JPS59156012A - 演算増幅器 - Google Patents

演算増幅器

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Publication number
JPS59156012A
JPS59156012A JP58030582A JP3058283A JPS59156012A JP S59156012 A JPS59156012 A JP S59156012A JP 58030582 A JP58030582 A JP 58030582A JP 3058283 A JP3058283 A JP 3058283A JP S59156012 A JPS59156012 A JP S59156012A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
circuit
amplifier circuit
signal
differential
Prior art date
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Pending
Application number
JP58030582A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Watanabe
和雄 渡辺
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP58030582A priority Critical patent/JPS59156012A/ja
Publication of JPS59156012A publication Critical patent/JPS59156012A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/30Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
    • H03F3/3001Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor with field-effect transistors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45508Indexing scheme relating to differential amplifiers the CSC comprising a voltage generating circuit as bias circuit for the CSC

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、帰還要素を外部接続することによシ各種演算
処理機能を果す演算増幅器に関し、特に、相補型増幅回
路を出力増幅段として備えた演算増幅器に関する。
〔背景技術とその問題点〕
従来よシ、演算増幅器は、各種演算処理回路、人出バッ
ファ回路、駆動回路等を構成する汎用増幅器として広く
用いられている。そして、上記演算増幅器としては、例
えばM OS (Metal 0xide Sem1c
onductor )にて集積回路化した第1図に示す
如き回路構成のものが従来より提供されている。
第1図において、1は駆動電源C+VDD)の供給され
る電源入力端子でおシ、また2、3は2つの入力信号が
給される各信号入力端子であシ、さらに4は信号出力端
子である。
第1図に示す演算増幅器は、上記信号入力端子2.3に
供給される各入力信号の信号レベルに応じた差動出力信
号を出力する差動増幅回路5を入力増幅段として備える
とともに、上記差動増幅回路5を定電流駆動するための
バイアス回路6、上記差動増幅回路5の差動出力信号の
一方をレベルシフトするとともに極性反転させるレベル
シフト回路γを有し、さらに、上記差動増幅回路5の他
方の差動出力信号および上記レベルシフト回路γのレベ
ルシフト出力信号により駆動され上記信号入力端子2,
3に供給される各入力信号のレベル差に応じた出力信号
を信号出力端子4から出力する相補型増幅回路8を出力
増幅段として備えている。
上記バイアス回路6は、それぞれダイオード接続された
3個のトランジスタM。□、 M2R1Mo3ヲ電源入
力端子1と接地との間に直列接続した構成となっている
。このバイアス回路6は、接地側のトランジスタM。、
のゲートが上記差動増幅回路5の接地側のトランジスタ
M。8のゲートに接続されており、上記トランジスタM
。8を定電流源とじて作動させる。
また、上記差動増幅回路5は、5個のトランジスタMO
4+ Moa、 + Moa + Mo21 Mogに
て構成されておム上記信号入力端子2,3に各ゲートが
接続されている1対のトランジスタM o 6 HM 
o7が、電源入力端子1側の2個のトランジスタM。4
.M(15を負荷として接地側トランジスタM。8にょ
シ定電流駆動され、上記信号入力端子2,3に供給され
る各入力信号に応じた差動増幅動作を行なうようになっ
ている。上記電源入力端子1側の2個のトランジスタM
。4.M。、は、各ゲートが互に接続されているととも
に一方のトランジスタM。4のドレインに接続され、カ
レントミラー回路を構成している。すなわち、上記一対
のトランジスタM。、。
Mo7は、カレントミラー回路を負荷として差動増幅動
作を行ない、各ゲートに供給される入力信号のレベル差
に応じた差動出力信号を各トンイン側の出力端X1.X
2から出力するようになっている。
さらに、上記レベルシフト回路7は、電源入力端子1と
接地との間に直列接続した2個のトランジスタM。、、
Mloにて構成されておシ、接地側のトランジスタM1
oがダイオード接続されている。
このレベルソフト回路7は、電源入力端子1側のトラン
ジスタM。、のゲートが上記差動増幅回路5の一方の出
力端X1に接続されているとともに上記トランジスタM
。9のドレインが相補型増幅回路8の接地側のトランジ
スタM12のゲートに接続されている。すなわち、上記
レベルシフト回路7は、上記差動増幅回路5から出力さ
れる一方の差動出力信号に対して逆相のレベルシフト出
力信号にて上記相補型増幅回路8のトランジスタM12
を駆動するようになっている。
そして、上記相補型増幅回路8は、電源入力端子1と接
地との間に直列接続された2個のトランジスタM□1.
M□2にて構成されている。上記電源入力端子1側のト
ランジスタM11は、そのゲートが上記差動増幅回路5
の他方の出方端X2に接続され、該トランジスタM□1
が上記差動増幅回路5の他方の差動出力信号にて駆動さ
れるようになっている。そして、上記相補型増幅回路8
は、上記2個のトランジスタM1□、M1□のドレイン
の接続点が信号出力端子4に接続されており、上記差動
増幅回路5の各差動出力信号、すなわち入力信号のレベ
ル差に応じた出力信号を信号出力端子4から出力するよ
うになっている。
ところで、上述の如き構成の従来の演算増幅器では、入
力増幅段として設けた差動増幅回路5を構成している一
対のトランジスタM。64 Mo2がカレントミラー回
路を負荷として差動増幅動作を行なうようになっている
ので、一方の出力端X1における出力インピーダンスが
極めて低く、該出力端X1には微少振幅の差動出力信号
しか得ることができない。従って、レベルシフト回路7
から出力されるレベルシフト出力信号も微少振幅になっ
てしまい、相補型増幅回路8の接地側のトランジスタM
12の駆動能力が不足するという問題点を生ずる。
例えば、第2図に示すような電圧ホロワ回路における演
算増幅器10として上述の如き従来のものを用いて電圧
信号源11からの電圧信号VINにて負荷12を駆動す
る場合に、負荷12が重くなると上記駆動能力不足によ
るスルーレートの劣化が問題となる。すなわち、上述の
従来の演算増幅器では、相補型増幅回路8の接地側のト
ランジスタM□2の駆動能力不足によシ、第3図に示す
ように電圧信号源11からの電圧信号VINに対して信
号出力端子4に得られる出力電圧信号VOUTの立下シ
部分が歪んでしまい、負荷12を正しく駆動することが
できなくなってしまう。上記スレーレートの劣化を防止
するには、上記相補型増幅回路8ノ各トランジスタM、
□2M□2に流れるスタティック電流を極めて大きくす
る必要がある。しかし、上記スタティック電流を増加し
たのでは、消費電力が大きくなってしまうとともに、上
記各トランジスタM□12M1□のサイズを大きくしな
ければならず集積回路化する場合に問題となる。
〔発明の目的〕
そこで、本発明は、上述の如き従来の演算増幅器におけ
る問題点に鑑み、出力増幅段として設けられる相補型出
力増幅回路を構成する各トランジスタのスタティック電
流を増加させることなく駆動能力を増加した新規な構成
の演算増幅器を提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、上述の目的を達成するためにカレントミラー
回路を負荷として定電流1駆動される一対のトランジス
タを有し、一対の入力端子に供給される入力信号の信号
レベル差に応じた差動増幅出力信号を一方のトランジス
タから出力する差動増幅回路と、との差動増幅回路の出
力信号をレベルシフトして上記差動増幅出力信号と同相
のレベルシフト出力信号を出力するレベルシフト回路と
、上記差動増幅回路およびレベルシフト回路を定電流駆
動するバイアス回路と、上記差動増幅回路の差動増幅出
力信号により駆動される第1のトラン−ジスタと上記レ
ベルシフト回路からのレベルシフト出力信号によシ駆動
される第2のトランジスタとを直列接続して成る相補型
出力増幅回路とを備え、上記差動増幅回路の一対の信号
入力端子に印加される入力信号のレベル差に対応した出
力信号を上記相補型出力増幅回路の信号出力端子から出
力するものである。
〔実施例〕
以下、本発明に係る演算増幅器の一実施例について図面
に従い詳細に説明する。
第3図に示す実施例の演算増幅器は、一対の信号入力端
子21,22に供給される入力信号の各信号レベルに応
じた差動増幅動作を行なう差動増幅回路23を入力増幅
段として備えるとともに、上記差動増幅回路23の1つ
出力端24から出力され一方の差動出力信号をレベルシ
フトして該差動出力信号と同相のレベルシフト出力信号
を出力するレベルシフト回路25および上記差動増幅回
路23とレベルシフト回路25を定電流駆動するための
バイアス回路26を有し、さらに、上記差動増幅回路2
3の出力端24から出力される一方の差動出力信号およ
び該差動出力信号と同相の上記レベルシフト出力信号に
よシ駆動され上記入力信号のレベル差に応じた出力信号
を信号出力端子28から出力する相補型出力増幅回路2
1を出力増i一段として備えている。
この実施例において、上記バイアス回路26は、電源入
力端子29と接地との間に直列接続され、それぞれダイ
オード接続された3個のトランジスタMa、Mb、Me
にて構成されており、接地側のトランジスタMeのゲー
トが差動増幅回路23およびレベルシフト回路25の接
地側の各トランジスタMh1Mjのゲートに接続されて
おシ、上記各トランジスタMh、Mjを定電流源として
作動させるようになっている。
また、上記差動増幅回路23は、5個のトランジスタM
d 、Me 、Mf 、Mg 、Mhにて上述の従来例
と同様に構成されている。すなわち、各ゲートが信号入
力端子21,22に接続された一対のトランジスタMf
、Mgは、電源入力端子29側の2個のトランジスタM
d、Meにて構成したカレントミラー回路を負荷として
、接地側のトランジスタMhにより定電流駆動され、上
記信号入力端子21.22に供給され入力信号の信号レ
ベルに応じた差動増幅動作を行なうようになっている。
この実施例において、上記差動増幅回路23の出力端2
4は、カレントミラー回路を負荷して差動動作を行なう
一対のトランジスタMf、Mgのうちの出力インピーダ
ンスの大きなカレントミラー回路の一方のトランジスタ
Meのドレインと一方のトランジスタMgのドレインと
の接続点に設けられている。
さらに、上記レベルシフト回路25は、電源入力端子2
9と接地との間に直列接続された2個の) ランジ、x
、夕Mi 、Mjにて構成されておシ、電源入力端子2
9側のトランジスタMiがダイオード接続されている。
そして、上記トランジスタMiは、そのゲートが上記差
動増幅回路23の出力端24に接続されておシ、上記出
力端24がら供給される差動出力信号と同相のレベルシ
フト出方信号をそのソースから相補型出力増幅回路27
の接地側のトランジスタM1のゲートに供給するように
なっている。
そして、上記相補型出力増幅回路27は、電源入力端子
29と接地との間に直列接続された相補型の2個のトラ
ンジスタMk、Jにて構成されて2シ、電源入力端子2
9側のトランジスタMkのゲートが上記差動増幅回路2
3の出力端24に接続されているとともに、各トランジ
スタMk。
M4のドレインが信号出力端子28に接続されている。
この相補型出力増幅回路27は、電7Qil、入力端子
29.側のトランジスタMkが上記差動増幅回路23の
出力端24からの差動出力信号により駆動され、接地側
のトランジスタMAが上記レベルシフト回路25からの
レベルシフト出力信号にて駆動されることによシ、上記
信号入力端子21゜22に供給される各入力信号の信号
レベル差に応じた出力信号を信号出力端子28から出力
する。
上述の如き構成の実施例における演算増幅器では、差動
増幅回路23の各トランジスタMe、Mgのドレインに
接続された出力インピーダンスの大きな出力端24から
出力される大振幅の差動出力信号ヲレベルシフト回路2
5にレベルシフトしたレベルシフト出力信号にて相補型
出力増幅回路27の接地側のトランジスタM1が駆動さ
れるので、上記トランジスタMJ、の駆動能力を大幅に
上げることができる。従って、上記相補型増幅回路21
の各トランジスタMk、MLに大きなスタティック′ぽ
流を流さずに、スルーレートの劣化を防止することがで
き、集積回路化に適した演算増幅器を実現することがで
きる。
ここで、この実施例の演算増幅器は、例えば上述の第2
図に示した電圧ホロワ回路における演算増幅器10とし
て用いた場合に、第5図に示すように出力電圧信号VO
UTの立下り部分における波形歪を少なくして、立上多
部分および立下り部分におけるスルーレートの差を無く
して、大きな負荷12を雄実に駆動することができる。
〔発明の効果〕
上述の実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、差動増幅回路の出力信号にて駆動される相補型出力
増幅回路のスタティック電流を増加することなく、上記
相補型出力増幅回路の駆動能力を増加することができ、
スルーレート特性全改善してしかも集積回路化に適した
低消費出力の演算増幅器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来よシ提供されている演算増幅器の回路構成
を示す回路図である。 第2図は演算増幅器を用いて構成した電圧ホロワ回路を
示す回路図である。 第3図は上記電圧ホロワ回路に上記従来の演算増幅器を
用いた場合の入出力信号の波形図である。 第4図(グ本発明に係る演算増幅器の一実施例を示す回
路図である。 第5図は上記電圧ホロワ回路に実施例の演算増幅器を用
いた場合の入出力信号の波形図である。 21.22・・・信号入力端子 23・・・差動増幅回路 24・・・差動増幅回路の出力端 25・・・レベルシフト回路 26・・・バイアス回路 27・・・相補型出力増幅回路 28・・・信号出力端子 29・・・電諒入力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. カレントミラー回路を負荷として定電流駆動される一対
    のトランジスタを有し、一対の入力端子に供給される入
    力信号の信号レベル差に応じた差動増幅出力信号を一方
    のトランジスタから出力する差動増幅回路と、この差動
    増幅回路の出力信号をレベルシフトして上記差動増幅出
    力信号と同相のレベルシフト出力信号を出力するレベル
    シフト回路と、上記差動増幅回路およびレベルシフト回
    路を定電流駆動するバイアス回路と、上記差動増幅回路
    の差動増幅出力信号によシ駆動される第1のトランジス
    タと上記レベルシフト回路からのレベルシフト出力信号
    によシ駆動される第2のトランジスタとを直列接続して
    成る相補型出力増幅回路とを備え、上記差動増幅回路の
    一対の信号入力端子に印加される入力信号のレベル差に
    対応した出力信号を上記相補型出力増幅回路の信号出力
    端子から出力する演算増幅器。
JP58030582A 1983-02-25 1983-02-25 演算増幅器 Pending JPS59156012A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61172416A (ja) * 1984-11-07 1986-08-04 インタ−シル,インコ−ポレ−テツド Cmos増幅器
US4912425A (en) * 1987-11-25 1990-03-27 Fujitsu Limited Operational amplifier circuit having stable operating point
US5212455A (en) * 1990-12-21 1993-05-18 Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. Differential output, power, cmos, operational amplifier
FR2743676A1 (fr) * 1996-01-12 1997-07-18 Sgs Thomson Microelectronics Amplificateur comprenant un etage de sortie a faible capacite parasite

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