューズをレーザーで
切断する等のトリミング手段で調整することにより全体
のオフセット電圧Vos(total)を零にすること
ができる。非反転入力端子1あるいは反転入力端子2が
GNDの場合でも、エンハンスメント型P−MOSトラ
ンジスタ107、108がレベルシフトの働きをするの
で(3)、(4)式からわかるようにVA=VSG10
7、VB=VSG108となり(VA、VBは通常0.
8V程度である。)、差動対100のエンハンスメント
型P−MOSトランジスタ102あるいは103が非飽
和状態となることはない。したがって、従来の差動増幅
回路で見られるようなVINPあるいはVINNがGN
D付近でのオフセット電圧の悪化、動作速度の低下、動
作異常等をひきおこすことがない。
【0016】(8)式には全体のオフセット電圧を零に
するための条件を示してあるが、定電流源109、11
0の電流I109、I110を適当に調節することで全
体のオフセット電圧Vos(total)を零にするば
かりでなく任意の値にすることが可能なことは明白であ
る。図2はレーザーを用いて電流を調節可能にした定電
流源109、110の実施例である。レーザー用いてフ
ューズ124〜126を切断することでデプレション型
P−MOSトランジスタ120〜123のチャンネル長
Lを調整して出力電流を変更することができる。任意個
のフューズとデプレション型P−MOSトランジスタさ
らに直列に接続することで、より高精度に出力電流を調
節することが可能となる。
するための条件を示してあるが、定電流源109、11
0の電流I109、I110を適当に調節することで全
体のオフセット電圧Vos(total)を零にするば
かりでなく任意の値にすることが可能なことは明白であ
る。図2はレーザーを用いて電流を調節可能にした定電
流源109、110の実施例である。レーザー用いてフ
ューズ124〜126を切断することでデプレション型
P−MOSトランジスタ120〜123のチャンネル長
Lを調整して出力電流を変更することができる。任意個
のフューズとデプレション型P−MOSトランジスタさ
らに直列に接続することで、より高精度に出力電流を調
節することが可能となる。
【0017】図3は本発明の第二実施例の差動増幅回路
である。第二実施例が第一実施例と異なる点は、図1の
レーザー等を用いて電流を調整可能とした定電流源11
0の代わりに図3では電流値が固定された定電流源11
1を使用している点である。第二実施例においても第一
実施例と同様な効果が得られることは明らかである。ま
た図1に示したレーザー等を用いて電流を調整可能とし
た定電流源109を電流値が固定された定電流源を使用
しても図3に示した第二実施例と同様な効果が得られる
ことは明白である。
である。第二実施例が第一実施例と異なる点は、図1の
レーザー等を用いて電流を調整可能とした定電流源11
0の代わりに図3では電流値が固定された定電流源11
1を使用している点である。第二実施例においても第一
実施例と同様な効果が得られることは明らかである。ま
た図1に示したレーザー等を用いて電流を調整可能とし
た定電流源109を電流値が固定された定電流源を使用
しても図3に示した第二実施例と同様な効果が得られる
ことは明白である。
【0018】図4は本発明の第三実施例の差動増幅回路
である。エンハンスメント型N−MOSトランジスタ2
00と201で構成される差動対100とエンハンスメ
ント型P−MOSトランジスタ202、203で構成さ
れるカレントミラー回路101に加えて、レーザー等を
利用したトリミングによって電流値を可変することので
きる定電流源109、110とレベルシフトをするため
のエンハンスメント型N−MOSトランジスタによるド
レイン接地回路204,205より構成される。
である。エンハンスメント型N−MOSトランジスタ2
00と201で構成される差動対100とエンハンスメ
ント型P−MOSトランジスタ202、203で構成さ
れるカレントミラー回路101に加えて、レーザー等を
利用したトリミングによって電流値を可変することので
きる定電流源109、110とレベルシフトをするため
のエンハンスメント型N−MOSトランジスタによるド
レイン接地回路204,205より構成される。
【0019】図4においても定電流源109,110の
電流I109,I110をトリミングによって調節する
ことでオフセット電圧を調節できることは明白である。
一方第三実施例では非反転入力端子1の電圧VINPあ
るいは反転入力端子2の電圧VINNがVdd付近でオ
フセット電圧の悪化、動作速度の低下、動作異常等をひ
きおこすことがない点が第一実施例とは異なる。
電流I109,I110をトリミングによって調節する
ことでオフセット電圧を調節できることは明白である。
一方第三実施例では非反転入力端子1の電圧VINPあ
るいは反転入力端子2の電圧VINNがVdd付近でオ
フセット電圧の悪化、動作速度の低下、動作異常等をひ
きおこすことがない点が第一実施例とは異なる。
【0020】図4において、レーザー等を用いて電流を
調整可能とした定電流源109あるいは110のどちら
か一方にのみレーザー等を用いて電流を調整可能とした
定電流源を使用し、他方は電流値が固定された定電流源
を用いても同様な効果が得られることは明らかである。
調整可能とした定電流源109あるいは110のどちら
か一方にのみレーザー等を用いて電流を調整可能とした
定電流源を使用し、他方は電流値が固定された定電流源
を用いても同様な効果が得られることは明らかである。
【0021】
【発明の効果】本発明の差動増幅回路ではGND付近の入
力電圧でも特性が悪化することなく、しかもトリミング
技術を使用することでオフセット電圧を任意の値に設定
することが可能である。
力電圧でも特性が悪化することなく、しかもトリミング
技術を使用することでオフセット電圧を任意の値に設定
することが可能である。
【図1】本発明の第一実施例の差動増幅回路の回路図で
ある。
ある。
【図2】レーザーを用いて電流を調節可能にした定電流
源の回路図である。
源の回路図である。
【図3】本発明の第二実施例の差動増幅回路の回路図で
ある。
ある。
【図4】本発明の第三実施例の差動増幅回路の回路図で
ある。
ある。
【図5】従来の差動増幅回路の回路図である。
100 差動対 101 カレントミラー回路 102、103、107、108、202、203エン
ハンスメント型P−MOSトランジスタ 103、105、200、201、204、205エン
ハンスメント型N−MOSトランジスタ 106、111 電流値が固定された定電流源 109、110 レーザー等を用いて電流を調整可能
とした定電流源 120〜123 デプレション型P−MOSトランジ
スタ 124〜126 フューズ
ハンスメント型P−MOSトランジスタ 103、105、200、201、204、205エン
ハンスメント型N−MOSトランジスタ 106、111 電流値が固定された定電流源 109、110 レーザー等を用いて電流を調整可能
とした定電流源 120〜123 デプレション型P−MOSトランジ
スタ 124〜126 フューズ
Claims (1)
- 【請求項1】 レーザー等を用いたトリミングによって
電流を調節可能にした定電流源と前記定電流源と直列に
接続されたドレイン接地回路と差動増幅回路からなり、
前記定電流源の電流を前記差動増幅回路から発生するオ
フセット電圧値に応じてトリミングすることを特徴とす
る差動増幅回路。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10078070A JPH11272786A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 差動増幅回路 |
KR10-1999-0008461A KR100534038B1 (ko) | 1998-03-25 | 1999-03-13 | 차동 증폭회로 |
US09/275,697 US6114906A (en) | 1998-03-25 | 1999-03-24 | Differential amplifier circuit |
CN99104407A CN1132306C (zh) | 1998-03-25 | 1999-03-25 | 差分放大器电路 |
HK00101467A HK1022793A1 (en) | 1998-03-25 | 2000-03-08 | Differential amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10078070A JPH11272786A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 差動増幅回路 |
US09/275,697 US6114906A (en) | 1998-03-25 | 1999-03-24 | Differential amplifier circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11272786A true JPH11272786A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=26419147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10078070A Pending JPH11272786A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 差動増幅回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6114906A (ja) |
JP (1) | JPH11272786A (ja) |
CN (1) | CN1132306C (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007531459A (ja) * | 2004-03-31 | 2007-11-01 | アナログ デバイセス インコーポレーテッド | 差動段電圧オフセットトリム回路 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002217653A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-08-02 | Toshiba Microelectronics Corp | 差動増幅回路 |
JP3998553B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2007-10-31 | Necエレクトロニクス株式会社 | 差動出力回路,及びそれを用いた回路 |
US7285995B2 (en) * | 2004-02-02 | 2007-10-23 | Toshiba America Electronic Components, Inc. | Charge pump |
JP4477373B2 (ja) * | 2004-02-05 | 2010-06-09 | Necエレクトロニクス株式会社 | 定電流回路 |
US7397288B2 (en) * | 2005-03-21 | 2008-07-08 | Semiconductor Components Industries, L.L.C. | Fan out buffer and method therefor |
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