JPH04120907A - オペアンプ回路 - Google Patents

オペアンプ回路

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JPH04120907A
JPH04120907A JP2241777A JP24177790A JPH04120907A JP H04120907 A JPH04120907 A JP H04120907A JP 2241777 A JP2241777 A JP 2241777A JP 24177790 A JP24177790 A JP 24177790A JP H04120907 A JPH04120907 A JP H04120907A
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JP
Japan
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transistors
power supply
amplifier circuit
conductivity type
power source
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Application number
JP2241777A
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English (en)
Inventor
Masahiro Yamashita
昌宏 山下
Hirokazu Nishimura
浩和 西村
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.)
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to KR1019920701102A priority patent/KR920702573A/ko
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H—ELECTRICITY
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45214—Offset in a differential amplifier being reduced by control of the substrate voltage, the voltage being either fixed or variable

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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】 [概要] オペアンプ回路に関し、 入力電圧に対する出力電圧の直線性を第1の電源から第
2の電源まで保証することができるオペアンプ回路を提
供することを目的とし、第1及び第2の一導電型チャネ
ルのMosトランジスタが差動接続され、入力電圧を差
動増幅する差動増幅回路部と、差動増幅回路部の第1の
電源側に接続された第1及び第2の他導電型チャネルの
MOSトランジスタからなるカレントミラー回路部と、
差動増幅回路部の第2の電源側に接続された定電流回路
部と、第2の一導電型チャネルのMOSトランジスタの
ドレイン端子にゲート端子が接続された第3の他導電型
チャネルのMOSトランジスタと定電流回路とからなる
出力回路部とを備えたオペアンプ回路において、第1及
び第2の一導電型チャネルのMOSトランジスタをしき
い値が第2の電源以下のディプレッション型のものとす
るとともに、第1及び第2の一導電型チャネルのMOS
トランジスタのバックゲートを第2の電源に直接接続し
た。
[産業上の利用分野] 本発明はオペアンプ回路に関するものである。
近年のオペアンプ回路には出力電圧範囲の拡大が要求さ
れている。そのため、出力電圧の直線性を保証できる範
囲を拡大する必要がある。
[従来の技術] 従来のオペアンプ回路として第3図に示すような電圧フ
ォロワ型出力バッファがある。
第1及び第2のnMOsMOSトランジスタT2のソー
ス端子を互いに結合して差動増幅回路部1が構成され、
各nMO3トランジスタTI。
T2のドレイン端子は第1及び第2のpMOSトランジ
スタT3.T4を介して電源VDDに接続されている。
第1及び第2のpMOSトランジスタT3.T4により
カレントミラー回路部2が構成され、各pMOsMOS
トランジスタT4のゲート端子は前記第1のnMO3ト
ランジスタT1のドレイン端子に接続されている。
又、前記第1及び第2のnMOsMOSトランジスタT
2のソース端子は抵抗R,nMOsトランジスタT5.
T6よりなる定電流回路部3を介して低圧電源(グラン
ド)GNDに接続されている。そして、前記第2のnM
OsMOSトランジスタゲート端子には入力電圧VIN
が入力され、第1のnMO3トランジスタT1のゲート
端子は出力端子10に接続されている。
出力回路部4は第3のpMO8l−ランジスタT7と、
前記抵抗R,,nMO3トランジスタT5とnMO3ト
ランジスタT8よりなる定電流回路とで構成され、第3
のpMO3トランジスタT7はゲート端子に前記第2の
nMO3トランジスタT2のトレイン端子が接続され、
ドレイン端子に出力端子10が接続されている。
そして、前記第1及び第2のnMOSトランジスタTI
、T2としてエンハンスメント型のものが使用されると
ともに、両MO3トランジスタTl、T2のバックゲー
トは両MOSトランジスタTl、T2のソース端子に接
続されている。
尚、第2のpMOSトランジスタT4と出力端子IOと
の間には位相補償容量Cが設けられている。
従って、入力電圧VINが上昇して、n’MO3)ラン
シスタT1のゲート端子の電位(フィードバック電圧V
F)より高くなった時、nMOsMOSトランジスタト
レイン電位が下がり、そのnM○SMOSトランジスタ
T2イン電位に基づいて出力回路部4のトランジスタT
7のソース・トレイン間の電位が下がり、出力端子10
の出力電圧V OUTは上昇する。そして、出力電圧V
OUTの上昇に伴って上昇するフィードバック電圧VF
によって、出力電圧V 0tJTはその時の入力電圧V
INと等しい電圧に保持される。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来のオペアンプ回路では第1及び
第2のnMO3トランジスタTl、T2をエンハンスメ
ント型のものとしているため、それらのしきい値VTが
低圧電源、即ち、07以上である。従って、入力電圧V
INがしきい値VT以下のレベルの時、第1及び第2の
nMOsMOSトランジスタT2はオフしてしまうため
、第4図に示すようにノードaの電位レベルはOvとな
り、ノードbの電位レベルはほぼ電i V DDのレベ
ルとなってpMO3l−ランジスタT7がオフする。こ
れにより、出力電圧V OUTは0■となってしまい、
入力端子VINが低い側では入力端子iNに対して正常
な出力電圧V OUTを保証することができないという
問題点があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
って、入力電圧に対する出力電圧の直線性を第1の電源
から第2の電源まで保証することができるオペアンプ回
路を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するため、第1及び第2の一導
電型チャネルのMOSトランジスタが差動接続され、入
力電圧を差動増幅する差動増幅回路部と、差動増幅回路
部の第1の電源側に接続された第1及び第2の他導電型
チャネルのMOSトランジスタからなるカレントミラー
回路部と、差動増幅回路部の第2の電源側に接続された
定電流回路部と、第2の一導電型チャネルのMOSトラ
ンジスタのドレイン端子にゲート端子が接続された第3
の他導電型チャネルのMOSトランジスタと定電流回路
とからなる出力回路部とを備えたオペアンプ回路におい
て、第1及び第2の一導電型チャネルのMOSトランジ
スタをしきい値が第2の電源以下のディプレッション型
のものとするとともに、第1及び第2の一導電型チャネ
ルのMOSトランジスタのバックゲートを第2の電源に
直接接続した。
又、第1及び第2の他導電型チャネルのMOSトランジ
スタをしきい値の小さいものとした。
[作用] 第1の発明では、差動増幅回路部の第1及び第2の一導
電型チャネルのMOSトランジスタをしきい値か第2の
電源以下のディプレッション型のものとしているため、
第1及び第2の一導電型チャネルのMO8I−ランジス
タは常に動作状態となり、カレントミラー回路部の第1
及び第2の他導電型チャネルのMOSトランジスタも動
作状態となり、出力回路部の第3の他導電型チャネルの
MOSトランジスタも動作状態となる。又、第1及び第
2の一導電型チャネルのMOSトランジスタのバックゲ
ートを第2の電源に接続しているため、入力電圧の上昇
割合に対する第1及び第2の一導電型チャネルMOSト
ランジスタのソース電圧の上昇割合が小さくなり、入力
電圧が第1の電源側でも第1及び第2の一導電型チャネ
ルMO8トランジスタのソース電圧と第1の電源との間
にカレントミラー回路部の第1及び第2の他導電型チャ
ネルのMOSトランジスタを動作状態にさせる電位差を
得ることができ、これにより、出力回路部の第3の他導
電型チャネルのMO8I−ランジスタを動作状態とする
ことができる。
従って、本発明のオペアンプ回路を、例えば、差動増幅
回路部の第1の一導電型チャネルMOSトランジスタの
ゲート端子に出力電圧を人力し、第2の一導電型チャネ
ルMOSトランジスタのゲート端子に入力電圧を入力す
る電圧フォロワ型出力バッファとして使用した場合には
、入力電圧が第2の電源側でも入力電圧に対して正常な
出力電圧を得ることができるとともに、入力電圧が第1
の電源側でも入力電圧に対して正常な出力電圧を得るこ
とができ、出力電圧の直線性か第1の電源から第2の電
源まで保証される。
又、カレントミラー回路部の第1及び第2の他導電型チ
ャネルMOSトランジスタをしきい値の小さいものとし
たので、このオペアンプ回路を電圧フォロワ型出力バッ
ファとして使用した場合に、入力電圧が第1の電源側で
も第1及び第2の他導電型チャネルMO8I−ランジス
タを確実に動作状態にさせることができ、第1の電源側
における出力電圧の直線性がより確実に保証される。
[実施例1 以下、本発明を電圧フォロワ型出力バッファに具体化し
た一実施例を第1.2図に従って説明する。
尚、説明の便宜上、第3図と同様の構成については同一
の符号を付して説明を一部省略する。
第1図は一実施例の電気回路図であり、差動増幅回路部
1の第1及び第2のnMOsMOSトランジスタ、TI
2にはしきい値が低圧電源以下、即ち、グランドGND
以下のディプレッション型のものを使用するとともに、
第1及び第2のnMOSトランジスタT11、TI2の
バックゲートをグランドGNDに接続している。
又、カレントミラー回路部2の第1及び第2のpMOS
トランジスタT13.TI4をしきい値の小さいものと
している。
従って、OVからVDDの入力電圧VINが対して第1
及び第2のnMO3トランジスタT11。
TI2は常に動作状態となり、第2図に示すようにノー
ドaの電位レベルは一点鎖線で示すように常にOVより
大きく、入力電圧VINの増加割合に対して増加割合の
小さいものとなる。即ち、第1及び第2のnMOSトラ
ンジスタT11、TI2をディプレッション型としたこ
とにより、破線で示したエンハンスメント型の場合にお
ける関係が、二点鎖線で示す関係となるとともに、第1
及び第2のnMOsMOSトランジスタ、TI2のバッ
クゲートをグランドGNDに接続したことにより基板バ
イアスが増加して緩やかな傾斜を持つ一点鎖線で示す関
係となるのである。
そして、第1及び第2のnMOsMOSトランジスタ、
T12が常に動作状態となることにより、第1及び第2
のpMOsトランジスタT13゜T14も動作状態とな
り、出力回路部4の第3のpMO8トランジスタT7も
動作状態となる。この際、入力電圧VjNが高圧電源V
DD側でも第1及び第2のnMOsMOSトランジスタ
、T12のソース電圧と高圧電源VDDとの間に、第1
及び第2のpMOsトランジスタT13.T14を動作
状態にさせる電位差を得ることができ、第3のpMOS
トランジスタT7を動作状態にさせることができる。
従って、第4図に示すように出力電圧V OUT、即ち
、出力端子IOのレベルは入力電圧VINがグランI’
 G N D側でも入力電圧VINに対して正常な値を
得ることができるとともに、入力電圧VINが高圧電源
VDD側でも入力電圧VINに対して正常な値を得るこ
とができ、出力電圧V OUTの直線性を高圧電源VD
DからグランドGNDまで保証することができる。
又、本実施例ではカレントミラー回路部2の第1及び第
2のpMOsトランジスタT13.T14をしきい値の
小さいものとしたので、ノードbの電位レベルは第2図
に破線で示した電位レベル(第4図に示した従来の電位
レベル)から実線で示すように変化する。このため、入
力電圧VINが高圧電源VDD側でも第1及び第2のp
MOSトランジスタT13.T14を確実に動作状態に
させることができ、高圧電源VDD側における出力電圧
V OUTの直線性をより確実に保証することができる
。
尚、本実施例ではグランドGNDを低圧電源としたが、
低圧電源を−VDDとしてもよい。
又、本実施例では電圧フォロワ型出力バッファに実施し
たが、これに限定されない。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、入力電圧に対する
出力電圧の直線性を第1の電源から第2の電源まで保証
することができる優れた効果がある。
又、カレントミラー回路部の第1及び第2の他導電型チ
ャネルのMOSトランジスタをしきい値の小さいものと
することにより、入力電圧が第1の電源側でも第1及び
第2の他導電型チャネルのMO8I−ランジスタを確実
に動作状態にさせることができ、第1の電源側における
出力電圧の直線性をより確実に保証することができる優
れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を具体化した一実施例を示す電気回路図
、 第2図は一実施例の作用説明図、 第3図は従来例を示す電気回路図、 第4図は従来例の作用説明図である。 図において、 ■は差動増幅回路部、 2はカレントミラー回路部、 3は定電流回路部、 4は出力回路部、 T7は第3の他導電型チャネルMO3トランジスタとし
てのpMO8トランジスタ、 TLI、T12は第1及び第2の一導電型チャネルMO
SトランジスタとしてのnMOSトランジスタ、 T13.T14は第1及び第2の他導電型チャネルMO
8トランジスタとしてのpMO3トランジスタ、 GNDは第2の電源としての低圧電源(グランド)、 VDDは第1の電源としての高圧電源である。 第2 図 一実施例の作用説明図 入力電圧■ 工N 第4図 従来例の作用説明図 入力電圧■ N

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1及び第2の一導電型チャネルのMOSトランジ
    スタ(T11、T12)が差動接続され、入力電圧を差
    動増幅する差動増幅回路部(1)と、前記差動増幅回路
    部(1)の第1の電源(VDD)側に接続された第1及
    び第2の他導電型チャネルのMOSトランジスタ(T1
    3、T14)からなるカレントミラー回路部(2)と、 前記差動増幅回路部(1)の第2の電源(GND)側に
    接続された定電流回路部(3)と、前記第2の一導電型
    チャネルのMOSトランジスタ(T12)のドレイン端
    子にゲート端子が接続された第3の他導電型チャネルの
    MOSトランジスタ(T7)と定電流回路とからなる出
    力回路部(4)と を備えたオペアンプ回路において、 前記第1及び第2の一導電型チャネルのMOSトランジ
    スタ(T11、T12)をしきい値が前記第2の電源(
    GND)以下のディプレッション型のものとするととも
    に、第1及び第2の一導電型チャネルのMOSトランジ
    スタ(T11、T12)のバックゲートを前記第2の電
    源(GND)に直接接続したことを特徴とするオペアン
    プ回路。 2、前記第1及び第2の他導電型チャネルのMOSトラ
    ンジスタ(T13、T14)をしきい値の小さいものと
    したことを特徴とする請求項1記載のオペアンプ回路。
JP2241777A 1990-09-12 1990-09-12 オペアンプ回路 Pending JPH04120907A (ja)

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