JPS5949008A - 電界効果トランジスタ差動増幅回路 - Google Patents

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】 （ａ）　　発明の技術分野 本発明はソースを結合した差動増幅用電界効果トランジ
スタ対の各々の負荷にアクティブロードを使用し、かつ
該差動増幅用電界効果トランジスタ対の共通ソースに接
続され該差￥ＩＪｂ増幅用′ｉｔ界効果トランジスタ対
に電流を与える・電流源を其備した電界効果トランジス
タ（以下Ｆ　ＥＴと称す）差動増幅回路に係シ、Ｄイｂ
作点を常に２゛ｉλ増値に保つことが出来るＩｉ”　Ｅ
Ｔ差動増幅回路に関する。

（ｂ）　　従来技術と問題点 第１図は従来例のアクティブロードを使用したＦＥ　Ｆ
ｉｌ差動増幅回路の回路図、εＢ２図、第３図は第１図
の場合の出力電圧ｖｏ、の変化に対するＦＥＴＴ）ζｌ
　ｌ　ＴＲ４の′電流の静特性図である。

図中、Ｔ！＋　〜ＴＲｓはＦ’ｌｎＴで、’ｒｔｔｔ　
、　’ｒＲ，はアクティブロート用Ｆ　Ｅ　Ｔ　’ｔ’
　Ｔ　Ｒ３ｔｄ　’ＴＭ、　流ＩＮ用Ｆ’　Ｅ　Ｔ　。

ＴＲ＋　、　ＴＲ２ハ差動、噌幅用１ｉ”　Ｅ　Ｔ対で
あル６’　＋ＶＤＤは正の直流’４圧、−ＶＳ８は負の
ｍＬ　ｖｆＥ　’４圧、ｖｏｌは出力ＯＵＴ、の出力”
ｊｔＬ圧を示す。

バイボー２トランジスタによる差・助増輻回路のように
能ｋｂ＝Ｒ子自身の相互コンダクタンスが高い場合には
ｙｔ荷低抵抗余り大きくしなくとも利ｆｑがとれるので
、゛ｌ−１Ｌ流源の電流値が少し位変踊しでも動作点は
余り動かない。しかし、ＦＥＴ；針・・・ｌ１ｌｌｉ・
ｉ亀回路では能動素子自身の相互コンダクタンスが小さ
く負荷抵抗を高くする必要がある。Ｆ　Ｅ　Ｔ差動」前
幅回路では利得を大きく得るため負荷抵抗の大きいアク
ティブロード第１図ではＦＥＴＴＲ４，ＴＲ６を用いる
が、′電流源（第１図ではＦ’Ｅ’ｒ　ＴＲ３）の電流
値のバラツキにより動作点が大きく変化する。例えば、
４６ｆｔ、＃ｌｉ’ＥＴ　ＴＲ３の１粍流値がＩでＦＥ
Ｔ　ＴＲ４，ＴＲ１１の′電流値がＩ／２で、入力ＩＮ
、ｌｌＮ２のα圧が平衡状態の時、動作点が第２図のＡ
点、即ち出力電圧Ｖ。１の最大１直ＶＤＤの”／２の点
であったとすると、電流源Ｆ”　Ｅ　Ｔ　Ｔ　Ｒｓの電
流値が■＋△■となると動作点は第２図の口点に移動し
、又、ｌｉ”ＥＴ　ＴＲ８の１ａ流）１ヒがＩ−ΔＩと
なると動作点は第２図のハ点に移動する。この為Ｆ　Ｅ
　Ｔ差動Ｊ口幅回路は正常の動作をしなくなる。これを
防ぐ為、従来ＦＥＴ　ＴＲ３のゲートソース間の電圧を
外部よシ制御しＦ、ｌ！；Ｔ　ＴＲ３の′電流を上記■
にするようにしている。しかし、これではａＡｒ糺変村
山や電源′直圧変動があると動作点が移動する欠点を持
つ。

例えば、第３図で電源電圧ＶＤＤがＶＤＤ’に下ったと
するとＦＥＴ　ＴＲ４の′配流の静特性は第３図のホか
らへに移行し、飽ｆｆ１ｌ　′ｔｍ流が幾分下がるので
Ｆｌｊ：ＴＴＲ３の電５流が一定でちったとすれば、動
作点は出力電圧Ｖ。１の最大値ＶＤＤの１／２の小のＡ
点から二点に移行し、正常な動作をしなくなる。

（ｅ）　　発明の目的 本発明の目的は上記のグ一点ケなくシ、温度変動やａ源
屯圧変効があっても１１ｂ作点を最適値にすることが出
来るＦ　Ｆ、　Ｔ差動増幅回路の提供にある。

（ｄ）　　発明の構成 本発明Ｑユ上拍シの目的を達成するために、差吻増幅回
：洛が平衡状態にある場合は２つの出力の１■流腎位は
等しいが、平衡状態からずれた場合には岡山力の直流電
位は異なる。しかし、岡山力のＡ１１電位はに動噌幅器
の平ｌ！！１　ｒ不平衡によらず一定イ１σ、つまり最
、・丙動作点電位と等しい。この点に着目しこの電位を
検出し、’ｌ’４流諒の・電流値を制御することによ！
ｌｌ動作点をずらし、動作点を最１１＆値に設定出、来
るようにしたことを特徴とする。

（ｅ）　　発明のだ施ｔクリ 以下、本発明のニハ施列につき１シ１に従って説明する
。第４図は本発明の、（施９りのＦＥＥＴ−Ｍ≦動Ｊ１
−幅回路の回路図、第５図は第４図の場合の出力゛１氏
圧Ｖ０１の変化に対するＦ”ＥＴ　ＴＲｓ　、ＴＲ４の
亀し；εの静特性図である。

図中、第１図と同一、１幾能のものは同一記号で示す。

ＴＲ１１は゛祇流源用Ｆ　Ｅ　Ｔ　、　Ｒ＋　、Ｒ２は
抵抗、■は′４圧を示す。

ｈ′３４図の回路で第１区と沢なる点は、ＦＥＴＴＲｌ
ＴＲ２の出力−位の和をとるために、出力０ＵＴ１．０
ＵＴ２よすｌｌ〃々１ｈｉｉｌｔｙｔｙｔ両出力電位を
抵抗Ｒ１，Ｒｚを介してＦＥＴ　ＴＲ，のドレインに加
え、このドレインの電位をＦＥＴ　ＴＲｓのゲートに帰
還しＦＥＴ　ＴＲ＋、ＴＲ２のｊｉｂ作点の百足化を計
っている点である。最初はＦＥＴ　’ｒａｅのゲートの
′ｌ電圧を可変してＦ　Ｅ　Ｔ　’Ｉ’　Ｒｅのドレイ
ン電流をｊｉ！ｉＮ整し、１”ＥＴ　ＴＲ６ノドレイン
ノ電位即ち１”Ｅ’ｒ　ＴＲｓ　ノゲートの電位でかえ
動作点を最適値に設定する。以下、温度変化又は電源′
電圧の変動によりＵＥｂ作点が移動した場合、ｍ１作点
が最適値に制御される動作に付ＩＮ＋　、　ＩＮ２の電
圧が等しく、平’Ｂ！Ｊ状態であるとして第５図を用い
て説明する。今、第５図のＢ点である動作点の最適値を
得るよう調整したＦＥＴＴＲ，の電流値よシＦＥＴ　Ｔ
Ｒ３の電流値が少し大きい電流値となったとするとＦＥ
Ｔ　ＴＴＬ＋　、　Ｔ１丈。に流れる′、ｄ流は増加分
の１／２増加し、０ＵＴＩの電圧Ｖ。１は第５図のＡ点
に移る。Ａ点の電位はＢ点の′４位より低いのでＩｉ”
ＥＴ　ＴＲ３のゲートの電位は下がりＦＥＴＴＲ３の′
電流値を下げ、ＦＥＴ　ＴＲ＋　、ＴＲ４にｂ’Ｌれる
Ｉ↓を流が下がシ最適値のＢ点に移行する。これはＦＥ
Ｔ　ＴＲ２，ＴＲ５１１１１Ｉも出力０ＵＴ２の電位が
下がるので上記と同様の動作をする。父、この動作は入
力ＩＮＩ　、　ＩＮ、の゛重圧が不平１鋳状態となって
も出力ＯＵＴ＋　、０ＵＴ２の電位の和は一定値で最適
動作点′電位と宿・しいので、電流源１ｉ”ｌＧＴ　Ｔ
Ｒ３のしくに流が変わっても元の′「ｉ流値になるよう
即ち最適動作圧−ＶＳＳ２を変化させ設定すれば、以後
ｒ上上記説明と同様の動作をして最適動作点を保つ、し
りになる。

み■６図、第７図は本発明の別の実施例のＦＥＴ差動、
１胃１１ｉ雷回路の回路図である。

図中１．Ａ：＞　４図と同一・未化のものは同一記号で
示す。Ｔｉｔ、〜ＴＲ，□はＦｌ！；Ｔ、Ｒ１，１尤２
＋１も、　、　Ｒ２は抵抗、−■ｓｓは負の直流幅圧、
■ｒｅｆは参照屯位ｒｒ示ず。

第６図の回路で、′Ｂ４図の回路と異なる点１ｄｌ亀？
：ｆの４市りよ１を３つのもを２つにし、月（１力の、
゛使刀、１助１乍点にする調整としては、ｌ”Ｉ（；Ｔ
　Ｔｉｔ、のゲートのイ５照−位Ｖｒｅｆを調整しＦ　
Ｅ　’ｆ：　’１’　Ｐ−７の電流を調ｊＣ−シてｊｆ
ｆ　ｊｉ！（！ｉ’ｆＪ作点にしておく点である。

第７図の回路で第６図と異なる点は出力を取出すのにバ
ッファとじ−ＣＦＥＴ　ＴＲ，、、Ｔｌも、２を設けた
点で抵抗１１１　、　Ｒ２，及びＯＵＴ＋、０ＵＴｔに
接続される負荷が原抵抗であってもＦＥＴ　、ＴＲ＋　
、ＴＲ２の利得が減少することがなくなる点である。

（ｆ）　　発明の効果 以上詳、、（ＩＩに説明せる如く本発明によれは、温度
変動、電源′重圧変動があってもＦＥＴ差動増幅回路の
動作点を常に最虐値に保つことが出水る効果がある。

【図面の簡単な説明】

；゛ａ１３１図；）Ｅ　＋＋・ｌ］のアクティブ１］−
Ｆを１史用した・い′Ｉｔ効１トトランジスタ差動１゛
譜１’ｉｊｊ回路σ）回路図、第２図、ζ（１３図は第
１図の場合の出ブハ、’ｉ　ＩＴｉ　Ｖｏ　１の変化に
対する屯界効÷ニドトランジスタＴＩ＋、＋　、ＴＲ４
の畦０１［の静ｔＲＩ性図、イＳ４１ン１，８１′５６
図、・；ｉＩ　７　［スは本隋明の実施１り（１の′−
１界効果トランジスタ差σｌｂ増幅回路の回ドロ図、ａ
；１５図は１１ｒＪ４図の場合の出力′−圧Ｖ。１の変
化に対する′諷界効ｊ、ｆ；　１．ランンスタ゛踵、＋
　、　ＴＲ＋の・ｌｉ流の静ｉ子性１囚である。 図中、’ｌ”ｌ’ｖｌ　−Ｔ、ＲＨＦ、Ｌ　Ｆ　Ｅ　Ｔ
　％　’Ｐ−１１山’ｌ　Ｒ１’＋ＲｔＬｃ２′、」已
；′は抵抗、−１−ＶｕＤ！は正の４．ＬｙＵ　’Ｑ　
ｆＥ、−Ｖｓｓ＋−Ｖｓ　ｓ＋　、　−ＶＳ　８２は貝
の＋Ａ’　ＺＩＥ　”ｆｉ圧、■は１に圧、ＶＯＩは出
力ＯＵ　’ｌ’　＋の出力゛１圧−に示す。 第２図 ｏｌ　　− 蔦３図 Ｖｏｔ□ 男４図 晃Ｓ　図 Ｑｖｐイ　　　ＶＤＤ １０１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ソースを結合した差動増幅用電界効果トランジスタ対の
   各々の負荷にアクティブロードを使用し、かつ、該差動
   増幅用′４界効果トランジスタ対の共通のソースに接続
   され該差動増幅用電界効果トランジスタ対に電流を与え
   る”１戎流源を具・ｌｌ１Ｋ　した・妊界効呆トランジ
   スタ差動１＋！幅回路において、該差動増幅用′【ル界
   効果トランジスタ対の差動出力のオ■を取り、この−位
   が一定値になるよう該電流源を制御することを特徴とす
   る電界効果トランジスタ差動増φＭ回路。