JPH11284448A - 差動増幅器 - Google Patents

差動増幅器

Info

Publication number
JPH11284448A
JPH11284448A JP10085816A JP8581698A JPH11284448A JP H11284448 A JPH11284448 A JP H11284448A JP 10085816 A JP10085816 A JP 10085816A JP 8581698 A JP8581698 A JP 8581698A JP H11284448 A JPH11284448 A JP H11284448A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistors
transistor
current
differential amplifier
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10085816A
Other languages
English (en)
Inventor
Manabu Okamoto
学 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP10085816A priority Critical patent/JPH11284448A/ja
Publication of JPH11284448A publication Critical patent/JPH11284448A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 差動増幅器の入力オフセット電圧の低減を入
力電圧範囲を狭くすることなく実現する。 【解決手段】 差動増幅器の負荷を構成する、トランジ
スタQ1、Q2から成るカレントミラー回路CM1に、
ゲートがレファレンス側トランジスタQ1のコレクタに
接続され、ソースがQ1、Q2の共通に接続されたベー
スに、ドレインが電源Vcc1に接続されたMOSトラ
ンジスタM1を設ける。カレントミラー回路CM1の電
流のバランスを保つと共に、スレッシュホールド電圧の
小さなMOSトランジスタM1を採用することで、差動
入力の入力電圧範囲が狭くなることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、差動増幅器に関
し、更に詳しくは、入力オフセット電圧を低減した差動
増器に関する。
【0002】
【従来の技術】差動増幅器は、半導体メモリ等における
読出し信号の増幅等、多くの用途に利用されている。差
動増幅器における問題点の1つとして、入力オフセット
電圧の存在が知られている。
【0003】従来の差動増幅器について図3を参照して
説明する。差動増幅器は、入力差動信号がそれそれのベ
ースに入力されるPNPトランジスタQ11、Q12か
ら成る差動対と、トランジスタQ11、Q12のエミッ
タと第1の電圧源との間に接続された定電流源I3と、
トランジスタQ11、Q12のコレクタと第2の電圧源
との間に接続された差動増幅器の負荷としてのカレント
ミラー回路CM3とを有する。カレントミラー回路CM
3は、NPNトランジスタQ9、Q10で構成されてい
る。トランジスタQ9、Q10のベースはQ9のコレク
タに接続されている。
【0004】上記形式の差動増幅器では、差動入力が平
衡状態の時、電流I0が均等にトランジスタQ11、Q
12に流れ、トランジスタQ11のコレクタ電流IcQ
11(Icはコレクタ電流を示し、IcQ11はトラン
ジスタQ11のコレクタ電流を示す。以下、ベース電流
Ib、ベース・エミッタ間電圧Vbe、エミッタ・コレ
クタ間電圧Vceについても同様の表記法を採用す
る。)、トランジスタQ12のコレクタ電流IcQ12
としてI0/2の電流が流れる(I0は電流源I3によ
る電流)。また、負荷として接続されているカレントミ
ラー回路CM3では、IcQ11からトランジスタQ9
のベース電流IbQ9及びトランジスタQ10のベース
電流IbQ10が減算された電流が、トランジスタQ9
のコレクタ電流IcQ9となる。従って、トランジスタ
Q9のコレクタ電流IcQ9とトランジスタQ10のコ
レクタ電流IcQ10との間に差が生じる。このよう
に、差動増幅器の負荷であるカレントミラー回路CM3
で電流バランスがくずれると、入力オフセット電圧が増
加するという問題がある。
【0005】上記入力オフセット電圧を低減する従来の
方法として、図4の回路が知られている。この回路は、
入力部の構成は図3の差動増幅器と同じ構成であり、負
荷として接続されているカレントミラー回路CM4で、
トランジスタQ13のベースとコレクタとの間に、コレ
クタが電源Vccに接続されたトランジスタQ17のベ
ース・エミッタ接合が挿入されている点において図3の
従来の差動増幅器と異なる。この構成により、トランジ
スタQ15のコレクタ電流IcQ15からカレントミラ
ーCM4のベース電流として減算される電流は、 (IbQ13 + IBQ14)/hFEQ17 となる。ここで、hFEQ17はトランジスタQ17の
電流増幅率を示す。つまり、図4の差動増幅器では、ト
ランジスタQ15から減算される電流は、図3でトラン
ジスタQ13から減算される電流の(1/hFEQ1
7)倍となる。これにより、カレントミラー回路CM4
に流れる電流のバランスを良好に保つことができ、入力
オフセット電圧を低減する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図4の差動
増幅器では、、差動増幅器の入力電圧範囲について制限
がある。すなわち、トランジスタQ11の入力電圧の下
限が、 VbeQ13+VbeQ17+VceQ15−VbeQ
15 に制限されるという問題である。つまり、入力オフセッ
ト電圧を低減させるトランジスタQ17を接続したこと
から、そのトランジスタQ17のベース・コレクタ間電
圧VbeQ17分だけ入力電圧範囲の下限が狭くなる。
近年、半導体装置の低電圧化が進んでおり、入力電圧範
囲の下限が狭くなることは、差動増幅器にとって大きな
問題となる。
【0007】本発明は、入力オフセット電圧を低減する
に際し、狭くなる入力電圧範囲をできるだけ小さくする
ことが出来る差動増幅器を提供することを目的とす
る。。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の差動増幅器は、第1の対のトランジスタか
ら成り、双方のエミッタが共通に且つ電流源を介して第
1の電源に接続され、双方のベースに差動信号が入力さ
れる差動対と、第2の対のトランジスタから成り、電流
路が前記第1の対のトランジスタの夫々のコレクタと第
2の電源との間に夫々挿入され且つ制御電極が共通に接
続されるカレントミラーとを備える差動増幅器におい
て、ゲートが前記第1の対のトランジスタのコレクタ
に、ソースが前記第2の対のトランジスタの前記共通に
接続された制御電極に、ドレインが前記第1の電源に夫
々接続されたMOSトランジスタを備えることを特徴と
する。
【0009】本発明の差動増幅器では、カレントミラー
の入力オフセット電圧を低減するためにMOSトランジ
スタを採用しており、MOSトランジスタのゲートには
実質的に電流が流れないので、カレントミラーを構成す
る第2の対のトランジスタに流れる電流バランスを良好
に保つことができ、入力オフセット電圧を低減する。更
に、MOSトランジスタでは、チャンネル領域への注入
イオンの濃度によってスレッシュホールド電圧を任意の
値に設定できるので、差動入力の電圧範囲を狭くする値
がバイポーラトランジスタを利用した従来の差動増幅器
に比して小さくなる。
【0010】ここで、前記MOSトランジスタのバック
ゲートをソースに接続することが好ましい。この場合、
バックゲートの電位変動によるMOSトランジスタの特
性への影響を小さく抑えることが出来る。
【0011】第1の対のトランジスタ及び前記第2の対
のトランジスタを夫々、NPNトランジスタ及びPNP
トランジスタとして構成することができ、或いは、PN
Pトランジスタ及びNPNトランジスタで構成すること
も出来る。
【0012】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施形態
例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図1は、本
発明の第1の実施形態例の差動増幅器を示す。本実施形
態例の差動増幅器は、入力部を構成する差動対と、差動
対の電流を規定する電流源I1と、差動対の負荷を構成
するカレントミラー回路CM1とから構成される。
【0013】入力部には、差動対を構成するPNPトラ
ンジスタQ3、Q4が配置され、これらトランジスタQ
3、Q4のエミッタは共通に接続され、且つ、定電流源
I1を介して第1の電源Vcc1に接続されている。ト
ランジスタQ3、Q4のベースは差動増幅器の入力端子
であり、それぞれ端子IN1、IN2に接続されてい
る。
【0014】トランジスタQ3、Q4の各コレクタと第
2の電源を成すグランドGND1との間には、カレント
ミラー回路CM1を構成する第2の対のトランジスタQ
1、Q2の電流路が夫々挿入されている。カレントミラ
ー回路CM1は、NPNトランジスタQ1、Q2、及
び、NchMOSトランジスタM1から構成される。ト
ランジスタQ1、Q2の共通に接続されたベースはトラ
ンジスタM1のソースに接続されており、トランジスタ
Q1のコレクタとトランジスタM1のゲートとが接続さ
れている。トランジスタQ1、Q2のエミッタは、グラ
ンドに接続されている。トランジスタM1のドレインは
電源Vcc1に接続され、トランジスタM1のバックゲ
ートはソースに接続されている。ここで、トランジスタ
M1はバックゲートの影響を避けるために、バックゲー
トをソースに接続できるフローティングNMOSが採用
される。
【0015】以下、図1の回路の動作について説明す
る。差動増幅器には定電流源I1により電流I0を流し
ている。差動増幅器が平衡状態にある時、この電流I0
が差動対を構成するトランジスタQ3、Q4に均等に流
れる。従って、トランジスタQ3のコレクタ電流IcQ
3、トランジスタQ4のコレクタ電流IcQ4は、それ
ぞれI0/2である。
【0016】差動増幅器の負荷を成すカレントミラー回
路CM1では、トランジスタM1のゲートには電流が流
れないので、トランジスタQ1、Q2には、トランジス
タQ3、Q4に流れる電流がほぼそのまま流れる。差動
増幅器の入力電圧範囲を考えると、トランジスタQ3の
入力電圧の下限は、 VbeQ1+VtM1+VceQ3−VbeQ3 で定まる。ここで、VtM1はトランジスタM1のスレ
ッシュホールド電圧であり、このスレッシュホールド電
圧は、製造時においてチャンネルへの注入イオン濃度に
よって設定することができる。従って、このスレッシュ
ホールドを出来るだけ小さな値にすることで、入力電圧
の下限が狭くなることを防止できる。
【0017】上記実施形態例の差動増幅器では、負荷を
構成するカレントミラー回路CM1に流す電流のバラン
スを保つことによって、差動増幅器の入力オフセット電
圧を低減することができる。また、スレッシュホールド
電圧の小さなMOSトランジスタを採用するため、差動
増幅器の入力電圧の下限をさほど狭くすることはない。
【0018】図2は、本発明の第2の実施形態例の差動
増幅器を示す。入力部には、差動対を構成するNPNト
ランジスタQ7、Q8が配置され、これらトランジスタ
Q7、Q8のエミッタは共通に接続され、且つ、定電流
源I2を介して第1の電源を成すグランドGND2に接
続されている。トランジスタQ7、Q8のベースは差動
増幅器の入力端子であり、それぞれ端子IN3、IN4
に接続されている。
【0019】トランジスタQ7、Q8のコレクタと第2
の電源を成す電圧源Vcc2との間には、カレントミラ
ー回路CM2を構成する第2の対のトランジスタQ5、
Q6の電流路が挿入されている。カレントミラー回路C
M2は、PNPトランジスタQ5、Q6、及び、Pch
MOSトランジスタM2から構成される。トランジスタ
Q5、Q6の共通に接続されたベースはトランジスタM
2のソースに接続されており、トランジスタQ5のコレ
クタとトランジスタM2のゲートとが接続されている。
トランジスタQ5、Q6のエミッタは、電源Vccに接
続されている。トランジスタM2のドレインはグランド
GND2に接続され、M2のバックゲートはM2のソー
スに接続されている。ここで、トランジスタM2はバッ
クゲートの影響を避けるために、バックゲートをソース
に接続できるフローティングPMOSが採用される。
【0020】本実施形態例の差動増幅器の動作は、図1
の差動増幅器とほぼ同様であり、定電流源I2より流れ
る電流I0がトランジスタQ7、Q8に均等に流れ、ト
ランジスタM2のゲートには電流が流れないため、トラ
ンジスタQ7のコレクタ電流IcQ7がトランジスタQ
5に流れ、トランジスタQ8のコレクタ電流IcQ8が
そのままトランジスタQ6に流れ、IcQ7、IcQ8
は夫々I0/2である。
【0021】ここで、差動対を構成するトランジスタQ
7のベースへの入力電圧の上限は、 Vcc2−(VbeQ5+VtM2+VceQ7−Vb
eQ7) で定まる。
【0022】本実施形態例では、先の実施形態例と同様
に、差動増幅器の負荷を構成するカレントミラー回路C
M2に流す電流のバランスを保つことによって、差動増
幅器の入力オフセット電圧を低減することができる。ま
た、入力電圧範囲について、小さなスレッシュホールド
電圧のトランジスタM2を採用することによって、入力
電圧の上限をさほど狭くすることはない。
【0023】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の差動増幅器は、上記実施形
態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形
態例の構成から種々の修正及び変更を施した差動増幅器
も、本発明の範囲に含まれる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の差動増幅
器によると、差動増幅器の入力電圧の範囲をさほど狭く
することなく入力電圧のオフセット電圧を低減した顕著
な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態例の差動増幅器の回路
図。
【図2】本発明の第2の実施形態例の差動増幅器の回路
図。
【図3】第1の従来例の差動増幅器の回路図。
【図4】第2の従来例の差動増幅器の回路図。
【符号の説明】
Q1〜Q14:バイポーラトランジスタ M1、M2:MOSトランジスタ I1、I2:電流源 Vcc1〜Vcc4:高電位電源 GND1〜GND4:グランド

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の対のトランジスタから成り、双方
    のエミッタが共通に且つ電流源を介して第1の電源に接
    続され、双方のベースに差動信号が入力される差動対
    と、 第2の対のトランジスタから成り、電流路が前記第1の
    対のトランジスタの夫々のコレクタと第2の電源との間
    に夫々挿入され且つ制御電極が共通に接続されるカレン
    トミラーとを備える差動増幅器において、 ゲートが前記第1の対のトランジスタのコレクタに、ソ
    ースが前記第2の対のトランジスタの前記共通に接続さ
    れた制御電極に、ドレインが前記第1の電源に夫々接続
    されたMOSトランジスタを備えることを特徴とする差
    動増幅器。
  2. 【請求項2】 前記MOSトランジスタのバックゲート
    がソースに接続される、請求項1に記載の差動増幅器。
  3. 【請求項3】 前記第1の対のトランジスタ及び前記第
    2の対のトランジスタが夫々、NPNトランジスタ及び
    PNPトランジスタである、請求項1又は2に記載の差
    動増幅器。
  4. 【請求項4】 前記第1の対のトランジスタ及び前記第
    2の対のトランジスタが夫々、PNPトランジスタ及び
    NPNトランジスタである、請求項1又は2に記載の差
    動増幅器。
JP10085816A 1998-03-31 1998-03-31 差動増幅器 Pending JPH11284448A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10085816A JPH11284448A (ja) 1998-03-31 1998-03-31 差動増幅器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10085816A JPH11284448A (ja) 1998-03-31 1998-03-31 差動増幅器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11284448A true JPH11284448A (ja) 1999-10-15

Family

ID=13869392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10085816A Pending JPH11284448A (ja) 1998-03-31 1998-03-31 差動増幅器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11284448A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008078591A1 (ja) * 2006-12-27 2008-07-03 Sanyo Electric Co., Ltd. カレントミラー回路
JP2009094878A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Elpida Memory Inc 差動増幅回路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008078591A1 (ja) * 2006-12-27 2008-07-03 Sanyo Electric Co., Ltd. カレントミラー回路
JP2008166905A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Sanyo Electric Co Ltd カレントミラー回路
JP2009094878A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Elpida Memory Inc 差動増幅回路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3435292B2 (ja) オペアンプ回路
US5786731A (en) Class AB complementary transistor output stage having large output swing and large output drive
US4092612A (en) Amplifier circuits
JP3056841B2 (ja) マルチプレクサ回路
JP2008544714A (ja) 低電圧vccを供給される差動トランジスタ対電流スイッチ
JPS5857807A (ja) 電圧制御可変利得回路
US4546327A (en) Analog signal power amplifier circuit
JPH07142940A (ja) Mosfet電力増幅器
US4334196A (en) Amplifier using lateral and vertical transistors
JPH11284448A (ja) 差動増幅器
US6720818B1 (en) Method and apparatus for maximizing an amplitude of an output signal of a differential multiplexer
JPS59178005A (ja) バイポ−ラトランジスタを有する差動増幅器
JP2546004B2 (ja) レベル変換回路
US6078220A (en) Complementary class AB current amplifier
US5162671A (en) Schmitt voltage comparator
US4803442A (en) Low power buffer amplifier
KR900006434B1 (ko) 이득제어회로
JPH09105763A (ja) コンパレータ回路
US5063310A (en) Transistor write current switching circuit for magnetic recording
US5170134A (en) Fast buffer
US4588961A (en) Amplifier with extended output drive capability
JP2001060832A (ja) 差動増幅器
US5623230A (en) Low-offset, buffer amplifier
JP3267897B2 (ja) 利得制御回路
JP3317240B2 (ja) 利得制御増幅器