JPH01162005A - 増副回路 - Google Patents

増副回路

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Publication number
JPH01162005A
JPH01162005A JP63290303A JP29030388A JPH01162005A JP H01162005 A JPH01162005 A JP H01162005A JP 63290303 A JP63290303 A JP 63290303A JP 29030388 A JP29030388 A JP 29030388A JP H01162005 A JPH01162005 A JP H01162005A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
transistors
current
coupled
amplifier circuit
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
JP63290303A
Other languages
English (en)
Inventor
Pieter Gerrit Blanken
ピエテル・ヘリット・ブランケン
Boer Jan R De
ヤン・レインデル・デ・ボエル
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.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of JPH01162005A publication Critical patent/JPH01162005A/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
    • H03F3/30Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
    • H03F3/3001Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor with field-effect transistors
    • H03F3/301CMOS common drain output SEPP amplifiers
    • H03F3/3011CMOS common drain output SEPP amplifiers with asymmetrical driving of the end stage
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/30Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
    • H03F3/3069Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the emitters of complementary power transistors being connected to the output
    • H03F3/3071Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the emitters of complementary power transistors being connected to the output with asymmetrical driving of the end stage

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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】 本発明は、入力端子と、ダイオードとして配置した第1
導電型のトランジスタおよびダイオードとして配置した
第2導電型のトランジスタより成る直列回路と、第1導
電型の第3トランジスタおよび第2導電型の第4トラン
ジスタより成る直列回路とを具える増幅回路であって、
前記の各トランジスタは第1および第2主電極と制御電
極とを有しており′、第1および第2トランジスタの制
御電極は相互接続され、第1トランジスタの第1主電極
は第4トランジスタの制御電極に結合され、第2トラン
ジスタの第1主電極は第3トランジスタの制御電極に結
合され、第3および第4トランジスタの相互結合された
第1主電極が出力端子に結合されている増幅回路に関す
るものである。
この種類の増幅回路は1984年にニューヨークで発行
された本“アナリシス・アンド・デザイン・オプ・アナ
ログ・インテグレーテッド・サーキュイッ゛ン(八na
lysis and design of analo
g integrated)”(P、R,グレイ氏等著
)の第335頁に記載されており既知であり、AB級増
幅器における相補型ソース或いはエミッタホロワ出力段
として用いられるものである。バイポーラトランジスタ
に関する場合第1主電極はエミッタであり、ユニポーラ
トランジスタ(例えばMO3I−ランジスタやJFET
)に関する場合第1主電極はソースである。第1トラン
ジスタの第2主電極(すなわちコレクタ或いはドレイン
)はこのトランジスタの関連の制御電極に結合されてい
る。第2トランジスタの第2主電極はこのトランジスタ
の関連の制御電極に結合されている。また第1および第
2トランジスタの制御電極は相互接続されている。出力
トランジスタとして動作する第3および第4トランジス
タを流れる零入力時の出力電流■。、と第1および第2
トランジスタを流れる零入力時の入力電流I ir+と
はI out =I in/ nの関係にあり、nはバ
イポーラトランジスタの場合第3トランジスタに対する
第1トランジスタのエミッタ表面積AEの比であり且つ
第4トランジスタに対する第2トランジスタのエミッタ
表面積の比であり、従ってn =A E1/ A ! 
! = A E□/A、4となり、ユニポーラトランジ
スタの場合第3トランジスタに対する第1トランジスタ
のチャネル幅(W)対チャネル長(L)の比であり且つ
第4トランジスタに対する第2トランジスタのチャネル
幅対チャネル長(L)の比であり、従って、 n = 
(W/ L)+ : (W/ L)3=(W/L)2:
 (W/L)4となる。
増幅回路をあるものに用いる場合、零入力時の出力電流
r。uLを入力電流1 inに比べて小さくすることが
必要である。このことはnを大きくする必要があるとい
うことを意味する。またこのことは、ダイオードとして
配置した第1および第2トランジスタを第3および第4
トランジスタよりも大きくする必要があるということを
意味する。何れにしても第3および第4トランジスタは
大きい。
その理由はこれら第3および第4トランジスタはAB級
増幅器に必要とする大きな出力電流を生ぜしめうるよう
にする必要があるためである。
このような構成の増幅回路は集積化する場合半導体チッ
プ表面積の不所望に大きな部分を占める。
更に、第1および第2トランジスタは基板に対して大き
な寄生容量を有する。
これらの問題を解決するために、例えば、(a)第1お
よび第2トランジスタの一方を省略する(例えば前記の
本の第410頁参照)が或いは(b)第3および第4ト
ランジスタより成る出力回路中に負帰還抵抗を配置する
〔例えば1980年に発行されたU、ティエッツエ(T
ietze)氏等著の半導体回路技術(Halblei
terschaltungstechnik)の第41
0頁参照〕 ことにより、第1および第2トランジスタの両端間の電
圧降下を減少させることが知られている。
これらの解決策のすべてにそれぞれ特有の欠点がある。
最初に述べた解決策の主たる欠点は、増幅回路における
対称性が失われるということである。この場合、対応す
る導電型のトランジスタダイオードが省略されたトラン
ジスタのしきい値電圧の広がりにより零入力時の出力電
流■。、に不所望な影響を及ぼす。
2番目に記載した解決策の欠点は、抵抗値を大きくする
必要がある為に集積化の場合に半導体チップ表面積を大
きくする必要があり、更に増幅回路の出力インピーダン
スが増大するということである。
本発明の目的は、占める半導体チップの表面積を小さく
し、寄生容量を小さくし、しきい値電圧に対する不感応
性を大きくした増幅回路を提供せんとするにある。
本発明は、入力端子と、ダイオードとして配置した第1
導電型のトランジスタおよびダイオードとして配置した
第2導電型のトランジスタより成る直列回路と、第1導
電型の第3トランジスタおよび第2導電型の第4トラン
ジスタより成る直列回路とを具える増幅回路であって、
前記の各トランジスタは第1および第2主電極と制御電
極とを有しており、第1および第2トランジスタの制御
電極は相互接続され、第1トランジスタの第1主電極は
第4トランジスタの制御電極に結合され、第2トランジ
スタの第1主電極は第3トランジスタの制御電極に結合
され、第3および第4トランジスタの相互結合された第
1主電極が出力端子に結合されている増幅回路において
、インピーダンスおよび第2導電型の第5トランジスタ
より成る直列回路が第1および第2トランジスタの直列
回路に並列に配置されており、第2トランジスタの制御
電極が第5トランジスタの制御電極に結合され、第1ト
ランジスタの第1主電極が前記のインピーダンスを経て
第4トランジスタの制御電極に結合され、第2トランジ
スタの第1主電極が第5トランジスタの第1主電極に結
合されていることを特徴とする。
この本発明によれば、比較的小さな入力トランジスタと
比較的大きな出力トランジスタとを有し、(れにもかか
わらず出力トランジスタにおける零入力電流を小さくし
うるようにしたAB級比出力の形態で増幅回路を実現す
ることができる。特に、この増幅回路を(bi) M 
OSに設計することができる。
前記のインピーダンスは (1/ S + +1 / S z) ・1 / mに
等しい抵抗値Rを有する抵抗とするのが好ましい。ここ
にSlおよびStはそれぞれ第1および第2トランジス
タの電圧−電流特性曲線のスロープ(傾き)であり、m
は第2トランジスタに対する第5トランジスタの増幅度
の比であり、従ってユニポーラトランジスタの場合m−
AW/L)s:(W/L)2となる。従って、零入力時
の出力電流を、第1および第2トランジスタの直列回路
と前記のインピーダンスおよび第5トランジスタの直列
回路との並列回路を流れる入力電流の変化に一層不感応
とすることができる。
以下図面につき本発明を説明する。
第1図はAB級比出力の形態の本発明による増幅回路の
第1実施例を示し、この増幅回路は端子1および2間に
結合された第1トランジスタT+および第2トランジス
タT2の直列回路を具え、これらトランジスタは双方共
MOSPETの形態のものである。第1トランジスタT
、はn型のMOSFETであり、第2トランジスタT2
はp型のMOSFETである。これらのトランジスタは
双方共ダイオードとして配置されている。このことは、
これら2つのトランジスタの各々の制御電極が当該トラ
ンジスタの、一方の(すなわち第2の)主電極(ドレイ
ン)に結合されていることを意味する。また端子3およ
び4間に第3トランジスタT3および第4トランジスタ
T4の直列回路が設けられている。
第3トランジスタはn型のMOSFETであり、第4ト
ランジスタはp型のMOSFETである。これらトラン
ジスタT、およびT4のソース主電極は互いに結合され
且つ増幅回路の出力端子5に結合されている。
トランジスタT2のソース主電極はトランジスタT、の
制御電極に結合されている。トランジスタT、のソース
主電極は抵抗Rの形態のインピーダンスを経てトランジ
スタT4の制御電極に結合されている。
インピーダンスRと第5トランジスタT、との直列回路
はトランジスタT、およびT2の直列回路と並列に端子
1および2間に配置されている。
トランジスタT2およびT、のソース主電極は互いに結
合され且つ端子1に結合されている。同様にトランジス
タT2およびT、の制御電極(ゲート)が互いに結合さ
れている。
トランジスタT、のソース主電極は端子2に結合されて
いる。この回路には零入力時の電流1 inおよび■。
、が流れる。零入力時の入力電流I inは端子1から
端子2に流れ、この電流1 inは、零入力電流!、2
が流れるトランジスタT+およびTzと零入力電流I、
が流れるトランジスタT、およびインピーダンスRとよ
りそれぞれ成る2つの並列回路に分割される。
零入力時の出力電流■。、は端子3からトランジスタT
3およびT4を経て端子4に流れる。零入力時の入力電
流1 inは端子1および2のうちの一方に接続された
電流源(図示せず)により供給される。この増幅回路に
より増幅すべき入力信号は端子1および2のうちの一方
に或いはトランジスタT、およびTzのドレイン主電極
間の相互接続点である端子6に供給しうる。(電流)増
幅された出力信号は出力端子5に現われる。端子3およ
び4は適切な電源電圧点に結合する。
トランジスタT、およびTzは電圧降下を生ぜしめ、こ
の電圧降下の値はトランジスタT、およびTzのしきい
値電圧および増幅度とトランジスタT1およびTzを流
れる電流(I+Z)とによって決定される。トランジス
タT、およびTzの両端間の電圧降下から減算される電
圧降下が抵抗Rの両端間に生ぜしめられる。抵抗Rを流
れる電流1、はトランジスタT2とで電流ミラーを構成
するトランジスタT、を介して、トランジスタT。
およびTzを流れる電流11□に結合される。トランジ
スタTsがトランジスタT2に比べm倍のWZL比を有
する場合には !、 = Iin Hm/ (m+ 1)および1 +
z= I tn/ (m + 1 )が成立つ。抵抗R
を m−R= (1/S、+1/S、) となるように選択することにより零入力時の出力電流I
。utをfinの変化に関係なくすることができる。こ
こに81およびS2はそれぞれトランジスタT1および
Tzの電圧−電流特性曲線のスロープ(傾き)である。
零入力時の出力電流I0゜。
はRの値、I inの値および4つのトランジスタT。
〜T4の増幅度に依存する。このことはMO3処理では
欠点とみなされる。その理由は、(多結晶)シート抵抗
の値が正確に設定されない為である。
最近の(bi) M OS処理では、正確なイオン注入
抵抗が得られるため、上述したことは欠点とならない。
第2図は第1図の実施例に極めて類似する本発明の第2
実施例を示す。この回路ではトランジスタT、およびT
zが第1実施例とは逆の順序で端子1および2間に配置
されている。更にこれらトランジスタは第1実施例とは
異なる導電型をしている。すなわち、トランジスタT、
がp型で、トランジスタT2がn型である。これと同じ
ことがトランジスタT3およびT4についてもいえる。
同様に、トランジスタT、およびインピーダンスRが逆
の順序となっており、トランジスタT5は異なる導電型
(すなわちn型)となっている。第2図の回路の動作は
主に第1図の回路の動作と相違しない為、その説明は省
略する。
本発明による利点を要約すると以下の通りである。
(1)トランジスタの対称性が保たれる。すなわち、同
じ導電型のトランジスタが集積回路に関する場合で同じ
しきい値電圧を有する限り、零入力時の出力電流1 o
utがしきい値電圧の値に惑応しなくなる。
(2)必要とする絶縁島の個数が少なく、すなわちトラ
ンジスタT、に対する1つの島と、トランジスタT2.
T5およびインピーダンスRに対する1つの島との計2
個のみとなる。
(3)“ダイオード” TIおよびTzと電流ミラート
ランジスタT、とを小型にでき、このことはチップ表面
積を小さく且つ寄生キャパシタンスを小さくする上で好
ましい。
(4)出力段の出力インピーダンスが抵抗Rを設けるこ
とにより増大しない。
(5)抵抗Rの値を比較的小さくしてもI inが比較
的大きいために依然として可成り大きな電圧降下を得る
ことができる。
(6)トランジスタT2のしきい値電圧とトランジスタ
TIの両端間の電圧降下との和である抵抗Rの両端間の
許容電圧降下が大きくなり、トランジスタをこれらの飽
和範囲外に設定するおそれが少なくなる。
(7)最近の(bi) M OS処理庖簡単に適用しう
る。
本発明は上述した図示の増幅回路に限定されず、本発明
に関連しない点で図示の実施例と異なる増幅回路にも適
用しうる。例えば、トランジスタをバイポーラトランジ
スタの形態とした増幅回路も可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による増幅回路の第1実施例を示す回
路図、 第2図は、同じくその第2実施例を示す回路図である。 1〜4・・・端子 T1〜T4・・・トランジスタ R・・・インピーダンス(抵抗) 彎1−− Cフ Cフ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入力端子と、ダイオードとして配置した第1導電型
    のトランジスタおよびダイオードとして配置した第2導
    電型のトランジスタより成る直列回路と、第1導電型の
    第3トランジスタおよび第2導電型の第4トランジスタ
    より成る直列回路とを具える増幅回路であって、前記の
    各トランジスタは第1および第2主電極と制御電極とを
    有しており、第1および第2トランジスタの制御電極は
    相互接続され、第1トランジスタの第1主電極は第4ト
    ランジスタの制御電極に結合され、第2トランジスタの
    第1主電極は第3トランジスタの制御電極に結合され、
    第3および第4トランジスタの相互結合された第1主電
    極が出力端子に結合されている増幅回路において、イン
    ピーダンスおよび第2導電型の第5トランジスタより成
    る直列回路が第1および第2トランジスタの直列回路に
    並列に配置されており、第2トランジスタの制御電極が
    第5トランジスタの制御電極に結合され、第1トランジ
    スタの第1主電極が前記のインピーダンスを経て第4ト
    ランジスタの制御電極に結合され、第2トランジスタの
    第1主電極が第5トランジスタの第1主電極に結合され
    ていることを特徴とする増幅回路。 2、請求項1に記載の増幅回路において、S_1および
    S_2をそれぞれ第1および第2トランジスタの電圧−
    電流特性曲線のスロープとし、mを第2トランジスタの
    増幅度に対する第5トランジスタの増幅度の比とした場
    合に、前記のインピーダンスを (1/S_1+1/S_2)・1/m に等しい抵抗値Rを有する抵抗としたことを特徴とする
    増幅回路。
JP63290303A 1987-11-20 1988-11-18 増副回路 Pending JPH01162005A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8702778A NL8702778A (nl) 1987-11-20 1987-11-20 Ruststroominstelling voor een versterkerschakeling.
NL8702778 1987-11-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01162005A true JPH01162005A (ja) 1989-06-26

Family

ID=19850944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63290303A Pending JPH01162005A (ja) 1987-11-20 1988-11-18 増副回路

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4868518A (ja)
EP (1) EP0317015B1 (ja)
JP (1) JPH01162005A (ja)
KR (1) KR970005290B1 (ja)
DE (1) DE3874293T2 (ja)
NL (1) NL8702778A (ja)

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Also Published As

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EP0317015A1 (en) 1989-05-24
NL8702778A (nl) 1989-06-16
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EP0317015B1 (en) 1992-09-02
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