TW201947873A - 放大器 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於簡化放大器之增益之調整。
第1電晶體係於閘極端子被輸入施加之輸入信號而流通與輸入信號對應之電流。負載部連接於第1電晶體之汲極端子。第2電晶體係於負載部連接閘極端子而流通與第1電晶體之汲極端子之電壓之變化對應之電流。第1電阻係共通連接第1電晶體之源極端子及第2電晶體之汲極端子而流通來自第1電晶體及第2電晶體之電流。第3電晶體供給與第2電晶體大致相等之電流。對輸出端輸出由第3電晶體供給之電流。

Description

放大器
本揭示係關於放大器。詳細而言，係關於使用於雜訊等之檢測之放大器。
先前，使用減輕雜訊之影響之電子機器。例如，使用於相機等之攝像元件係將產生圖像信號之像素配置成2維狀而構成。拍攝時，由於複數個像素同時進行圖像信號之產生故負載變動變大，對攝像元件供給電源之電源電路之電源電壓變動。若因該電源電壓之變動造成於像素中產生之圖像信號變化，則成為於圖像信號中混入有雜訊之狀態，畫質降低。因此，進行電源電壓之變動檢測，基於檢測出之電源電壓變動，使用補償圖像信號之變動之攝像元件。
該圖像信號之變動之補償可於將自像素輸出之圖像信號轉換為數位之圖像信號之類比-數位轉換時進行。例如，藉由經由耦合電容器連接於上述電源之放大器檢測電源電壓之變動，根據檢測出之電源電壓之變動而調整使用於類比-數位轉換之參照信號。提案一種藉由進行此種處理而去除電源電壓變動之影響之攝像元件(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2018-019335號公報
[發明所欲解決之問題]
於上述之先前技術中，於檢測電源電壓之變動之放大器中，電源電壓之變動量作為輸入信號被施加於MOS(metal-oxide-semiconductor，金屬氧化物半導體)電晶體之閘極。於該MOS電晶體之汲極端子，連接有定電流電路而被供給汲極電流。相當於基於藉由MOS電晶體放大之輸入信號之汲極電流與藉由定電流電路供給之電流之差分之電流經由電流鏡電路輸出。該輸出之電流成為檢測出輸入信號即電源電壓之變動量之信號(輸出電流)。於上述之先前技術中，藉由根據該輸出電流調整參照信號之波形，而補償電源電壓之變動。
然而，於上述之先前技術中，放大器中之將輸入信號放大時之增益依存於MOS電晶體之互導(gm)，故有難以調整增益之問題。因此，有無法充分地進行參照信號之調整，雜訊對圖像信號之影響變大之問題。
本發明係鑒於上述之問題點而完成者，其目的在於簡化放大器之增益之調整。
[解決問題之技術手段]
本揭示係為了消除上述之問題點而完成者，其第1態樣係放大器，其具備：輸入端，其被施加輸入信號；低頻帶放大電路，其具備：第1電晶體，其於閘極端子被輸入上述施加之輸入信號而將與上述輸入信號對應之電流供給至源極端子；負載部，其連接於上述第1電晶體之汲極端子；第2電晶體，其於閘極端子連接上述負載部而流通與上述第1電晶體之汲極端子之電壓之變化對應之電流；第1電阻，其共通連接上述第1電晶體之源極端子及上述第2電晶體之汲極端子而流通來自上述第1電晶體及上述第2電晶體之電流；及第3電晶體，其供給與上述第2電晶體大致相等之電流；高頻帶放大電路，其具備：定電流電路；第4電晶體，其串聯連接於上述輸入端及上述定電流電路而流通上述定電流電路之偏壓電流；第1電容器，其與上述定電流電路並聯連接，使上述輸入信號中之交流信號於上述第4電晶體中流通；及第5電晶體，其與上述第4電晶體構成電流鏡電路而供給與於上述第4電晶體中流通之電流對應之電流；及輸出端，其輸出由上述第3電晶體及上述第5電晶體供給之電流。
又，於該第1態樣中，亦可進而具備連接於上述輸出端而將上述輸出之電流轉換成電壓的第2電阻。
又，於該第1態樣中，上述低頻帶放大電路亦可進而具備：第2電容器，其連接於上述輸入端及上述第1電晶體之閘極端子之間；偏壓電路，其將偏壓電壓供給至上述第1電晶體之閘極端子。
又，於該第1態樣中，上述負載部亦可由定電流電路構成。
又，於該第1態樣中，亦可為上述高頻帶放大電路之上述定電流電路由流通與於上述第3電晶體流通之電流對應之電流之電流鏡電路構成，上述第3電晶體經由上述高頻帶放大電路將電流供給至上述輸出端。
又，於該第1態樣中，上述低頻帶放大電路亦可進而具備疊接連接於上述第1電晶體的第6電晶體。
又，於該第1態樣中，上述低頻帶放大電路亦可進而具備將偏壓電流供給至上述第1電晶體的第2定電流電路。
於汲極端子連接負載部且於源極端子連接第1電阻之第1電晶體之閘極端子被施加輸入信號。由於於該負載部連接有第2電晶體之閘極端子，故於第2電晶體，流通與第1電晶體之汲極端子之電壓之變化對應之電流。第2電晶體之汲極端子連接於第1電阻，第2電晶體之輸出電流串聯反饋至第1電晶體。因此，當忽略第1電晶體之偏移電壓時，輸入信號之電壓與第1電阻之端子電壓大致相等。即，藉由第1電阻之電阻值除輸入信號而得者與第2電晶體之汲極端子之電流相等。
由於與第2電晶體之汲極端子之電流相等之電流自第3電晶體被作為輸出電流而供給，故獲得輸入電壓相對於輸出電流之比率依存於第1電阻值之作用。假設增益之調整不依存於第1電晶體之gm。
[發明之效果]
根據本揭示，發揮簡化放大器之增益之調整之優異效果。
其次，參照圖式，說明用以實施本揭示之形態(以下，稱為實施形態)。於以下之圖式中，於相同或類似部分附註有相同或類似之符號。但是，圖式為示意圖，各部之尺寸之比率等未必與實物一致。又，當然包含附圖相互間互相之尺寸關係或比率不同之部分。又，按以下順序進行實施形態之說明。
1.第1實施形態
2.第2實施形態
3.第3實施形態
4.第4實施形態
＜1.第1實施形態＞
[攝像元件之構成]
圖1係表示可應用本揭示之攝像裝置之構成例之圖。該圖之攝像元件1具備像素陣列部2、控制部3、類比-數位轉換部(AD轉換部)4、參照信號產生部5、電源6、雜訊檢測部7、加法部8。再者，於雜訊檢測部7應用後述之放大器100。
像素陣列部2係將像素21配置成2維之格柵狀而構成者。此處，像素21係產生與照射之光對應之圖像信號者。於像素21配置有進行照射之光之光電轉換之光電二極體與自藉由光電轉換產生之電荷產生圖像信號之像素電路。於像素陣列部2，信號線11及12配置成XY矩陣狀，且配線於像素21。信號線11係傳遞像素21之控制信號之信號線。該信號線11配置於配置於像素陣列部2之像素21之每一列，且共通配線於配置成列之像素21。信號線12係傳遞由像素21產生之圖像信號之信號線。該信號線12配置於配置於像素陣列部2之像素21之每一行，且共通配線於配置成行之像素21。像素21基於來自後述之控制部3之控制信號進行光電轉換，將產生之圖像信號輸出至信號線12。
控制部3係產生像素21之控制信號者。該控制部3經由信號線11將控制信號傳遞至各像素21。
AD轉換部4係進行將由像素21產生之類比之圖像信號轉換成數位之圖像信號之AD轉換者。該AD轉換部4例如設置於像素陣列部2之每一行，連接於各信號線12。於該圖，以1個AD轉換部4為例而記述。AD轉換部4由比較部41、計數部42及保持部43構成。比較部41係比較類比之圖像信號與參照信號者。此處，參照信號係指成為AD轉換之基準之信號。於該參照信號，可使用電壓斜坡狀變化之信號。比較部41將比較結果輸出至計數部42。計數部42係計測比較部41中之自比較開始至比較結果之輸出為止之時間，且輸出計測結果者。該計測可藉由時脈信號之計數進行。保持部43係將計數部42之計測結果以數位之圖像信號之形式保持者。該保持部43將保持之數位之圖像信號於特定之時序輸出。該輸出之數位之圖像信號成為攝像元件1之輸出信號。關於AD轉換部4之AD轉換之詳情將於下文敍述。
參照信號產生部5係產生參照信號者。產生之參照信號經由信號線13供給至後述之加法部8。
電源6係將電源供給至攝像元件1者。該電源6經由電源線14供給電源至控制部3等。
雜訊檢測部7係檢測攝像元件1之雜訊者。該雜訊檢測部7將電源6之電源電壓之變動作為雜訊而檢測。如上所述，於像素陣列部2配置複數個像素21，該等藉由共通之控制信號而驅動。藉由此時之負載變動，電源6之電源電壓變動。電源電壓變動之結果，自像素21輸出之類比之圖像信號亦變動。即，雜訊與圖像信號重疊。於雜訊檢測部7連接電源線14，雜訊檢測部7檢測電源電壓之變動量。檢測出之電源電壓之變動量經由信號線15供給至加法部8。
加法部8係將由參照信號產生部5產生之參照信號與由雜訊檢測部7檢測出之電源電壓之變動量相加者。藉此，修正由參照信號產生部5產生之參照信號。該修正後之參照信號經由信號線16供給至比較部41。
如此，藉由基於修正之參照信號進行AD轉換，可抵消圖像信號之變動，減輕雜訊之影響。
[AD轉換]
圖2係表示本揭示之實施形態之AD轉換之一例之圖。該圖係表示於圖1中說明之攝像元件1中之圖像信號之AD轉換之情況之圖。於該圖中，「像素21之輸出圖像信號」表示自像素21輸出之類比之圖像信號，且表示由信號線12傳遞之信號。「參照信號」表示輸入至比較部41之參照信號，且表示由信號線16傳遞之信號。該參照信號可使用電壓斜坡狀下降之信號。「比較部41輸出」表示比較部41之輸出信號。「計數部42輸出」表示由計數部42輸出之數位之信號。「保持部43輸出」表示由保持部43保持並輸出之數位之信號。「電源電壓」表示電源6之電源電壓，且表示電源線14之電壓。
說明攝像元件1之AD轉換。作為初始狀態，參照信號產生部5輸出最大電壓，且比較部41輸出邏輯「0」。計數部42初始化為「n」。首先，於T1中，藉由控制部3之控制而開始自像素21輸出類比之圖像信號。經過特定之穩定時間後，於T2中，開始參照信號之輸出，開始利用比較部41之類比之圖像信號與參照信號之比較。又，進而開始利用計數部42之計數(遞減計數)。如該圖所表示，於AD轉換開始時，由於參照信號之電壓高於類比之圖像信號之電壓，故比較部41輸出值「0」。
其次，於T3中，當參照信號之電壓低於類比之圖像信號之電壓時，比較部41之輸出轉變成值「1」。即，比較結果被輸出。與此對應，計數部42停止計數並且將計數值輸出至保持部43。如此，計數部42計測自開始AD轉換至輸出比較部41之比較結果為止之時間。計測之時間由於與圖像信號之電壓成比例，故藉由輸出與計測之時間對應之數位信號而可進行AD轉換。具體而言，可將由保持部43保持之數位信號之補數設為數位之圖像信號。
然而，於電源電壓如該圖之單點鏈線般下降之情形時，像素21之輸出圖像信號亦如單點鏈線所表示般下降。此時，藉由使參照信號之電壓同樣地下降，可去除對比較部41之比較結果之影響。如此，藉由根據電源電壓之變動而調整參照信號，可減輕電源電壓之變動(雜訊)之影響。
[放大器之構成]
圖3係表示本揭示之第1實施形態之放大器之構成例之電路圖。該圖之放大器100具備輸入端101、低頻帶放大電路103、高頻帶放大電路104、輸出端102、電阻132。
輸入端101係被施加輸入信號之端子。於該輸入端101連接電源線14，被施加來自電源6之電源電壓。
低頻帶放大電路103係進行來自輸入端101之輸入信號中主要為低頻帶信號分量之放大之電路。該低頻帶放大電路103放大輸入信號之電壓，且轉換成電流而輸出至輸出端102。
高頻帶放大電路104係進行來自輸入端101之輸入信號中主要為高頻帶信號分量之放大之電路。與低頻帶放大電路103同樣，該高頻帶放大電路104亦於將輸入信號放大後轉換成電流而輸出至輸出端102。
輸出端102係放大器100之輸出端子。對該輸出端102供給低頻帶放大電路103及高頻帶放大電路104之輸出電流。又，於輸出端102連接信號線15。
電阻132係將自輸出端102輸出之電流轉換成電壓之電阻。電阻132之一端連接於輸出端102，另一端接地。於電阻132中，共通流通來自低頻帶放大電路103及高頻帶放大電路104之電流。如此，低頻帶放大電路103及高頻帶放大電路104並聯連接於輸入端101及輸出端102之間。
又，於該圖中，進而記載了於圖1中說明之參照信號產生部5。該參照信號產生部5由對電阻132供給電流之電流源構成，藉由使向電阻132之供給電流斜坡狀變化，可將電壓斜坡狀變化之參照信號輸出至信號線15。又，如上所述，由於放大器100之輸出電流進而流動於電阻132，故於電阻132中將參照信號與由放大器100檢測出之電源電壓之變動量相加。電阻132構成於圖1中說明之加法部8。
低頻帶放大電路103具備MOS電晶體111至113、電阻131、電容器141及142、定電流電路153、偏壓電路105。MOS電晶體111可使用n通道MOS電晶體。MOS電晶體112及113可使用p通道MOS電晶體。以下，將MOS電晶體之閘極端子、汲極端子及源極端子分別簡稱為閘極、汲極及源極。偏壓電路105具備開關151與電壓源152。又，於低頻帶放大電路103配置電源線Vdd。該電源線Vdd連接於與圖1中說明之電源6不同之電源而被供電。再者，亦可將電源線Vdd連接於輸入端101而自圖1之電源6供給低頻帶放大電路103之電源。
再者，MOS電晶體111係技術方案所記載之第1電晶體之一例。MOS電晶體112係技術方案所記載之第2電晶體之一例。MOS電晶體113係技術方案所記載之第3電晶體之一例。定電流電路153係技術方案所記載之負載部之一例。電阻131係技術方案所記載之第1電阻之一例。電阻132係技術方案所記載之第2電阻之一例。
電容器141之一端連接於輸入端101，另一端連接於MOS電晶體111之閘極及開關151之一端。於開關151之另一端連接有電壓源152。MOS電晶體111之源極連接於MOS電容器112之汲極及電阻131之一端。電阻131之另一端接地。並聯連接之定電流電路153及電容器142連接於電源線Vdd及MOS電晶體111之汲極之間。於MOS電晶體111之汲極，進而連接有MOS電晶體112之閘極及MOS電晶體113之閘極。MOS電晶體112及MOS電晶體113之源極共通連接於電源線Vdd。MOS電晶體113之汲極連接於輸出端102。
電容器141係將MOS電晶體111連接於輸入端101之耦合電晶體。該電晶體141將輸入信號中之交流信號傳遞至MOS電晶體111之閘極。
MOS電晶體111係放大輸入信號之電晶體。對該MOS電晶體111之汲極經由定電流電路153供給電源，於源極連接有電阻131。於MOS電晶體111，流通與藉由電容器141輸入之輸入信號對應之汲極電流。
定電流電路153係供給特定之電流至MOS電晶體111者。又，該定電流電路153作為MOS電晶體111之負載動作。於定電流電路153並聯連接有電容器142。該電容器142藉由使高頻帶之MOS電晶體111之負載阻抗下降而限制低頻帶放大電路103之於高頻帶之帶域寬之電容器。
偏壓電路105係供給偏壓電壓至MOS電晶體111之閘極之電路。如前所述，偏壓電路105由開關151及電壓源152構成。電壓源152係供給MOS電晶體111之偏壓電壓之電壓源。藉由該電壓源152供給之偏壓電壓，於MOS電晶體111流通與定電流電路153之輸出電流大致相等之汲極電流。開關151係將來自電壓源152之偏壓電壓施加於MOS電晶體111之閘極之開關。於該開關151為導通狀態時，對電容器141及MOS電晶體111之輸入電容(Cgs)充電偏壓電壓。其後，藉由使開關151為非導通之狀態，可提高低頻帶放大電路103之輸入阻抗。通常，可使開關151為導通狀態而對Cgs充電偏壓電壓，且於進行雜訊(例如，於圖2中說明之電源電壓之變動)之檢測時使開關151為非導通狀態。於雜訊檢測時可將放大器100高輸入阻抗化而可降低誤差。
再者，偏壓電路105之構成並不限定於該例。例如，亦可取代開關151而使用相對較高之電阻值之電阻。
MOS電晶體112係閘極連接於構成MOS電晶體111之汲極之負載之定電流電路153，且流通與MOS電晶體111之汲極電壓對應之汲極電流之電晶體。MOS電晶體112之汲極電流供給至連接於MOS電晶體111之源極之電阻131。即，MOS電晶體112放大MOS電晶體111之汲極電壓之變化並且轉換成電流之變化，且反饋至MOS電晶體111之源極。因此，MOS電晶體111之閘極-源極間之電壓Vgs被保持為大致固定之電壓，可縮小MOS電晶體之表觀上之輸入電容。藉此，可縮小電容器141之電容，且可縮小放大器100之專有面積。
MOS電晶體113係供給電流至輸出端102之電晶體。該MOS電晶體113之閘極連接於MOS電晶體112之閘極，MOS電晶體113之源極與MOS電晶體112同樣地連接於電源線Vdd。藉由使MOS電晶體112及113之特性一致，MOS電晶體113可供給與MOS電晶體112之汲極電流大致相同之汲極電流。
MOS電晶體113之汲極電流經由輸出端102流動於電阻132，並轉換成輸出電壓。如上所述，由於MOS電晶體113之汲極電流與MOS電晶體112之汲極電流大致相等，故低頻帶放大電路103之輸出電壓Vo之變化(ΔVo)可由下述之式表示。
ΔVo=ΔIo×R132=ΔIs×R132
此處，ΔIo及ΔIs分別表示輸出電流及MOS電晶體111之源極電流之變化。又，R132表示電阻132之電阻值。
另一方面，低頻帶放大電路103之輸入電壓Vi之變化(ΔVi)可藉由下述之式表示。
ΔVi=ΔIs×R131
此處，R131表示電阻131之電阻值。低頻帶放大電路103之增益G藉由下述之式表示。
G=ΔVo/ΔVi=R132/R131
即，低頻帶放大電路103之增益由電阻131及132之比率決定。可簡化與輸入信號之位準，即檢測之雜訊之電壓對應之低頻帶放大電路103之增益之調整。又，由於增益不依存於MOS電晶體111之gm，故可減少低頻帶放大電路103之增益之不均。
再者，增益之調整亦可藉由MOS電晶體112及113之gm之比率之調整而進行。此乃由於對MOS電晶體112及113施加相同閘極電壓，故與MOS電晶體112之gm比相對應之汲極電流作為輸出電流而流動於MOS電晶體113之故。於省略電阻132，且將放大器100設為電流輸出形式之放大器之情形時，藉由調整MOS電晶體112及113之gm之比率，可較佳地調整增益。
高頻帶放大電路104具備MOS電晶體114及115、定電流電路154、及電容器143。於MOS電晶體114及115可使用p通道MOS電晶體。
MOS電晶體114及MOS電晶體115之源極共通連接於輸入端101。並聯連接之定電流電路154及電容器143連接於MOS電晶體114之汲極與接地之間。於MOS電晶體114之汲極，進而連接有MOS電晶體114之閘極及MOS電晶體115之閘極。MOS電晶體115之汲極連接於輸出端102。
再者，MOS電晶體114係技術方案所記載之第4電晶體之一例。以及MOS電晶體115係技術方案所記載之第5電晶體之一例。電容器143係技術方案所記載之第1電容器之一例。
定電流電路154係使特定之電流流動於MOS電晶體114之汲極之電路。藉由該定電流電路154，特定之偏壓電流自輸入端101流動於MOS電晶體114。
電容器143係使輸入信號中之交流信號繞過定電流電路154之電容器。藉由將該電容器143連接於MOS電晶體114之汲極，輸入信號之交流信號進而流動於MOS電晶體114。
MOS電晶體115係汲極連接於輸出端102，且與MOS電晶體114構成電流鏡電路之電晶體。於該MOS電晶體115，流通與MOS電晶體114大致相同值之汲極電流。即，與經由電容器143流動於MOS電晶體114之交流信號大致相同之電流亦流動於MOS電晶體115。該交流信號被供給至輸出端102。藉此，高頻帶放大電路104可自輸入信號檢測出與電容器143之電容對應之頻率之信號並輸出。藉由選擇電容器143之電容，可容易地進行高頻帶放大電路104之帶域之調整。又，由於電容器143連接於與輸出端102不同之節點，故可使電容器143之電容相對於高頻帶放大電路104之輸出端102之電容分離。可縮小自高頻帶放大電路104之輸出側觀察到之電容，且可縮短由參照信號產生部5產生之參照信號之穩定時間。可產生高精度之參照信號。
又，藉由變更電流鏡之鏡射比，可調整高頻帶放大電路104之增益。例如，藉由將MOS電晶體並聯連接於鏡射目的地之MOS電晶體115，可使供給至輸出端102之電流增加，且可使增益為大於1之值。
[放大器之頻率特性]
圖4係表示本揭示之第1實施形態之放大器之特性之一例之圖。該圖係表示放大器100之頻率特性之圖。該圖之橫軸及縱軸分別表示頻率及增益。該圖之曲線301係表示放大器100之特性之曲線。該圖之低頻帶主要為低頻帶放大電路103進行輸入信號之放大之帶域，高頻帶主要為高頻帶放大電路104進行輸入信號之放大之帶域。該圖中之放大器100之增益302可藉由於圖3中說明之電阻131及132之比率之調整或MOS電晶體112及113之gm之比率之調整而進行。又，該圖中之高頻帶之增益303可藉由變更圖3中說明之MOS電晶體115及114之鏡射比而調整。高頻帶及低頻帶之交越頻率可藉由調整圖3中之電容器142及143之電容而變更。
例如，於在低頻帶放大電路103中省略電容器142之情形時，低頻帶放大電路103之增益302可設為延伸至高頻帶之特性。
再者，放大器100之構成並不限定於該例。例如，亦可設為省略低頻帶放大電路103及高頻帶放大電路104之任一者之構成。
如以上所說明，本揭示之第1實施形態之放大器100可藉由變更電阻131及132之比率或MOS電晶體112及113之gm之比率而調整低頻帶之增益。又，藉由變更MOS電晶體114及115之鏡射比而可調整高頻帶之增益。藉此，可簡化與檢測之雜訊對應之增益之調整，且可減輕雜訊對圖像信號之影響。
＜2.第2實施形態＞
上述第1實施形態之放大器100並聯連接有低頻帶放大電路103及高頻帶放大電路104。與此相對，本揭示之第2實施形態之放大器100於級聯連接低頻帶放大電路103及高頻帶放大電路104之方面上與上述第1實施形態不同。
[放大器之構成]
圖5係表示本揭示之第2實施形態之放大器之構成例之電路圖。該圖之放大器100於取代定電流電路154而配置MOS電晶體117且進而具備MOS電晶體116之方面上與圖3中說明之放大器100不同。於MOS電晶體116及117，可使用n通道MOS電晶體。
MOS電晶體113之汲極連接於MOS電晶體116之汲極及閘極以及MOS電晶體117之閘極。MOS電晶體116及117之源極接地。MOS電晶體117之汲極連接於電容器143之一端、MOS電晶體114之汲極及閘極以及MOS電晶體115之閘極。由於除此以外之元件之結線與圖3中說明之放大器100相同，故省略說明。
MOS電晶體116及117構成電流鏡電路。於MOS電晶體116流通由MOS電晶體113供給之電流，與其相同之電流進而流動於MOS電晶體117。即，低頻帶放大電路103之輸出電流成為高頻帶放大電路104之MOS電晶體114之偏壓電流。藉此，低頻帶放大電路103之輸出傳遞至高頻帶放大電路104，低頻帶放大電路103及高頻帶放大電路104級聯連接。藉由將低頻帶放大電路103之輸出電流作為高頻帶放大電路104之MOS電晶體114之偏壓電流使用，可削減放大器100之消耗電流。又，由於對電阻132僅供給高頻帶放大電路104之輸出電流，故可提高電阻132之電阻值。因此，可削減參照信號產生部5之輸出電流。
再者，包含MOS電晶體116及117之電流鏡電路係技術方案所記述之電流鏡電路之一例。
由於除此以外之放大器100之構成與於本揭示之第1實施形態中說明之放大器100之構成相同，故省略說明。
如以上所說明，本揭示之第2實施形態之放大器100藉由級聯連接低頻帶放大電路103及高頻帶放大電路104而削減輸出電流。藉此，可使放大器100低耗電化。
＜3.第3實施形態＞
上述之第1實施形態之放大器100僅於低頻帶放大電路103之初段使用MOS電晶體111進行放大。與此相對，本揭示之第3實施形態之放大器100於使用將複數個MOS電晶體組合而成之電路之方面上，與上述第1實施形態不同。
[放大器之構成]
圖6係表示本揭示之第3實施形態之放大器之構成例之電路圖。該圖之放大器100於進而具備MOS電晶體118至120及偏壓電路106之方面，與圖3中說明之放大器100不同。對於MOS電晶體119及120可使用p通道MOS電晶體。對於MOS電晶體118可使用n通道MOS電晶體。再者，對偏壓電路105及高頻帶放大電路104簡略記載。
MOS電晶體111之汲極連接於MOS電晶體118之源極及MOS電晶體120之汲極。MOS電晶體118之汲極連接於MOS電晶體119之汲極、MOS電晶體112之閘極、MOS電晶體113之閘極及電容器142之一端。MOS電晶體119之源極連接於電阻133之一端，電阻133之另一端連接於電源線Vdd。MOS電晶體120之源極連接於電阻134之一端，電阻134之另一端連接於電源線Vdd。又，MOS電晶體118至120之閘極各自連接於偏壓電路106。由於除此以外之元件之結線與圖3中說明之放大器100相同，故省略說明。
偏壓電路106係將偏壓電壓供給至MOS電晶體118至120之閘極。
MOS電晶體118為與MOS電晶體111疊接連接之電晶體。藉由將該MOS電晶體118連接於MOS電晶體111之汲極，可降低MOS電晶體111之輸入電容，且可縮小電容器141之電容。
又，串聯連接之MOS電晶體119及電阻133與偏壓電路106係表示圖3中說明之定電流電路153之具體之構成者。該定電流電路以流通特定之電流之方式調整自身之內部電阻。具體而言，藉由調整MOS電晶體119之內部電阻，調整施加於MOS電晶體111之電壓，將流通於MOS電晶體111之電流保持為固定。藉由將電阻(電阻133)串聯連接於構成此種定電流電路之MOS電晶體119之源極，可使MOS電晶體119之表觀上之gm下降。藉此，可低雜訊化。
另一方面，由於MOS電晶體119、118及111串聯連接，故於電源線Vdd之電源電壓較低之情形時，有供給至MOS電晶體111之電流不足之情形。因此，追加串聯連接之MOS電晶體120及電阻134，供給定電流至MOS電晶體111之汲極。即，繞過疊接連接之MOS電晶體118等將電流供給至MOS電晶體111。藉此，可彌補不足之MOS電晶體111之供給電流。可放大電阻133及134之電阻值，且可低雜訊化。
再者，串聯連接之MOS電晶體120及電阻134係技術方案所記述之第2定電流電路之一例。
由於除此以外之放大器100之構成與於本揭示之第1實施形態中說明之放大器100之構成相同，故省略說明。
如以上所說明，本揭示之第3實施形態之放大器100藉由配置疊接連接之MOS電晶體118，可低輸入電容化。藉此，可使電容器141低電容化。又，藉由進而配置定電流電路，可低雜訊化。
＜4.第4實施形態＞
上述之第1實施形態之放大器100使用並聯連接之MOS電容器112及113。與此相對，本揭示之第4實施形態之放大器100於追加電流鏡之方面上與上述第1實施形態不同。
[放大器之構成]
圖7係表示本揭示之第4實施形態之放大器之構成例之電路圖。該圖之放大器100於進而具備MOS電晶體121之方面上，與於圖3中說明之放大器100不同。於MOS電晶體121可使用p通道MOS電晶體。
MOS電晶體112之源極連接於MOS電晶體121之汲極及閘極以及MOS電晶體113之閘極。MOS電晶體121之源極連接於電源線Vdd。除此以外之放大器100之元件之結線與圖3中說明之放大器100相同，故省略說明。
將MOS電晶體121與MOS電晶體112串聯連接並且使MOS電晶體121及113電流鏡連接。藉此，可使與MOS電晶體112之汲極電流大致相同之汲極電流流動於MOS電晶體113。於藉由不同之製造程式製造等MOS電晶體112及113之gm之不均較大之情形時可容易地進行增益之調整。
由於除此以外之放大器100之構成與於本揭示之第1實施形態中說明之放大器100之構成相同，故省略說明。
如以上所說明，本揭示之第4實施形態之放大器100可藉由使用電流鏡之電路進行增益之調整。
最後，上述之各實施形態之說明係本揭示之一例，本揭示並不限定於上述之實施形態。因此，即便為上述之各實施形態以外，只要不脫離本揭示之技術思想之範圍，當然可根據設計等進行各種變更。
再者，本技術亦可採用如以下之構成。
(1)一種放大器，其具備：
輸入端，其被施加輸入信號；
低頻帶放大電路，其具備：
第1電晶體，其於閘極端子被輸入上述施加之輸入信號而流通與上述輸入信號對應之電流；
負載部，其連接於上述第1電晶體之汲極端子；
第2電晶體，其於上述負載部連接閘極端子而流通與上述第1電晶體之汲極端子之電壓之變化對應之電流；
第1電阻，其共通連接上述第1電晶體之源極端子及上述第2電晶體之汲極端子而流通來自上述第1電晶體及上述第2電晶體之電流；及
第3電晶體，其供給與上述第2電晶體大致相等之電流；
高頻帶放大電路，其具備：
定電流電路；
第4電晶體，其串聯連接上述輸入端及上述定電流電路而流通上述定電流電路之偏壓電流；
第1電容器，其與上述定電流電路並聯連接，使上述輸入信號中之交流信號於上述第4電晶體中流通；及
第5電晶體，其與上述第4電晶體構成電流鏡電路而供給與於上述第4電晶體中流通之電流對應之電流；及
輸出端，其輸出藉由上述第3電晶體及上述第5電晶體供給之電流。
(2)如上述(1)記載之放大器，其進而具備第2電阻，其連接於上述輸出端而將上述輸出之電流轉換成電壓。
(3)如上述(1)或(2)記載之放大器，其中
上述低頻帶放大電路進而具備：
第2電容器，其連接於上述輸入端及上述第1電晶體之閘極端子之間；及
偏壓電路，其將偏壓電壓供給至上述第1電晶體之閘極端子。
(4)如上述(1)至(3)中任一項記載之放大器，其中
上述負載部由定電流電路構成。
(5)如上述(1)至(4)中任一項記載之放大器，其中
上述高頻帶放大電路之上述定電流電路由流通與於上述第3電晶體流通之電流對應之電流之電流鏡電路構成，
上述第3電晶體經由上述高頻帶放大電路將電流供給至上述輸出端。
(6)如上述(1)至(5)中任一項記載之放大器，其中
上述低頻帶放大電路進而具備第6電晶體，其疊接連接於上述第1電晶體。
(7)如上述(6)記載之放大器，其中上述低頻帶放大電路進而具備第2定電流電路，其將偏壓電流供給至上述第1電晶體。
1‧‧‧攝像元件
2‧‧‧像素陣列部
3‧‧‧控制部
4‧‧‧AD轉換部
5‧‧‧參照信號產生部
6‧‧‧電源
7‧‧‧雜訊檢測部
8‧‧‧加法部
11‧‧‧信號線
12‧‧‧信號線
13‧‧‧信號線
14‧‧‧電源線
15‧‧‧信號線
16‧‧‧信號線
21‧‧‧像素
41‧‧‧比較部
42‧‧‧計數部
43‧‧‧保持部
100‧‧‧放大器
101‧‧‧輸入端
102‧‧‧輸出端
103‧‧‧低頻帶放大電路
104‧‧‧高頻帶放大電路
105‧‧‧偏壓電路
106‧‧‧偏壓電路
111～121‧‧‧MOS電晶體
131～134‧‧‧電阻
141～143‧‧‧電容器
151‧‧‧開關
152‧‧‧電壓源
153、154‧‧‧定電流電路
301‧‧‧曲線
302‧‧‧低頻帶之增益
303‧‧‧高頻帶之增益
Vdd‧‧‧電源線
圖1係表示可應用本揭示之攝像裝置之構成例之圖。
圖2係表示本實施形態之AD轉換之一例之圖。
圖3係表示本揭示之第1實施形態之放大器之構成例之電路圖。
圖4係表示本揭示之第1實施形態之放大器之特性之一例之圖。
圖5係表示本揭示之第2實施形態之放大器之構成例之電路圖。
圖6係表示本揭示之第3實施形態之放大器之構成例之電路圖。
圖7係表示本揭示之第4實施形態之放大器之構成例之電路圖。

Claims (7)

  1. 一種放大器，其具備： 輸入端，其被施加輸入信號； 低頻帶放大電路，其具備： 第1電晶體，其於閘極端子被輸入上述施加之輸入信號而流通與上述輸入信號對應之電流； 負載部，其連接於上述第1電晶體之汲極端子； 第2電晶體，其於閘極端子連接上述負載部而流通與上述第1電晶體之汲極端子之電壓之變化對應之電流； 第1電阻，其共通連接上述第1電晶體之源極端子及上述第2電晶體之汲極端子而流通來自上述第1電晶體及上述第2電晶體之電流；及 第3電晶體，其供給與上述第2電晶體大致相等之電流； 高頻帶放大電路，其具備： 定電流電路； 第4電晶體，其串聯連接於上述輸入端及上述定電流電路而流通上述定電流電路之偏壓電流； 第1電容器，其與上述定電流電路並聯連接，使上述輸入信號中之交流信號於上述第4電晶體中流通；及 第5電晶體，其與上述第4電晶體構成電流鏡電路而供給與於上述第4電晶體中流通之電流對應之電流；及 輸出端，其輸出由上述第3電晶體及上述第5電晶體供給之電流。
  2. 如請求項1之放大器，其進而具備連接於上述輸出端而將上述輸出之電流轉換成電壓的第2電阻。
  3. 如請求項1之放大器，其中 上述低頻帶放大電路進而具備： 第2電容器，其連接於上述輸入端及上述第1電晶體之閘極端子之間；及 偏壓電路，其將偏壓電壓供給至上述第1電晶體之閘極端子。
  4. 如請求項1之放大器，其中 上述負載部由定電流電路構成。
  5. 如請求項1之放大器，其中 上述高頻帶放大電路之上述定電流電路由流通與於上述第3電晶體流通之電流對應之電流之電流鏡電路構成， 上述第3電晶體經由上述高頻帶放大電路而將電流供給至上述輸出端。
  6. 如請求項1之放大器，其中 上述低頻帶放大電路進而具備疊接連接於上述第1電晶體的第6電晶體。
  7. 如請求項6之放大器，其中 上述低頻帶放大電路進而具備將偏壓電流供給至上述第1電晶體的第2定電流電路。
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