JPS63275100A - サンプルホ−ルド回路 - Google Patents

サンプルホ−ルド回路

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JPS63275100A
JPS63275100A JP62109497A JP10949787A JPS63275100A JP S63275100 A JPS63275100 A JP S63275100A JP 62109497 A JP62109497 A JP 62109497A JP 10949787 A JP10949787 A JP 10949787A JP S63275100 A JPS63275100 A JP S63275100A
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JP
Japan
Prior art keywords
terminal
mesfet
gate
input signal
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP62109497A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Kikuchi
菊池 博行
Noboru Ishihara
昇 石原
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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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MESFET (MEta! −8amico
nduetor pietd−3ijffect Tr
ansistor )  を用いた、入出力線形範囲の
広いサンプルホールド回路に関するものである。
〔従来の技術〕
第5図にME−8FETで構成した従来のサンプルホー
ルド回路を示す。1はMESF’ET、  2はホール
ド容量CH,3は入力信号端子、40はゲート制御端子
、5は出力端子を示す。次にこの回路の動作について述
べる。いまvIN≧vOutの場合について考えるが、
V工、≦voutについても同様に考えれば良い。
ゲート電圧、 vgo 〉vout−vth    ””” ■の場合
、MESFBT 1のF’ETスイッチはオン状態とな
り、入力VXNから2のホールド容量CHに電荷が供給
され、vout〜vxMとなる。ここでVthはMBS
FET 1のしきい値電圧を表わす。
次に、 ■、。くv。ut −vth   ・・・・・・■を満
たすゲート電圧を与えることにより、M)38FBT 
1のPETスイッチはオフ状態とな9出力Voutの電
圧は保持された状態となる。以上述べた一連の動作によ
シサンプルホールド機能を有することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第5図に例示した従来のサンプルホールド回路には次に
述べるような問題がある。MBSFETは金属−半導体
ショットキ接合により形成されているので、ゲート電圧
v2゜はソースらるいはドレイン電圧(第5図の場合V
。utあるいはvzm )に対しである程度以上電圧を
上げるとゲート・ソースあるいはゲート・ドレイン間に
流れる順方向電流工σBあるいはIGDが急激に増加す
る。ここでゲート・ソース関電流IG8は、 IG8 ” lGa0 (・xp(qV/nkT)−1
)  ”・・■と表わされる。IGIi。は逆方向飽和
電流、qは電荷、kはポルツマン定数、Tは絶対温度、
nはダイオード定数、■はゲート・ソース間電圧でおる
またゲート・ドレイン間電流IGDも0式と同様に表わ
される。
したがって入力信号を高精度にサンプル・ホールドする
ためには0式で示される電流をできるだけ小さくする、
すなわらゲートの制御電圧を小さくする必要がある。一
方、ゲートに印加する電圧vg0をあまり小さくすると
、0式を満足するV。utの電圧が小さくなり、\入力
のS幅が制限され、入出力線形範囲が小さくなるという
問題が生ずる。
第6図にスイッテオノ時の出力応答波形のシミュレーシ
ョン結果を示す。入力は信号の伝播遅延に影響のない十
分低い周波数としC1MHzの三角波を与えた。ME8
FETとし′Cは、試作実績のあるゲート長1 pmの
GaAs MFi8FETを与えた。ME8FETのし
きい値Vthは−0,7V、相互コンダクタンスgmは
約160m5(ドレイ7−ソース間電圧VD8=2V。
ゲート・ソース間電圧V、、 = OV )である。ま
たMBSFETのチャネル幅は100μm1ホールド容
fcHは1pFである。第6図かられかるように、ゲー
ト制御電圧V、。=OVの場合、約0.5V以上の入力
信号は通らず歪を受ける。また、vxM〜−0,7v以
下で、ゲートからの順方向電流の影響によp直線性η為
らずれる。この場合、入力の正側の電圧に対して線形性
を上げるためにゲート制御電圧vgo f O,5Vに
上げると、ゲートからの順方向電流による影響が更に大
きくなり、V11〜−0.2v以下で非線形性が見えて
くる。従って、従来のサンプルホールド回路では約1.
’2 Vpp以上の入力振幅に対しては線形性を確保で
きない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は従来の問題点を解決するサンプルホールド回路
を提供するもので、入力(a号追従電圧回路部、第1の
M138FETおよびホールド容量回路部を備え、前記
入力信号追従電圧回路部の入力端子および前記第1のM
18FETのソース端子またはドレイン端子に入力信号
端子が接続され、前記入力信号追従電圧回路の出力端子
は前記第1のME8FFfTのゲート端子に接続され、
φJ記第1のME8F’ETのドレイン端子またはソー
ス端子に前記ホールド容量回路部が接続されてなること
を特徴とする。
〔作用〕
本発明はサンプルホールド用PETスイッチのゲート制
御電圧の値を入力信号に追従するように構成したことに
より、入出力線形範囲の広いサンプルホールド回路を実
現できる。以下図面にもとづき実施例について説明する
〔実施例〕
第1図に本発明のサンプルホールド回路の実施例を示す
。1.6は第1及び第2のME8FB’r、 2はホー
ルド容量CH15は入力信号端子、4は第1のM38F
ETのゲートに接続されるノード、5は出力端子、7は
第2のME8FB3Tのゲート制御端子、8は抵抗胞、
9は電源(Vs)端子を示す。次に本発明のサンプルホ
ールド回路の実施例の動作について説明する。
■g1≦v、−vthノ場合、第2のM18FB’r 
6はオフ状態となり、第1のMB8FET 1のゲート
電圧は電源V、となる。ここでv3の値を v、 (VXM −VIh−・・・・・04を満足する
ように与えると、第1のM′B813T Iはオフ状態
となり、ホールド容量2のCFlにチャージされた電荷
は保持される。
V、、 > v、 −Vth o場合、第2のMB8F
gT6はオン状態となシ、第1のMB8FET 1のゲ
ート電圧はとなる。ここでReは第2のMESFET6
の等価オン抵抗を示す。またこの場合、第1のMB19
F]13T 1がオン状態となる条件は vgo > vout −vth   ””” ■でb
る。従って■、■式を満足するように8の抵抗Ras第
2のMEf8FET 60−等価オ、ン抵抗Rc>!び
一電源v、の値を選ぶことにより、VgI > v、 
−Vthの条件で第1のMI]8FBT 1をオン状態
にでざる。いまR6の値を抵抗8のR,の値よシ十分小
さくすることによシ、第1のMESFET 1のゲート
電圧vg。
は入力に近い値をとることができる。ナなわら入力信号
電圧が小さくなる場合、第1のMESFET 1のゲー
ト電圧vgoは、ゲートからの順方向電流が増加しない
ように下がり、また入力信号電圧が大きくなる場合% 
vgoは第1のMB8FET 10等価オン抵抗が大さ
くならないように上がる。このように入力信号電圧に追
従して常に適切なゲート電圧を与えられるので、従来よ
シ更に入出力の線形性を改善できる。
以上述べ良ように、本発明の回路は信号なす7プルする
FETスイツデのゲート電圧を入力電圧に追従するよう
に構成したもので、PETスイッtのケートに一定の電
圧で与える従来のサンプルホールドとは異なる。
第2図は前記第6図の場合と同じ条件で、本発明の回路
の出力応答をシミュレータ=J/した特性である。ゲー
ト制御電圧vg、 = o vの場合、vxM〜0.9
■まで線形性が確保できる。更にゲート制御電圧vg、
を0.5vに上げると、vxN=−1v〜1vに対して
線形性が得られる。この場合、第1のMB8FET 1
のゲート電圧は入力信号に追従しているので、ゲートか
らソースおるいはドレインへの順方向tfLは小さく、
線形性への影響はない。
以上述べたように、本発明の回路によfi 2 V、。
以上の入力振幅に対して線形性を確保することができる
第5図に第1図の回路の過渡応答波形のシミュレーショ
ン結果を示す。第5図からサンプルホールド動作が行な
われていることがわかる。入力信号は100 M)h 
、 0.5 V、、の正弦波ゲート電圧vg、は500
 MHz、 −2,5〜Ovのパルス信号である。この
場合、抵抗孔、;2にΩ、ホールド容量ipF、第1及
び第2のMB8FETのチャネル幅100μmを与えた
また電源V、=−1,5Vでアシ、Ml!18FIi!
T Oデ/((スバラメータは第6図のシミュレーショ
ンと同じものを用いた。
第4図に本発明の具体的実施例を示す。抵抗孔1、トラ
ンジスタQ1によりソース接地増幅回路を構成しており
、サンプルホールド用クロックv8Hの振幅を増幅して
いる。トランジスタQ2.Q3、ダイオードD1.D2
はソースホロワを構成しており)前段の増幅した出力を
次段のトランジスタQ4のゲートに伝達している。抵抗
R2、トランジスタQ4.Q5、容量CHはサンプルホ
ールド部、抵抗R3は入力整合用の抵抗でおる。またト
ランジスタ1.Q7からソースホロワを構成しておシ、
サンプルホールド出力を出力VOI7Tへ伝達する喪め
のバッフ7回路である。入力vzg側から見たインピー
ダンスは、■トランジスタQ4の等価抵抗と抵抗R2の
直列抵抗、■トランジスタQ5の等価抵抗とトランジス
タQ6のゲート入力インピーダンスからなる直列抵抗、
■抵抗R3の並列抵抗となる。ここで抵抗R2は数にΩ
の′比較的大きな値を用いている。またトランジスタの
ゲート入力インピーダンスはMΩオーダの大きい値であ
る。抵抗R3に較べて、抵抗几2及びQ6のゲート入力
インピーダンスが大きいので整合条件を考えると入力イ
ンピーダンスはほぼ抵抗R3の値となる。
このように抵抗R3を調整することによりサンプルホー
ルド回路の入カイ/ビーダンスを容易に設定できる。こ
の回路では、vBMがノ\イレベルのときホールド状態
、vBMがロウレベルのときサンプル状態となる。回路
のサンプルホールド動作は第1図のサンプルホールド回
路と同様である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のサンプルホールド回路は
、サンプルホールド用PBTスイツデのゲート電圧を入
力信号電圧に追従するように構成できるので、入出力線
形範囲の広いサンプルホールド回路が実現できる。この
ような特徴を有しているので、入力振幅の大きい信号な
A/D変換する場合に有効な回路である。
【図面の簡単な説明】
第1図は1ldE8FFiTを用いた本発明の一実施例
の回路構成図、 第2図は本発明の回路の出力応答波形図、第3図は第1
図の実施例の回路の過渡応答波形図、 第4図は本発明の具体的回路例の回路構成図、第5図は
Mg8FFiTを用いた従来のサンプルホールド回路の
回路構成図、 第6図は従来のサンプルホールド回路の出力応答波形図
である。 1 、6・・・Mg8FgT 2・・・ホールド容量 3・・・入力信号端子 4・・・第1のMIif8Pjl)Tのゲートに接続さ
れるノード5・・・出力端子 7・・・第2のMg8FFiTのゲートナJ/fp端子
8・・・抵抗 9・・・電源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力信号追従電圧回路部、第1のMESFETお
    よびホールド容量回路部を備え、 前記入力信号追従電圧回路部の入力端子および前記第1
    のMESFETのソース端子またはドレイン端子に入力
    信号端子が接続され、 前記入力信号追従電圧回路の出力端子は前記第1のME
    SFETのゲート端子に接続され、前記第1のMESF
    ETのドレイン端子またはソース端子に前記ホールド容
    量回路部が接続されてなる ことを特徴とするサンプルホールド回路。
  2. (2)前記入力信号追従電圧回路部は第1の抵抗と第2
    のMESFETからなり、 前記第2のMESFETのゲート端子はゲート制御電圧
    端子に接続され、 前記第2のMESFETのソース端子は前記第1の抵抗
    と前記第1のMESFETのゲート端子に接続され、 前記第2のMESFETのドレイン端子は前記第1のM
    ESFETのソース端子またはドレイン端子に接続され
    てなる ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のサンプル
    ホールド回路。
  3. (3)前記入力信号追従電圧回路部は第1の抵抗と第2
    の抵抗および第2のMESFETからなり、前記第2の
    MESFETのゲート端子はゲート制御電圧端子に接続
    され、 前記第2のMESFETのソース端子は前記第1の抵抗
    と前記第1のMESFETのゲート端子に接続され、 前記第2のMESFETのドレイン端子は前記第1のM
    ESFETのソース端子またはドレイン端子と入力整合
    用の前記第2の抵抗に接続されてなることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のサンプルホールド回路。
JP62109497A 1987-05-01 1987-05-01 サンプルホ−ルド回路 Pending JPS63275100A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180094855A (ko) * 2015-12-16 2018-08-24 소니 주식회사 샘플 홀드 회로, 및 표시 장치
CN113271090A (zh) * 2020-02-17 2021-08-17 株式会社索思未来 采样开关电路

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