JPH04258004A - Amplifier circuit - Google Patents
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- JPH04258004A JPH04258004A JP1960491A JP1960491A JPH04258004A JP H04258004 A JPH04258004 A JP H04258004A JP 1960491 A JP1960491 A JP 1960491A JP 1960491 A JP1960491 A JP 1960491A JP H04258004 A JPH04258004 A JP H04258004A
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、増幅回路に関し、特に
、バイアスレベルが自動的に設定されるソースフォロワ
型増幅回路の回路構成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amplifier circuit, and more particularly to a circuit configuration of a source follower type amplifier circuit in which a bias level is automatically set.
【0002】0002
【従来の技術】従来のこの種の増幅回路の一例の等価回
路図を図4に示す。この増幅回路は、NチャンネルMO
SトランジスタN,抵抗R1 ,抵抗R2 ,反転増幅
器1および定電圧源2とからなる。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram of an example of a conventional amplifier circuit of this type. This amplifier circuit is an N-channel MO
It consists of an S transistor N, a resistor R1, a resistor R2, an inverting amplifier 1, and a constant voltage source 2.
【0003】NチャンネルMOSトランジスタNは、ド
レインが電源端子に接続されソースが抵抗R1 を介し
て接地されている。そしてゲートには定電圧源2から抵
抗R2 を介して一定のバイアス電位VG が与えられ
ている。The N-channel MOS transistor N has a drain connected to a power supply terminal and a source grounded via a resistor R1. A constant bias potential VG is applied to the gate from a constant voltage source 2 via a resistor R2.
【0004】実際には、ゲートのバイアス電位VG は
電源電位で代用されたり、NチャンネルMOSトランジ
スタNがディプレッション型のものである場合には、こ
のMOSトランジスタのゲートがソースに接続されたり
している。In reality, the gate bias potential VG is substituted with the power supply potential, or if the N-channel MOS transistor N is a depletion type, the gate of this MOS transistor is connected to the source. .
【0005】上述の増幅回路では、NチャンネルMOS
トランジスタNのゲートが入力となり、ソースが出力と
なる。反転増幅器1は波形整形のためのものである。[0005] In the above amplifier circuit, an N-channel MOS
The gate of transistor N serves as an input, and the source serves as an output. The inverting amplifier 1 is for waveform shaping.
【0006】このような増幅回路は、一般によく識られ
ているように電圧利得が1以下であり、出力インピーダ
ンスが比較的低いという特徴を持っている。As is generally well known, such an amplifier circuit has the characteristics of a voltage gain of 1 or less and a relatively low output impedance.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の増幅回路を動作させるためには、出力の電位が次の
条件を満たす点にNチャンネルMOSトランジスタNの
ゲートをバイアスする必要がある。
0<R1 ・IN <VDD−VTN
(1)R1 ・IN ≒VTI
(2)但
し、IN は、ゲートバイアス電位がVG の時にNチ
ャンネルMOSトランジスタNに流れる電流であり、V
TNは、このMOSトランジスタのしきい値電圧である
。
又、VTIは反転増幅器1の論理しきい値である。In order to operate the conventional amplifier circuit described above, it is necessary to bias the gate of the N-channel MOS transistor N to a point where the output potential satisfies the following conditions. 0<R1 ・IN<VDD-VTN
(1) R1 ・IN ≒VTI
(2) However, IN is the current flowing through the N-channel MOS transistor N when the gate bias potential is VG, and V
TN is the threshold voltage of this MOS transistor. Further, VTI is the logic threshold of the inverting amplifier 1.
【0008】ここで、電源電圧VDDおよびゲートバイ
アス電位VG が高くなった場合を考えると、MOSト
ランジスタを流れる電流が(VG −VTN)の2乗に
比例して増加するため、(1)式の中央の項の値が大き
くなり、この不等式を満足できなくなる。[0008] Now, considering the case where the power supply voltage VDD and the gate bias potential VG increase, the current flowing through the MOS transistor increases in proportion to the square of (VG - VTN). The value of the central term becomes large and this inequality can no longer be satisfied.
【0009】一方、反転増幅器1の論理しきい値VTI
についていえば、CMOS構成の反転増幅器の論理しき
い値は電源電圧の変化に比例するため、(2)式を満た
すこともできなくなる。On the other hand, the logical threshold value VTI of the inverting amplifier 1
In other words, since the logic threshold of an inverting amplifier having a CMOS configuration is proportional to a change in the power supply voltage, it becomes impossible to satisfy equation (2).
【0010】逆に電源電圧およびゲートバイアス電位V
G が低くなると、(1)式の右辺の項が左辺にくらべ
て早く0に近ずくため、やはり(1)式を満足すること
ができなくなる。又、上述したと同様の理由により、(
2)式も満足することができなくなる。Conversely, the power supply voltage and gate bias potential V
When G becomes low, the term on the right side of equation (1) approaches 0 earlier than the left side, so equation (1) cannot be satisfied. Also, for the same reason as mentioned above, (
2) will no longer be satisfied.
【0011】以上のように、従来の増幅回路には、電源
電圧およびゲートバイアス電位の広い範囲に亘っての動
作に問題があった。As described above, conventional amplifier circuits have problems in operating over a wide range of power supply voltages and gate bias potentials.
【0012】0012
【課題を解決するための手段】本発明の増幅回路では、
電源電圧およびゲートバイアス電位の変動を吸収するた
めに自己バイアス型のバイアス電圧発生回路を設けてあ
る。[Means for Solving the Problems] In the amplifier circuit of the present invention,
A self-bias type bias voltage generation circuit is provided to absorb fluctuations in the power supply voltage and gate bias potential.
【0013】そして本発明の増幅回路は、電源端子と接
地端子との間に直列に接続されたMOS電界効果トラン
ジスタと負荷素子とからなり、前記電界効果MOSトラ
ンジスタのゲートには、このMOS電界効果トランジス
タと前記負荷素子との接続点における信号およびこの信
号と同等な信号のいずれか一方の信号の反転信号が抵抗
素子を介して入力されることを特徴とする。The amplifier circuit of the present invention includes a MOS field effect transistor and a load element connected in series between a power supply terminal and a ground terminal. The present invention is characterized in that an inverted signal of either a signal at a connection point between the transistor and the load element or a signal equivalent to this signal is inputted via a resistance element.
【0014】[0014]
【実施例】次に、本発明の最適な実施例について図面を
参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施例の回
路図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
【0015】本実施例では、NチャンネルMOSトラジ
スタM1 およびM2 が電源・接地間に直列に接続さ
れており、これらと相似の特性を持つNチャンネルMO
SトランジスタM3 およびM4 が、同様に電源・接
地間に直列につながっている。In this embodiment, N-channel MOS transistors M1 and M2 are connected in series between the power supply and ground, and an N-channel MOS transistor with similar characteristics is connected in series between the power supply and ground.
S transistors M3 and M4 are similarly connected in series between the power supply and ground.
【0016】接地側のNチャンネルMOSトランジスタ
M2 およびM4 は、各々のゲートが共通に接続され
、更にNチャンネルMOSトランジスタM4 のドレイ
ンに接続されている。The N-channel MOS transistors M2 and M4 on the ground side have their respective gates connected in common, and are further connected to the drain of the N-channel MOS transistor M4.
【0017】そして、このNチャンネルMOSトランジ
スタM4 のドレインの電位が反転増幅器3で反転され
てNチャンネルMOSトランジスタM3 のゲートに供
給されている。この反転レベルの電位は又、バイアス抵
抗R3 を介してNチャンネルMOSトランジスタM1
のゲートにも供給されている。The potential of the drain of this N-channel MOS transistor M4 is inverted by an inverting amplifier 3 and supplied to the gate of the N-channel MOS transistor M3. This inverted level potential is also applied to the N-channel MOS transistor M1 via the bias resistor R3.
The gates are also supplied.
【0018】本実施例の増幅回路では、NチャンネルM
OSトランジスタM1 のゲートが入力となり、このM
OSトランジスタのソース側が出力となっている。反転
増幅器1は波形整形のためのものである。In the amplifier circuit of this embodiment, N-channel M
The gate of OS transistor M1 becomes the input, and this M
The source side of the OS transistor serves as an output. The inverting amplifier 1 is for waveform shaping.
【0019】以下に本実施例の回路動作について述べる
。The circuit operation of this embodiment will be described below.
【0020】図1において、NチャンネルMOSトラン
ジスタM3 およびM4 並びに反転増幅器3で構成さ
れる回路は、自己バイアス型のバイアス電圧発生回路で
ある。In FIG. 1, a circuit composed of N-channel MOS transistors M3 and M4 and an inverting amplifier 3 is a self-bias type bias voltage generation circuit.
【0021】先ず、反転増幅器3の入力の電位をVin
、出力電位をVout 、NチャンネルMOSトランジ
スタM3 のしきい値電圧をVTM3 とすると、Nチ
ャンネルMOSトランジスタM1およびM3 はVin
=Vout −VTM3となるようにバイアスされる。First, the potential of the input of the inverting amplifier 3 is set to Vin.
, the output potential is Vout, and the threshold voltage of N-channel MOS transistor M3 is VTM3, then N-channel MOS transistors M1 and M3 are set at Vin
=Vout-VTM3.
【0022】この状態は、図2に示すように、常に反転
増幅器3のゲインのある所にバイアスされている状態で
あるために、この反転増幅器3と同じ入出力特性を持つ
反転増幅器1を波形整形用に使えば、入力の信号は確実
に論理回路用のクロック信号に変換される。In this state, as shown in FIG. 2, since the inverting amplifier 3 is always biased at a certain gain, the waveform of the inverting amplifier 1 having the same input/output characteristics as that of the inverting amplifier 3 is When used for shaping, the input signal is reliably converted into a clock signal for logic circuits.
【0023】尚、電源電圧が低くなると反転増幅器3が
充分なゲインを稼ぐことができなくなるが、バイアス電
圧発生回路としては直流ゲインが1以上あれば問題ない
。It should be noted that when the power supply voltage becomes low, the inverting amplifier 3 cannot obtain sufficient gain, but as long as the DC gain is 1 or more, there is no problem as a bias voltage generating circuit.
【0024】この時には、波形整形用には差動増幅器を
用い、NチャンネルMOSトランジスタM2 およびM
4 のドレイン側をそれぞれの差動入力にする。At this time, a differential amplifier is used for waveform shaping, and N-channel MOS transistors M2 and M
Make the drain side of 4 the respective differential input.
【0025】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
【0026】図3は本発明の第2の実施例の回路図であ
る。本実施例では、ゲートが接地されたディプレッショ
ン型NチャンネルMOSトランジスタM5 が接地側に
配置され、NチャンネルMOSトランジスタM1 が電
源側に配置され、これらのMOSトランジスタが直列に
接続されている。FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a depletion type N-channel MOS transistor M5 whose gate is grounded is arranged on the ground side, an N-channel MOS transistor M1 is arranged on the power supply side, and these MOS transistors are connected in series.
【0027】本実施例では、上記の2つのMOSトラン
ジスタの接続点が出力であり、この出力の電位が反転増
幅器3で反転され、バイアス抵抗R3 を介してNチャ
ンネルMOSトランジスタM1 のゲートをバイアスし
ている。そして、このNチャンネルMOSトランジタM
1 のゲートがこの増幅回路の入力となっている。In this embodiment, the connection point between the above two MOS transistors is the output, and the potential of this output is inverted by the inverting amplifier 3 and biases the gate of the N-channel MOS transistor M1 via the bias resistor R3. ing. And this N channel MOS transistor M
The gate of 1 is the input of this amplifier circuit.
【0028】尚、この増幅回路の出力に接続された反転
増幅器1は波形整形のためのものである。Note that the inverting amplifier 1 connected to the output of this amplifier circuit is for waveform shaping.
【0029】本実施例は、第1の実施例と同様に出力の
反転レベルを作り、これによってバイアス電位を得てい
る。従って、第1の実施例と同様の回路動作をする。In this embodiment, as in the first embodiment, an inverted level of the output is created, thereby obtaining a bias potential. Therefore, the circuit operates similarly to the first embodiment.
【0030】本実施例が図1に示す第1の実施例と異な
る点は、出力の負荷にある。第1の実施例では出力の負
荷が電流ミラー回路で作られた電流源であって、このた
めに3つのMOSトランジスタが必要であったのに対し
て、本実施例ではディプレッション型MOSトランジス
タM5 1個に簡略化されている。The difference between this embodiment and the first embodiment shown in FIG. 1 lies in the output load. In the first embodiment, the output load is a current source made of a current mirror circuit, and three MOS transistors are required for this, whereas in this embodiment, a depletion type MOS transistor M5 1 It has been simplified into pieces.
【0031】上記以外にも、このディプレッション型M
OSトランジスタの代りに抵抗素子を使用することもで
きる。In addition to the above, this depression type M
A resistive element can also be used instead of the OS transistor.
【0032】又、バイアス抵抗R3 をMOSトランジ
スタで構成することも可能である。It is also possible to configure the bias resistor R3 with a MOS transistor.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、増幅回
路を構成するMOSトランジスタのゲートを自己バイア
ス回路で発生されたバイアス電位で駆動することにより
、この増幅回路を電源電圧およびゲート電位の広い範囲
に亘って安定して動作させることができるという効果を
有する。As explained above, the present invention enables the amplifier circuit to be controlled by the power supply voltage and the gate potential by driving the gates of the MOS transistors constituting the amplifier circuit with the bias potential generated by the self-bias circuit. It has the effect of being able to operate stably over a wide range.
【図1】本発明の第1の実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施例における反転増幅器の入出
力特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the input/output characteristics of the inverting amplifier in the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the invention.
【図4】従来の増幅回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional amplifier circuit.
1 反転増幅器 2 定電圧源 3 反転増幅器 1 Inverting amplifier 2 Constant voltage source 3 Inverting amplifier
Claims (1)
続されたMOS電界効果トランジスタと負荷素子とから
なり、前記MOS電界効果トランジスタのゲートには、
このMOS電界効果トランジスタと前記負荷素子との接
続点における信号およびこの信号と同等な信号のいずれ
か一方の信号の反転信号が抵抗素子を介して入力される
ことを特徴とする増幅回路。1. Consisting of a MOS field effect transistor and a load element connected in series between a power supply terminal and a ground terminal, the gate of the MOS field effect transistor includes:
An amplifier circuit characterized in that an inverted signal of either a signal at a connection point between the MOS field effect transistor and the load element or a signal equivalent to this signal is inputted via a resistance element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1960491A JPH04258004A (en) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | Amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1960491A JPH04258004A (en) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | Amplifier circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04258004A true JPH04258004A (en) | 1992-09-14 |
Family
ID=12003808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1960491A Pending JPH04258004A (en) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | Amplifier circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04258004A (en) |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP1960491A patent/JPH04258004A/en active Pending
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