JPS62216509A - 演算増幅回路 - Google Patents

演算増幅回路

Info

Publication number
JPS62216509A
JPS62216509A JP61060308A JP6030886A JPS62216509A JP S62216509 A JPS62216509 A JP S62216509A JP 61060308 A JP61060308 A JP 61060308A JP 6030886 A JP6030886 A JP 6030886A JP S62216509 A JPS62216509 A JP S62216509A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
differential
misfet
output terminal
polarity
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
JP61060308A
Other languages
English (en)
Inventor
Michio Yotsuyanagi
四柳 道夫
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 JP61060308A priority Critical patent/JPS62216509A/ja
Publication of JPS62216509A publication Critical patent/JPS62216509A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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】 (1!i業上の利用分野) 杢発明はMISFETを用いた演算増幅回路に関するも
のである。
(従来の技術およびその問題点) 従来第2図に示すような全差動型演算増幅回路が知られ
ている。ディー・ビー・リプナー(D。
B 、Rlbner )により技術誌「アイ・イー・イ
ー・イー(IEEE)Jの1985カスタム・インテグ
レーテッド・サーキック働コンファレンス(1985C
ustom Integrated C1rcuts 
Conference )号の174ページに掲載され
た技術論文’ 8.0MHzロー・オフセットCMOS
フーリー・デファレンシャル・アンド・クングルーエン
デクトoPアンプス(80MHz Low 0ffse
t 0MO8Fullyclifferential 
and Single−ended OFAmps)に
その演算増幅回路が紹介されている。
これは一般の折返しカスコード構成であり、(→入力端
子に印加された信号はMlとM6によって反転増幅され
て出力される。に)入力端子に印加された信号はM2と
Mlによって反転・増幅されて出力される。
第2図に示すCMFBとあるのは、同相電圧フィードバ
ック回路で、(ト)出力端子と(へ)出力端子間の同相
電圧を一定にするだめのフィードバック回路である。即
ち、(→出力端子と(へ)出力端子の電圧が共に上昇し
た場合には下降させるように働き、共に下降した場合に
は上昇するように働いて常に一定値を保つように動作す
る回路である。具体的には第3図に示すような回路であ
り、これは前出の文献(z 80 MHz Low 0
ffset CMOS Fullydrfferent
ial  and  Single−ended  O
PAmps z )に第2図とともに記載されている。
この演算増幅回路は、一段構成であるので周波数補償容
量を必要とせず、素子数も少ないのでチップ面積を小さ
くできるという利点が存在する。しかし、この演算増幅
回路は一段構成であるので利得が小さいという欠点があ
る。この演算増幅回路の直流利得は、入力トランジスタ
MLの相互コンダクタンスをIms v  出力インピ
ーダンスをrLとすると、9mIrL  で与えられる
。従って利得を高くするためにはImt がr、  f
大きくしなければならない。今、他の回路との比較のた
め、入力トランジスタのサイズやそれに流れる電流を一
定値にして考えると、利得を大きくするにはrpを大き
くしなければならない。そのためには、■出力段のトラ
ンジスタに用いるチャネル長りを木くするか、■出力段
を流れる電流を小さくするか、6M08F]ITを出力
端子と電源線の間に直列にいくつか接続して出力インピ
ーダンスを大きくするかしなければならない。しかし■
のようにチャネル長を太くすると高速化が図れないし、
■出力段の′1流が小さくなると負荷容量の充・放電に
時間がかかるようKなるのでやはり高速化を防げる。
また■のように構成すると各トランジスタのドレイン−
ソース間電圧の分だけ出力電圧範囲が狭くなってしまう
。また、直列に接続したMO8FE’rの数をn個とす
ると、rLはn倍程度にしかならず、実際問題として出
力゛4圧範囲も考慮するとn=3とかn = 4が限度
であり、利得を画期的に改善することはできない。
以上の欠点を改善するために従来技術で簡単に考えられ
るのは、2J5図のようにカスコード段の次にソース接
地のインバータ出力回路を接続して二段構成にすること
である。
しかし、第5図の回路の(→入力端子に立上りステップ
入力が印加された場合を考えると、出力段のトランジス
タMLOのゲート電圧が下がり、Mloがカットオフに
なる。その結果(→出力端子の成には上昇するが出力段
の負荷となっているMl2が定電圧バイアスのままなの
で出力段の電流は変化せず、出力段がグククユプル形式
になっている場合に比ベスルーレートが小さい。したが
って、出力電圧の立上がりに時間がかかり高速動作に適
さない。
以上の点に鑑み、本発明の目的は、直流利得が大ぎく、
高スルーレートな全差動型演算増幅回路を提供すること
にある。
(問題点を解決するための手段) 前述の問題点を解決するために本発明が提供する全差動
形MISFET演算増幅回路は、濱動入力段として第1
0差動入力対と第2の差動入力対を有し、前記第1の差
動入力対の差動出力節点のそれぞれにゲート接地形のg
tおよび第2のMIEIFETのソースが接続され、前
記第1および第2のMISFETのドレインはそれぞれ
第3および第4のMISFETを介して一方の電源線に
接続され、前記第1および第2のMISFETのそれぞ
れのドレインに差動出力の一方の出力段のドライバーで
ある5g5のMISFETのゲートおよび差動出力の他
方の出力段のドライバーである第6のMISFETのゲ
ートが接続され、前記第2の差動入力対の差動出力節点
のそれぞれに前記差動出力の一方の出力段の負荷となっ
ている第7のMISFITのゲートおよび前記差動出力
の他方の出力段の負荷となっている第8のMISFET
のゲートが接続され、差動出力の一方の出力端子とり」
記第1のMISFETのソースとの間お上び差動出力の
他方の出力端子と前記第1)MISFETのソースとの
間にそれぞれ周波数補償回路が接続され、前記差動出力
の一方の出力端子および他方の出力端子の間の同相電圧
を感知してツイードバククすることにより前記出力端子
の動作点を一定に保つ同相電圧フィードバック回路を有
していることを特徴とする。
(実施例) 欠に実施例を挙げ図面を参照して本発明を一層詳しく説
明する。
第1図は本発明の代表的な実施例を示す回路図である。
この実施例は、第1の差動入力対とそれに続くゲート接
地形のMO8lle’I’とによる折り返しカスコード
構成になっている。この段によって反転増幅された信号
は出力段でさらに反転増幅されて出力されるという二段
構成である。二段構成であるので利得を大きくとること
ができ、また、出力段がソース接地のインバータ形式で
あるので出力電圧範囲を同相電圧フィードバック回路で
決まる範囲までとることができる。また、周波数補償回
路が出力端子とM6のソースの間に接1伏されており、
高周波数になったとき容量ccによりMloのゲート・
ドレイン間が低インピーダンスでI短絡l化することは
ないので、電源雑音除去比が高周波数で悪化することを
防いでいる。
第2の差動入力対は、出力節点22.23にそれぞれ出
力段の負荷であるM12tM13のゲートが接続されて
おり、スルーレートを大きくする働きをしている。これ
は、立上がりステップ入力が印加され、出力段のドライ
バーであるMIOIMllのゲート電圧が下がりカット
オフになった場合でも、出力段の負荷であるML2.M
13のゲート・ソース間電圧の絶対値が増加し、出力段
に流れるii!流を増加させ負荷容量の充電を急速に行
なうという働きである。また、第20差動入力対の負荷
は第1図の場合ダイオード接続をしたP−ch  MO
SFETであり、利得は1程度になっている。そうする
ことにより演算増幅回路の周波数特性は、第1の差動入
力対→ゲート接地形MO8FET→出力段の経路と周波
数補償回路とによって決まり、第2の差動入力対の影響
がないようになっており、第2の差動入力対→出力段の
経路に周波数補償回路を設ける必要がない。
さらに、第10差動入力対にゲート接地形MO8FET
を接続して折返しカスコード構成とすることにより、第
10差動入カ対と第2の差動入力対とを同一の導電性の
MOSFETで構成することができ、折返しカスコード
構成にせずに反対の導電性のMOSFETを用いる場合
に比べて同相入力電圧をひろくとることができる。
第1図にCMFBとあるのは、第2図の回路でも既に述
べたように(→出力端子と(へ)出力端子の間の同相電
圧を一定に保つための同相電圧フィードバック回路であ
る。実際には、第3図に示した回路の、P−ChとN−
ahを入替えた第4図のような回路で実現できる。
また、今までの説明は第1図の実施例について説明した
が、N −ahとP −ahのMO8FE’rを入替え
た演算増幅回路でも同様の事が言、える。
また、同相電圧フィードバック回路は第4図に示した回
路以外でも技術誌[アイ・イー・イー・イー・ジャーナ
ル・オブーソリッドーステート・サーキック(IEEH
Journal  of 5olid −5tata 
C1rcu第1s ) Jのvol、 5C−19+ 
46においてp912〜p918に掲載された技術論文
1 ハワー・サプライ・リジェクション・インデ7アレ
ンクヤル・スイッチトーキャパ7り・フィルターズ(P
ower −5vpply  Rejection 1
nDifferential 5w1tched−Ca
pac第1orFilters )  に記載されてい
る同相電圧フィードバック回路も適用可能である。
(発明の効果) 以上述べたことをまとめると、本発明によって、利得6
’−大きい、電源雑音除去比が良好である、スルーレー
トが大きいなどの効果をもった演算増幅回路を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の代表的な実施例を示す回路図、dIJ
2図は従来の演算増幅回路を示す回路図、第3図および
第4図は同相電圧フィードバック回路を示す回路図、第
5図は従来の別の演算増幅回路を示す回路図である。 代理人 弁理士 本 庄 仲 介 に(◆)入力4手 2:C−)入カ堝手 3:(◆]ムカ煽子 4:C−)エカ鳩手 5、(◆)[3敷織 6:(−)能才線 IQ−+5 : パイ1人 、ぐ、 第1図 1・(◆) 入カ氏姶チ      5:(令)りl覧
、3、aセ#j?−2、(−)入力4分    6:(
−)袈原棟3:(争)弘−/)4−)    10〜1
2:  ノくイ了ス芸、4、(−)ねか4手 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 差動入力端子と差動出力端子とを有する全差動形MIS
    FET演算増幅回路において、第1の極性をもつMIS
    FETを入力用トランジスタとした第1の差動入力対と
    第2の差動入力対を有し、前記第1の差動入力対の差動
    出力節点のそれぞれに第2の極性をもつゲート接地形の
    第1および第2のMISFETのソースが接続され、前
    記第1および第2のMISFETのドレインはそれぞれ
    前記第1の極性をもつ第3および第4のMISFETを
    介して一方の電源線に接続され、前記第1および第2の
    MISFETのそれぞれのドレインに差動出力の一方の
    出力段のドライバーである第1の極性をもつ第5のMI
    SFETのゲートおよび差動出力の他方の出力段のドラ
    イバーである第1の極性をもつ第6のMISFETのゲ
    ートが接続され、前記第2の差動入力対の差動出力節点
    のそれぞれに前記差動出力の一方の出力段の負荷となつ
    ている第2の極性の第7のMISFETのゲートおよび
    前記差動出力の他方の出力段の負荷となつている第2の
    極性の第8のMISFETのゲートが接続され、差動出
    力の一方の出力端子と前記第1のMISFETのソース
    との間および差動出力の他方の出力端子と前記第2のM
    ISFETのソースとの間にそれぞれ周波数補償回路が
    接続され、前記差動出力の一方の出力端子および他方の
    出力端子の間の同相電圧を感知してフィードバックする
    ことにより前記出力端子の動作点を一定に保つ同相電圧
    フィードバック回路を有していることを特徴とする演算
    増幅回路。
JP61060308A 1986-03-18 1986-03-18 演算増幅回路 Pending JPS62216509A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61060308A JPS62216509A (ja) 1986-03-18 1986-03-18 演算増幅回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61060308A JPS62216509A (ja) 1986-03-18 1986-03-18 演算増幅回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62216509A true JPS62216509A (ja) 1987-09-24

Family

ID=13138401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61060308A Pending JPS62216509A (ja) 1986-03-18 1986-03-18 演算増幅回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62216509A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07263978A (ja) * 1994-02-04 1995-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 演算増幅器
JP2006245844A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Seiko Instruments Inc オペアンプ
WO2007107962A2 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Nxp B.V. Differential amplifier with input stage inverting common-mode signals
JP2008211535A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Sony Corp 増幅回路、受信機および受信機用ic
JP2015216691A (ja) * 2015-07-30 2015-12-03 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 電圧可変利得増幅回路及び差動入力電圧の増幅方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07263978A (ja) * 1994-02-04 1995-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 演算増幅器
JP2006245844A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Seiko Instruments Inc オペアンプ
WO2007107962A2 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Nxp B.V. Differential amplifier with input stage inverting common-mode signals
WO2007107962A3 (en) * 2006-03-23 2007-12-13 Koninkl Philips Electronics Nv Differential amplifier with input stage inverting common-mode signals
JP2008211535A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Sony Corp 増幅回路、受信機および受信機用ic
JP2015216691A (ja) * 2015-07-30 2015-12-03 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 電圧可変利得増幅回路及び差動入力電圧の増幅方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4554515A (en) CMOS Operational amplifier
US6281753B1 (en) MOSFET single-pair differential amplifier having an adaptive biasing scheme for rail-to-rail input capability
US4518926A (en) Gate-coupled field-effect transistor pair amplifier
US5006817A (en) Rail-to-rail CMOS operational amplifier
KR101333421B1 (ko) 저전압 저전력 a/b급 출력단
US4477782A (en) Compound current mirror
JP5798635B2 (ja) カレントミラーおよび高コンプライアンス単段増幅器
US20030184379A1 (en) Operational amplifier output stage and method
EP0037406B1 (en) Cmos operational amplifier with reduced power dissipation
US8138839B2 (en) Wideband CMOS gain stage
JPH0831752B2 (ja) 差動演算増幅器装置
JPH11145743A (ja) 差動増幅器及びこの回路の位相補償の方法
KR0140160B1 (ko) 저동작전압에서 작동이 가능하고, 고출력 임피던스를 갖는 캐스코드 회로
US8022764B2 (en) Differential amplifier
US7098736B2 (en) Amplifier circuit
US4912427A (en) Power supply noise rejection technique for amplifiers
JPH10209781A (ja) 差動回路を含む電子回路
JPH0235485B2 (ja)
JP3671899B2 (ja) トランスコンダクタンスアンプ回路
US6985038B2 (en) Operational amplifier generating desired feedback reference voltage allowing improved output characteristic
US6696895B2 (en) Push-pull amplifier
JPS62216509A (ja) 演算増幅回路
US20020005757A1 (en) Fully differential operational amplifier of the folded cascode type
US6542034B2 (en) Operational amplifier with high gain and symmetrical output-current capability
Ayed et al. Design and optimization of CMOS OTA with gm/Id methodology using EKV model for RF frequency synthesizer application.