JPH1011992A - Sample hold circuit - Google Patents

Sample hold circuit

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JPH1011992A
JPH1011992A JP8167762A JP16776296A JPH1011992A JP H1011992 A JPH1011992 A JP H1011992A JP 8167762 A JP8167762 A JP 8167762A JP 16776296 A JP16776296 A JP 16776296A JP H1011992 A JPH1011992 A JP H1011992A
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transistor
output
voltage
input
differential amplifier
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Kenichi Saito
賢一 齋藤
Yoshiyuki Tamura
慶幸 田村
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NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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    • G11C27/024Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sample hold circuit which assures smaller offset voltage in the sampling period, operation with a high speed clock and small power consumption. SOLUTION: An input signal Vin is amplified by a full feedback type differential amplifier (transistors Q5 , Q6 , constant current source 6A) and it is then transferred to an output terminal 5 via an output transistor Q7 of the emitter follower having a voltage holding capacitor C at an output point. ON-OFF of the full feedback type differential amplifier and transistor Q7 is respectively controlled by the differential amplifier (transistors Q1 , Q2 ) and differential amplifier (transistors Q3 , Q4 ) which switch the current path depending on the clock CLK. A transistor Q8 is provided between the power supply terminal 1 and the base electrode of the transistor Q7 . The input signal Vin is input to the full feedback type amplifier and it is also input to the base electrode of the transistor Q8 . Thereby, a base voltage of the output transistor Q7 in the OFF state is caused to follow voltage change of the input signal Vin .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、サンプルホールド
回路に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a sample and hold circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3に、従来のサンプルホールド回路の
一例の回路図を示す。又、図4に、その回路の動作時の
入・出力波形を示す。以下に、図3,4を参照して回路
の動作を説明する。図4の期間t1 〜t2 にはクロック
端子3がハイ(H)レベルであるので、トランジスタQ
1 ,Q4 はオン状態になる。一方、トランジスタQ2
3 は、クロック端子3への信号がインバータでロウ
(L)レベルに反転された信号をベース電極に与えられ
るので、オフ状態になる。従って期間t1 〜t2 の間
は、トランジスタQ5 ,Q6 ,定電流源6Aからなる全
帰還回路およびエミッタフォロワトランジスタQ7 はオ
ン状態にあり、入力端子2に入力された電圧波形は、出
力端子5にそのまま出力される。この動作期間を、サン
プリング期間という。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional sample and hold circuit. FIG. 4 shows input / output waveforms during operation of the circuit. The operation of the circuit will be described below with reference to FIGS. Since the clock terminal 3 is at the high (H) level during the period t 1 to t 2 in FIG.
1, Q 4 is turned on. On the other hand, transistors Q 2 ,
Q 3 are the signal to the clock terminal 3 is supplied a signal which is inverted to low (L) level by the inverter to the base electrode, turned off. During the period t 1 ~t 2 Thus, the transistors Q 5, Q 6, full feedback circuit and an emitter follower transistor Q 7 becomes a constant current source 6A is in ON state, the voltage waveform input to the input terminal 2, The signal is output to the output terminal 5 as it is. This operation period is called a sampling period.

【0003】次に、期間t2 〜t3 にはクロックがLレ
ベルにあるので、トランジスタQ1 ,Q4 はオフ状態に
なる。一方、トランジスタQ2 ,Q3 はオン状態にな
る。従って期間t2 〜t3 の間は、前述の全帰還回路お
よびエミッタフォロワトランジスタQ7 はオフ状態にあ
り、時刻t2 直前にトランジスタQ7 によってコンデン
サCにチャージされた電圧VC が保持される。その結
果、出力端子5の電圧は期間t2 〜t3 の間、入力端子
2への入力電圧が変化しても一定電圧VC となる。この
動作期間を、ホールド期間という。
Next, a period tTwo~ TThreeClock is low
Because it is in the bell, transistor Q1 , QFourIs off
Become. On the other hand, transistor QTwo, QThreeIs turned on.
You. Therefore, the period tTwo~ TThreeDuring the period, the all feedback circuit and
And emitter follower transistor Q7Is in the off state
Time tTwoImmediately before transistor Q7By conden
The voltage V charged to the capacitor CCIs held. The result
As a result, the voltage of the output terminal 5 is equal to the period t.Two~ TThreeInput terminal
Constant voltage V even if the input voltage toCBecomes this
The operation period is called a hold period.

【0004】以上の動作を繰り返すことにより、出力端
子5には、図4に示すような出力波形が得られる。
[0004] By repeating the above operation, an output waveform as shown in FIG.

【0005】ところで、図3に示す回路では、時刻t2
においてトランジスタQ2 ,Q3 がオン状態になると、
定電流源6Aの電流I01は全てトランジスタQ2 ,Q3
に流れる。ところが定電流源6Aにはトランジスタ
2 ,Q3 のコレクタ電位を固定する要素がないので、
トランジスタQ2 ,Q3 のコレクタ電位は、トランジス
タQ2 ,Q3 のベース電位からそれらトランジスタのベ
ース・コレクタ間接合の順方向電圧降下VF の分約0.
6V下った電位になってしまう。従って二つのトランジ
スタQ2 ,Q3 は共に飽和状態になってしまう。飽和状
態にあるトランジスタのスイッチング速度は周知のとお
り、非飽和状態に比べて格段に遅くなるので、時刻t3
になってトランジスタQ2 ,Q3 のベース電位がLレベ
ルに変化しても、トランジスタQ2 ,Q3 は直ぐにはオ
フ状態に遷移できず、一定の遅れ時間td の後にオフ状
態になる。その間、前述の全帰還回路およびエミッタフ
ォロワトランジスタQ7 はオン状態になれず、出力電圧
も時間td だけ遅れて入力電圧に追従する。従って、時
刻t3 において再びサンプリング期間になっても、出力
電圧は時刻t3 での入力電圧と同じ電圧ではなく、オフ
セット電圧Vos分低い電圧値を出力してしまう。
Meanwhile, in the circuit shown in FIG. 3, the time t 2
When the transistors Q 2 and Q 3 are turned on,
The current I 01 of the constant current source 6A is all transistors Q 2 and Q 3
Flows to However, since the constant current source 6A has no element for fixing the collector potentials of the transistors Q 2 and Q 3 ,
Transistor Q 2, the collector potential of the Q 3 are transistors Q 2, Q forward voltage drop V F min to about 0 from the base potential of the base-collector junction thereof transistor 3.
The potential drops by 6V. Therefore, the two transistors Q 2 and Q 3 are both saturated. Switching speed of the transistors in saturation as is well known, since remarkably slower than desaturate, time t 3
Even now in base potential of the transistor Q 2, Q 3 is changed to the L level, the transistors Q 2, Q 3 can not transition to the OFF state immediately, turned off after a certain delay time t d. Meanwhile, all the feedback circuit and an emitter follower transistor Q 7 described above is not accustomed to the ON state, the output voltage delayed by time t d follows the input voltage. Therefore, even if the sampling period starts again at time t 3 , the output voltage is not the same as the input voltage at time t 3 , but outputs a voltage value lower by the offset voltage V os .

【0006】これまで述べたように、図3に示す回路に
おいては、サンプリング期間の出力にオフセット電圧V
os が生じてしまうという問題がある。更に、クロック
端子に入力されるクロックの周波数が高くなり、特に、
Hレベルの期間が回路の遅れ時間td よりも短くなるつ
まり、td >クロックのHレベル期間、の状態になる
と、もはや回路は動作できなくなってしまう。すなわ
ち、高速動作ができないという欠点がある。
As described above, in the circuit shown in FIG. 3, the offset voltage V is applied to the output during the sampling period.
There is a problem that os occurs. Furthermore, the frequency of the clock input to the clock terminal increases,
If the H-level period is shorter than the delay time t d of the circuit, that is, if t d > the H-level period of the clock, the circuit can no longer operate. That is, there is a disadvantage that high-speed operation cannot be performed.

【0007】上述の欠点を改善した改良型のサンプルホ
ールド回路として、図5に示す回路がある。図5を参照
して、この回路は、基本的な動作は図3に示した回路と
同じであるが、トランジスタQ8 が追加されている。そ
して、ホールド期間にトランジスタQ2 ,Q3 がオン状
態になったときそれらトランジスタQ2 ,Q3 が飽和状
態にならないようにするために、トランジスタQ8 のベ
ース電圧を設定するための電圧源7(出力電圧=
REF )が追加されている。この電圧源7の出力電圧V
REF は、次の条件を満たすように設定する。すなわち、
両トランジスタQ2 ,Q3 のベース電極への入力クロッ
クのHレベル電圧をVCLKHとし、また回路の電源電圧を
CCとしたとき、トランジスタQ2 ,Q3 のコレクタ電
極(節点N1 )の電圧VN1がN1≧VCLKHとなるように
するのである。従って、 VN1=VREF −VBE8 ≧VCLKH (1) となるように電圧VREF を決める。但し、式(1)にお
いてVBE8 は、トランジスタQ8 のベース・エミッタ間
順方向電圧降下である。
A circuit shown in FIG. 5 is an improved sample-and-hold circuit in which the above-mentioned disadvantages are improved. Referring to FIG. 5, this circuit is the basic operation is the same as the circuit shown in FIG. 3, the transistor Q 8 is added. When the transistors Q 2 and Q 3 are turned on during the hold period, a voltage source 7 for setting the base voltage of the transistor Q 8 is used to prevent the transistors Q 2 and Q 3 from becoming saturated. (Output voltage =
V REF ) has been added. The output voltage V of this voltage source 7
REF is set to satisfy the following conditions. That is,
When the H level voltage of the input clock to the base electrodes of both transistors Q 2 and Q 3 is V CLKH and the power supply voltage of the circuit is V CC , the collector electrodes (node N 1 ) of transistors Q 2 and Q 3 The voltage V N1 is set so that V N1 ≧ V CLKH . Therefore, determining the V N1 = V REF -V BE8 ≧ V CLKH (1) and so as to voltage VREF. However, V BE8 in the formula (1) is the base-emitter forward voltage drop of the transistor Q 8.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述の改良型サンプル
ホールド回路(図5)にも、次のような改善すべき点が
残されている。 サンプリング期間でのオフセット電圧Vosが大であ
る。 クロック端子への入力周波数の上限が低い。 低消費電力化が困難である。 以下に、その説明を行う。
The above-mentioned improved sample hold circuit (FIG. 5) also has the following points to be improved. The offset voltage V os during the sampling period is large. The upper limit of the input frequency to the clock terminal is low. It is difficult to reduce power consumption. The description is given below.

【0009】図6は、図5に示す改良型サンプルホール
ド回路の入・出力波形を示す図である。図6において、
期間t1 〜t2 のサンプリング期間には、クロック端子
3のレベルはHレベルで、トランジスタQ1 ,Q4 はオ
ン状態にある。一方、トランジスタQ2 ,Q3 はオフ状
態にある。又、トランジスタQ5 ,Q6 ,定電流源6A
からなる全帰還回路は、動作状態にある。そのため、ト
ランジスタQ8 のエミッタ電極(節点N1 )には、入力
端子2から入力される入力波形と同じ電圧波形が現れ
る。そして、トランジスタQ8 はオフ状態にあり、トラ
ンジスタQ7 はオン状態にあるので、出力端子5にも、
図6中に示す出力波形のように、入力と同じ電圧波形が
出力される。
FIG. 6 is a diagram showing input and output waveforms of the improved sample and hold circuit shown in FIG. In FIG.
During the sampling period from t 1 to t 2 , the level of the clock terminal 3 is at the H level, and the transistors Q 1 and Q 4 are in the ON state. On the other hand, the transistors Q 2 and Q 3 are off. In addition, transistors Q 5 and Q 6 , constant current source 6A
Is in operation. Therefore, the emitter electrode of the transistor Q 8 (node N 1) appears the same voltage waveform as the input waveform inputted from the input terminal 2. Then, the transistor Q 8 is in the off state and the transistor Q 7 is in the on state.
As in the output waveform shown in FIG. 6, the same voltage waveform as the input is output.

【0010】ここで、説明を具体的にするために、各電
圧、電流、入・出力レベルなどを、以下のように設定す
る。すなわち、 電源電圧VCC=5.0V クロック端子3入力Hレベル電圧VCLKH=1.5V クロック端子3入力Lレベル電圧VCLKL=1.0V 入力端子2入力信号振幅VinPP=2.0VPP 入力信号の中心値=3.5V 入力端子2入力信号Lレベル電圧VinL =3.5−1.
0=2.5V 入力端子2入力信号Hレベル電圧VinH =3.5+1.
0=4.5V 定電流源6B電流I02=400μA 定電流源6A電流I01=I02/2=200μA 定電流源6C電流I03=I02=400μA 各トランジスタのベース・エミッタ間順方向電圧降下V
BE=0.7V とする。
Here, to make the description concrete, each voltage, current, input / output level, etc. are set as follows. That is, power supply voltage V CC = 5.0 V Clock terminal 3 input H level voltage V CLKH = 1.5 V Clock terminal 3 input L level voltage V CLKL = 1.0 V Input terminal 2 input signal amplitude V inPP = 2.0 V PP input Signal center value = 3.5V Input terminal 2 input signal L level voltage VinL = 3.5-1.
0 = 2.5V Input terminal 2 input signal H level voltage VinH = 3.5 + 1.
0 = 4.5V constant current source 6B current I 02 = 400 .mu.A constant current source 6A current I 01 = I 02/2 = 200μA constant current source 6C current I 03 = I 02 = 400μA base-emitter forward voltage of each transistor Descent V
BE = 0.7V.

【0011】いま図6の時刻t1 において入力電圧V
inH =4.5Vとすると、前述のように全帰還回路によ
り、節点N1 の電圧VN1=4.5Vとなる。従って、出
力端子5の出力電圧Vout は、 Vout =VN1−VBE7 =4.5−0.7=3.8V (2) となる。つまり、サンプリング期間においては、出力電
圧Vout としては常に、下記の式(3)で示される電圧
out(TS) が出力される。
At time t 1 in FIG.
When inH = 4.5V, the full feedback circuit as described above, the voltage V N1 = 4.5V at node N 1. Therefore, the output voltage V out of the output terminal 5 becomes V out = V N1 -V BE7 = 4.5-0.7 = 3.8V (2). That is, during the sampling period, the voltage Vout (TS) represented by the following equation (3) is always output as the output voltage Vout .

【0012】 Vout(TS) =入力電圧Vin−VBE7 (3) 次に、期間t2 〜t3 にはクロック端子はLレベルにあ
り、回路はホールド期間で、トランジスタQ1 ,Q4
オフ状態に、トランジスタQ2 ,Q3 はオン状態にな
る。従って、前述の全帰還回路は非動作状態にあって、
トランジスタQ8のエミッタ電極(節点N1 )の電圧V
N1(TH)は、このトランジスタQ8 がオン状態となるの
で、下記の式(4)で示される電圧に固定される。
V out (TS) = input voltage V in −V BE7 (3) Next, the clock terminal is at the L level during the period t 2 to t 3 , the circuit is in the hold period, and the transistors Q 1 , Q 4 Turns off, and the transistors Q 2 and Q 3 turn on. Therefore, all the above-mentioned feedback circuits are in a non-operation state,
The voltage V of the emitter electrode (node N 1 ) of the transistor Q 8
N1 (TH), because the transistor Q 8 is turned on, is fixed to the voltage represented by the following formula (4).

【0013】 VN1(TH)=VCC−(VREF +VBE8 ) (4) このとき、出力端子の電圧Vout は、以下のように、一
定電圧となる。すなわち、コンデンサCには、時刻t2
において回路がサンプリング期間からホールド期間に変
化する直前の電圧値が、トランジスタQ7 によって充電
されている。また、ホールド期間になるとトランジスタ
2 ,Q3 がオン状態になり、その結果トランジスタQ
7 がオフ状態になるので、時刻t2 での入力電圧値をV
inL (=2.5V)とすると、 Vout =2.5−VBE7 =1.8V の一定電圧となる。つまり、ホールド期間においては常
に、下記の式(5)で示される電圧Vout(TH) が出力さ
れる。
V N1 (TH) = V CC − (V REF + V BE8 ) (4) At this time, the voltage V out of the output terminal becomes a constant voltage as described below. That is, the capacitor C has the time t 2
Circuit voltage value immediately before the change to the hold period from the sampling period has been charged by the transistor Q 7 in. In the hold period, the transistors Q 2 and Q 3 are turned on.
Since 7 is turned off, the input voltage value at time t 2 V
Assuming that inL (= 2.5 V), a constant voltage of V out = 2.5-V BE7 = 1.8 V is obtained. That is, in the hold period, the voltage V out (TH) represented by the following equation (5) is always output.

【0014】 Vout(TH) =Vin(t2)−VBE7 (5) 次に、ホールド期間におけるトランジスタQ8 のエミッ
タ電圧つまり節点N1の電圧VN1と、トランジスタQ8
のベース電圧VREF について述べる。ホールド期間のと
き、トランジスタQ8 のエミッタ電圧はトランジスタQ
7 がオン状態になれない電圧、つまり下記の式(6)で
示される条件を満足する値に設定されていなければなら
ない。
V out (TH) = V in (t 2) −V BE7 (5) Next, the emitter voltage of the transistor Q 8 during the hold period, that is, the voltage V N1 of the node N 1 and the transistor Q 8
Will be described. When the hold period, the emitter voltage of the transistor Q 8 is transistor Q
7 must be set to a voltage that cannot be turned on, that is, a value that satisfies the condition represented by the following equation (6).

【0015】 VN1−Vout(TH) <VBE7 =0.7V (6) 上記の条件は、ホールド期間中、トランジスタQ7 によ
ってコンデンサCにチャージされ保持されている電圧が
変化してしまうのを防止するためである。又、このとき
の出力電圧は、最小の入力レベルすなわちVinL のとき
の出力電圧を考える必要がある。VinL(t2) =2.5V
であるので、出力電圧は式(5)より、Vout(TH)
2.5−0.7=1.8Vとなる。
V N1 −V out (TH) <V BE7 = 0.7 V (6) Under the above condition, the voltage charged and held in the capacitor C by the transistor Q 7 during the hold period changes. This is to prevent At this time, it is necessary to consider the output voltage at the time of the minimum input level, that is, VinL . V inL (t2) = 2.5V
Therefore, the output voltage is obtained from the equation (5) as V out (TH) =
2.5-0.7 = 1.8V.

【0016】ここで、温度特性を考慮して、式(6)で
示される解を0とすると、電圧VN1は、VN1=Vout
1.8Vとなる。従って、電圧源7の電圧VREF は式
(1)を満たし、且つ、VN1=1.8Vとなるように設
定すれば良い。
Here, assuming that the solution expressed by the equation (6) is 0 in consideration of the temperature characteristics, the voltage V N1 becomes V N1 = V out =
1.8V. Therefore, the voltage V REF of the voltage source 7 may be set so as to satisfy Expression (1) and to satisfy V N1 = 1.8 V.

【0017】従って、電圧VREF は、 VCC−(VREF +VBE8 )=VN1 (7) より、式(7)を変形して、 VREF =VCC−(VBE8 +VN1)=5.0−(0.7+
1.8)=2.5V となる。このことから、VREF −VBE8 =2.5−0.
7=1.8Vとなって、式(1)で表される、VREF
BE8 ≧VCLKH=1.5Vの条件も満足している。
Therefore, the voltage V REF is obtained by transforming the equation (7) from V CC − (V REF + V BE8 ) = V N1 (7), and V REF = V CC − (V BE8 + V N1 ) = 5 0.0- (0.7+
1.8) = 2.5V. From this, V REF -V BE8 = 2.5-0.
7 = 1.8 V, and V REF
The condition of V BE8 ≧ V CLKH = 1.5 V is also satisfied.

【0018】次に、時刻t3 以降について考える。図6
において時刻t3 に、クロック端子3はHレベルにな
る。従って回路は再び、サンプリング期間になる。この
とき、トランジスタQ1 ,Q4 がオン状態になると共に
トランジスタQ2 ,Q3 がオフ状態になることで、全帰
還回路およびトランジスタQ7 がオン状態に遷移しよう
とするが、節点N1 の電圧はトランジスタQ6 ,Q2
3 の寄生容量(この場合は、コレクタ・ベース間接合
容量Ccb及びコレクタ・基板間接合容量Csub )によ
り、瞬時には入力信号に追従できず、図6中の期間t3
〜t4 に示すように、或る遅れ時間td をもって立ち上
る。その結果、出力電圧Vout は本来の電圧(図6の場
合は、時刻t3 での入力電圧VinはVinH =4.5Vで
あり、従って本来の出力電圧Vout は式(2)から、V
out =3.8V)より電圧Vosの分だけ低い電圧となっ
てしまう。つまり、サンプリング期間にオフセットを生
じてしまうという欠点がある。
Next, the time after time t 3 will be considered. FIG.
At time t 3 , the clock terminal 3 goes high. Thus, the circuit is again in the sampling period. At this time, the transistors Q 1, Q 4 is the transistor Q 2, Q 3 together with the ON state by the OFF state, full feedback circuit and the transistor Q 7 is tries to transition to the on state, the node N 1 The voltage is applied to transistors Q 6 , Q 2 ,
Due to the parasitic capacitance of Q 3 (in this case, the junction capacitance C cb between the collector and the base and the junction capacitance C sub between the collector and the substrate), the input signal cannot be instantaneously followed, and the period t 3 in FIG.
As shown in ~t 4, it rises with a certain delay time t d. As a result, if the output voltage V out is the original voltage (FIG. 6, the input voltage V in at time t 3 is the V inH = 4.5V, therefore the original output voltage V out from the equation (2) , V
out = 3.8V) becomes minute only low voltage of the voltage V os than. That is, there is a disadvantage that an offset occurs during the sampling period.

【0019】ここで、回路条件を下記のように設定し
て、オフセット電圧Vosを見積ってみる。
Here, the circuit conditions are set as follows, and the offset voltage V os is estimated.

【0020】電源電圧VCC=5.0V クロック端子3入力Hレベル電圧VCLKH=1.5V クロック端子3入力Hレベル電圧VCLKL=1.0V 入力端子2入力信号振幅VinPP=2.0VPP 入力信号の中心値=3.5V 入力端子2入力信号Lレベル電圧VinL =3.5−1.
0=2.5V 入力端子2入力信号Hレベル電圧VinH =3.5+1.
0=4.5V 定電流源6B電流I02=400μA 定電流源6A電流I01=I02/2=200μA 定電流源6C電流I03=I02=400μA 入力信号Vinはsin波形で、周波数fin=10MH
z、周期T=0.1μs節点N1 の寄生容量Cj =2p
Fとする。
Power supply voltage V CC = 5.0 V Clock terminal 3 input H level voltage V CLKH = 1.5 V Clock terminal 3 input H level voltage V CLKL = 1.0 V Input terminal 2 input signal amplitude V inPP = 2.0 V PP Input signal center value = 3.5V Input terminal 2 input signal L level voltage VinL = 3.5-1.
0 = 2.5V Input terminal 2 input signal H level voltage VinH = 3.5 + 1.
0 = 4.5V with a constant current source 6B current I 02 = 400 .mu.A constant current source 6A current I 01 = I 02/2 = 200μA constant current source 6C current I 03 = I 02 = 400μA input signal V in is sin waveform, frequency f in = 10MH
z, period T = 0.1 μs, parasitic capacitance C j of node N 1 = 2p
F.

【0021】図6の時刻t3 において、節点N1 の電圧
N1は式(6)より、VN1=1.8Vとなっている。
又、時刻t3 以降で回路が正常に動作するためには、節
点N1の電圧値VN1が入力電圧値Vinと同じ値まで上昇
した時点つまり、時刻t4 であり、それ迄には遅れ時間
d を要する。
At time t 3 in FIG. 6, the voltage V N1 at the node N 1 is V N1 = 1.8 V according to equation (6).
Also, since the circuit to work properly in the time t 3 after, when the voltage value V N1 of the node N 1 rises to the same value as the input voltage V in that is, a time t 4, it until the delay takes time t d.

【0022】電圧VN1が上昇するには、定電流源6Aの
電流I01により節点N1 の寄生容量Cj を充電する必要
があり、その時間は下記の式(8)で示される。
[0022] the voltage V N1 rises, it is necessary to charge the parasitic capacitance C j of the node N 1 by the current I 01 of the constant current source 6A, the time is represented by the following formula (8).

【0023】 td =Cj ・Vin(t4)/I01 (8) このとき、入力電圧Vinは、次式(9)で示される。[0023] t d = C j · V in (t4) / I 01 (8) At this time, the input voltage V in is represented by the following formula (9).

【0024】 Vin(t4)=VinH ・sin(2π・{(1/T)−(1/td )})(9) 式(8),(9)を遅れ時間td について解くと、下記
の式(10)を得る。
V in (t 4) = V inH · sin (2π · {(1 / T) − (1 / t d )}) (9) Solving equations (8) and (9) for the delay time t d And the following equation (10) is obtained.

【0025】 {(I01・td )/(Cj ・VinH )}+sin(2π/td )=0 (10) 式(10)を解くと、td =28nsを得る。{(I 01 · t d ) / (C j · V inH )} + sin (2π / t d ) = 0 (10) By solving the equation (10), t d = 28 ns is obtained.

【0026】次に、出力電圧Vout が時間td だけ遅れ
て立ち上ったときの、出力電圧のオフセット電圧Vos
求める。
[0026] Next, when the output voltage V out has ramps up with a delay time t d, determine the offset voltage V os of the output voltage.

【0027】 Vout(t4) =(VinH −VBE7 )・sin(2π{(1/T)−(1/td )}) (11) より、Vout(t4) =1.61Vを得る。V out (t 4) = (V inH −V BE7 ) · sin (2π {(1 / T) − (1 / t d )}) According to (11), V out (t 4) = 1.61 V obtain.

【0028】時刻t3 での入力電圧VinはVinH =4.
5Vであり、遅れ時間td =0のときの出力電圧Vout
は式(3)より、Vout =VinH −VBE7 =4.5−
0.7=3.8Vである。従って、オフセット電圧Vos
は下記の式(12) Vos=Vout(t3) −Vout(t4) (12) より、 Vos=3.8−1.16V=2.64V となる。
[0028] The input voltage V in at time t 3 is V inH = 4.
5 V and the output voltage V out when the delay time t d = 0
From equation (3), V out = V inH −V BE7 = 4.5−
0.7 = 3.8V. Therefore, the offset voltage V os
Than the following equation (12) V os = V out (t3) -V out (t4) (12), a V os = 3.8-1.16V = 2.64V.

【0029】以上の議論より、従来の回路の場合、前述
の条件のもとでは、Vos=2.64Vのオフセット電圧
が生じてしまうことになる。
From the above discussion, in the case of the conventional circuit, an offset voltage of V os = 2.64 V is generated under the above conditions.

【0030】次に、回路の動作周波数を、見積る。前述
したように、クロック端子3への入力周波数finのデュ
ーティ(duty)を50%とすると、遅れ時間td
大きさと入力周波数の1/2の周期つまりサンプリング
期間との関係が下記の式(13)の条件を満たさなくな
ったとき、サンプリング期間は0となる。つまり、回路
は、応答できなくなってしまう。
Next, the operating frequency of the circuit is estimated. As described above, when the duty (duty) of the input frequency f in to the clock terminal 3 and 50%, the relationship between the half of the period, that the sampling period of the magnitude and the input frequency of the delay time t d is the following formula When the condition of (13) is not satisfied, the sampling period becomes zero. That is, the circuit cannot respond.

【0031】 td ≦1/(2・fin) (13) 式(13)において、動作限界をtd =1/(2・
in)と考えると、クロック端子3への入力周波数の上
限finmax は、次の式(14)で示される。
T d ≦ 1 / (2 · f in ) (13) In the equation (13), the operation limit is set to t d = 1 / (2 · in).
Given that f in), the upper limit f INmax input frequency to the clock terminal 3 is given by expression (14).

【0032】 finmax ≦1/(2・td ) (14) 式(14)にtd =28nsを代入して上限入力周波数
inmax を求めると、finmax =17.8MHzを得
る。
Finmax ≦ 1 / (2 · t d ) (14) When t d = 28 ns is substituted into the equation (14) to obtain the upper limit input frequency finmax , finmax = 17.8 MHz is obtained.

【0033】以上より、従来の回路の場合、前述の条件
のもとでは、クロック端子3への入力周波数は上限を、
inmax =17.8MHzに制限されてしまう。
As described above, in the case of the conventional circuit, the input frequency to the clock terminal 3 has an upper limit under the above-described conditions.
It is limited to finmax = 17.8 MHz.

【0034】次に、クロック周波数の上限をfinmax
50MHzにするのに必要な、各定電流源電流I01,I
02,I03を見積る。この場合は、式(8)及び式(1
4)より、電流I01について解くと、下記の式(15)
を得る。
Next, the upper limit of the clock frequency is defined as f inmax =
Each constant current source current I 01 , I required for 50 MHz
02, estimate the I 03. In this case, equations (8) and (1)
4), solving for the current I 01 gives the following equation (15)
Get.

【0035】 I01=2・Cj ・Vin(t4)・finmax (15) ここで、Vin(t4)は式(9)に、T=1/50MHz=
0.02μs,1/td=1/2×50MHz=0.0
1μs,VinH =4.5Vを代入すると、 Vin(t4)=3.2V を得る。
[0035] I 01 = 2 · C j · V in (t4) · f inmax (15) where, V in (t4) in the equation (9), T = 1 / 50MHz =
0.02 μs, 1 / t d = 1/2 × 50 MHz = 0.0
By substituting 1 μs and V inH = 4.5 V, V in (t4) = 3.2 V is obtained.

【0036】この条件と前述の各条件とを式(15)に
代入すると、I01=640μAを得る。
By substituting this condition and each of the above conditions into equation (15), I 01 = 640 μA is obtained.

【0037】ここで、既に述べたように、I02=2・I
01,I02=I03であるので、 I02=I03=2×640μA=1.28mA となる。すなわち、finmax =50MHzとするために
は、回路電流Icc=I01+I02+I03は3.2mAとな
り、初期値Icc=1.0mAに対し3.2倍にも増加さ
せなければならない。つまり、高速動作に対応させるに
は回路電流ICCを大幅に増加させる必要があり、低消費
電力化を図るのが困難であるという問題がある。
Here, as described above, I 02 = 2 · I
01 , I 02 = I 03 , so that I 02 = I 03 = 2 × 640 μA = 1.28 mA. That is, in order to set f inmax = 50 MHz, the circuit current I cc = I 01 + I 02 + I 03 is 3.2 mA, which must be increased 3.2 times from the initial value I cc = 1.0 mA. . That is, in order to cope with high-speed operation, it is necessary to greatly increase the circuit current I CC , and it is difficult to reduce power consumption.

【0038】これまで述べたことから、従来のサンプル
ホールド回路には、サンプリング期間でのオフセット電
圧が大きいという問題点があることが分る。これは、ホ
ールド期間からサンプリング期間に動作が切り替った時
の節点N1 電圧の変化量が大きく、そのため回路の応答
速度が遅くなるためである。
From the above description, it can be seen that the conventional sample and hold circuit has a problem that the offset voltage during the sampling period is large. It has a large variation of the node N 1 voltage when the operation in the sampling period from the hold period is switched, because the response speed of the order circuit is slow.

【0039】次に、クロック入力周波数の上限が低いと
いう問題がある。これは、上述の問題と同様に、回路の
遅れ時間が大きく、遅れ時間の2倍以上の周波数を入力
しても回路が応答できないためである。
Next, there is a problem that the upper limit of the clock input frequency is low. This is because, similarly to the above-described problem, the delay time of the circuit is large, and the circuit cannot respond even if a frequency twice or more the delay time is input.

【0040】又、低消費電力化を図るのが困難であると
いう問題がある。その理由は、例えば入力クロック周波
数の上限を2.8倍(17.8MHzから50MHz)
にするためには回路電流を3.2倍にまで増加させなけ
ればならないからである。
Another problem is that it is difficult to reduce power consumption. The reason is, for example, that the upper limit of the input clock frequency is 2.8 times (17.8 MHz to 50 MHz)
This is because the circuit current must be increased by a factor of 3.2 in order to achieve

【0041】従って本発明は、サンプリング期間におけ
るオフセット電圧が小さく、高速クロックで動作可能
で、消費電力の小さいサンプルホールド回路を提供する
ことを目的とするものである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a sample and hold circuit which has a small offset voltage during a sampling period, can be operated by a high-speed clock, and has low power consumption.

【0042】[0042]

【課題を解決するための手段】本発明のサンプルホール
ド回路は、サンプリングしホールドすべき入力信号を、
外部からのクロックに応じて電流経路が切り替る差動増
幅器によって活性,非活性が制御される全帰還型差動増
幅器で増幅し、その増幅出力を、出力点に電圧保持用の
キャパシタを備え、前記クロックに応じて電流経路が切
り替る差動増幅器によって導通,非導通が制御されるエ
ミッタフォロワの出力トランジスタで出力端子に伝達す
る構成で、電源端子と前記出力トランジスタのベース電
極との間には、非導通状態にあるときの前記出力トラン
ジスタのベース電位を制御するためのトランジスタを備
えるサンプルホールド回路において、前記入力信号を、
前記全帰還型差動増幅器に入力すると共に、前記ベース
電位制御用のトランジスタのベース電極にも入力するよ
うにして、前記非導通状態にあるときの出力トランジス
タのベース電圧が、前記入力信号の電圧変化に追従する
ようにしたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A sample and hold circuit according to the present invention provides an input signal to be sampled and held,
The amplifier is amplified by a full-feedback differential amplifier whose activation and deactivation is controlled by a differential amplifier whose current path is switched according to an external clock, and the amplified output is provided with a voltage holding capacitor at an output point. An output transistor of an emitter follower whose conduction and non-conduction is controlled by a differential amplifier whose current path is switched according to the clock is transmitted to an output terminal. A sample and hold circuit including a transistor for controlling a base potential of the output transistor when in a non-conducting state, wherein the input signal is
The base voltage of the output transistor in the non-conducting state is input to the full-feedback differential amplifier and to the base electrode of the transistor for controlling the base potential so that the base voltage of the input signal is equal to the voltage of the input signal. It is characterized by following changes.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施
の形態のサンプルホールド回路の回路図である。又、図
2は、その動作時の入・出力波形を示す図である。図1
と図5とを比較すると、本実施の形態は、トランジスタ
8 のベース電極を入力端子2に接続している点が、従
来の回路と異っている。トランジスタQ8 のベース電極
は従来、電圧源7によって与えられる一定電圧VREF
固定されていた。本実施の形態の基本的な回路動作は従
来の回路と同じであるが、トランジスタQ8 のベース電
極に入力信号Vinを入力しているのに基づいて、ホール
ド期間の動作が従来とは異る。その相違点について、以
下に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a sample and hold circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing input / output waveforms during the operation. FIG.
Comparing FIG. 5, this embodiment is that connecting the base electrode of the transistor Q 8 to the input terminal 2 are conventional circuits and saying. The base electrode of the transistor Q 8 has conventionally been fixed to a constant voltage V REF provided by the voltage source 7. The basic circuit operation of this embodiment is the same as the conventional circuit, based on the are the input signal V in to the base electrode of the transistor Q 8, the operation of the hold period is different from the conventional You. The differences will be described below.

【0044】図5に示す従来の回路においてホールド期
間には、節点N1 の電圧をトランジスタQ7 がオン状態
になれない電圧つまり、VN1=1.8Vに設定する必要
がある。従って、ホールド期間には、入力信号Vinの電
圧の如何に関わらず節点電圧VN1は一定であり、このこ
とが回路の応答時間を大きくしている原因となってい
る。
[0044] The hold period in the conventional circuit shown in FIG. 5, the voltage at node N 1 transistor Q 7 is a voltage not become the ON state i.e., it is necessary to set the V N1 = 1.8V. Therefore, the hold period, the node voltage V N1 regardless of the voltage of the input signal V in is constant, this is causing that increase the response time of the circuit.

【0045】図1に示す本実施の形態の回路では、トラ
ンジスタQ8 のベース電極が入力端子2に接続されてお
り、ホールド期間にはトランジスタQ2 ,Q3 がオン状
態であるので、トランジスタQ8 もオン状態である。従
って、節点N1 の電圧VN1は一定ではなく、図2中の期
間t2 〜t3 のように、入力信号Vinに追従して変化す
る。
[0045] In the circuit of this embodiment shown in FIG. 1 is connected to the base electrode input terminal 2 of the transistor Q 8, since the hold period the transistor Q 2, Q 3 is in the on state, the transistor Q 8 is also on. Accordingly, the voltage V N1 at the node N 1 is not constant, but changes following the input signal Vin as in the period t 2 to t 3 in FIG.

【0046】このとき、節点N1 の電圧VN1は、次式
(16)で示される。
At this time, the voltage V N1 at the node N 1 is expressed by the following equation (16).

【0047】 VN1=Vin−VBE8 (16) 次に、図2(本実施の形態)および図6(従来の回路)
において、時刻t3 に回路がホールド期間からサンプリ
ング期間に切り替わった時の、節点N1 の電圧の変化量
ΔVN1を考える。この時の入力電圧VinはHレベルで、
in=VinH であるから、以下のようになる。
V N1 = V in -V BE8 (16) Next, FIG. 2 (this embodiment) and FIG. 6 (conventional circuit)
At time t 3 , consider the amount of change ΔV N1 in the voltage at node N 1 when the circuit switches from the hold period to the sampling period. Input voltage V in at this time is in the H level,
Since V in = V inH , the following is obtained.

【0048】ΔVN1(従来の回路)=VinH −VN1
4.5−1.8=2.7V ΔVN1(実施の形態)=VinH −(Vin−VBE8 ) ここで、時刻t3 での入力電圧Vinは、全帰還回路が動
作しているため、Vin=VinH であり、従って、本実施
の形態における節点電圧の変化量は、 ΔVN1(実施の形態)=VinH −(VinH −VBE8 )=VBE8 =0.7V (17) となる。
ΔV N1 (conventional circuit) = V inH −V N1 =
4.5-1.8 = 2.7V ΔV N1 (Embodiment) = V inH - (V in -V BE8) where the input voltage V in at time t 3, all the feedback circuit is operated are therefore a V in = V inH, therefore, the amount of change in node voltages in this embodiment, [Delta] V N1 (embodiment) = V inH - (V inH -V BE8) = V BE8 = 0.7V (17)

【0049】従って、本実施の形態は節点電圧の変化量
ΔVN1が従来の1/4で済み、オフセット電圧Vosが小
さく、高速で動作する。
[0049] Thus, this embodiment requires the variation [Delta] V N1 of the node voltage is 1/4 of the conventional, the offset voltage V os small, high speed operation.

【0050】次に、従来の回路に対して行った見積り
を、従来の回路におけると同一の条件で、本実施の形態
についても行ってみる。先ず、図2において遅れ時間t
d は、式(8)と同様に、 td =Cj ・Vin(t4)/I01 (18) である。
Next, the estimation performed on the conventional circuit will be performed on the present embodiment under the same conditions as those of the conventional circuit. First, the delay time t in FIG.
d is t d = C j · V in (t 4) / I 01 (18), as in the equation (8).

【0051】又、この時の入力電圧Vinは、式(17)
より、 Vin(t4)=VBE8 =0.7V一定 である。
[0051] In addition, the input voltage V in at this time, equation (17)
Therefore , Vin (t4) = VBE8 = 0.7V is constant.

【0052】従って、式(18)に各条件を代入してt
d について解くと、td =7.0nsとなる。
Therefore, substituting each condition into equation (18), t
Solving for d gives t d = 7.0 ns.

【0053】次に、出力電圧Vout がtd =0.7ns
の遅れで立ち上ったときの出力電圧のオフセット電圧V
osは、式(11)と同様に、 Vout(t4) =(VinH −VBE7 )・sin(2π{(1/T)−(1/td )}) (19) である。この式(19)より、Vout(t4) =1.8Vを
得る。
Next, when the output voltage V out is t d = 0.7 ns
Offset voltage V of output voltage when rising with delay of
os is V out (t 4) = (V inH −V BE7 ) · sin (2π {(1 / T) − (1 / t d )}) (19) as in the equation (11). From this equation (19), V out (t4) = 1.8 V is obtained.

【0054】時刻t3 での入力電圧VinはVinH =4.
5Vであり、td =0のときの出力電圧は式(3)と同
様に、 Vout =VinH −VBE7 =4.5−0.7=3.8V である。従って、オフセット電圧Vosは、式(12)と
同様に、 Vos=Vout(t3) −Vout(t4) (20) となり、Vos=3.8−2.0=1.8Vとなる。
[0054] The input voltage V in at time t 3 is V inH = 4.
It is 5V, and the output voltage when t d = 0 is V out = V inH -V BE7 = 4.5-0.7 = 3.8V as in the equation (3). Therefore, the offset voltage V os becomes V os = V out (t 3) −V out (t 4) (20) as in the equation (12), and V os = 3.8−2.0 = 1.8 V Become.

【0055】以上より、前述の条件のもとでは、従来の
回路の場合2.64Vのオフセット電圧が生じてしまう
のに対し、本実施の形態ではVos=1.8Vであり、
0.84Vの改善ができる。
As described above, under the above-described conditions, an offset voltage of 2.64 V is generated in the case of the conventional circuit, whereas V os = 1.8 V in the present embodiment,
0.84V can be improved.

【0056】次に、動作周波数について、考察する。動
作周波数の上限は、式(14)と同様に、 finmax ≦1/(2・td ) (21) である。式(21)にtd =7nsを代入すると、f
inmax =71.4MHzを得る。
Next, the operating frequency will be considered. The upper limit of the operating frequency is finmax ≦ 1 / (2 · t d ) (21), as in Expression (14). Substituting t d = 7 ns into equation (21) gives f
inmax = 71.4 MHz is obtained.

【0057】以上より、前述の条件においては、従来の
回路の場合finmax =17.8MHzであったものが、
本実施の形態においてはfinmax =71.4MHzと、
約4倍の改善がなされる。
As described above, under the above-mentioned conditions, the case where the conventional circuit had a finmax = 17.8 MHz was used.
In the present embodiment, finmax = 71.4 MHz,
About a four-fold improvement is made.

【0058】次に、動作周波数の上限をfinmax =50
MHzとするのに必要な各定電流源電流I01,I02,I
03を求めてみる。電流I01は、式(15)と同様に、 I01=2・Cj ・Vin(t4)・finmax (22) である。式(22)に、従来の回路におけると同じ条件
(但し、Vin(t4)=0.7V)を代入すると、I01=1
40μAを得る。また、前述したように、I02=I03
2×140=280μAとなる。従って、finmax =5
0MHzとするためには、回路電流Icc=I01+I02
03=700μAとなり、従来の回路におけるIcc
3.2mAに対し1/4.5で済む。finmax =50M
Hzにするために必要な回路電流が1/4.5で済むと
いうことは、1/4.5の消費電力で済むということで
あり、従って、大幅な低消費電力化が図られことにな
る。
Next, the upper limit of the operating frequency is defined as f inmax = 50.
MHz necessary constant current source currents I 01 , I 02 , I
I'll ask for 03 . Current I 01, similarly to the equation (15), a I 01 = 2 · C j · V in (t4) · f inmax (22). Substituting the same condition (Vin (t4) = 0.7 V) in the conventional circuit into the equation (22), I 01 = 1
Obtain 40 μA. Also, as described above, I 02 = I 03 =
2 × 140 = 280 μA. Therefore, f inmax = 5
In order to set it to 0 MHz, the circuit current I cc = I 01 + I 02 +
I 03 = 700 μA, and I cc =
1 / 4.5 is enough for 3.2 mA. finmax = 50M
The fact that the circuit current required for setting the frequency to 1 Hz is only 1 / 4.5 means that the power consumption is 1 / 4.5, and therefore, the power consumption is significantly reduced. .

【0059】尚、従来の回路と同じ回路電流の場合のf
inmax を見積ってみると、 finmax =I01/(2・Cj ・Vin(t4)) (23) であるので、各条件を代入してfinmax =228MHz
を得る。すなわち、従来の回路と同一の消費電力とした
場合、finmax は4.56倍に一段と高速化される。
Note that f at the same circuit current as the conventional circuit
If we estimate the inmax, because it is f inmax = I 01 / (2 · C j · V in (t4)) (23), f by substituting each condition inmax = 228MHz
Get. That is, when the power consumption is the same as that of the conventional circuit, the finmax is further increased by 4.56 times.

【0060】しかも、本実施の形態では、トランジスタ
8 のベース電圧供給用電圧源(図5における、電圧源
7)が不要であるので、回路の簡素化、小型化、低価格
化が可能である。
[0060] Moreover, in this embodiment, the base voltage supply voltage source of the transistor Q 8 (in FIG. 5, the voltage source 7) because it is unnecessary, simplification of the circuit, miniaturization, can be low cost is there.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のサンプル
ホールド回路は、出力のエミッタフォロワトランジスタ
のベース電位を制御するトランジスタに対し、ベース入
力として、サンプリング,ホールドの対象となる入力信
号を与えることにより、ホールド期間中の出力トランジ
スタのベース電位が入力信号の変化に追従するようにし
て、ホールド期間からサンプリング期間に切り替ったと
きの出力トランジスタのベース電位の変化を小さくして
いる。
As described above, the sample and hold circuit of the present invention provides an input signal to be sampled and held as a base input to a transistor for controlling the base potential of an output emitter follower transistor. Thus, the change in the base potential of the output transistor when switching from the hold period to the sampling period is reduced so that the base potential of the output transistor follows the change in the input signal during the hold period.

【0062】これにより本発明によれば、サンプリング
期間のオフセット電圧が小さく、高速クロックで動作可
能で、しかも消費電力の小さいサンプルホールド回路を
提供できる。
Thus, according to the present invention, it is possible to provide a sample and hold circuit which has a small offset voltage during a sampling period, can operate with a high-speed clock, and has low power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態によるサンプルホールド
回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a sample and hold circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す回路の動作時の入・出力波形を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing input / output waveforms during operation of the circuit shown in FIG. 1;

【図3】従来のサンプルホールド回路の一例の回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram of an example of a conventional sample and hold circuit.

【図4】図3に示す回路の動作時の入・出力波形を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing input / output waveforms during operation of the circuit shown in FIG. 3;

【図5】従来のサンプルホールド回路の他の例の回路図
である。
FIG. 5 is a circuit diagram of another example of a conventional sample and hold circuit.

【図6】図5に示す回路の動作時の入・出力波形を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing input / output waveforms during operation of the circuit shown in FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電源端子 2 入力端子 3 クロック端子 4 グランド端子 5 出力端子 6A,6B,6C 定電流源 7 電圧源 Reference Signs List 1 power supply terminal 2 input terminal 3 clock terminal 4 ground terminal 5 output terminal 6A, 6B, 6C constant current source 7 voltage source

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 サンプリングしホールドすべき入力信号
を、外部からのクロックに応じて電流経路が切り替る差
動増幅器によって活性,非活性が制御される全帰還型差
動増幅器で増幅し、その増幅出力を、出力点に電圧保持
用のキャパシタを備え、前記クロックに応じて電流経路
が切り替る差動増幅器によって導通,非導通が制御され
るエミッタフォロワの出力トランジスタで出力端子に伝
達する構成で、電源端子と前記出力トランジスタのベー
ス電極との間には、非導通状態にあるときの前記出力ト
ランジスタのベース電位を制御するためのトランジスタ
を備えるサンプルホールド回路において、 前記入力信号を、前記全帰還型差動増幅器に入力すると
共に、前記ベース電位制御用のトランジスタのベース電
極にも入力するようにして、前記非導通状態にあるとき
の出力トランジスタのベース電圧が、前記入力信号の電
圧変化に追従するようにしたことを特徴とするサンプル
ホールド回路。
An input signal to be sampled and held is amplified by an all-feedback differential amplifier whose activation and deactivation is controlled by a differential amplifier whose current path switches according to an external clock, and the amplification is performed. An output is provided with a capacitor for holding a voltage at an output point, and the output is transmitted to an output terminal by an output transistor of an emitter follower whose conduction and non-conduction is controlled by a differential amplifier whose current path is switched according to the clock, A sample-and-hold circuit including a transistor between a power supply terminal and a base electrode of the output transistor for controlling a base potential of the output transistor when in a non-conductive state, wherein the input signal is the full feedback type Input to the differential amplifier and also to the base electrode of the transistor for controlling the base potential. Sample-and-hold circuit the base voltage of the output transistor when in a non-conductive state, characterized in that it has to follow the voltage change of the input signal.
【請求項2】 サンプリングしホールドすべき入力信号
を全帰還で増幅する全帰還型の第1の差動増幅器と、 前記第1の差動増幅器の出力信号をエミッタフォロワで
出力端子に伝達する出力トランジスタと、 外部から与えられるクロックの非反転,反転信号を差動
対をなすトランジスタそれぞれのベース入力として、前
記クロックのレベルに応じて電流経路が切り替ることに
より、前記第1の差動増幅器を活性化させ又は非活性化
させる第2の差動増幅器と、 前記クロックの非反転,反転信号を差動対をなすバイポ
ーラトランジスタそれぞれのベース入力として、前記ク
ロックのレベルに応じて電流経路が切り替わることによ
り、前記出力トランジスタを、前記第1の差動増幅器の
活性又は非活性に対応して導通させ又は非導通させる第
3の差動増幅器と、 導通状態にある前記出力トランジスタが出力する信号電
荷を蓄積するキャパシタと、 電源電位供給点と前記出力トランジスタのベース電極と
の間に電流経路をなすように設けられて、前記出力トラ
ンジスタが非導通状態にあるときその非導通状態を保持
せしめるベース電位を与えるベース電位制御用トランジ
スタとを含んでなるサンプルホールド回路において、 前記入力信号を前記第1の差動増幅器に入力すると共
に、前記ベース電位制御用トランジスタのベース入力と
して与えるようにして、前記クロックのレベルによって
定まるホールド期間に前記出力トランジスタが非導通状
態にあるとき、その出力トランジスタのベース電圧が前
記入力信号の電圧変化に追従して変化するように構成し
たことを特徴とするサンプルホールド回路。
2. An all feedback first differential amplifier for amplifying an input signal to be sampled and held by full feedback, and an output for transmitting an output signal of the first differential amplifier to an output terminal by an emitter follower. By using a transistor and a non-inverted and inverted signal of a clock supplied from the outside as base inputs of transistors forming a differential pair, a current path is switched in accordance with the level of the clock, whereby the first differential amplifier is switched. A second differential amplifier to be activated or deactivated; and a non-inverted / inverted signal of the clock being used as a base input of each of bipolar transistors forming a differential pair, a current path being switched according to the level of the clock. A third transistor for turning on or off the output transistor in response to activation or deactivation of the first differential amplifier. A differential amplifier, a capacitor for storing signal charges output from the output transistor in a conductive state, and a current path between a power supply potential supply point and a base electrode of the output transistor. And a base potential control transistor for providing a base potential for holding the non-conducting state when the transistor is in a non-conducting state, wherein the input signal is input to the first differential amplifier, When the output transistor is in a non-conductive state during a hold period determined by the clock level, the base voltage of the output transistor follows a change in the voltage of the input signal. Sample sample, characterized in that the sample Field circuit.
【請求項3】 コレクタ電極が電源端子に接続され、ベ
ース電極が入力端子に接続されたnpn型の第1のバイ
ポーラトランジスタと、コレクタ電極とベース電極とが
共通接続されて第1の定電流源を介して前記電源端子に
接続されたnpn型の第2のバイポーラトランジスタと
を、それぞれのエミッタ電極を共通接続してなる第1の
差動増幅器と、 コレクタ電極が前記第1,第2のバイポーラトランジス
タの共通エミッタ電極に接続されベース電極に外部から
のクロック信号が入力されるnpn型の第3のバイポー
ラトランジスタと、コレクタ電極が前記第2のバイポー
ラトランジスタの共通コレクタ・ベース電極に接続さ
れ、ベース電極に前記クロック信号の反転信号が入力さ
れるnpn型の第4のバイポーラトランジスタとを、そ
れぞれのエミッタ電極を共通接続すると共に、前記第1
の定電流源の電流の2倍の電流を供給する第2の定電流
源を介して接地端子に接続してなる第2の差動増幅器
と、 コレクタ電極が前記第1,第2のバイポーラトランジス
タの共通エミッタ電極に接続されベース電極に外部から
の反転クロック信号が入力されるnpn型の第5のバイ
ポーラトランジスタと、コレクタ電極が出力端子に接続
され、ベース電極に前記クロック信号が入力されるnp
n型の第6のバイポーラトランジスタとを、それぞれの
エミッタ電極を共通接続すると共に、前記第1の定電流
源の電流の2倍の電流を供給する第3の定電流源を介し
て前記接地端子に接続してなる第3の差動増幅器と、 コレクタ電極が前記電源端子に接続され、エミッタ電極
が前記第6のバイポーラトランジスタのコレクタ電極及
び前記出力端子に接続され、ベース電極が前記第2のバ
イポーラトランジスタの共通コレクタ・ベース電極に接
続されたnpn型の第7のバイポーラトランジスタと、 前記出力端子と前記接地端子との間に接続された容量と
を含み、前記電源端子と前記第7のバイポーラトランジ
スタのベース電極の間に電流経路を成すようにnpn型
の第8のバイポーラトランジスタを設けた構成のサンプ
ルホールド回路において、 前記第8のバイポーラトランジスタのベース電極を前記
入力端子に接続して、前記クロックがロウレベルの期間
における前記第7のバイポーラトランジスタのベース電
圧が、この期間の前記入力端子の電圧の変化に追従する
ようにしたことを特徴とするサンプルホールド回路。
3. An npn-type first bipolar transistor having a collector electrode connected to a power supply terminal and a base electrode connected to an input terminal, and a collector electrode and a base electrode commonly connected to form a first constant current source. A first differential amplifier having an npn-type second bipolar transistor connected to the power supply terminal through a common terminal and a respective emitter electrode connected in common, and a collector electrode connected to the first and second bipolar transistors. An npn-type third bipolar transistor connected to a common emitter electrode of the transistor and having an external clock signal input to a base electrode; a collector electrode connected to a common collector / base electrode of the second bipolar transistor; An npn-type fourth bipolar transistor whose electrode receives an inverted signal of the clock signal; With an emitter electrode connected in common of said first
A second differential amplifier connected to a ground terminal via a second constant current source for supplying a current twice the current of the constant current source, and a collector electrode connected to the first and second bipolar transistors. An npn-type fifth bipolar transistor connected to a common emitter electrode and having a base electrode to which an inverted clock signal from the outside is input, a collector connected to the output terminal, and np having the base electrode supplied with the clock signal
an n-type sixth bipolar transistor, the emitter terminal of which is connected in common, and a third constant current source for supplying a current twice as large as the current of the first constant current source to the ground terminal. And a collector electrode connected to the power supply terminal, an emitter electrode connected to the collector electrode and the output terminal of the sixth bipolar transistor, and a base electrode connected to the second differential amplifier. An npn-type seventh bipolar transistor connected to a common collector / base electrode of the bipolar transistor; and a capacitor connected between the output terminal and the ground terminal, wherein the power supply terminal and the seventh bipolar transistor are connected. A sample-and-hold circuit having a configuration in which an npn-type eighth bipolar transistor is provided so as to form a current path between base electrodes of the transistors A base electrode of the eighth bipolar transistor is connected to the input terminal, and a base voltage of the seventh bipolar transistor during a period in which the clock is at a low level follows a change in a voltage of the input terminal during the period. A sample-and-hold circuit characterized in that:
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