JPH048661Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH048661Y2 JPH048661Y2 JP87281U JP87281U JPH048661Y2 JP H048661 Y2 JPH048661 Y2 JP H048661Y2 JP 87281 U JP87281 U JP 87281U JP 87281 U JP87281 U JP 87281U JP H048661 Y2 JPH048661 Y2 JP H048661Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fetm
- electrode
- source
- field effect
- constant current
- 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.)
- Expired
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、電界効果トランジスタ(以後FET
と呼ぶ)を用いたバイアス回路に関するものであ
る。[Detailed explanation of the invention] This invention is a field effect transistor (hereinafter referred to as FET).
This relates to a bias circuit using
今日、アナログ・デジタル変換器や、デジタ
ル・アナログ変換器のような、デジタル回路と、
アナログ回路を用いてデジタル・データ処理を行
なう集積回路装置は、良く知られているが、かか
る集積回路装置においては、回路を構成してい
る、FETのスレツシヨルド電圧VTが通常は、製
造バラツキにより±20%から±30%のバラツキが
ある。集積回路で構成しているデジタル回路では
信号の有無のみが重要であるので、上述のスレツ
シヨルド電圧のバラツキは許要される範囲であ
る。しかしながら、従来のアナログ回路、特にバ
イアス回路においては、このスレツシヨルド電圧
のバラツキにより十分満足のゆく入出力特性を得
られず、特性の劣化もしくは、良品歩留の低下と
なり集積回路装置をコスト高にしていた。従来通
常一般に用いられているnチヤンネルエンハンス
メント型FETを用いたバイアス回路例を第1図
及び第3図に示す。まず、第1図における回路構
成はFETM1のドレインが第1電源端子3(+
VDD)に接続され、ゲートが入力端子1に接続さ
れ、リースが出力端子2及び定電流源5の一端に
接続され、この定電流源5の他端が第2電源端子
4(−VSS)に接続されている。入力端子1には、
一定入力電圧VINが入力され、定電流源5は、定
電流I1をFETM1のリースより第2電源端子4に
流している。この時、出力端子2は出力電圧
VOUTを出力する。今、第1図の回路構成におい
ては、FETM1のドレイン電流は、定電流源5の
定電流I1に等しく、ゲート・ソース電圧VGS 1は、
入力電圧と出力電圧の差(VIN−VOUT)となる。
FETM1のドレイン電流は常に一定であるので、
スレツシヨルド電圧VTの変動はVOUTの変動とし
て表われ、第2図に示すようにVTのバラツキに
より、出力電圧が増大又は、減少するというバイ
アス回路としての欠点がある。次に第3図の回路
構成は、第1図の回路構成の定電流源5の代りに
ドレイン・ゲートを短絡したnチヤンネル
FETM2を接続したものである。この回路構成に
おいては、FETM1及びM2のドレイン電流は等し
くFETM2のゲート・ソース電圧VGSはVOUTとな
る。今FETM1,M2のチヤンネルの有効な幅対長
さの比を(Z/L)1,(Z/L)2とすれば、この回路
構
成における、VTのバラツキに対する出力電圧
VOUTの変動は、(Z/L)1=(Z/L)2にした時に第
4図
に示すように一定となり出力電圧VOUTは1/2VIN
となる。しかしながら、この回路構成において
は、FETM1,M2のスレツシヨルド電圧VTが大
となり、VIN2VrとなりVGSVTとなつた時には
このFETM1,M2のドレイン電流ID0となり、
出力端子2の出力インピーダンスが非常に高くな
るというバイアス回路としての欠点がある。又、
上述のように、VTのバラツキの影響を受けない
出力電圧VOUTは1/2VINの時だけなので回路設計
上の制約を受ける。以上述べたように、従来の
FETを用いたバイアス回路においてはVTの製造
バラツキにより出力電圧が増大又は減少する、も
しくは出力インピーダンスが非常に高くなるとい
うバイアス回路としての欠点があり、この欠点に
より、集積回路装置の特性を劣化させる一要因と
なつていた。 Today, digital circuits such as analog-to-digital converters and digital-to-analog converters,
Integrated circuit devices that perform digital data processing using analog circuits are well known, but in such integrated circuit devices, the threshold voltage V T of the FET that makes up the circuit usually varies due to manufacturing variations. There is a variation of ±20% to ±30%. In a digital circuit made up of an integrated circuit, only the presence or absence of a signal is important, so the above-mentioned variation in threshold voltage is within a permissible range. However, in conventional analog circuits, especially bias circuits, it is not possible to obtain fully satisfactory input/output characteristics due to variations in threshold voltage, resulting in deterioration of characteristics or a decrease in the yield of non-defective products, increasing the cost of integrated circuit devices. Ta. 1 and 3 show examples of bias circuits using n-channel enhancement type FETs that have been commonly used in the past. First, in the circuit configuration in Fig. 1, the drain of FETM 1 is connected to the first power supply terminal 3 (+
V DD ), its gate is connected to input terminal 1, its lease is connected to output terminal 2 and one end of constant current source 5, and the other end of constant current source 5 is connected to second power supply terminal 4 (-V SS )It is connected to the. Input terminal 1 has
A constant input voltage V IN is input, and the constant current source 5 causes a constant current I 1 to flow from the lease of the FETM 1 to the second power supply terminal 4 . At this time, output terminal 2 has an output voltage of
Output V OUT . Now, in the circuit configuration shown in FIG. 1, the drain current of FETM 1 is equal to the constant current I 1 of the constant current source 5, and the gate-source voltage V GS 1 is
This is the difference between the input voltage and output voltage (V IN − V OUT ).
Since the drain current of FETM 1 is always constant,
Fluctuations in the threshold voltage V T appear as fluctuations in V OUT , and as shown in FIG. 2, the bias circuit has a disadvantage in that the output voltage increases or decreases due to variations in V T . Next, the circuit configuration of FIG. 3 uses an n-channel with the drain gate shorted instead of the constant current source 5 of the circuit configuration of FIG. 1.
FETM 2 is connected. In this circuit configuration, the drain currents of FETM 1 and M 2 are equal, and the gate-source voltage V GS of FETM 2 becomes V OUT . Now, if the effective width-to-length ratios of the channels of FETM 1 and M 2 are (Z/L) 1 and (Z/L) 2 , then the output voltage for the variation in V T in this circuit configuration is
The fluctuation of V OUT becomes constant as shown in FIG. 4 when (Z/L) 1 = (Z/L) 2 and the output voltage V OUT becomes 1/2 V IN . However, in this circuit configuration, the threshold voltage V T of FETM 1 and M 2 becomes large, and when it becomes V IN 2Vr and V GS V T , the drain current I D of FETM 1 and M 2 becomes 0,
There is a drawback as a bias circuit that the output impedance of the output terminal 2 becomes very high. or,
As mentioned above, the output voltage V OUT which is not affected by the variation in V T is only when 1/2 V IN , which is subject to circuit design constraints. As mentioned above, conventional
Bias circuits using FETs have disadvantages in that the output voltage increases or decreases due to manufacturing variations in V T , or the output impedance becomes extremely high.This disadvantage deteriorates the characteristics of integrated circuit devices. This was one of the contributing factors.
本考案は、上述の問題点を解決した少数の素子
で集積可能なバイアス回路を提供する事を目的と
する。 An object of the present invention is to provide a bias circuit that can be integrated with a small number of elements and solves the above-mentioned problems.
本考案によれば、入力端子と、この入力端子に
ゲート電極が接続され、ソースおよびドレインの
各電極を有する第1の電界効果トランジスタから
なる入力部と、この第1の電界効果トランジスタ
のソース電極に一端が接続された主定電流源と、
第1の電界効果トランジスタのソース電極にドレ
イン電極とゲート電極が接続され、ソースが定電
位に保持された第2の電界効果トランジスタから
なる補助電流源と、第1の電界効果トランジスタ
のソース電極に接続された出力端子とを含むバイ
アス回路が得られる。 According to the present invention, the input section includes an input terminal, a first field effect transistor having a gate electrode connected to the input terminal and a source electrode and a drain electrode, and a source electrode of the first field effect transistor. a main constant current source with one end connected to;
An auxiliary current source consisting of a second field effect transistor whose drain electrode and gate electrode are connected to the source electrode of the first field effect transistor and whose source is held at a constant potential; A bias circuit is obtained including a connected output terminal.
以下図面を用いて本考案の詳細な説明をする。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第5図に本考案を用いたバイアス回路の一実施
例を示す。第5図のFETM1,M2はnチヤンネル
エンハンスメント型FETである。FETM1は入力
部を構成し、ゲートが入力端子1に、ドレインが
第1電源端子3(VDD)に、又ソースが出力端子
2に接続されFETM2は補助電流源を構成し、ゲ
ート及びドレインが短続され、出力端子入力に、
又、ソースが、第2電源端子4、(−VSS)に接続
されている。又、主たる定電流源である定電流源
5が出力端子入力とFETM2のソースとの間に接
続されている。入力端子1には一定入力電圧VIN
が入力され、定電流源5の定電流I1とし、出力端
子2には、出力電圧VOUTが出力される。この回
路構成においてFETM1のドレイン電流は、
FETM2のドレイン電流と、定電流源5の定電流
I1との和となる。今、FETM1と定電流源5との
関係は、第1図の構成と同じであるので、第6図
の破線1で示すように、VTの減少と供にVOUTが
増加する。この時FETM2のVTもFETM1と共に
減少するのでFETM2のドレイン電流が増加し、
FETM1のドレイン電流を増加させる。従つて
FETM1のドレイン電流の増加はM1のゲート・ソ
ース電圧(VIN−VOUT)の増加となる。今VINは
一定であるので、VOUTの減少となる。故に、こ
の回路構成におけるVTのバラツキに対する出力
電圧VOUTの変動は、第3図bの実線2のように
FETM2のドレイン電流が増加し始める所よりク
ランプされる。又、FETM1には常に定電流I1を
流すことにより、出力インピーダンスの増加も防
ぐことができる。従つて、第5図のバイアス回路
は、FETM1,M2のチヤンネルの有効な幅対長さ
の比(Z/L)及び定電流源の定電流値を適切に選
ぶことにより、VTの製造バラツキに対しVOUTの
変動を抑え、出力インピーダンスの増加を防ぐこ
とができる。第7図に本考案による、バイアス回
路の他の実施例を示す。第7図の回路構成は、第
3図aの回路構成における、FETM1のドレイン
と、第1電源端子3(+VDD)との間にnチヤン
ネルデプレツシヨンFETM3を接続し、この
FETM3のゲートを入力端子1に接続し、
FETM1とM3のバツクゲートを出力端子2に接続
したものである。この回路構成は、第1電源端子
3(+VDD)とFETM1との間にゲート接地
FETM3を接続することにより、第1電源端子3
に接続された電源の変動に対して、出力電圧
VOUTの変動を防ぐことができるようにしたもの
である。 FIG. 5 shows an embodiment of a bias circuit using the present invention. FETM 1 and M 2 in FIG. 5 are n-channel enhancement type FETs. FETM 1 constitutes an input section, with its gate connected to input terminal 1, its drain connected to first power supply terminal 3 (V DD ), and its source connected to output terminal 2. FETM 2 constitutes an auxiliary current source, with gate and The drain is short-connected to the output terminal input,
Further, the source is connected to the second power supply terminal 4, (-V SS ). Further, a constant current source 5, which is a main constant current source, is connected between the output terminal input and the source of the FETM 2 . Input terminal 1 has a constant input voltage V IN
is input, the constant current I 1 of the constant current source 5 is set, and the output voltage V OUT is outputted to the output terminal 2. In this circuit configuration, the drain current of FETM 1 is
Drain current of FETM 2 and constant current of constant current source 5
It becomes the sum with I 1 . Now, since the relationship between the FETM 1 and the constant current source 5 is the same as the configuration shown in FIG. 1, as shown by the broken line 1 in FIG. 6, V OUT increases as V T decreases. At this time, the V T of FETM 2 also decreases along with FETM 1 , so the drain current of FETM 2 increases,
Increase the drain current of FETM 1 . Accordingly
An increase in the drain current of FETM 1 results in an increase in the gate-source voltage (V IN - V OUT ) of M 1 . Since V IN is now constant, V OUT will decrease. Therefore, the variation in the output voltage V OUT due to the variation in V T in this circuit configuration is as shown by the solid line 2 in Figure 3b.
It is clamped from the point where the drain current of FETM 2 starts to increase. Furthermore, by constantly passing a constant current I 1 through the FETM 1 , an increase in output impedance can be prevented. Therefore, the bias circuit of FIG. 5 can control V T by appropriately selecting the effective width-to-length ratio (Z/L) of the channels of FETM 1 and M 2 and the constant current value of the constant current source. It is possible to suppress fluctuations in V OUT due to manufacturing variations and prevent an increase in output impedance. FIG. 7 shows another embodiment of the bias circuit according to the present invention. The circuit configuration of FIG. 7 is the same as the circuit configuration of FIG .
Connect the gate of FETM 3 to input terminal 1,
The back gates of FETM 1 and M 3 are connected to output terminal 2. This circuit configuration has a gate grounded between the first power supply terminal 3 (+V DD ) and FETM 1 .
By connecting FETM 3 , the first power supply terminal 3
For variations in the power supply connected to the output voltage
This makes it possible to prevent fluctuations in V OUT .
以上述べた本考案のバイアス回路は、nチヤン
ネルFETを用いた実施例であるが、これに限ら
れたものではなく、PチヤンネルFETを用いて
も実施可能であることは当然である。 Although the bias circuit of the present invention described above is an embodiment using an n-channel FET, it is not limited to this, and it is of course possible to implement it using a p-channel FET.
以上述べたように本考案で提供するバイアス回
路は、スレツシヨルド電圧の製造バラツキによる
出力電圧の変動を抑え、出力インピーダンスの増
加を防ぐことができることを特徴としており、当
技術分野に於いて応用範囲の広いバイアス回路で
ある。 As described above, the bias circuit provided by the present invention is characterized by being able to suppress fluctuations in output voltage due to manufacturing variations in threshold voltage and prevent increases in output impedance, and has a wide range of applications in this technical field. It is a wide bias circuit.
第1図は従来のバイアス回路を示す図、第2図
は第1図の回路の特性図、第3図は他の従来のバ
イアス回路を示す図、第4図は第3図の回路の特
性図、第5図は本考案の一実施例によるバイアス
回路を示す図、第6図は第5図の回路の特性を示
す図、第7図は本考案の他の実施例を示す図であ
る。
M1〜M2……トランジスタ、I1……電流源。
Figure 1 shows a conventional bias circuit, Figure 2 shows the characteristics of the circuit in Figure 1, Figure 3 shows another conventional bias circuit, and Figure 4 shows the characteristics of the circuit in Figure 3. 5 is a diagram showing a bias circuit according to one embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing characteristics of the circuit of FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the present invention. . M1 to M2 ...Transistor, I1 ...Current source.
Claims (1)
れ、ソースおよびドレインの各電極を有する第1
の電界効果トランジスタを含んで構成される入力
部と、前記第1の電界効果トランジスタの前記ソ
ース電極に一端が接続された主定電流源と、前記
第1の電界効果トランジスタの前記ソース電極に
ドレイン電極とゲート電極とが接続され、ソース
電極が定電位に保たれた第2の電界効果トランジ
スタを含んで構成される補助電流源とを有するこ
とを特徴とするバイアス回路。 a first electrode having an input terminal, a gate electrode connected to the input terminal, and a source electrode and a drain electrode;
an input section including a field effect transistor; a main constant current source having one end connected to the source electrode of the first field effect transistor; a drain connected to the source electrode of the first field effect transistor; A bias circuit comprising: an auxiliary current source including a second field effect transistor whose electrode and gate electrode are connected and whose source electrode is kept at a constant potential.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP87281U JPH048661Y2 (en) | 1981-01-07 | 1981-01-07 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP87281U JPH048661Y2 (en) | 1981-01-07 | 1981-01-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57115719U JPS57115719U (en) | 1982-07-17 |
| JPH048661Y2 true JPH048661Y2 (en) | 1992-03-04 |
Family
ID=29799411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP87281U Expired JPH048661Y2 (en) | 1981-01-07 | 1981-01-07 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH048661Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5700722B2 (en) * | 2013-08-23 | 2015-04-15 | 日本電信電話株式会社 | Frequency converter |
-
1981
- 1981-01-07 JP JP87281U patent/JPH048661Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57115719U (en) | 1982-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0643347A1 (en) | Self-biased cascode current mirror having high voltage swing and low power consumption | |
| US4301380A (en) | Voltage detector | |
| EP0204915A1 (en) | Balanced differential amplifier | |
| US4247824A (en) | Linear amplifier | |
| EP0138823B2 (en) | A current source circuit having reduced error | |
| JPH0319425A (en) | Driver circuit | |
| US4573020A (en) | Fully differential operational amplifier with D.C. common-mode feedback | |
| US4346310A (en) | Voltage booster circuit | |
| JPH0640621B2 (en) | MOS type integrated circuit device | |
| JPH0679262B2 (en) | Reference voltage circuit | |
| JPH0559605B2 (en) | ||
| US6414521B1 (en) | Sense amplifier systems and methods | |
| US4701718A (en) | CMOS high gain amplifier utilizing positive feedback | |
| JPH048661Y2 (en) | ||
| US5184087A (en) | Transconductance amplifier using parasitic bipolar transistors to embody a constant voltage source | |
| US4947056A (en) | MOSFET for producing a constant voltage | |
| JPH0344692B2 (en) | ||
| JPH0736505B2 (en) | Schmitt trigger circuit | |
| JP3052039B2 (en) | Input amplifier circuit | |
| JPH0324809B2 (en) | ||
| JPH0347012B2 (en) | ||
| JPH0155770B2 (en) | ||
| JPH04306915A (en) | Level conversion circuit | |
| JPS5939122A (en) | Switch circuit | |
| JP2842464B2 (en) | Bias circuit |