JPH1032470A - 反転増幅回路 - Google Patents
反転増幅回路Info
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- JPH1032470A JPH1032470A JP8203273A JP20327396A JPH1032470A JP H1032470 A JPH1032470 A JP H1032470A JP 8203273 A JP8203273 A JP 8203273A JP 20327396 A JP20327396 A JP 20327396A JP H1032470 A JPH1032470 A JP H1032470A
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- capacitance
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Links
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Landscapes
- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 回路の安定性を阻害することなく発振防止回
路による電力消費を低減し、かつスリープ・モードを実
現する。 【構成】 発振防止回路に直列にキャパシタンスを接続
して低周波電流を阻止し、帰還キャパシタンスの帰還路
を遮断するとともに反転増幅部のCMOSをカットオフ
領域または飽和領域に導く。
路による電力消費を低減し、かつスリープ・モードを実
現する。 【構成】 発振防止回路に直列にキャパシタンスを接続
して低周波電流を阻止し、帰還キャパシタンスの帰還路
を遮断するとともに反転増幅部のCMOSをカットオフ
領域または飽和領域に導く。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は奇数段の直列なCM
OSインバータと、最終段のCMOSインバータの出力
を初段CMOSインバータの入力にフィードバックする
帰還キャパシタンスとを備えた反転増幅回路に関する。
OSインバータと、最終段のCMOSインバータの出力
を初段CMOSインバータの入力にフィードバックする
帰還キャパシタンスとを備えた反転増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明の発明者等は特開平07−959
47号公報においてこの種反転増幅回路を提案してお
り、アナログ電圧による演算に対して、発振を防止しつ
つ、入出力の線形特性を保証している。
47号公報においてこの種反転増幅回路を提案してお
り、アナログ電圧による演算に対して、発振を防止しつ
つ、入出力の線形特性を保証している。
【0003】図16は同提案回路を示すものであり、奇
数段のCMOSインバータI1、I2、I3が直列に接
続され、最終段のCMOSインバータI3の出力は帰還
キャパシタンスCFを介して初段CMOSインバータI
1の入力に接続されている。このような構成において、
各CMOSインバータの充分高い利得により、I3の後
段の負荷にかかわらず、I1の入力電圧Vinの反転に
等しい電圧VoutがI3出力として生じ、その精度は
良好である。
数段のCMOSインバータI1、I2、I3が直列に接
続され、最終段のCMOSインバータI3の出力は帰還
キャパシタンスCFを介して初段CMOSインバータI
1の入力に接続されている。このような構成において、
各CMOSインバータの充分高い利得により、I3の後
段の負荷にかかわらず、I1の入力電圧Vinの反転に
等しい電圧VoutがI3出力として生じ、その精度は
良好である。
【0004】ここに図16の回路では、最終段より1つ
前のCMOSインバータI2の出力に、一対のレジスタ
ンスRE1、RE2よりなる平衡レジスタンスが接続さ
れ、RE1は高電位の電圧源Vddに、RE2は低電位
の電圧源Vssに接続されている。これらレジスタンス
RE1、RE2はI2のオープンゲインを低下させ、反
転増幅回路全体のゲインを抑制する。
前のCMOSインバータI2の出力に、一対のレジスタ
ンスRE1、RE2よりなる平衡レジスタンスが接続さ
れ、RE1は高電位の電圧源Vddに、RE2は低電位
の電圧源Vssに接続されている。これらレジスタンス
RE1、RE2はI2のオープンゲインを低下させ、反
転増幅回路全体のゲインを抑制する。
【0005】さらに最終段CMOSインバータI3の出
力は、ローパス特性のキャパシタンスCGを介して接地
され、高周波領域における反転増幅回路のゲインを低下
させ、かつ位相余裕を増大する。
力は、ローパス特性のキャパシタンスCGを介して接地
され、高周波領域における反転増幅回路のゲインを低下
させ、かつ位相余裕を増大する。
【0006】以上により位相余裕およびゲイン余裕が確
保され、高い周波数領域まで発振が防止される。
保され、高い周波数領域まで発振が防止される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし図16の回路に
おける平衡レジスタンスは、常に高電位側から低電位側
に向かって微少電流が流れており、省電力化にとって不
利であった。特に反転増幅回路を適用すべきフィルタ回
路等において全体的な省電力化の検討が進むにつれ、こ
のような微少な電力消費も、ウエイトが増大した。
おける平衡レジスタンスは、常に高電位側から低電位側
に向かって微少電流が流れており、省電力化にとって不
利であった。特に反転増幅回路を適用すべきフィルタ回
路等において全体的な省電力化の検討が進むにつれ、こ
のような微少な電力消費も、ウエイトが増大した。
【0008】さらにこのような反転増幅回路において、
省電力化の要求から、電力消費を抑えるスリープ・モー
ドを設ける必要があるが、前記提案回路ではそのような
配慮は為されていなかった。
省電力化の要求から、電力消費を抑えるスリープ・モー
ドを設ける必要があるが、前記提案回路ではそのような
配慮は為されていなかった。
【0009】本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、回路の安定性を阻害することな
く、発振防止回路による電力消費を低減し得るととも
に、スリープ・モードを実現し得る反転増幅回路を提供
することを目的とする。
べく創案されたもので、回路の安定性を阻害することな
く、発振防止回路による電力消費を低減し得るととも
に、スリープ・モードを実現し得る反転増幅回路を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る反転増幅回
路は、発振防止のための回路に直列にキャパシタンスを
接続して低周波電流を阻止し、また帰還キャパシタンス
による帰還路を遮断するとともに、反転増幅部における
CMOSを遮断領域または飽和領域に導くものである。
路は、発振防止のための回路に直列にキャパシタンスを
接続して低周波電流を阻止し、また帰還キャパシタンス
による帰還路を遮断するとともに、反転増幅部における
CMOSを遮断領域または飽和領域に導くものである。
【0011】
【発明の実施の態様】次に本発明に係る反転増幅回路の
一実施例を図面に基づいて説明する。
一実施例を図面に基づいて説明する。
【0012】
【実施例】図1の反転増幅回路において、入力電圧Vi
nが接続される入力キャパシタンスCiに、奇数段直列
のCMOSインバータINVがその入力側端子において
接続され、さらに帰還キャパシタンスCfがその入力側
端子において接続されている。帰還キャパシタンスCf
の出力側には第1スリープ・リフレッシュスイッチSW
SR1が接続され、SWSR1によってCfはINVの
出力側端子、基準電圧Vrefまたはグランドに接続さ
れるようになっている。ここに基準電圧VrefはIN
Vの出力電圧範囲の基準となる電圧であり、通常電源電
圧Vddの1/2の電圧とされる。スイッチSWSR1
は、INVの出力に接続されたスイッチSWf、Vre
fに接続されたスイッチSWrf、グランドに接続され
たスイッチSWsfよりなり、これらスイッチは択一的
に閉成される。
nが接続される入力キャパシタンスCiに、奇数段直列
のCMOSインバータINVがその入力側端子において
接続され、さらに帰還キャパシタンスCfがその入力側
端子において接続されている。帰還キャパシタンスCf
の出力側には第1スリープ・リフレッシュスイッチSW
SR1が接続され、SWSR1によってCfはINVの
出力側端子、基準電圧Vrefまたはグランドに接続さ
れるようになっている。ここに基準電圧VrefはIN
Vの出力電圧範囲の基準となる電圧であり、通常電源電
圧Vddの1/2の電圧とされる。スイッチSWSR1
は、INVの出力に接続されたスイッチSWf、Vre
fに接続されたスイッチSWrf、グランドに接続され
たスイッチSWsfよりなり、これらスイッチは択一的
に閉成される。
【0013】入力キャパシタンスCiの入力側には第2
スリープ・リフレッシュスイッチSWSR2が接続さ
れ、SWSR2によってCiは入力電圧Vin、基準電
圧Vrefまたはグランドに接続されるようになってい
る。スイッチSWSR2は、入力電圧Vinに接続され
たスイッチSWin、Vrefに接続されたスイッチS
Wri、グランドに接続されたスイッチSWsiよりな
り、これらスッチは択一的に閉成される。
スリープ・リフレッシュスイッチSWSR2が接続さ
れ、SWSR2によってCiは入力電圧Vin、基準電
圧Vrefまたはグランドに接続されるようになってい
る。スイッチSWSR2は、入力電圧Vinに接続され
たスイッチSWin、Vrefに接続されたスイッチS
Wri、グランドに接続されたスイッチSWsiよりな
り、これらスッチは択一的に閉成される。
【0014】前記反転増幅部INVの入出力間にはリフ
レッシュスイッチSWrf0が接続され、SWSR1、
SWSR2におけるSWri、SWrfと連動して開閉
され、CiおよびCfの残留電荷を解消するためのリフ
レッシュに使用される。
レッシュスイッチSWrf0が接続され、SWSR1、
SWSR2におけるSWri、SWrfと連動して開閉
され、CiおよびCfの残留電荷を解消するためのリフ
レッシュに使用される。
【0015】スイッチはSWin、SWfが開放され、
かつSWsi、SWsfが閉成されたときには、INV
は入力がグランドに接続されたインバータ回路となり、
各CMOSはカットオフ領域の動作となる。従って各C
MOSにおける消費電流は無視し得る。なおINVの入
力を電源に接続して飽和領域の動作としても同様に電流
が生じなくなる。さらに斑点増幅部INVは図4(a)
または(b)のように、従来の平衡レジスタンスが設け
られておらず、平衡レジスタンスの貫通電流が生じない
ため電力消費が低減されている。
かつSWsi、SWsfが閉成されたときには、INV
は入力がグランドに接続されたインバータ回路となり、
各CMOSはカットオフ領域の動作となる。従って各C
MOSにおける消費電流は無視し得る。なおINVの入
力を電源に接続して飽和領域の動作としても同様に電流
が生じなくなる。さらに斑点増幅部INVは図4(a)
または(b)のように、従来の平衡レジスタンスが設け
られておらず、平衡レジスタンスの貫通電流が生じない
ため電力消費が低減されている。
【0016】図4(a)の回路は、3段直列のCMOS
インバータI1、I2、I3の最終段出力に接地キャパ
シタンスCLを接続して高周波成分の除去を行い、2段
目のCMOSインバータの入出力間にレジスタンスRc
とキャパシタンスCcの直列回路を接続している。この
直列回路はI2に対するネガティブフィードバックライ
ンであり、I2の負荷となるため、I2のゲインを低下
させて、反転増幅回路のゲインを抑制する。これによっ
て貫通電流が生じることのない発振防止回路が実現され
る。なおRcとCcの接続順序は任意である。
インバータI1、I2、I3の最終段出力に接地キャパ
シタンスCLを接続して高周波成分の除去を行い、2段
目のCMOSインバータの入出力間にレジスタンスRc
とキャパシタンスCcの直列回路を接続している。この
直列回路はI2に対するネガティブフィードバックライ
ンであり、I2の負荷となるため、I2のゲインを低下
させて、反転増幅回路のゲインを抑制する。これによっ
て貫通電流が生じることのない発振防止回路が実現され
る。なおRcとCcの接続順序は任意である。
【0017】図4(b)の反転増幅部は、図4(a)の
レジスタンスRcに替えてMOS抵抗Mcを使用してい
る。これによって回路規模、回路面積はさらに減少す
る。なお図4(b)ではMOS抵抗としてpMOSが用
いられているが、nMOSも当然使用可能である。
レジスタンスRcに替えてMOS抵抗Mcを使用してい
る。これによって回路規模、回路面積はさらに減少す
る。なお図4(b)ではMOS抵抗としてpMOSが用
いられているが、nMOSも当然使用可能である。
【0018】図5は本実施例のタイミングチャートを示
し、入力信号(Vin)とともに制御信号CTLin、
CTLr、CTLr0、CTLsのタイミングが示され
ている。CTLinは通常動作のためのスイッチSWi
n、SWfの開閉を制御し、高レベルのときにスイッチ
を閉成し、低レベルのときにスイッチを開放する。CT
LrはリフレッシュのためのスイッチSWri、SWr
fの開閉を制御し、高レベルのときにスイッチを閉成
し、低レベルのときにスイッチを開放する。CTLr0
はリフレッシュのためのスイッチSWrf0の開閉を制
御し、高レベルのときにスイッチを閉成し、低レベルの
ときにスイッチを開放する。CTLsはスリープ・モー
ドのためのスイッチSWsi、SWsfの開閉を制御
し、高レベルのときにスイッチを閉成し、低レベルのと
きにスイッチを開放する。
し、入力信号(Vin)とともに制御信号CTLin、
CTLr、CTLr0、CTLsのタイミングが示され
ている。CTLinは通常動作のためのスイッチSWi
n、SWfの開閉を制御し、高レベルのときにスイッチ
を閉成し、低レベルのときにスイッチを開放する。CT
LrはリフレッシュのためのスイッチSWri、SWr
fの開閉を制御し、高レベルのときにスイッチを閉成
し、低レベルのときにスイッチを開放する。CTLr0
はリフレッシュのためのスイッチSWrf0の開閉を制
御し、高レベルのときにスイッチを閉成し、低レベルの
ときにスイッチを開放する。CTLsはスリープ・モー
ドのためのスイッチSWsi、SWsfの開閉を制御
し、高レベルのときにスイッチを閉成し、低レベルのと
きにスイッチを開放する。
【0019】タイミングチャートの期間tsはスリープ
・モードの期間、期間trはリフレッシュの期間であ
り、その他の期間は通常動作である。通常動作の開始時
点においては残留電荷が解消されている必要があるた
め、通常動作の前にリフレッシュ期間が設けられてい
る。そしてリフレッシュの終了に際しては、スイッチS
WriおよびSWfrよりも若干おくれてSWrf0が
開放される。図6〜図9はこの時間差(遅延)の効果を
示す。
・モードの期間、期間trはリフレッシュの期間であ
り、その他の期間は通常動作である。通常動作の開始時
点においては残留電荷が解消されている必要があるた
め、通常動作の前にリフレッシュ期間が設けられてい
る。そしてリフレッシュの終了に際しては、スイッチS
WriおよびSWfrよりも若干おくれてSWrf0が
開放される。図6〜図9はこの時間差(遅延)の効果を
示す。
【0020】図6は入力電圧Vinが平均1.5V、振
幅1.0V、周波数1.3MHzのときの遅延時間−t
dと出力電圧の分散(縦軸:線形目盛)との関係を示
す。td>0の場合に比較してtd<0のときに分散が
減少しており、遅延の効果が明らかである。図7は同一
データを対数目盛で示したもので、約1nsecの遅延
時間tdのときに分散が最小となることが分かる。
幅1.0V、周波数1.3MHzのときの遅延時間−t
dと出力電圧の分散(縦軸:線形目盛)との関係を示
す。td>0の場合に比較してtd<0のときに分散が
減少しており、遅延の効果が明らかである。図7は同一
データを対数目盛で示したもので、約1nsecの遅延
時間tdのときに分散が最小となることが分かる。
【0021】図8は入力電圧Vinが平均1.5V、振
幅0.5V、周波数1.3MHzのときの遅延時間−t
d(横軸:遅延分を負の時間で表現している。)と出力
電圧Voutの分散(縦軸:線形目盛)との関係を示
し、図7と同様に約1nsecの遅延により、分散が最
小値をとる。
幅0.5V、周波数1.3MHzのときの遅延時間−t
d(横軸:遅延分を負の時間で表現している。)と出力
電圧Voutの分散(縦軸:線形目盛)との関係を示
し、図7と同様に約1nsecの遅延により、分散が最
小値をとる。
【0022】図2は本発明の第2実施例を示し、図1の
第1、第2スリープ・リフレッシュスイッチSWSR
1、SWSR2に替えて第1、第2スリープスイッチS
WS1、SWS2が採用され、リフレッシュ機能を省略
している。このような構成は出力の許容精度が比較的低
い場合に有効であり、回路構成を単純化し得る。
第1、第2スリープ・リフレッシュスイッチSWSR
1、SWSR2に替えて第1、第2スリープスイッチS
WS1、SWS2が採用され、リフレッシュ機能を省略
している。このような構成は出力の許容精度が比較的低
い場合に有効であり、回路構成を単純化し得る。
【0023】図3は第3実施例を示す回路図であり、図
1におけるSWSR2におけるSWsiをスリープスイ
ッチとして独立させ、INVの入力に直接接続してい
る。そして入力キャパシタンスにはSWinおよびSW
riよりなる第2リフレッシュスイッチSWR2を接続
している。一方、図1のSWSR1におけるSWsfは
省略され、SWSR1に替えて第1リフレッシュスイッ
チSWR1が構成されている。SWf、SWrf0が開
放された状態において、SWsiはINVの入力を直接
グランドに接続し、INVをカットオフ領域として、電
流消費を抑制する。本実施例は第1実施例に比較し回路
構成が単純化し、第2実施例に比較してリフレッシュ機
能を実現し得るという利点がある。なお図2、図3の構
成において、スリープモード時にグランドに替えて電源
を接続し得ることはいうまでもない。
1におけるSWSR2におけるSWsiをスリープスイ
ッチとして独立させ、INVの入力に直接接続してい
る。そして入力キャパシタンスにはSWinおよびSW
riよりなる第2リフレッシュスイッチSWR2を接続
している。一方、図1のSWSR1におけるSWsfは
省略され、SWSR1に替えて第1リフレッシュスイッ
チSWR1が構成されている。SWf、SWrf0が開
放された状態において、SWsiはINVの入力を直接
グランドに接続し、INVをカットオフ領域として、電
流消費を抑制する。本実施例は第1実施例に比較し回路
構成が単純化し、第2実施例に比較してリフレッシュ機
能を実現し得るという利点がある。なお図2、図3の構
成において、スリープモード時にグランドに替えて電源
を接続し得ることはいうまでもない。
【0024】図10は反転増幅回路を2段直列に使用
し、符号付き加算を行う第3実施例を示す。図10にお
いて、複数の入力電圧Vin1〜Vin8が並列なキャ
パシタンスC11〜C14およびC21〜C24に接続
されている。C11〜C14は容量結合としてVin1
〜Vin4を加算し、C21〜C24はVin5〜Vi
n8を加算する。
し、符号付き加算を行う第3実施例を示す。図10にお
いて、複数の入力電圧Vin1〜Vin8が並列なキャ
パシタンスC11〜C14およびC21〜C24に接続
されている。C11〜C14は容量結合としてVin1
〜Vin4を加算し、C21〜C24はVin5〜Vi
n8を加算する。
【0025】C11〜C14は前記入力キャパシタンス
に対応し、その出力は反転増幅部INV1に入力されて
いる。C11〜C14の出力にはINV1と並列に帰還
キャパシタンスCF1が接続され、CF1の出力側には
第1スリープ・リフレッシュスイッチSWSR1が接続
されている。スイッチSWSR1によって、CF1の出
力はINV1出力、基準電圧Vrefまたはグランドに
接続される。キャパシタンスC11〜C14、C21〜
C24の入力には第2スリープ・リフレッシュスイッチ
SWSR2が接続され、これらキャパシタンスはSWS
R2によって対応する入力電圧、基準電圧またはグラン
ドに接続される。C21〜C24も同様に前記入力キャ
パシタンスに対応し、その出力は反転増幅部INV2に
入力されている。C21〜C24の出力にはINV2と
並列に帰還キャパシタンスCF2が接続され、CF2の
出力側は前記第1スリープ・リフレッシュスイッチSW
SR1と共通部分を有する第3スリープ・リフレッシュ
スイッチSWSR1’に接続されている。スイッチSW
SR1’によって、CF2の出力はINV2出力、基準
電圧Vrefまたはグランドに接続される。
に対応し、その出力は反転増幅部INV1に入力されて
いる。C11〜C14の出力にはINV1と並列に帰還
キャパシタンスCF1が接続され、CF1の出力側には
第1スリープ・リフレッシュスイッチSWSR1が接続
されている。スイッチSWSR1によって、CF1の出
力はINV1出力、基準電圧Vrefまたはグランドに
接続される。キャパシタンスC11〜C14、C21〜
C24の入力には第2スリープ・リフレッシュスイッチ
SWSR2が接続され、これらキャパシタンスはSWS
R2によって対応する入力電圧、基準電圧またはグラン
ドに接続される。C21〜C24も同様に前記入力キャ
パシタンスに対応し、その出力は反転増幅部INV2に
入力されている。C21〜C24の出力にはINV2と
並列に帰還キャパシタンスCF2が接続され、CF2の
出力側は前記第1スリープ・リフレッシュスイッチSW
SR1と共通部分を有する第3スリープ・リフレッシュ
スイッチSWSR1’に接続されている。スイッチSW
SR1’によって、CF2の出力はINV2出力、基準
電圧Vrefまたはグランドに接続される。
【0026】第1スリープ・リフレッシュスイッチSW
SR1はCF1の出力をINV1出力またはスイッチS
WR3に接続するスイッチSWR1を有し、SWR3は
SWR1の出力をVrefまたはグランドに接続する。
第3スリープ・リフレッシュスイッチSWSR1’はC
F2の出力をINV2出力またはスイッチSWR3に接
続するスイッチSWR2を有する。第2スリープ・リフ
レッシュスイッチSWSR2は各キャパシタンスの入力
を入力電圧またはスイッチSWR3に接続するスイッチ
SW11〜SW14、SW21〜SW24を有し、SW
R3を前記スリープ・リフレッシュスイッチと共通に使
用している。またINV1、INV2には、図1のSW
rfに対応するリフレッシュ用のスイッチSWF1、S
WF2がそれぞれ接続されている。
SR1はCF1の出力をINV1出力またはスイッチS
WR3に接続するスイッチSWR1を有し、SWR3は
SWR1の出力をVrefまたはグランドに接続する。
第3スリープ・リフレッシュスイッチSWSR1’はC
F2の出力をINV2出力またはスイッチSWR3に接
続するスイッチSWR2を有する。第2スリープ・リフ
レッシュスイッチSWSR2は各キャパシタンスの入力
を入力電圧またはスイッチSWR3に接続するスイッチ
SW11〜SW14、SW21〜SW24を有し、SW
R3を前記スリープ・リフレッシュスイッチと共通に使
用している。またINV1、INV2には、図1のSW
rfに対応するリフレッシュ用のスイッチSWF1、S
WF2がそれぞれ接続されている。
【0027】以上のように、Vrefおよびグランドへ
の接続を共通な1個のスイッチで行うことにより、全体
の回路構成を単純化し得る。
の接続を共通な1個のスイッチで行うことにより、全体
の回路構成を単純化し得る。
【0028】INV1の出力は中間キャパシタンスCC
を介して、C21〜C24の出力と並列にINV2に接
続され、以下の符号付き加算が行われる。
を介して、C21〜C24の出力と並列にINV2に接
続され、以下の符号付き加算が行われる。
【0029】INV1、INV2の入力側のオフセット
電圧をVb1、Vb2、INV1の出力電圧をVaをV
aとし、C11〜C14、C21〜C24をそれぞれC
1i、C2iで代表し、Vin1〜Vin8をVin
(i)で代表すると、電荷保存則より、
電圧をVb1、Vb2、INV1の出力電圧をVaをV
aとし、C11〜C14、C21〜C24をそれぞれC
1i、C2iで代表し、Vin1〜Vin8をVin
(i)で代表すると、電荷保存則より、
【数1】 の関係が得られ、一般にVb1=Vb2であるのでこれ
をVbとおき、CF1=CF2=CCとして、これをC
Fで表すと、以下の式(3)が求められる。
をVbとおき、CF1=CF2=CCとして、これをC
Fで表すと、以下の式(3)が求められる。
【数2】 前述のとおり、これはVin1〜Vin4の重み付加算
結果からVin5〜Vin8の重み付加算結果を減算し
たものであり、加減算が実現されている。
結果からVin5〜Vin8の重み付加算結果を減算し
たものであり、加減算が実現されている。
【0030】前記INV1は中間スイッチSWCCを介
して中間キャパシタンスCCに接続され、SWCCはC
Cの入力端子をINV1または前記スイッチSWR3に
接続する。これによってINV2の入力側はスリープモ
ード時にはSWCC、SWR3を介してグランドに接続
され、リフレッシュモードには基準電圧に接続される。
INV2に対しても完璧なリフレッシュ、スリープモー
ドを実現し得る。なおスイッチSWCCは反転増幅部I
NV2の入力側mに接続されているので、第2スリープ
・リフレッシュスイッチSWSR2と同期して動作し、
SWSR2に含めて考えることができる。
して中間キャパシタンスCCに接続され、SWCCはC
Cの入力端子をINV1または前記スイッチSWR3に
接続する。これによってINV2の入力側はスリープモ
ード時にはSWCC、SWR3を介してグランドに接続
され、リフレッシュモードには基準電圧に接続される。
INV2に対しても完璧なリフレッシュ、スリープモー
ドを実現し得る。なおスイッチSWCCは反転増幅部I
NV2の入力側mに接続されているので、第2スリープ
・リフレッシュスイッチSWSR2と同期して動作し、
SWSR2に含めて考えることができる。
【0031】図11は反転増幅部の他の実施例を示す。
この反転増幅部においては、最終段より1つ前のCMO
SインバータI2の出力に、一対のレジスタンスRE
1、RE2を有する平衡レジスタンスが接続されている
が、これらレジスタンスにはキャパシタンスCE1、C
E2がそれぞれ直列に接続されている。すなわち、RE
1、CE1の直列回路がI2出力とVddの間に接続さ
れ、RE2、CE2の直列回路がI2出力とVssの間
に接続されている。これら直列回路はI2のオープンゲ
インを低下させ、反転増幅回路全体のゲインを抑制する
が、低周波電流に対するインピーダンスが高く、その消
費電力は従来に比較して著しく低い。
この反転増幅部においては、最終段より1つ前のCMO
SインバータI2の出力に、一対のレジスタンスRE
1、RE2を有する平衡レジスタンスが接続されている
が、これらレジスタンスにはキャパシタンスCE1、C
E2がそれぞれ直列に接続されている。すなわち、RE
1、CE1の直列回路がI2出力とVddの間に接続さ
れ、RE2、CE2の直列回路がI2出力とVssの間
に接続されている。これら直列回路はI2のオープンゲ
インを低下させ、反転増幅回路全体のゲインを抑制する
が、低周波電流に対するインピーダンスが高く、その消
費電力は従来に比較して著しく低い。
【0032】レジスタンスRE1、RE2とキャパシタ
ンスCE1、CE2の位置関係は任意であり、図11の
ように、レジスタンスをキャパシタンスよりも電圧源側
に配置してもよいし、図12の変形例のように、その位
置関係を逆転させてもよい。
ンスCE1、CE2の位置関係は任意であり、図11の
ように、レジスタンスをキャパシタンスよりも電圧源側
に配置してもよいし、図12の変形例のように、その位
置関係を逆転させてもよい。
【0033】また平衡レジスタンスの接続位置は、I2
出力に限定されるものではなく、I1出力としてもよ
い。但し一般的には最終段の1つ前段のCMOSインバ
ータに接続して良好な効果を得ている。
出力に限定されるものではなく、I1出力としてもよ
い。但し一般的には最終段の1つ前段のCMOSインバ
ータに接続して良好な効果を得ている。
【0034】図13の反転増幅部は、図4(a)の変形
例を示すものであり、レジスタンスREとキャパシタン
スCEの直列回路を、最終段CMOSインバータI3の
入出力間に接続している。この直列回路はI3に対する
ネガティブフィードバックラインであり、I3の負荷と
なるため、I3のゲインを低下させて、前記と同様反転
増幅回路のゲインを抑制する。なお図4(a)の回路は
本回路に比較し、後段のキャパシタンス成分の影響を受
けないという利点がある。
例を示すものであり、レジスタンスREとキャパシタン
スCEの直列回路を、最終段CMOSインバータI3の
入出力間に接続している。この直列回路はI3に対する
ネガティブフィードバックラインであり、I3の負荷と
なるため、I3のゲインを低下させて、前記と同様反転
増幅回路のゲインを抑制する。なお図4(a)の回路は
本回路に比較し、後段のキャパシタンス成分の影響を受
けないという利点がある。
【0035】図14は、図4(b)のMOS抵抗MRキ
ャパシタンスの直列回路を最終段CMOSインバータの
入出力間に接続したものであり、回路規模、回路面積を
減少している。なお図4(b)と本回路の比較において
も、後段回路の影響を受けないという点で図4の回路が
優る。
ャパシタンスの直列回路を最終段CMOSインバータの
入出力間に接続したものであり、回路規模、回路面積を
減少している。なお図4(b)と本回路の比較において
も、後段回路の影響を受けないという点で図4の回路が
優る。
【0036】図15は前記基準電圧Vrefを生成する
ための基準電圧生成回路であり、スリープモードのため
の電源電圧への接続をも実現し得る構成になっている。
図15において、基準電圧生成回路は図10の反転増幅
部INV1、INV2と同様に奇数段直列のCMOSイ
ンバータよりなる反転増幅部INVを有し、このINV
の出力をスイッチSWVrefを介してその入力に接続
している。SWVrefはINVの入力をINV出力ま
たは電源電圧Vddに接続し、INV出力側のときはそ
の入出力がバランスする略Vdd/2の電圧に収束す
る。またVdd側のときはINVの出力にはVddの反
転として接地電圧(0V)の電圧が生じることになる。
従って基準電圧生成回路の出力Vref−ddは基準電
圧Vrefまたは0Vであり、図10のSWR3に替え
てこの基準電圧生成回路を用いれば、SWR3の機能を
基準電圧生成回路に含めることが可能である。
ための基準電圧生成回路であり、スリープモードのため
の電源電圧への接続をも実現し得る構成になっている。
図15において、基準電圧生成回路は図10の反転増幅
部INV1、INV2と同様に奇数段直列のCMOSイ
ンバータよりなる反転増幅部INVを有し、このINV
の出力をスイッチSWVrefを介してその入力に接続
している。SWVrefはINVの入力をINV出力ま
たは電源電圧Vddに接続し、INV出力側のときはそ
の入出力がバランスする略Vdd/2の電圧に収束す
る。またVdd側のときはINVの出力にはVddの反
転として接地電圧(0V)の電圧が生じることになる。
従って基準電圧生成回路の出力Vref−ddは基準電
圧Vrefまたは0Vであり、図10のSWR3に替え
てこの基準電圧生成回路を用いれば、SWR3の機能を
基準電圧生成回路に含めることが可能である。
【0037】
【発明の効果】前述のとおり、本発明に係る反転増幅回
路は、発振防止のための回路に直列に抵抗を接続して低
周波電流を阻止し、また帰還キャパシタンスによる帰還
路を遮断するとともに入力キャパシタンスにおよび帰還
キャパシタンスをグランドに接続し、CMOSを遮断領
域に導くので、回路の安定性を阻害することなく、発振
防止回路の電力消費を低減し得るとともに、スリープ・
モードを実現し得るという優れた効果を有する。
路は、発振防止のための回路に直列に抵抗を接続して低
周波電流を阻止し、また帰還キャパシタンスによる帰還
路を遮断するとともに入力キャパシタンスにおよび帰還
キャパシタンスをグランドに接続し、CMOSを遮断領
域に導くので、回路の安定性を阻害することなく、発振
防止回路の電力消費を低減し得るとともに、スリープ・
モードを実現し得るという優れた効果を有する。
【図1】本発明に係る反転増幅回路の第1実施例を示す
回路図である。
回路図である。
【図2】第2実施例の示す回路図である。
【図3】第3実施例を示す回路図である。
【図4(a)】第1実施例における反転増幅部の例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図4(b)】反転増幅部の他の例を示す回路図であ
る。
る。
【図5】第1実施例のタイミングチャートである。
【図6】図5のリフレッシュタイミングと出力精度の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図7】図6の出力精度を対数表記したグラフである。
【図8】他の入力条件でのリフレッシュタイミングと出
力精度の関係を示すグラフである。
力精度の関係を示すグラフである。
【図9】図8の出力精度を対数表記したグラフである。
【図10】本発明の第3実施例を示す回路図である。
【図11】反転増幅部の他の実施例を示す回路図であ
る。
る。
【図12】反転増幅部のさらにの実施例を示す回路図で
ある。
ある。
【図13】反転増幅部のさらに他の実施例を示す回路図
である。
である。
【図14】反転増幅部のさらに他の実施例を示す回路図
である。
である。
【図15】基準電圧生成回路を示す回路図である。
【図16】従来の反転増幅部を示す回路図である。
INV、INV1、INV2...反転増幅部 I1、I2、I3...CMOSインバータ Cf、CF、CF1、CF2...フィードバックキャ
パシタンス CL...接地キャパシタンス Rc、RE、RE1、RE2...レジスタンス Cc、CC、CE、CE1、CE2、C11〜C14、
C21〜C24...キャパシタンス Mc、MR...MOS抵抗 SWSR1、SWSR1’、SWSR2...スリープ
・リフレッシュスイッチ SWf、SWrf、SWsf、SWin、SWri、S
Wsi、SW11〜SW SW14,SW21〜SW24、SWR1〜SWR3、
SWCC、SWVref...スイッチ ts...スリープ期間 tr...リフレッシュ期間 td...遅延時間 Vin...入力電圧 Vout...出力電圧 Vdd...電源電圧 Vref...基準電圧 Vref−dd...出力電圧。 4 整理番号=YZ1996013A
パシタンス CL...接地キャパシタンス Rc、RE、RE1、RE2...レジスタンス Cc、CC、CE、CE1、CE2、C11〜C14、
C21〜C24...キャパシタンス Mc、MR...MOS抵抗 SWSR1、SWSR1’、SWSR2...スリープ
・リフレッシュスイッチ SWf、SWrf、SWsf、SWin、SWri、S
Wsi、SW11〜SW SW14,SW21〜SW24、SWR1〜SWR3、
SWCC、SWVref...スイッチ ts...スリープ期間 tr...リフレッシュ期間 td...遅延時間 Vin...入力電圧 Vout...出力電圧 Vdd...電源電圧 Vref...基準電圧 Vref−dd...出力電圧。 4 整理番号=YZ1996013A
Claims (13)
- 【請求項1】 奇数段の直列なCMOSインバータより
なる反転増幅部と、この反転増幅部における初段のCM
OSインバータの入力に一端子が接続された帰還キャパ
シタンスと、初段CMOSインバータの入力に接続され
た入力キャパシタンスと、前記帰還キャパシタンスの他
端子を前記反転増幅部における最終段のCMOSインバ
ータの出力またはグランドに接続する第1スリープスイ
ッチと、前記入力キャパシタンスの入力に入力電圧また
はグランドを接続する第2スリープスイッチと、前記反
転増幅部における初段より後のCMOSインバータに接
続された直列なキャパシタンスを含む発振防止回路とを
備えている反転増幅回路。 - 【請求項2】 奇数段の直列なCMOSインバータより
なる反転増幅部と、この反転増幅部における初段のCM
OSインバータの入力に一端子が接続された帰還キャパ
シタンスと、初段CMOSインバータの入力に接続され
た入力キャパシタンスと、前記帰還キャパシタンスの他
端子を前記反転増幅部における最終段のCMOSインバ
ータの出力または基準電圧に接続する第1リフレッシュ
スイッチと、前記入力キャパシタンスの入力に入力電圧
または基準電圧を接続する第2リフレッシュスイッチ
と、前記反転増幅回路の入出力を接続する第3リフレッ
シュスイッチと、初段CMOSインバータの入力をグラ
ンドに接続するスリープスイッチと、前記反転増幅部に
おける初段より後のCMOSインバータに接続された直
列なキャパシタンスを含む発振防止回路とを備えている
反転増幅回路。 - 【請求項3】 奇数段の直列なCMOSインバータより
なる反転増幅部と、この反転増幅部における初段のCM
OSインバータの入力に一端子が接続された帰還キャパ
シタンスと、初段CMOSインバータの入力に接続され
た入力キャパシタンスと、前記帰還キャパシタンスの他
端子を前記反転増幅部における最終段のCMOSインバ
ータの出力、基準電圧またはグランドに接続する第1ス
リープ・リフレッシュスイッチと、前記入力キャパシタ
ンスの入力に入力電圧、基準電圧またはグランドを接続
する第2スリープ・リフレッシュスイッチと、前記反転
増幅回路の入出力を接続するリフレッシュスイッチと、
前記反転増幅部における初段より後のCMOSインバー
タに接続された直列なキャパシタンスを含む発振防止回
路とを備えている反転増幅回路。 - 【請求項4】 発振防止回路は、反転増幅部における
中間のCMOSインバータの出力に接続された1対のレ
ジスタンスおよびキャパシタンスの直列回路よりなる平
衡レジスタンスであって、一方のレジスタンスは高電位
の電圧源に接続され、他方のレジスタンスは低電位の電
圧源に接続されていることを特徴とする請求項1〜3の
いずれか一項に記載の反転増幅回路。 - 【請求項5】 発振防止回路は、中間のCMOSイン
バータの入出力間に接続されたレジスタンスとキャパシ
タンスの直列回路であることを特徴とする請求項1〜3
のいずれか一項に記載の反転増幅回路。 - 【請求項6】 発振防止回路は、中間のCMOSイン
バータの出力と最終段のCMOSインバータの出力との
間に接続されたレジスタンスとキャパシタンスの直列回
路であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項
に記載の反転増幅回路。 - 【請求項7】 キャパシタンスはレジスタンスよりも入
力側に接続されていることを特徴とする請求項6記載の
反転増幅回路。 - 【請求項8】 第1スリープスイッチおよび第2スリー
プスイッチは、反転増幅回路のスリープ・モード時には
グランドまたは電源電圧に接続されることを特徴とする
請求項2記載の反転増幅回路。 - 【請求項9】 第1スリープ・リフレッシュスイッチお
よび第2スリープ・リフレッシュスイッチは、反転増幅
回路のリフレッシュ時には基準電圧に接続され、反転増
幅回路のスリープ・モード時にはグランドまたは電源電
圧に接続され、リフレッシュスッチはリフレッシュ時に
のみ閉成されることを特徴とする請求項3記載の反転増
幅回路。 - 【請求項10】 リフレッシュ終了時には、第1、第2
スリープ・リフレッシュスイッチの切替よりも若干早く
リフレッシュスイッチを開放することを特徴とする請求
項3記載の反転増幅回路。 - 【請求項11】 リフレッシュ終了時には、第1、第2
スリープ・リフレッシュスイッチの切替よりも数nse
c早くリフレッシュスイッチを開放することを特徴とす
る請求項3記載の反転増幅回路。 - 【請求項12】 リフレッシュ終了時には、第1、第2
リフレッシュスイッチの切替よりも若干早く第3リフレ
ッシュスイッチを開放することを特徴とする請求項2記
載の反転増幅回路。 - 【請求項13】 リフレッシュ終了時には、第1、第2
リフレッシュスイッチの切替よりも数nsec早くリフ
レッシュスイッチを開放することを特徴とする請求項2
記載の反転増幅回路。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8203273A JPH1032470A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 反転増幅回路 |
| CN97113115A CN1090838C (zh) | 1996-05-21 | 1997-05-20 | 反相放大电路 |
| US08/859,109 US5936463A (en) | 1996-05-21 | 1997-05-20 | Inverted amplifying circuit |
| EP97108149A EP0809352B1 (en) | 1996-05-21 | 1997-05-20 | Inverted amplifying circuit |
| DE69709437T DE69709437T2 (de) | 1996-05-21 | 1997-05-20 | Invertierende Verstärkerschaltung |
| KR1019970019709A KR980012850A (ko) | 1996-05-21 | 1997-05-21 | 반전증폭회로 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8203273A JPH1032470A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 反転増幅回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032470A true JPH1032470A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16471325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8203273A Pending JPH1032470A (ja) | 1996-05-21 | 1996-07-12 | 反転増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1032470A (ja) |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP8203273A patent/JPH1032470A/ja active Pending
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