JPH04156706A - 出力回路 - Google Patents

出力回路

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JPH04156706A
JPH04156706A JP2282872A JP28287290A JPH04156706A JP H04156706 A JPH04156706 A JP H04156706A JP 2282872 A JP2282872 A JP 2282872A JP 28287290 A JP28287290 A JP 28287290A JP H04156706 A JPH04156706 A JP H04156706A
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transistor
differential amplifier
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Atsushi Tanaka
淳志 田中
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/02Shaping pulses by amplifying
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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、アナログ信号のサンプリングに用いられる出
力回路に関する。
従来の技術 第2図は、アナログ入力電圧をサンプリングするのに用
いられる従来の出力回路の構成を示す回路図である。
トランスミッションゲート12は、入力端子11から入
力されてくるアナログ入力電圧をサンプリグするための
ゲートであり、このトランスミッションゲート12が導
通する所定時間ごとにアナログ入力電圧がサンプリング
される。
上記トランスミッションゲート12の次段には、差動増
幅器14とバッファ15とからなる電圧フォロワ回路1
3が構成され、上記トランスミッションゲート12によ
ってサンプリングされた入力電圧は1対1の電圧比で電
圧フォロワ回路13の出力端子16から出力される。
上記差動増幅器14は、カレントミラー回路17を構成
するPチャネル型のMOSトランジスタQll、Q12
と、入力トランジスタとなるNチャネル型のMoSトラ
ンジスタQ13と、出力トランジスタとなるNチャネル
型のMOSトランジスタQ14と、定電流源となるNチ
ャネル型のMOSトランジスタQ15とで構成されてい
る0M0SトランジスタQll、Q12のソースは定電
圧部VDDに接続され、またMOSトランジスタQ15
のゲートはバイアス電源Vbll接続され、そのトラン
ジスタのソースは接地されている。
また、上記バッファ15は、定電圧源VDDとグランド
間に直列に接続されたNチャネル型のM○Sトランジス
タQ16.Q17で構成されている。MOSトランジス
タQ16.Q17の接続点は出力端子16と差動増幅器
14のMOSトランジスタQ14のゲートとに接続され
ている。また差動増幅器14の出力を入力する入力トラ
ンジスタとなるMoSトランジスタQ16は、そのゲー
トが差動増幅器14の出力端子となるMO8I−ランジ
スタQ14のドレインに接続され、さらにそのMOSト
ランジスタQ16゛のソースおよびバックゲートは出力
端子16に接続されてソースフォロワ構成とされている
。MOSトランジスタQ17のゲートはバイアス電源V
b12に接続されている。
上記出力回路の基本的動作は以下の通りである。
トランスミッションゲート12によってサンプリグされ
た入力電圧は差動増幅器14の入力トランジスタである
MOSトランジスタQ13のゲートに入力され、その入
力電圧の増減に応じて出力トランジスタであるMOSト
ランジスタQ14のトレイン電圧が増減する。そのドレ
イン電圧はバッファ15のMOSトランジスタQ16の
ゲートに与えられ、そのドレイン電圧の増減に応じて、
つまり差動増幅器14への入力電圧の増減に応じてMO
SトランジスタQ16のオン動作時の抵抗(以下、オン
抵抗と呼ぶ)が増減し、その結果、トランスミッション
ゲート12でサンプリグされた入力電圧と同じ電圧が出
力端子16から出力される。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来の出力回路では、差動増幅
器14への入力電圧がMOSトランジスタQ13のしき
い値電圧以下では、そのMOSトランジスタQ13がオ
フ状態となって差動増幅器14が動作しなくなる。つま
り、出力電圧の下限がMOSトランジスタQ13のしき
い値電圧によって制限される。
一方、出力端子16における最大出力電圧は、バッファ
15を構成するMOSトランジスタQ16のしきい値電
圧によって制約を受ける。つまり、出力電圧は、定電圧
源VDDからMOSトランジスタQ16のしきい値電圧
分を差し引いた電圧以下に制限される。
その結果、定電圧電源VDDに対して有効となる入出力
電圧の範囲がそれだけ狭くなるという問題点があった。
したがって、本発明の目的は、有効な入出力電圧の範囲
が広く、電源電圧の利用効率を高めることのできる出力
回路を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、アナログ入力電圧をサンプリングするサンプ
リングゲートと、 前記サンプリングゲートがサンプリングした電圧を、P
チャネル型MOSトランジスタを入力トランジスタとし
て入力する差動増幅器と、ソースフォロワ構成のNチャ
ネル型MOSトランジスタによって前記差動増幅器の出
力電圧を入力するバッファとを備えたことを特徴とする
出力回路である。
作  用 本発明に従えば、差動増幅器の入力トランジスタがPチ
ャネル型のMOSトランジスタによって構成されている
ので、差動増幅器が動作可能な入力電圧の下限は差動増
幅器における低電位側電源電圧の電位まで下げられるこ
とになり、それだけ有効な入出力電圧の範囲が広がり電
源電圧の利用効率が向上する。
実施例 第1図は本発明の一実施例である出力回路の構成を示す
回路図である。
トランスミッションゲート2は、入力端子1がら入力さ
れてくるアナログ入力電圧をサンプリグするためのゲー
トであり、このトランスミッションゲート2が導通する
所定時間ごとにアナログ入力電圧がサンプリングされる
上記トランスミッションゲート2の次段には、差動増幅
器4とバッファ5とからなる電圧フォロワ回路3が構成
され、上記トランスミッションゲート2によってサンプ
リングされた電圧は1対1の電圧比で電圧フォロワ回路
3の出力端子6から取り出される。
上記差動増幅器4は、カレントミラー回路7を構成する
Nチャネル型のMOSトランジスタQl。
Q2と、入力トランジスタとなるPチャネル型のMOS
トランジスタQ3と、出力トランジスタとなるPチャネ
ル型のMOSトランジスタQ4と、定電流源となるPチ
ャネル型のMOSトランジスタQ5とで構成されている
カレントミラー回路7を構成するMOSトランジスタQ
l、Q2のソースは低電位側の定電圧電源■SSである
グランドに接地され、MOSトランジスタQ5のゲート
はバイアス電源Vblに接続され、そのソースは高電位
側の定電圧電源VDDに接続されている0M08トラン
ジスタQl。
Q2のゲートは互いに接続され、MOSトランジスタQ
1のゲートおよびドレインはMOSトランジスタQ3の
ドレインに、MOSトランジスタQ2のドレインはMO
SトランジスタQ4のドレインにそれぞれ接続されてい
る0M08トランジスタQ3.Q4のソースはともにM
oSトランジスタQ5のドレインに接続されている。
また、上記バッファ5は、定電圧11[VDDとグラン
ド間に直列に接続されたNチャネル型のMOSトランジ
スタQ6.Q7で構成されている。すなわち、MOSト
ランジスタQ6のドレインは定電圧電源VDDに、その
トランジスタQ6のソースはMOSトランジスタQ7の
トレインに接続され、そのトランジスタQ7のソースは
接地されている。MOSトランジスタQ6とMOSトラ
ンジスタQ7との接続点Nは出力端子6と差動増幅器4
のMOSトランジスタQ4のゲートとに接続されている
。出力端子6はMOSトランジスタQ6のバックゲート
にも接続されている。
また差動増幅器4の出力電圧を入力する入力トランジス
タとなる上記MO3トランジスタQ6は、そのゲートが
差動増幅器4の出力端子であるM0SトランジスタQ4
のドレインに接続され、そのトランジスタQ4のソース
は出力端子6に接続されており、これによってMOSト
ランジスタQ6はソースフォロワ構成とされている。
MOSトランジスタQ7のゲートはバイアス電源Vb2
に接続されている。
つぎに、上記出力回路の動作について説明する。
トランスミッションゲート2によってサンプリグされた
入力電圧は差動増幅器4の入力トランジスタであるMO
SトランジスタQ3のゲートに入力される。
MOSトランジスタQ5によって構成される定電流源と
、MOSトランジスタQl、Q2によって構成されるカ
レントミラー回路7との作用によって、MOSトランジ
スタQ3.Qlを流れる電流と、MOSトランジスタQ
4.Q2を流れる電流は一定かつ同一に保たれる。その
結果、MOSトランジスタQ3のゲートに入力される電
圧がたとえば下降してMOSトランジスタQ3のオン抵
抗が減少しそのドレイン電圧が上昇すると、それに応じ
てカレントミラー回路7の働きによって出力トランジス
タであるMOSトランジスタQ4のドレイン電圧も下降
する。そのドレイン電圧はバッファ5のMOSトランジ
スタQ6のゲート電圧として与えられるので、MOSト
ランジスタQ6のオン抵抗は増加し、それだけ出力端子
6から取り出される出力電圧は下降する。逆に、トラン
スミッションゲート2から差動増幅器4に入力される入
力電圧が上昇すると、同様にして出力端子6の出力電圧
はその分だけ上昇する。
このようにして、トランスミッションゲート2から差動
増幅器4に入力される入力電圧と同じ出力電圧が出力端
子6から取り出される。
上記動作において、差動増幅器4における入力トランジ
スタであるMoSトランジスタQ3はPチャネル型であ
るため、そのゲートに入力される入力電圧がそのトラン
ジスタQ3のしきい値電圧を越えるとトランジスタQ3
はオフとなり、差動増幅器は動作しなくなるが、入力電
圧がそれ以下の値つまりグランドレベルまでの値である
限りトランジスタQ3はオンとなり、差動増幅器4は動
作可能となる。すなわち、この差動増幅器4の鳩舎、グ
ランド電位からトランジスタQ3のしきい値電圧までの
範囲の入力電圧が有効となる。
そこで、予めトランジスタQ3のしきい値電圧を、バッ
ファのMOSトランジスQ6のしきい値電圧vthで制
約される出力電圧の上限、つまり定電圧電源VDDの電
源電圧から上記しきい値電圧vthだけ差し引いた電圧
値に一致させておくことによって、有効な入力電圧の上
限値を、出力電圧の上限値つまり最大出力電圧に一致さ
せることができる。その結果、この出力回路では、入力
電圧の有効範囲が下限側において拡大された分だけ、入
出力電圧の有効範囲が拡大されることになる。
発明の効果 以上のように、本発明の出力回路によれば、差動増幅器
の入力トランジスタをPチャネル型のMOSトランジス
タで構成しているので、差動増幅器が動作可能な入力電
圧の下限は差動増幅器の低電位側電源電圧の電位まで下
げられることになり、それだけ有効な入出力電圧の範囲
が広がり電源電圧の利用効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である出力回路の構成を示す
回路図、第2図は従来の出力回路の構成を示す回路図で
ある。 2・・・トランジッションゲート、4・・・差動増幅器
、5・・・バッファ、Q3・・・Pチャネル型MOSト
ランジスタ、Q6・・・Nチャネル型MO3トランジス
タ代理人  弁理士 西教 圭一部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 アナログ入力電圧をサンプリングするサンプリングゲー
    トと、 前記サンプリングゲートがサンプリングした電圧を、P
    チャネル型MOSトランジスタを入力トランジスタとし
    て入力する差動増幅器と、 ソースフォロワ構成のNチャネル型MOSトランジスタ
    によって前記差動増幅器の出力電圧を入力するバッファ
    とを備えたことを特徴とする出力回路。
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