JPH08330860A - スケーラ回路 - Google Patents
スケーラ回路Info
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- JPH08330860A JPH08330860A JP7155297A JP15529795A JPH08330860A JP H08330860 A JPH08330860 A JP H08330860A JP 7155297 A JP7155297 A JP 7155297A JP 15529795 A JP15529795 A JP 15529795A JP H08330860 A JPH08330860 A JP H08330860A
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- inverting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単位キャパシタンス個数を節減し得るスケー
ラ回路を提供することを目的とする。 【構成】 奇数段のMOSインバータを直列に接続し、
最終段のMOSインバータの出力とグランドとの間に接
地キャパシタンスを接続し、最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を一対の平衡レジス
タンスによって電源およびグランドにそれぞれ接続し、
最終段のMOSインバータの出力は初段インバータの入
力にフィードバックしてある基準電圧生成回路の出力と
して基準電圧が生成され、この基準電圧生成回路のMO
Sインバータと、第1、第2反転増幅部のMOSインバ
ータとは同一回路特性に設定するとともにLSI上で近
接配置したものである。
ラ回路を提供することを目的とする。 【構成】 奇数段のMOSインバータを直列に接続し、
最終段のMOSインバータの出力とグランドとの間に接
地キャパシタンスを接続し、最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を一対の平衡レジス
タンスによって電源およびグランドにそれぞれ接続し、
最終段のMOSインバータの出力は初段インバータの入
力にフィードバックしてある基準電圧生成回路の出力と
して基準電圧が生成され、この基準電圧生成回路のMO
Sインバータと、第1、第2反転増幅部のMOSインバ
ータとは同一回路特性に設定するとともにLSI上で近
接配置したものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスケーラ回路に係り、特
にアナログ電圧の出力レベルを調整するためのスケーラ
回路に関する。
にアナログ電圧の出力レベルを調整するためのスケーラ
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】本願出願人はアナログコンピュータにお
いて複数のキャパシタンスを並列接続してなる重み付き
加算を行い、その出力フィードバックキャパシタンスを
含むMOSインバータによって線形性とドライブ能力を
確保する乗算回路を実現している(特開平06−162
230号等)。このようなコンピュータにおいて、演算
経路が複雑になると、入力レンジと出力レンジが不整合
になることがあり、積極的にレンジ調整を行う必要があ
る。そこで本願出願人は特願平05−042048号に
おいて、入出力レンジの整合のためのスケーラ回路を提
案している。
いて複数のキャパシタンスを並列接続してなる重み付き
加算を行い、その出力フィードバックキャパシタンスを
含むMOSインバータによって線形性とドライブ能力を
確保する乗算回路を実現している(特開平06−162
230号等)。このようなコンピュータにおいて、演算
経路が複雑になると、入力レンジと出力レンジが不整合
になることがあり、積極的にレンジ調整を行う必要があ
る。そこで本願出願人は特願平05−042048号に
おいて、入出力レンジの整合のためのスケーラ回路を提
案している。
【0003】この提案回路は、図4に示すように、入力
電圧Vinをスイッチ回路SWC1を介して容量結合C
P1に接続し、この容量結合CP1の出力を反転増幅部
INV1に入力している。またINV1の出力は並列な
帰還キャパシタンス群CF1に入力され、CF1の出力
はスイッチ回路SWC2によってINV1の入力側に接
続されている。スイッチ回路SWC1はCP1のキャパ
シタンスC12〜C14をVinまたはグランドに接続
し、スイッチ回路SWC2は、INV1の入力をCF1
のキャパシタンスC22〜C24またはグランドに接続
する。このような構成において、CP1におけるキャパ
シタンスC11とSWC1によってVinに接続された
キャパシタンスの容量の合計(「有効合成容量」とい
う。)を(C11+ΣC1i)、CP2の有効合成容量
を(C21+ΣC2i)とすると、INV1の出力V’
は、 V’=−Vin(C11+ΣC1i)/(C21+ΣC2i) (1) となる。
電圧Vinをスイッチ回路SWC1を介して容量結合C
P1に接続し、この容量結合CP1の出力を反転増幅部
INV1に入力している。またINV1の出力は並列な
帰還キャパシタンス群CF1に入力され、CF1の出力
はスイッチ回路SWC2によってINV1の入力側に接
続されている。スイッチ回路SWC1はCP1のキャパ
シタンスC12〜C14をVinまたはグランドに接続
し、スイッチ回路SWC2は、INV1の入力をCF1
のキャパシタンスC22〜C24またはグランドに接続
する。このような構成において、CP1におけるキャパ
シタンスC11とSWC1によってVinに接続された
キャパシタンスの容量の合計(「有効合成容量」とい
う。)を(C11+ΣC1i)、CP2の有効合成容量
を(C21+ΣC2i)とすると、INV1の出力V’
は、 V’=−Vin(C11+ΣC1i)/(C21+ΣC2i) (1) となる。
【0004】INV1の出力は同様な構成の、スイッチ
回路SW3、容量結合CP2を介して反転増幅部INV
2に接続され、INV2の出力は帰還キャパシタンス群
CF2、スイッチ回路SWC4を介してその入力にフィ
ードバックされている。INV1の出力をV’とする
と、前記と同様に、INV2の出力Voutは, Vout=−V’(C31+ΣC3i)/(C41+C4i) (2) となり、これらの重み付けにより出力のレベル調整が行
われる。
回路SW3、容量結合CP2を介して反転増幅部INV
2に接続され、INV2の出力は帰還キャパシタンス群
CF2、スイッチ回路SWC4を介してその入力にフィ
ードバックされている。INV1の出力をV’とする
と、前記と同様に、INV2の出力Voutは, Vout=−V’(C31+ΣC3i)/(C41+C4i) (2) となり、これらの重み付けにより出力のレベル調整が行
われる。
【0005】そしてCP2、CP3、CP4の有効合成
容量が等しくなるようにSWC2〜SWC4を設定し、
かつ(C11+C12+C13+C14)=(C31+
C32+C33+C34)と定めておくことにより、I
NV1、INV2のオフセット電圧を相殺している。
容量が等しくなるようにSWC2〜SWC4を設定し、
かつ(C11+C12+C13+C14)=(C31+
C32+C33+C34)と定めておくことにより、I
NV1、INV2のオフセット電圧を相殺している。
【0006】このようなスケーラ回路の乗数は、キャパ
シタンスの容量値で決定されるが、LSI(大規模集積
回路)上では、キャパシタンスは複数の単位キャパシタ
ンスを接続して構成するため、大きな乗数を実現するた
めには極めて多くの単位キャパシタンスを必要とし、回
路面積が大きくなるという問題があった。また入力オフ
セット電圧と基準電圧との誤差がある場合、出力信号に
大きなオフセット成分を生じて回路動作に悪影響を及ぼ
す。このためキャパシタンスの容量値を微妙に調整して
出力のオフセット成分を抑圧するという処置が必要であ
った。
シタンスの容量値で決定されるが、LSI(大規模集積
回路)上では、キャパシタンスは複数の単位キャパシタ
ンスを接続して構成するため、大きな乗数を実現するた
めには極めて多くの単位キャパシタンスを必要とし、回
路面積が大きくなるという問題があった。また入力オフ
セット電圧と基準電圧との誤差がある場合、出力信号に
大きなオフセット成分を生じて回路動作に悪影響を及ぼ
す。このためキャパシタンスの容量値を微妙に調整して
出力のオフセット成分を抑圧するという処置が必要であ
った。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
従来の問題点を解消すべく創案されたもので、単位キャ
パシタンス個数を節減し得るスケーラ回路を提供するこ
とを目的とする。
従来の問題点を解消すべく創案されたもので、単位キャ
パシタンス個数を節減し得るスケーラ回路を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるスケー
ラ回路は、奇数段のMOSインバータを直列に接続し、
最終段のMOSインバータの出力とグランドとの間に接
地キャパシタンスを接続し、最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を一対の平衡レジス
タンスよって電源およびグランドにそれぞれ接続し、最
終段のMOSインバータの出力は初段インバータの入力
にフィードバックしてある基準電圧生成回路の出力とし
て基準電圧が生成され、この基準電圧生成回路のMOS
インバータと、第1、第2反転増幅部のMOSインバー
タとは同一回路特性に設定するとともにLSI上で近接
配置したものである。また出力のオフセット成分に関し
て、キャパシタンスの自由度を持たせるため、基準電圧
発生回路とインバータ回路の回路構成を極力近似したも
のとし、入力オフセット電圧と基準電圧と基準電圧との
差を低減している。
ラ回路は、奇数段のMOSインバータを直列に接続し、
最終段のMOSインバータの出力とグランドとの間に接
地キャパシタンスを接続し、最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を一対の平衡レジス
タンスよって電源およびグランドにそれぞれ接続し、最
終段のMOSインバータの出力は初段インバータの入力
にフィードバックしてある基準電圧生成回路の出力とし
て基準電圧が生成され、この基準電圧生成回路のMOS
インバータと、第1、第2反転増幅部のMOSインバー
タとは同一回路特性に設定するとともにLSI上で近接
配置したものである。また出力のオフセット成分に関し
て、キャパシタンスの自由度を持たせるため、基準電圧
発生回路とインバータ回路の回路構成を極力近似したも
のとし、入力オフセット電圧と基準電圧と基準電圧との
差を低減している。
【0009】
【作用】この発明に係るスケーラ回路によれば、第1反
転増幅部と、第2反転増幅部との2段階の重み付けによ
り、各段の容量値を抑えたので単位キャパシタンス数が
抑えられ、また基準電圧生成回路のMOSインバータと
反転増幅部のMOSインバータのオフセット電圧が相殺
することになり、出力精度が良好になる。さらに、キャ
パシタンスの容量値の選択の自由度を確保し得る。
転増幅部と、第2反転増幅部との2段階の重み付けによ
り、各段の容量値を抑えたので単位キャパシタンス数が
抑えられ、また基準電圧生成回路のMOSインバータと
反転増幅部のMOSインバータのオフセット電圧が相殺
することになり、出力精度が良好になる。さらに、キャ
パシタンスの容量値の選択の自由度を確保し得る。
【0010】
【実施例】次にこの発明に係るスケーラ回路の1実施例
を図面に基づいて説明する。
を図面に基づいて説明する。
【0011】図1において、スケーラ回路はスイッチ回
路SWC1、容量結合CP1、反転増幅部INV1、ス
イッチ回路SWC3、容量結合CP2および反転増幅部
INV2を直列に接続してなり、入力電圧Vinはスイ
ッチ回路SWC1に接続されている。
路SWC1、容量結合CP1、反転増幅部INV1、ス
イッチ回路SWC3、容量結合CP2および反転増幅部
INV2を直列に接続してなり、入力電圧Vinはスイ
ッチ回路SWC1に接続されている。
【0012】スイッチ回路SWC1は、Vinまたは基
準電圧を択一的に出力に接続する複数のスイッチSW
1、SW2、SW3、SW4を並列接続してなる。基準
電圧は基準電圧生成回路Vrefによって生成され、全
体回路に共通の電源電圧Vddの1/2の電圧、すなわ
ち(Vdd/2)が生成されている。容量結合CP1は
スイッチSW1〜SW4にそれぞれ接続されたキャパシ
タンスC1、C2、C3、C4の出力を統合してなり、
その出力はINV1に入力されている。スイッチ回路S
WC1は、容量結合CP1の個々のキャパシタンスに対
してVinまたは基準電圧を択一的に印加し、その統合
出力がINV1に入力されている。
準電圧を択一的に出力に接続する複数のスイッチSW
1、SW2、SW3、SW4を並列接続してなる。基準
電圧は基準電圧生成回路Vrefによって生成され、全
体回路に共通の電源電圧Vddの1/2の電圧、すなわ
ち(Vdd/2)が生成されている。容量結合CP1は
スイッチSW1〜SW4にそれぞれ接続されたキャパシ
タンスC1、C2、C3、C4の出力を統合してなり、
その出力はINV1に入力されている。スイッチ回路S
WC1は、容量結合CP1の個々のキャパシタンスに対
してVinまたは基準電圧を択一的に印加し、その統合
出力がINV1に入力されている。
【0013】反転増幅部INV1の出力には複数のスイ
ッチSW5、SW6、SW7、SW8を並列接続してな
るスイッチ回路SWC2が接続され、SWC2には複数
のキャパシタンスC5、C6、C7、C8を並列接続し
てなる帰還キャパシタンス群CF1が接続されている。
C5〜C8は出力が統合されてINV1の入力に接続さ
れ、各スイッチSW5〜SW8はINV1出力またはグ
ランドを対応するキャパシタンスC5〜C8に接続す
る。
ッチSW5、SW6、SW7、SW8を並列接続してな
るスイッチ回路SWC2が接続され、SWC2には複数
のキャパシタンスC5、C6、C7、C8を並列接続し
てなる帰還キャパシタンス群CF1が接続されている。
C5〜C8は出力が統合されてINV1の入力に接続さ
れ、各スイッチSW5〜SW8はINV1出力またはグ
ランドを対応するキャパシタンスC5〜C8に接続す
る。
【0014】さらに容量結合CP1にはキャパシタンス
C1〜C4と並列な基準電圧キャパシタンスCr1が接
続され、Cr1には定常的に基準電圧生成回路Vref
が接続されている。この基準電圧キャパシタンスは同様
の容量結合を用いた乗算回路において使用されており、
乗算回路との整合性、回路パターンの共通化を図る上で
有効である。
C1〜C4と並列な基準電圧キャパシタンスCr1が接
続され、Cr1には定常的に基準電圧生成回路Vref
が接続されている。この基準電圧キャパシタンスは同様
の容量結合を用いた乗算回路において使用されており、
乗算回路との整合性、回路パターンの共通化を図る上で
有効である。
【0015】基準電圧生成回路Vrefおよび反転増幅
部INV1の詳細については後述するが、これら回路は
3段の直列なMOSインバータを主たる構成要素とする
ものであるが、基準電圧およびINV1入力にはオフセ
ット電圧Voffが含まれる可能性がある。そこで基準
電圧発生回路および反転増幅部のMOSインバータは同
一特性に設定され、かつLSI上で近接配置されてい
る。これによって各MOSインバータのオフセット電圧
が均等となり、後述するように、容量結合CP1、CP
2および帰還キャパシタンス群においてオフセット電圧
相互が相殺することになる。
部INV1の詳細については後述するが、これら回路は
3段の直列なMOSインバータを主たる構成要素とする
ものであるが、基準電圧およびINV1入力にはオフセ
ット電圧Voffが含まれる可能性がある。そこで基準
電圧発生回路および反転増幅部のMOSインバータは同
一特性に設定され、かつLSI上で近接配置されてい
る。これによって各MOSインバータのオフセット電圧
が均等となり、後述するように、容量結合CP1、CP
2および帰還キャパシタンス群においてオフセット電圧
相互が相殺することになる。
【0016】反転増幅部INV1の出力には複数のスイ
ッチSW5、SW6、SW7、SW8を並列接続してな
るスイッチ回路SWC2が接続され、SWC2には複数
のキャパシタンスC5、C6、C7、C8を並列接続し
てなる帰還キャパシタンス群CF1が接続されている。
C5〜C8は出力が統合されてINV1の入力に接続さ
れ、各スイッチSW5〜SW8はINV1出力または基
準電圧を対応するキャパシタンスC5〜C8に接続す
る。
ッチSW5、SW6、SW7、SW8を並列接続してな
るスイッチ回路SWC2が接続され、SWC2には複数
のキャパシタンスC5、C6、C7、C8を並列接続し
てなる帰還キャパシタンス群CF1が接続されている。
C5〜C8は出力が統合されてINV1の入力に接続さ
れ、各スイッチSW5〜SW8はINV1出力または基
準電圧を対応するキャパシタンスC5〜C8に接続す
る。
【0017】ここで、C1〜C4の内Vinに接続され
ているキャパシタンスの容量の和をCP1の有効合成容
量と呼び、Σ(CP1)で表現し、帰還キャパシタンス
群CF1においてINV1出力に接続されているキャパ
シタンスの容量の和を有効合成容量と呼び、Σ(CF
1)で表現する。またC1〜C4の容量の和をT(CP
1)、C5〜C8の容量の和をT(CF1)と表現し、
さらに T(CP1)−Σ(CP1)=S(CP1) (3) T(CF1)−Σ(CF1)=S(CF1) (4) と表現する。
ているキャパシタンスの容量の和をCP1の有効合成容
量と呼び、Σ(CP1)で表現し、帰還キャパシタンス
群CF1においてINV1出力に接続されているキャパ
シタンスの容量の和を有効合成容量と呼び、Σ(CF
1)で表現する。またC1〜C4の容量の和をT(CP
1)、C5〜C8の容量の和をT(CF1)と表現し、
さらに T(CP1)−Σ(CP1)=S(CP1) (3) T(CF1)−Σ(CF1)=S(CF1) (4) と表現する。
【0018】以上の構成において、INV1の出力をV
1、INV1の入力側のオフセット電圧をVoffと
し、基準電圧をVrefとすると、電荷保存則より、 Σ(CP1)(Vin−Voff)+Σ(CF1)(V1−Voff) +S(CP1)(Vref−Voff)+S(CF1)(Vref− Voff)=0 (5) となる。
1、INV1の入力側のオフセット電圧をVoffと
し、基準電圧をVrefとすると、電荷保存則より、 Σ(CP1)(Vin−Voff)+Σ(CF1)(V1−Voff) +S(CP1)(Vref−Voff)+S(CF1)(Vref− Voff)=0 (5) となる。
【0019】式(5)より、 V1−Voff=−{Σ(CP1)/Σ(CF1)}(Vin−Voff) −〔{S(CP1)+S(CF1)}/Σ(CF1)〕 ×(Vref−Voff) (6) が得られる。そして(Vref−Voff)は極めて微
小(0.1mVオーダ)であり、式(6)は実質的に以
下の式(7)に近似される。 V1−Voff=−{Σ(CP1)/Σ(CF1)}(Vin−Voff) (7)
小(0.1mVオーダ)であり、式(6)は実質的に以
下の式(7)に近似される。 V1−Voff=−{Σ(CP1)/Σ(CF1)}(Vin−Voff) (7)
【0020】スイッチ回路SWC3は複数のスイッチS
W9、SW10、SW11、SW12を並列接続してな
り、容量結合CP2はキャパシタンスC9、C10、C
11、C12、Cr2を並列接続してなる。各スイッチ
SW9〜SW12は、対応するキャパシタンスC9〜C
12にそれぞれ接続され、INV1出力またはグランド
を択一的に対応キャパシタンスに接続する。Cr2は前
記Cr1と同様の基準電圧キャパシタンスであり、基準
電圧発生回路Vrefに接続されている。
W9、SW10、SW11、SW12を並列接続してな
り、容量結合CP2はキャパシタンスC9、C10、C
11、C12、Cr2を並列接続してなる。各スイッチ
SW9〜SW12は、対応するキャパシタンスC9〜C
12にそれぞれ接続され、INV1出力またはグランド
を択一的に対応キャパシタンスに接続する。Cr2は前
記Cr1と同様の基準電圧キャパシタンスであり、基準
電圧発生回路Vrefに接続されている。
【0021】スイッチ回路SWC3は、容量結合CP2
の個々のキャパシタンスに対してVinまたはグランド
を択一的に印加し、その統合出力がINV2に入力され
ている。
の個々のキャパシタンスに対してVinまたはグランド
を択一的に印加し、その統合出力がINV2に入力され
ている。
【0022】反転増幅部INV2の出力には複数のスイ
ッチSW13、SW14、SW15、SW16を並列接
続してなるスイッチ回路SWC4が接続され、SWC4
には複数のキャパシタンスC13、C14、C15、C
16を並列接続してなる帰還キャパシタンス群CF2が
接続されている。C13〜C16は出力が統合されてI
NV1の入力に接続され、各スイッチSW13〜SW1
6はINV2出力またはグランドを対応するキャパシタ
ンスC13〜C16に接続する。
ッチSW13、SW14、SW15、SW16を並列接
続してなるスイッチ回路SWC4が接続され、SWC4
には複数のキャパシタンスC13、C14、C15、C
16を並列接続してなる帰還キャパシタンス群CF2が
接続されている。C13〜C16は出力が統合されてI
NV1の入力に接続され、各スイッチSW13〜SW1
6はINV2出力またはグランドを対応するキャパシタ
ンスC13〜C16に接続する。
【0023】ここで、C9〜C12の内V1に接続され
ているキャパシタンスの容量の和をCP2の有効合成容
量と呼び、Σ(CP2)で表現し、帰還キャパシタンス
群CF2においてINV2出力に接続されているキャパ
シタンスの容量の和を有効合成容量と呼び、Σ(CF
2)で表現する。またC9〜C12の容量の和をT(C
P2)、C13〜C16の容量の和をT(CF2)と表
現し、さらに T(CP2)−Σ(CP2)=S(CP2) (8) T(CF2)−Σ(CF2)=S(CF2) (9) と表現する。
ているキャパシタンスの容量の和をCP2の有効合成容
量と呼び、Σ(CP2)で表現し、帰還キャパシタンス
群CF2においてINV2出力に接続されているキャパ
シタンスの容量の和を有効合成容量と呼び、Σ(CF
2)で表現する。またC9〜C12の容量の和をT(C
P2)、C13〜C16の容量の和をT(CF2)と表
現し、さらに T(CP2)−Σ(CP2)=S(CP2) (8) T(CF2)−Σ(CF2)=S(CF2) (9) と表現する。
【0024】以上の構成において、INV2の出力をV
out、INV2の入力側のオフセット電圧を、INV
1の入力側オフセット電圧と等しくVoffとし、基準
電圧をVrefとすると、 Σ(CP2)(V1−Voff)+Σ(CF2)(Vout−Voff) +S(CP2)(Vref−Voff)+S(CF2)(Vref−Voff ) =0 (10) となる。この式(10)は式(7)と同様に、(Vre
f−Voff)を無視して、式(11)のように整理さ
れる。 Vout−Voff=−{Σ(CP2)/Σ(CF2)}(V1−Voff) (11)
out、INV2の入力側のオフセット電圧を、INV
1の入力側オフセット電圧と等しくVoffとし、基準
電圧をVrefとすると、 Σ(CP2)(V1−Voff)+Σ(CF2)(Vout−Voff) +S(CP2)(Vref−Voff)+S(CF2)(Vref−Voff ) =0 (10) となる。この式(10)は式(7)と同様に、(Vre
f−Voff)を無視して、式(11)のように整理さ
れる。 Vout−Voff=−{Σ(CP2)/Σ(CF2)}(V1−Voff) (11)
【0025】式(7)、(11)より、 Vout−Voff={Σ(CP1)/Σ(CF1)} ×{Σ(CP2)/Σ(CF2)} ×(Vin−Voff) (12) の関係が得られる。これは(Vin−Voff)に対し
て、2つの乗数{Σ(CP1)/Σ(CF1)}および
{Σ(CP2)/Σ(CF2)}を乗じたものであり、
個々の乗数を比較的小さく抑えつつ充分大きな乗数を
(Vin−Voff)に乗じた結果が得られることが分
かる。
て、2つの乗数{Σ(CP1)/Σ(CF1)}および
{Σ(CP2)/Σ(CF2)}を乗じたものであり、
個々の乗数を比較的小さく抑えつつ充分大きな乗数を
(Vin−Voff)に乗じた結果が得られることが分
かる。
【0026】また、オフセット電圧Voffはあらかじ
め予測可能であり、このVoffを考慮してスケーラ回
路を使用することにより充分高精度の出力レベル調整が
可能である。
め予測可能であり、このVoffを考慮してスケーラ回
路を使用することにより充分高精度の出力レベル調整が
可能である。
【0027】図2において、反転増幅部INV1は3段
の直列なMOSインバータI1、I2、I3を有し、こ
れらインバータのゲインの積によって与えられる高いゲ
インの反転増幅部が構成されている。INV1の出力は
前記帰還キャパシタンス群CF1によりその入力にフィ
ードバックされ、入出力の良好な線形特性が保証されて
いる。最終段のMOSインバータI3の出力には、基準
電圧生成回路Vrefに接続されたキャパシタンスCG
が接続され、また第2段のMOSインバータI2の出力
には、電源電圧VddおよびVrefにそれぞれ接続さ
れた平衡レジスタンスRE1、RE2が接続されてお
り、高いゲインの反転増幅信号をフィードバックするこ
とにより生じることのある発振を防止し得る。さらに反
転増幅部INV1には、その入出力を短絡し得るリフレ
ッシュスイッチSW21が接続され、適時このリフレッ
シュスイッチを閉成し、同時にスイッチSW1〜SW4
およびSW9〜SW12をVref側に接続することに
より、反転増幅部入力側のオフセット電圧が解消され
る。なお反転増幅部INV2はINV1と同様に構成さ
れているので説明を省略する。
の直列なMOSインバータI1、I2、I3を有し、こ
れらインバータのゲインの積によって与えられる高いゲ
インの反転増幅部が構成されている。INV1の出力は
前記帰還キャパシタンス群CF1によりその入力にフィ
ードバックされ、入出力の良好な線形特性が保証されて
いる。最終段のMOSインバータI3の出力には、基準
電圧生成回路Vrefに接続されたキャパシタンスCG
が接続され、また第2段のMOSインバータI2の出力
には、電源電圧VddおよびVrefにそれぞれ接続さ
れた平衡レジスタンスRE1、RE2が接続されてお
り、高いゲインの反転増幅信号をフィードバックするこ
とにより生じることのある発振を防止し得る。さらに反
転増幅部INV1には、その入出力を短絡し得るリフレ
ッシュスイッチSW21が接続され、適時このリフレッ
シュスイッチを閉成し、同時にスイッチSW1〜SW4
およびSW9〜SW12をVref側に接続することに
より、反転増幅部入力側のオフセット電圧が解消され
る。なお反転増幅部INV2はINV1と同様に構成さ
れているので説明を省略する。
【0028】図3において、基準電圧発生回路Vref
は3段の直列なMOSインバータI1、I’2、I’3
の出力を入力に帰還させてなり、その帰還路には常に閉
状態(開放されることのない)ダミースイッチSW31
が設けられている。これによって基準電圧発生回路の回
路パターンを前記反転増幅部INV1と同様(スイッチ
を含めて)に構成でき、その電気的特性、特にオフセッ
ト電圧をほぼ同一に設定し得る。さらに基準電圧発生回
路は、反転増幅部INV1と同様キャパシタンスCG’
および平衡レジスタンスRE1'、RE2’による発振
防止の処理が施されている。3段インバータ全体の入出
力特性を、入力x、出力yとして、y=f(x)と表現
すると、出力を入力に接続したことによるx=yの関係
により、x=f(x)となり、この解としてx=Vdd
/2が得られるように各MOSインバータの特性、特に
閾値が設定されている。
は3段の直列なMOSインバータI1、I’2、I’3
の出力を入力に帰還させてなり、その帰還路には常に閉
状態(開放されることのない)ダミースイッチSW31
が設けられている。これによって基準電圧発生回路の回
路パターンを前記反転増幅部INV1と同様(スイッチ
を含めて)に構成でき、その電気的特性、特にオフセッ
ト電圧をほぼ同一に設定し得る。さらに基準電圧発生回
路は、反転増幅部INV1と同様キャパシタンスCG’
および平衡レジスタンスRE1'、RE2’による発振
防止の処理が施されている。3段インバータ全体の入出
力特性を、入力x、出力yとして、y=f(x)と表現
すると、出力を入力に接続したことによるx=yの関係
により、x=f(x)となり、この解としてx=Vdd
/2が得られるように各MOSインバータの特性、特に
閾値が設定されている。
【0029】このように決定される基準電圧は理論的に
は前記オフセット電圧Voffと等しく、その差は前記
のように微少な誤差として処理し得るものである。
は前記オフセット電圧Voffと等しく、その差は前記
のように微少な誤差として処理し得るものである。
【0030】第4図は前記実施例の変形例を示すもので
あり、容量結合CP1、CP2に接続されていた基準電
圧発生回路Vref、およびこれを接続するためのキャ
パシタンスCr1、Cr2が省略されている。これによ
って、乗算回路との整合性、パターン共通化という特長
は失われるが、回路が単純化され、またCr1、Cr2
による計算精度への悪影響を回避し得る。
あり、容量結合CP1、CP2に接続されていた基準電
圧発生回路Vref、およびこれを接続するためのキャ
パシタンスCr1、Cr2が省略されている。これによ
って、乗算回路との整合性、パターン共通化という特長
は失われるが、回路が単純化され、またCr1、Cr2
による計算精度への悪影響を回避し得る。
【発明の効果】前述のとおり、この発明にかかるスケー
ラ回路は、奇数段のMOSインバータを直列に接続し、
最終段のMOSインバータの出力とグランドとの間に接
地キャパシタンスを接続し、最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を一対の平衡レジス
タンスよって電源およびグランドにそれぞれ接続し、最
終段のMOSインバータの出力は初段インバータの入力
にフィードバックしてある基準電圧生成回路の出力とし
て基準電圧が生成され、この基準電圧生成回路のMOS
インバータと、第1、第2反転増幅部のMOSインバー
タとは同一回路特性に設定するとともにLSI上で近接
配置したものであり、第1反転増幅部と、第2反転増幅
部との2段階の重み付けにより、各段の容量値を抑えた
ので単位キャパシタンス数が抑えられ、また基準電圧生
成回路のMOSインバータと反転増幅部のMOSインバ
ータのオフセット電圧が略相殺することになり、出力精
度が良好になるという優れた効果を有する。さらに基準
電圧発生回路を反転増幅回路に近似した構成としたの
で、オフセット電圧の差を最小限に抑えうる。
ラ回路は、奇数段のMOSインバータを直列に接続し、
最終段のMOSインバータの出力とグランドとの間に接
地キャパシタンスを接続し、最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を一対の平衡レジス
タンスよって電源およびグランドにそれぞれ接続し、最
終段のMOSインバータの出力は初段インバータの入力
にフィードバックしてある基準電圧生成回路の出力とし
て基準電圧が生成され、この基準電圧生成回路のMOS
インバータと、第1、第2反転増幅部のMOSインバー
タとは同一回路特性に設定するとともにLSI上で近接
配置したものであり、第1反転増幅部と、第2反転増幅
部との2段階の重み付けにより、各段の容量値を抑えた
ので単位キャパシタンス数が抑えられ、また基準電圧生
成回路のMOSインバータと反転増幅部のMOSインバ
ータのオフセット電圧が略相殺することになり、出力精
度が良好になるという優れた効果を有する。さらに基準
電圧発生回路を反転増幅回路に近似した構成としたの
で、オフセット電圧の差を最小限に抑えうる。
【図1】 本発明に係るスケーラ回路の1実施例を示す
回路図である。
回路図である。
【図2】 同実施例における反転増幅部を示す回路図で
ある。
ある。
【図3】 同実施例における基準電圧発生回路を示す回
路図である。
路図である。
【図4】 第1実施例の変形例を示す回路図である。
【図5】 従来のスケーラ回路を示す回路図である。
INV1、INV2 ... 反転増幅部 SWC1、SWC2、SWC3、SWC4 ... ス
イッチ回路 CP1、CP2 ... 容量結合 CF1、CF2 ... 帰還キャパシタンス群 Vref ... 基準電圧発生回路。
イッチ回路 CP1、CP2 ... 容量結合 CF1、CF2 ... 帰還キャパシタンス群 Vref ... 基準電圧発生回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 誠 東京都世田谷区北沢3−5−18 鷹山ビル 株式会社鷹山内 (72)発明者 高取 直 東京都世田谷区北沢3−5−18 鷹山ビル 株式会社鷹山内
Claims (4)
- 【請求項1】 入力電圧または基準電圧に2者択一的
に接続される複数のスイッチよりなる第1スイッチ回路
と、この第1スイッチ回路の各スイッチの出力側にそれ
ぞれ接続されかつ出力が統合された複数のキャパシタン
スよりなる第1容量結合と、この第1容量結合の出力に
接続された奇数段の直列なMOSインバータよりなる第
1反転増幅部と、この第1反転増幅部と並列に前記第1
容量結合に接続された複数のキャパシタンスよりなる第
1帰還キャパシタンス群と、前記第1反転増幅部の出力
または基準電圧に2者択一的に第1帰還キャパシタンス
群の各キャパシタンスとを接続する複数のスイッチより
なる第2スイッチ回路と、前記第1反転増幅部の出力ま
たは基準電圧に並列接続された複数のスイッチよりなる
第3スイッチ回路と、この第3スイッチ回路の各スイッ
チの出力側にそれぞれ接続されかつ出力が統合された第
2容量結合と、この第2容量結合の出力に接続された奇
数段の直列なMOSインバータよりなる第2反転増幅部
と、この第2反転増幅部と並列に前記第2容量結合に接
続された複数キャパシタンスよりなる第2帰還キャパシ
タンス群と、第2反転増幅部の出力または基準電圧を2
者択一的に第2帰還キャパシタンス群の各キャパシタン
スとを接続する複数のスイッチよりなる第4スイッチ回
路と、を備えたスケーラ回路において、奇数段のMOS
インバータを直列に接続し、最終段のMOSインバータ
の出力とグランドとの間に接地キャパシタンスを接続
し、最終段のMOSインバータより前段でMOSインバ
ータの出力を一対の平衡レジスタンスよって電源および
グランドにそれぞれ接続し、最終段のMOSインバータ
の出力は初段インバータの入力にフィードバックしてあ
る基準電圧生成回路の出力として基準電圧が生成され、
この基準電圧生成回路のMOSインバータと、第1、第
2反転増幅部のMOSインバータとは同一回路特性に設
定するとともにLSI上で近接配置されていることを特
徴とするスケーラ回路。 - 【請求項2】 第1、第2反転増幅部のそれぞれの出
力とグランドとの間には接地キャパシタンスが接続さ
れ、第1、第2反転増幅部の最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を1対の平衡レジス
タンスによって電源およびグランドにそれぞれ接続し、
第1、第2反転増幅部の出力は帰還キャパシタンスによ
ってそれぞれ入力に接続してあることを特徴とする請求
項1記載のスケーラ回路。 - 【請求項3】 MOSインバータの電源電圧をVdd
とするとき、基準電圧がVdd/2となるように基準電
圧が生成されていることを特徴とする請求項1記載のス
ケーラ回路。 - 【請求項4】 第1、第2反転増幅部にはその入出力
を適宜接続するリフレッシュスイッチが接続され、基準
電圧生成回路にはこのリフレッシュスイッチと同一構成
であってかつ解放されることのないダミースイッチが接
続されていることを特徴とする請求項1記載のスケーラ
回路。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7155297A JPH08330860A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | スケーラ回路 |
| EP96106574A EP0741366B1 (en) | 1995-04-26 | 1996-04-25 | Multiplication circuit |
| KR1019960012977A KR960038596A (ko) | 1995-04-26 | 1996-04-25 | 곱셈회로 |
| DE69611768T DE69611768T2 (de) | 1995-04-26 | 1996-04-25 | Multiplizierschaltung |
| CN96105628A CN1088212C (zh) | 1995-04-26 | 1996-04-26 | 乘法电路 |
| US08/638,330 US5789962A (en) | 1995-04-26 | 1996-04-26 | Multiplication circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7155297A JPH08330860A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | スケーラ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330860A true JPH08330860A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15602822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7155297A Ceased JPH08330860A (ja) | 1995-04-26 | 1995-05-30 | スケーラ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08330860A (ja) |
-
1995
- 1995-05-30 JP JP7155297A patent/JPH08330860A/ja not_active Ceased
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A045 | Written measure of dismissal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20040127 |