JPS596607A - 差動増幅回路 - Google Patents

差動増幅回路

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Publication number
JPS596607A
JPS596607A JP57115425A JP11542582A JPS596607A JP S596607 A JPS596607 A JP S596607A JP 57115425 A JP57115425 A JP 57115425A JP 11542582 A JP11542582 A JP 11542582A JP S596607 A JPS596607 A JP S596607A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
differential amplifier
stage
input
mos fets
differential
Prior art date
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Pending
Application number
JP57115425A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Shimizu
孝一 清水
Fumiaki Fujii
文明 藤井
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57115425A priority Critical patent/JPS596607A/ja
Publication of JPS596607A publication Critical patent/JPS596607A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier

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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】 この発明は、差動増幅回路に関し、特に抜I2個の差動
増幅段が多段接続さnてなる差動増幅回路に関する。
差動増幅回路においてに、大きなオリ傅を4るために、
α数個の差動増幅段が多段接続さnることかめる(第1
図)。ところが、多段接続さnた差a増幅回路において
に、谷差動増幅段1 a * 1 b r・・・・・金
、一方の入力MO8FEtTQmのゲート端子金グラン
ドレベルにして、他方の人力MO8FETQ、、のゲー
ト端子にOv全中心として揺動さnる信号音入力はせた
場合、OVからある電圧だけずnた(シフトした)レベ
ルを中心として揺動する工うな信号か、出力ノードa、
b、・・・・・・に表わnて米る。
従って、単に同一構成の差動増幅段金多段接続して行く
と、後段に行くほどレベルシフト筺か犬きくなって、バ
イアス点がどんどんとずnて行ってしまうという不都合
がめる。
そのため、従来の多段接続の差動増幅回路にお込てに1
第1図に示す工うに、初段の差動増幅段1aの前後にレ
ベルシフト回路2a、2bを設け、また後段の各に動増
幅段1b・・・・・・の次段にレベルシフト回路2C・
・・・・・全接続して、各差動増幅段1 a + 1 
b−・・・・・・においてレベルシフトさnた出力洛外
を元のQV=i中心とする信号にもどしてやるような回
路構成に姑nていた。
しかしながら、このような従来の多段接続の差動増幅回
路においては、各差動増幅段ごとにレベルシフト回路を
設けなけ几ばならないため、段数が多くなるほど素子の
数か増加して回路の占有面積が増大してしまうとともに
、レベルシフト回路に流される貫通電流が多くなり、回
路全体の消費電力が増加さnるという問題点があった。
そこでこの発明は、複数個の差動増幅段か多段接続さn
るようにさrした差動増幅回路において、レベルシフト
回路が不要となり、こnによって回路の占有面積が減少
さn、かつ消費電力も減少さnる工うにすること全目的
とする。
そのために、この発明は、前段の差動増幅段の入力MO
8FETとは導電型か異なる入力MO日F]1IfT’
!に含む工つな差動増幅段全接続して行くことに工9、
次段の差動増幅段に工り前段の差動槽1陥段の出力信号
のレベル?フトtキャンセルさせるような機能を待たせ
るようにしたことt特徴とする。
以下図面に基づいてこの発明r説明する。
第2図に本発明に係る差動増幅回路の一実施例會示すも
のである。図において、laに第1段目の差動増幅段、
1bは第2段目の差動増幅段、3はバイアス回路である
@1段目の差動増幅段1aは、一対の入力MO8FET
Q   、Q   と、この入力MO8FIlCTml
      &! Q   、Q   のドレインに接続さn、カレントミ
at      as ラー回路會構成する負荷MO8FKTQ、、+Qa4と
、上記入力MO8FBTQa、IQamの共通ソースに
接続さnた定電流MOS FETQ、−とにより構成さ
几ている。
脣に制限さnないが、上記入力MO8F]l[1TQa
、 l Qa、 l’!nチャンネル型に、負荷MO8
7KTQ   、Q   はpチャンネル型に、ま几定
電as     a4 流MO8FEiTQa8inチャンネル型にそnぞn形
成さnている。そして、上記負荷MO8FETQ   
、Q  のソースは+5vのような電源電圧aa   
  a4 vDDに、筐た定を流M Q 8 E’ m T Q、
、のソースは一5vの工うな電源電圧V。K接続さnて
いる。
一方、第2段目の差動増幅段1bは、上記第1段目のM
IIJ増幅段1aの入力MO13FIliTQ、、、。
Qa!とげ逆の導電型のpチャンネルMO8FIIiT
が入力M OB F EI T Qbt 、Qb2  
として使用さnている。また、負荷MO8FETQbB
−Qba および定電流MO8FIIITQ、、も前段
の差動増幅段1aのMO8FEITQ、a、、Q、&4
I Qallと逆の導電型に形成さnて因る。そして、
導電型か逆にさ几たことにより、第2段目の差動増幅段
1bの定電流M OS F’ EI T Q、b、のソ
ースにプラス側の電源電圧vDDに、また、負荷MO8
FI!ITQ、b、、Qb4のソースはマイナス側の電
源電圧vf]8に接続さnている。
こnVC工って、pMOEIFETi入力MO8E’E
Tとした第2段目の差動増幅段1bの出カッ−)” 1
) 1  、b z (D Vへk ’J 7トは、n
MO8F]]+T?入力MO8FI[lTとした第1段
目の差動増幅段1aの出力ノード!LL +aiにおけ
るレベルシフトとに逆向き(マイナス側)に同一のシフ
ト量か生じるようにさnてhる。七の几め、第1段目の
差動増幅段1&のレベルシフトに、第2段目の差動増幅
段1111のレベルシフトによって相殺さn1第2段目
の差動増幅段1bの出力信号にQVを中心として揺動さ
nるようになる。
例えば、第2図に示す工うな2段接続の回路を第3図に
示すような反転増幅器として使用した場合を例にとって
説明する。非反転入力端子(ト)にグランドレベル(O
v)であるので、反転入力端子←)はイマジナル−ショ
ートによりOvにさnる。
このとき、第1段目の差動増幅段1aのノードalお工
びノードa1の電位が+3vに、ま交ノードasの電位
が一1vになるように各素子の定数が設定さ1、ていた
とする。すると、MO8F]1ifTQ には、ゲート
・ソース間電圧V。B==IV。
l ドレインeソース間電圧VD8=:4Vの直流電圧が与
えらnる。一方、上記ノード&lお工びノードa2の電
圧(3v)に、第2段目の差動増幅段1bの人力MO8
F]l!!TQ  、Q   のゲート端子に1)I 
    bs 供給式nているので、人力MO8FEtTQbtのvo
Bが1vのと1!、vDBか4vとなるようにさせるこ
とができる。その結果、ノードb、とノードb2の電位
(出力電圧V。ut ) rx 、ノードb3の電位(
+4V )よりも■Ds(=4v)9低LAQVにさn
る工うになる。
ま几、上記差動増幅段1aの(ト)端子がグランドに接
続さnた状態で、←)端子にOn−中心に揺動する信号
が入力さnた場合、(へ)端子の電位が上昇すると、ノ
ードalの電位が下がり、ノードa2の電位は上昇さn
る。すると、次段の差動増幅段1bのノードbtのレベ
ルが上昇さn1ノードb20レベルは降下さnる。逆に
、←)端子に人力さnる信号がQVより下がると、ノー
ドalの電位が上が9、ノードalの電位が降下さnる
。その友め、M動増幅段1bのノード’biのレベルは
降下さn1ノードblのレベルに上昇さn7)工うにな
る。入力信号と逆相のノードb、の電圧が抵抗全弁して
←)端子に印加さnると負帰遺がかけらnることになる
このように、(+−)端子會グランドレベルにして、←
)端子に□v2中心とするイぎ号が入つ几場合、ノード
al とalの動作点が例えば+3vにさn友トキ、後
倚のノードb直とb2の動作点は、ノードa1.alの
動作点よりも3v低込Ovにさnる工うに各素子の定斂
が設定δnている。
つ1す、後段の差動増幅段1bにおけるレベルシフトは
、前段の差動増幅段1aにおけるレベルソフトとは逆回
きて同じシフト量となるようにさnて込るのでめる。そ
の結果、前段の差動増幅段1aにおけるレベルシフトに
、後段の差動増幅段1bにおけるレベルシフトに工って
キャンセルさnるのである。
従って、偶数個の差動増幅段?多段接続する場合には、
第2図に示す工うに、nチャンネルMO8FfflT’
i人カトランジスタとする差動増幅段の次に、pチャン
ネルMO8FET’i人カトランジスタとする差動増幅
段r接続し、更にその次にはnチャンネルMO8FET
’i人カトランジスタとする差動増幅段會接続するとい
うように、交互に導電型か逆のMO8’FEITIC!
シ構成さrt几差動増幅段ヲ接続して行けば、出力信号
のレベルシフトに互にキャンセル石れる工うになる。そ
のため、本発明でに第1図に示す回路におけるレベルシ
フト回路2 a + 2 b + 2 c・・・・・・
の工うな回路全役ける必要がなくなる。
また、奇数個の差動増幅段を多段接続する場合には、最
後の差動増幅段にのみ第1図に示すよう表しベルシフト
回路ケ設けて、最終段で生じたレベルシフトに補正して
やルば工い。
なお、バイアス回路3は、例えば第2図に示すように、
電源電圧vDDに接続ざn、たpチャンネル型MO8F
EITQ口と、このMO8F]1ttTQ、■のドレイ
ンと電源電圧v88との間に直列接続さnたpチャンネ
ル型MO81FlltTQ目およびnチャンネル型M0
8FEITQ、、、とに工り構成することかできる。上
H6MosymTQ目はゲートとドレインが接続さnl
また、MO8F 1nT Q目とQtsはそnぞn共通
ドレインにゲートか接続さnている。こnKよって、M
O8FBTQ目〜Qts t;[飽和領域で動作さnる
工うになり、各M O5FBITQ、〜QIm  のコ
ンダクタンスの比で分圧したようなバイアス電圧が発生
さ几る。
そして、第1段目を含む奇数段目の差動増幅段の定を流
M08FFiTQ、、、・・・・・・ば、バイアス回路
3のMO8FKTQ、!とQts  との接続ノードC
の電圧によって、バイアスが与えられる。また、第2段
目以降の偶数段目の差動増幅段の定電流MO8IFIi
iTQ、b、・・・・・・に、バイアス回路3のMOS
FET Q、目とのカレントミラー回路接続によシバイ
アスが与えらnる工うにさnている。
なお、上記実施例では初段にnMO8入力とした差動増
幅段を設けたものについて説明したか、pチャンネルM
O8FFiTi入力トランジスタとする差動増幅段を初
段に持って来るようにすることも可能である。
以上説明したごとくこの発明は、nチャンネルMO8F
ET’i人カトランジスタとする差動増幅段と、pチャ
ンネルM OS F ETA人カトランジスタとする差
動増幅段とか交互に接続さnてなるので、前段の差動増
幅段にお込て生じた出力ノードのレベルシフトが後段の
差動増幅段におhて生じる逆回きのレベルシフトにより
キャンセル−6nる工うになる。そのため、各差動増I
@段ごとにしペルシフト回路を設ける必要がなくなり、
これによって、同じ利得を得るのに必要な電子の数が少
なくて済み、回路の占有面積が減少されるとともに、回
路全体の消費電力が減少さn、かつ高速動作が可能にな
るとめう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図に従来の多段接続の差動増幅回路の一例を示す回
路図、 第2図は本発明に係る差動増幅回路の一実施例を示す回
路図、 第3図はこn全反転増幅器として使用する場合の回路構
成を示す回路図である。 1 a 、 1 b 、 ・・・差動増ll&i段、2
 a 、2 b + 2 c・・・レベルシフト回路、
3・・・バイアス回i、Q、a、 。 Qa!l Ql)1 、Qい・・・入力トランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一対の入力トランジスタを含む差動増幅段が複数個多段
    接続さnてなる差動増幅回路であって、nチャンネルM
    Of3FET’i人カトランジスタとする差動増幅段と
    pチャンネルMOEIFI!IT全入力トランジスタと
    する差動増幅段とが交互に配設され、前段の差動増1鴫
    段のディファレンシャル出力が導電型の異なる後段の差
    動槽IIII!段の人力トランジスタに直接供給さnる
    工うにさnてなること′t−特徴とする差動増幅回路。
JP57115425A 1982-07-05 1982-07-05 差動増幅回路 Pending JPS596607A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57115425A JPS596607A (ja) 1982-07-05 1982-07-05 差動増幅回路

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JP57115425A JPS596607A (ja) 1982-07-05 1982-07-05 差動増幅回路

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JPS596607A true JPS596607A (ja) 1984-01-13

Family

ID=14662246

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JP57115425A Pending JPS596607A (ja) 1982-07-05 1982-07-05 差動増幅回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60232709A (ja) * 1984-05-03 1985-11-19 Nippon Denso Co Ltd 演算増幅器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60232709A (ja) * 1984-05-03 1985-11-19 Nippon Denso Co Ltd 演算増幅器

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