JPH11330358A - 基板雑音検出増幅回路 - Google Patents
基板雑音検出増幅回路Info
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- JPH11330358A JPH11330358A JP10128390A JP12839098A JPH11330358A JP H11330358 A JPH11330358 A JP H11330358A JP 10128390 A JP10128390 A JP 10128390A JP 12839098 A JP12839098 A JP 12839098A JP H11330358 A JPH11330358 A JP H11330358A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】MOS集積回路において、電源電圧範囲を越え
る基板雑音電圧を同一チップ、同一電源系の回路で容易
に検出し、増幅する回路を提供する。 【解決手段】基板雑音検出部は、CMOSインバータ3
の入力ゲートに一定バイアスVBBを印加し、p基板に
形成したnMOSトランジスタ1のバックゲートに基板
電圧Vsubを印加した構成とする。このCMOSインバ
ータの出力端電圧Vinは、基板雑音が重畳された電源電
圧VddとVssの中間電圧となる。MOSスイッチSWa
を介して容量C1にサンプル・ホールドした電圧Vin
と、MOSスイッチSWbを介して容量C2にサンプル
・ホールドした電圧基準電圧Vrefを、差動増幅回路4
にて増幅する。ラッチ回路5は、出力電圧Vout(=Gv
(Vin−Vref))に応じた所定のデジタル値Qを格納し、
出力する。 【効果】基板雑音をオンチップで実測でき、基板雑音の
低減策に役立つ。
る基板雑音電圧を同一チップ、同一電源系の回路で容易
に検出し、増幅する回路を提供する。 【解決手段】基板雑音検出部は、CMOSインバータ3
の入力ゲートに一定バイアスVBBを印加し、p基板に
形成したnMOSトランジスタ1のバックゲートに基板
電圧Vsubを印加した構成とする。このCMOSインバ
ータの出力端電圧Vinは、基板雑音が重畳された電源電
圧VddとVssの中間電圧となる。MOSスイッチSWa
を介して容量C1にサンプル・ホールドした電圧Vin
と、MOSスイッチSWbを介して容量C2にサンプル
・ホールドした電圧基準電圧Vrefを、差動増幅回路4
にて増幅する。ラッチ回路5は、出力電圧Vout(=Gv
(Vin−Vref))に応じた所定のデジタル値Qを格納し、
出力する。 【効果】基板雑音をオンチップで実測でき、基板雑音の
低減策に役立つ。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路の基
板雑音検出増幅回路に係り、特にMOS集積回路におけ
る基板雑音を検出して増幅する基板雑音検出増幅回路に
関する。
板雑音検出増幅回路に係り、特にMOS集積回路におけ
る基板雑音を検出して増幅する基板雑音検出増幅回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】最近のMOS集積回路、特にCMOS集
積回路(以下、CMOS・ICと記す)においては、デ
ジタル論理回路に加えて、アナログ回路を同一チップに
集積化する要求が強くなり、所謂アナログ・デジタル混
在集積回路の開発が盛んに行われている。
積回路(以下、CMOS・ICと記す)においては、デ
ジタル論理回路に加えて、アナログ回路を同一チップに
集積化する要求が強くなり、所謂アナログ・デジタル混
在集積回路の開発が盛んに行われている。
【0003】一般的なバルクCMOS・ICは、nチャ
ネル型MOS電界効果トランジスタ(以下、nMOSト
ランジスタと称する)あるいはpチャネル型MOS電界
効果トランジスタ(以下、pMOSトランジスタと称す
る)の基板部がチップ上で共通となるため、デジタル回
路部で発生するスイッチング雑音が共通基板を介して、
アナログ回路部に到達する。このため、アナログ回路部
の動作性能に影響を与えるという問題がある。従って、
アナログ・デジタル混在集積回路では、これらの基板雑
音を如何に制御し、低減するかが重要な設計課題となっ
ている。この課題に対しては先ず、チップの基板雑音を
実測することが重要であり、さまざまな測定が試みられ
ている。
ネル型MOS電界効果トランジスタ(以下、nMOSト
ランジスタと称する)あるいはpチャネル型MOS電界
効果トランジスタ(以下、pMOSトランジスタと称す
る)の基板部がチップ上で共通となるため、デジタル回
路部で発生するスイッチング雑音が共通基板を介して、
アナログ回路部に到達する。このため、アナログ回路部
の動作性能に影響を与えるという問題がある。従って、
アナログ・デジタル混在集積回路では、これらの基板雑
音を如何に制御し、低減するかが重要な設計課題となっ
ている。この課題に対しては先ず、チップの基板雑音を
実測することが重要であり、さまざまな測定が試みられ
ている。
【0004】図10に、基板雑音をサンプリングし、差
動増幅回路で増幅する基板雑音検出増幅回路の従来例を
示す。基板電圧Vsubは通常、電源電圧Vssと同一電圧
で用いられることが多く、基板雑音vsubが重畳した電
圧Vinが基板雑音電圧としてMOSスイッチ11を介し
て、容量C1にサンプルされ、ホールドされる。基準電
圧VrefもMOSスイッチ12により、容量C2にサン
プルされ、ホールドされる。ホールドされた電圧は差動
増幅回路13によって増幅(利得Gv)され、出力電圧
Vout(=Gv(Vin−Vref))が得られる。また、出
力電圧Voutによりラッチ回路14が駆動され、基板雑
音vsubに応じた所定のデジタル値Qが格納され、出力
される。
動増幅回路で増幅する基板雑音検出増幅回路の従来例を
示す。基板電圧Vsubは通常、電源電圧Vssと同一電圧
で用いられることが多く、基板雑音vsubが重畳した電
圧Vinが基板雑音電圧としてMOSスイッチ11を介し
て、容量C1にサンプルされ、ホールドされる。基準電
圧VrefもMOSスイッチ12により、容量C2にサン
プルされ、ホールドされる。ホールドされた電圧は差動
増幅回路13によって増幅(利得Gv)され、出力電圧
Vout(=Gv(Vin−Vref))が得られる。また、出
力電圧Voutによりラッチ回路14が駆動され、基板雑
音vsubに応じた所定のデジタル値Qが格納され、出力
される。
【0005】なお、このように基板電圧を直接増幅器で
受ける構成は例えば、電子情報通信学会誌英文論文誌A
(IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals of Electronic
s, Communications and Computor Sciences, vol.E80-
A, No.7, pp.313-320, Feb. 1997)に記載されている。
受ける構成は例えば、電子情報通信学会誌英文論文誌A
(IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals of Electronic
s, Communications and Computor Sciences, vol.E80-
A, No.7, pp.313-320, Feb. 1997)に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来例では通常、基板電圧は最高電位の電源電圧Vdd
または最低電位のVssにバイアスされるため、基板雑音
vsubをサンプリングする場合、同一チップ上に形成さ
れ、バックゲートが電源電圧Vssに接続されたnMOS
トランジスタと、バックゲートが電源電圧Vddに接続さ
れたpMOSトランジスタとで構成されるMOSスイッ
チ11では動作限界が生じ、正確に雑音電圧を取り込む
ことができないという問題が生じる。
た従来例では通常、基板電圧は最高電位の電源電圧Vdd
または最低電位のVssにバイアスされるため、基板雑音
vsubをサンプリングする場合、同一チップ上に形成さ
れ、バックゲートが電源電圧Vssに接続されたnMOS
トランジスタと、バックゲートが電源電圧Vddに接続さ
れたpMOSトランジスタとで構成されるMOSスイッ
チ11では動作限界が生じ、正確に雑音電圧を取り込む
ことができないという問題が生じる。
【0007】例えば、チップがp型半導体基板を用いて
いる場合、基板電圧は電源電圧Vssにバイアスされる。
雑音が発生すると、基板雑音電圧Vsubが、Vsub<Vss
−VFとなる場合がある。なお、ここでVFはpn接合
の順方向電圧である。この基板雑音電圧値が入力電圧V
inとしてMOSスイッチに入力された場合、MOSスイ
ッチ11の入力範囲(Vss−VF<Vin<Vdd+VF)
を越えてしまい、MOSスイッチとして正常動作しなく
なる。このため、雑音電圧の容量C1への正確なサンプ
リングが困難になる。
いる場合、基板電圧は電源電圧Vssにバイアスされる。
雑音が発生すると、基板雑音電圧Vsubが、Vsub<Vss
−VFとなる場合がある。なお、ここでVFはpn接合
の順方向電圧である。この基板雑音電圧値が入力電圧V
inとしてMOSスイッチに入力された場合、MOSスイ
ッチ11の入力範囲(Vss−VF<Vin<Vdd+VF)
を越えてしまい、MOSスイッチとして正常動作しなく
なる。このため、雑音電圧の容量C1への正確なサンプ
リングが困難になる。
【0008】そこで、本発明の目的は、電源電圧範囲を
越えるような基板雑音電圧に対しても検出して増幅する
ことが可能な、同一チップに集積できる、所謂オンチッ
プの基板雑音検出増幅回路を提供することである。
越えるような基板雑音電圧に対しても検出して増幅する
ことが可能な、同一チップに集積できる、所謂オンチッ
プの基板雑音検出増幅回路を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る基板雑音検出増幅回路では、基板雑音
を反転増幅回路(インバータ)あるいは非反転増幅回路
(ソースフォロア)の出力部に取り出し、これをMOS
スイッチを介して増幅器に入力する構成とした。インバ
ータあるいはソースフォロアの出力部に取り出された基
板雑音電圧は、適当なバイアス電圧がかけられる。従っ
て、電源電圧範囲を越える基板雑音電圧もMOSスイッ
チで取り込むことが可能となり、オンチップの基板雑音
検出増幅回路が実現される。
に、本発明に係る基板雑音検出増幅回路では、基板雑音
を反転増幅回路(インバータ)あるいは非反転増幅回路
(ソースフォロア)の出力部に取り出し、これをMOS
スイッチを介して増幅器に入力する構成とした。インバ
ータあるいはソースフォロアの出力部に取り出された基
板雑音電圧は、適当なバイアス電圧がかけられる。従っ
て、電源電圧範囲を越える基板雑音電圧もMOSスイッ
チで取り込むことが可能となり、オンチップの基板雑音
検出増幅回路が実現される。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る基板雑音検出
増幅回路の実施の形態につき、添付図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
増幅回路の実施の形態につき、添付図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
【0011】<実施の形態1>図1は、本発明に係る基
板雑音検出増幅回路の一実施の形態例を示す回路構成図
である。図1において、参照符号P-subはp型基板を示
し、このp型基板に形成したnMOSトランジスタ1
と、n型ウェルN-well内に形成したpMOSトランジ
スタ2は、反転増幅回路であるCMOSインバータ3を
構成する。CMOSインバータ3の入力ゲートには、一
定のバイアス電圧VBBを印加する。この場合、CMO
Sインバータ3の出力端電圧は電源電圧VddとVssの中
間電圧となる。いま基板電圧Vsubに雑音として変動成
分vsubが生ずると、CMOSインバータ3の出力端に
は近似的に、(−gmb・rp)vsubで表される雑音
電圧が発生する。
板雑音検出増幅回路の一実施の形態例を示す回路構成図
である。図1において、参照符号P-subはp型基板を示
し、このp型基板に形成したnMOSトランジスタ1
と、n型ウェルN-well内に形成したpMOSトランジ
スタ2は、反転増幅回路であるCMOSインバータ3を
構成する。CMOSインバータ3の入力ゲートには、一
定のバイアス電圧VBBを印加する。この場合、CMO
Sインバータ3の出力端電圧は電源電圧VddとVssの中
間電圧となる。いま基板電圧Vsubに雑音として変動成
分vsubが生ずると、CMOSインバータ3の出力端に
は近似的に、(−gmb・rp)vsubで表される雑音
電圧が発生する。
【0012】ここで、gmbはnMOSトランジスタ1
の基板に関する相互コンダクタンス、rpは等価的な出
力抵抗であり、簡単のためリアクタンス成分は省略し
た。基板雑音を検出したCMOSインバータ3の出力端
電圧は、電源電圧VddとVssの中間電圧であるから、入
力電圧VinとしてMOSスイッチSWaを通して容量C
1にサンプル、ホールドすることが可能である。MOS
スイッチSWaはnMOSトランジスタからなるスイッ
チSWnとpMOSトランジスタからなるスイッチSWp
から構成され、スイッチSWn,SWpはそれぞれゲート
電圧Vgn,Vgpによって、オン・オフ制御される。同様
に、基準電圧VrefもMOSスイッチSWbを介して容量
C2にサンプル、ホールドされる。MOSスイッチSW
bもMOSスイッチSWaと同様にスイッチSWn,SWp
で構成され、それぞれゲート電圧Vgn,Vgpでオン・オ
フ制御する。
の基板に関する相互コンダクタンス、rpは等価的な出
力抵抗であり、簡単のためリアクタンス成分は省略し
た。基板雑音を検出したCMOSインバータ3の出力端
電圧は、電源電圧VddとVssの中間電圧であるから、入
力電圧VinとしてMOSスイッチSWaを通して容量C
1にサンプル、ホールドすることが可能である。MOS
スイッチSWaはnMOSトランジスタからなるスイッ
チSWnとpMOSトランジスタからなるスイッチSWp
から構成され、スイッチSWn,SWpはそれぞれゲート
電圧Vgn,Vgpによって、オン・オフ制御される。同様
に、基準電圧VrefもMOSスイッチSWbを介して容量
C2にサンプル、ホールドされる。MOSスイッチSW
bもMOSスイッチSWaと同様にスイッチSWn,SWp
で構成され、それぞれゲート電圧Vgn,Vgpでオン・オ
フ制御する。
【0013】サンプル、ホールドした両電圧Vin,Vre
fは差動増幅回路4(利得Gv)に入力して増幅し、出力
端にGv(Vin−Vref)で表される出力電圧Voutを発
生する。出力電圧Voutはラッチ回路5を駆動し、ラッ
チ回路5は出力電圧Voutに応じた所定のデジタル値Q
を格納し、出力する。
fは差動増幅回路4(利得Gv)に入力して増幅し、出力
端にGv(Vin−Vref)で表される出力電圧Voutを発
生する。出力電圧Voutはラッチ回路5を駆動し、ラッ
チ回路5は出力電圧Voutに応じた所定のデジタル値Q
を格納し、出力する。
【0014】バイアス電圧VBBを適当に設定し、基板
雑音vsubがないときCMOSインバータ3の出力端電
圧Vinが基準電圧Vrefと等しくなるようにすると、差
動増幅回路4の入力電圧の差動成分はゼロ電圧となる。
ここで、CMOSインバータ3の出力端電圧Vinに基板
雑音電圧成分(−gmb・rp)vsubが検出される
と、差動増幅回路4はこれを増幅し、出力電圧Voutに
はGv(−gmb・rp)vsubで表される電圧が出力さ
れる。また、これにより信号Vckに伴ってラッチ回路5
が駆動されると、基板雑音vsubに対応したデジタル値
Qがホールドされ、出力される。
雑音vsubがないときCMOSインバータ3の出力端電
圧Vinが基準電圧Vrefと等しくなるようにすると、差
動増幅回路4の入力電圧の差動成分はゼロ電圧となる。
ここで、CMOSインバータ3の出力端電圧Vinに基板
雑音電圧成分(−gmb・rp)vsubが検出される
と、差動増幅回路4はこれを増幅し、出力電圧Voutに
はGv(−gmb・rp)vsubで表される電圧が出力さ
れる。また、これにより信号Vckに伴ってラッチ回路5
が駆動されると、基板雑音vsubに対応したデジタル値
Qがホールドされ、出力される。
【0015】この時、基板バイアス電圧Vsubが電源電
圧Vssに設定されていても、基板雑音成分はCMOSイ
ンバータ3の出力電圧Vinの範囲内に検出されるため、
MOSスイッチSWaへの入力が可能となる。この結
果、差動増幅回路4にて基板雑音成分を増幅し出力する
ことができる。
圧Vssに設定されていても、基板雑音成分はCMOSイ
ンバータ3の出力電圧Vinの範囲内に検出されるため、
MOSスイッチSWaへの入力が可能となる。この結
果、差動増幅回路4にて基板雑音成分を増幅し出力する
ことができる。
【0016】本実施の形態における基板雑音検出回路
は、出力のデジタル値Qに応じて基準電圧Vrefにフィ
ードバックをかけることにより、基板雑音電圧に等しい
電圧値Vref(=Vin)に保つように制御することがで
きる。この場合、制御された基準電圧が基板雑音電圧を
モニタすることになる。これを用いて、CMOS・IC
の基板雑音を実際に把握し、アナログ回路の動作の停止
あるいは開始などのタイミング制御を行って、基板雑音
の影響を回避することが可能となる。これにより、アナ
ログ・デジタル混在集積回路のアナログ回路動作の安定
やアナログ性能(精度)の設計目標の達成を図ることが
できる。
は、出力のデジタル値Qに応じて基準電圧Vrefにフィ
ードバックをかけることにより、基板雑音電圧に等しい
電圧値Vref(=Vin)に保つように制御することがで
きる。この場合、制御された基準電圧が基板雑音電圧を
モニタすることになる。これを用いて、CMOS・IC
の基板雑音を実際に把握し、アナログ回路の動作の停止
あるいは開始などのタイミング制御を行って、基板雑音
の影響を回避することが可能となる。これにより、アナ
ログ・デジタル混在集積回路のアナログ回路動作の安定
やアナログ性能(精度)の設計目標の達成を図ることが
できる。
【0017】<実施の形態2>図2は、本発明に係る基
板雑音検出増幅回路の他の実施の形態を示す回路構成図
である。なお、本実施の形態において、前記実施の形態
1の図1で示した同一構成要素については同一の参照符
号をつけ、その詳細な説明は省略する。
板雑音検出増幅回路の他の実施の形態を示す回路構成図
である。なお、本実施の形態において、前記実施の形態
1の図1で示した同一構成要素については同一の参照符
号をつけ、その詳細な説明は省略する。
【0018】すなわち、本実施の形態では、基板雑音を
検出する図1のCMOSインバータ3の代わりに入力ゲ
ートと出力端が結合されたCMOSインバータ3’を用
い、差動増幅回路4の代わりに利得Gvaのインバータア
ンプ6を用い、容量C1,C2の代わりに同じ一つの容
量Ccを用いている点、そしてMOSスイッチSWa,S
Wbの出力端が容量Ccの一端に接続され、容量Ccの他
端がスイッチSWzを介してラッチ回路5に接続される
と共にインバータアンプ6の入力端に接続される構成と
なっている点が図1の構成と相違する。
検出する図1のCMOSインバータ3の代わりに入力ゲ
ートと出力端が結合されたCMOSインバータ3’を用
い、差動増幅回路4の代わりに利得Gvaのインバータア
ンプ6を用い、容量C1,C2の代わりに同じ一つの容
量Ccを用いている点、そしてMOSスイッチSWa,S
Wbの出力端が容量Ccの一端に接続され、容量Ccの他
端がスイッチSWzを介してラッチ回路5に接続される
と共にインバータアンプ6の入力端に接続される構成と
なっている点が図1の構成と相違する。
【0019】CMOSインバータ3’の入力ゲートと出
力端が結合されたことにより、入出力端電圧はCMOS
インバータ3’のスレッショルド電圧VTHにバイアス
される。このとき、nMOSトランジスタ1の相互コン
ダクタンスをgmとし、nMOSトランジスタ1の基板
バイアス効果による相互コンダクタンスをgmbとする
と、基板電圧Vsubに雑音成分vsubがある場合、近似的
に(−gmb/gm)vsubで表される基板雑音成分が
検出され、基板雑音成分はスレッショルド電圧VTHに
重畳して入出力端に出力される。
力端が結合されたことにより、入出力端電圧はCMOS
インバータ3’のスレッショルド電圧VTHにバイアス
される。このとき、nMOSトランジスタ1の相互コン
ダクタンスをgmとし、nMOSトランジスタ1の基板
バイアス効果による相互コンダクタンスをgmbとする
と、基板電圧Vsubに雑音成分vsubがある場合、近似的
に(−gmb/gm)vsubで表される基板雑音成分が
検出され、基板雑音成分はスレッショルド電圧VTHに
重畳して入出力端に出力される。
【0020】この出力電圧は電源電圧VddとVssの中間
電圧であり、入力電圧VinとしてMOSスイッチSWa
を通過することができ、容量Ccの一端に伝達すること
が可能である。同様に、基準電圧VrefもMOSスイッ
チSWbを通して容量Ccの一端に伝達される。MOSス
イッチSWaとSWbは、nMOSトランジスタからなる
スイッチSWnおよびpMOSトランジスタからなるス
イッチSWpで構成され、スイッチSWnおよびSWpは
それぞれゲート電圧VgnaまたはVgnb、ゲート電圧Vgp
aまたはVgpbによりオン・オフ制御される。
電圧であり、入力電圧VinとしてMOSスイッチSWa
を通過することができ、容量Ccの一端に伝達すること
が可能である。同様に、基準電圧VrefもMOSスイッ
チSWbを通して容量Ccの一端に伝達される。MOSス
イッチSWaとSWbは、nMOSトランジスタからなる
スイッチSWnおよびpMOSトランジスタからなるス
イッチSWpで構成され、スイッチSWnおよびSWpは
それぞれゲート電圧VgnaまたはVgnb、ゲート電圧Vgp
aまたはVgpbによりオン・オフ制御される。
【0021】容量Ccに交互に印加される電圧Vinおよ
び基準電圧Vrefは、信号Vswzによってオン・オフ制御
されるスイッチSWzを入出力端子間に接続したインバ
ータアンプ6によって差動増幅される。インバータアン
プ6の出力電圧Voutはラッチ回路5を駆動し、出力電
圧Voutに応じた所定のデジタル値Qを格納し、出力す
る。インバータアンプ6は、デジタル回路の論理ゲート
であるインバータで構成することができ、図3に示した
タイムチャートに従って電圧差Vin−Vrefを増幅す
る。
び基準電圧Vrefは、信号Vswzによってオン・オフ制御
されるスイッチSWzを入出力端子間に接続したインバ
ータアンプ6によって差動増幅される。インバータアン
プ6の出力電圧Voutはラッチ回路5を駆動し、出力電
圧Voutに応じた所定のデジタル値Qを格納し、出力す
る。インバータアンプ6は、デジタル回路の論理ゲート
であるインバータで構成することができ、図3に示した
タイムチャートに従って電圧差Vin−Vrefを増幅す
る。
【0022】図3において、まず、期間T1でMOSス
イッチSWaのゲートに信号Vgna(高レベル)とVgpa
(低レベル)を与えてMOSスイッチSWaをオンし、
同時にスイッチSWzに信号Vswzを与えてスイッチSW
zをオンする。これにより、CMOSインバータ3’に
よって得られた基板雑音成分vsubを含む電圧VinがM
OSスイッチSWaを通して、容量Ccの一端に印加され
る。一方、インバータアンプ6は入出力端子が短絡され
るため、これらは自動的にインバータアンプ6のスレッ
ショルド電圧VTにバイアスされる。この結果、容量C
cの他端にはスレッショルド電圧VTが印加され、容量
Ccは差電圧Vin−VTにより充電される。
イッチSWaのゲートに信号Vgna(高レベル)とVgpa
(低レベル)を与えてMOSスイッチSWaをオンし、
同時にスイッチSWzに信号Vswzを与えてスイッチSW
zをオンする。これにより、CMOSインバータ3’に
よって得られた基板雑音成分vsubを含む電圧VinがM
OSスイッチSWaを通して、容量Ccの一端に印加され
る。一方、インバータアンプ6は入出力端子が短絡され
るため、これらは自動的にインバータアンプ6のスレッ
ショルド電圧VTにバイアスされる。この結果、容量C
cの他端にはスレッショルド電圧VTが印加され、容量
Ccは差電圧Vin−VTにより充電される。
【0023】次に、期間T2でMOSスイッチSWaの
ゲート信号のレベルを反転して信号Vgnaを低レベル、
信号Vgpaを高レベルとして、MOSスイッチSWaをオ
フし、MOSスイッチSWbのゲート信号Vgnbを高レベ
ル、信号Vgpbを低レベルとして、MOSスイッチSWb
をオンすると容量Ccの一端の電圧はVinから基準電圧
Vrefに変化する。
ゲート信号のレベルを反転して信号Vgnaを低レベル、
信号Vgpaを高レベルとして、MOSスイッチSWaをオ
フし、MOSスイッチSWbのゲート信号Vgnbを高レベ
ル、信号Vgpbを低レベルとして、MOSスイッチSWb
をオンすると容量Ccの一端の電圧はVinから基準電圧
Vrefに変化する。
【0024】ここで、インバータアンプ6の入出力端子
間のスイッチSWzをオフし、インバータアンプ6を増
幅状態(利得Gva)にすると、変化分(Vref−Vin)
はインバータアンプ6により増幅され、出力電圧Vout
はVTからVT+Gva(Vref−Vin)に変化する。こ
の結果、電圧Vinに含まれる基板雑音電圧(−gmb/
gm)vsubもGva倍に増幅され、インバータアンプ6
から出力される。
間のスイッチSWzをオフし、インバータアンプ6を増
幅状態(利得Gva)にすると、変化分(Vref−Vin)
はインバータアンプ6により増幅され、出力電圧Vout
はVTからVT+Gva(Vref−Vin)に変化する。こ
の結果、電圧Vinに含まれる基板雑音電圧(−gmb/
gm)vsubもGva倍に増幅され、インバータアンプ6
から出力される。
【0025】この出力はラッチ回路5のデータ入力Din
(“1”または“0”)になり、期間T3で制御信号V
ck(高レベル)によってラッチ回路5に取り込まれデジ
タル値Qとしてホールド(HOLD)される。ラッチ回
路5に格納され、出力されるデジタル値Qは基板雑音成
分vsubに対応した値である。基板バイアス電圧Vsubが
電源電圧Vssに設定されていても、基板雑音成分はCM
OSインバータ3’の出力電圧の範囲内に検出されるた
め、MOSスイッチSWaを通して容量Ccへの入力が可
能となる。この結果、インバータアンプ6で基板雑音成
分を増幅し、出力することができる。
(“1”または“0”)になり、期間T3で制御信号V
ck(高レベル)によってラッチ回路5に取り込まれデジ
タル値Qとしてホールド(HOLD)される。ラッチ回
路5に格納され、出力されるデジタル値Qは基板雑音成
分vsubに対応した値である。基板バイアス電圧Vsubが
電源電圧Vssに設定されていても、基板雑音成分はCM
OSインバータ3’の出力電圧の範囲内に検出されるた
め、MOSスイッチSWaを通して容量Ccへの入力が可
能となる。この結果、インバータアンプ6で基板雑音成
分を増幅し、出力することができる。
【0026】従って、前記実施の形態1と同様に、本実
施の形態における基板雑音検出増幅回路も、出力のデジ
タル値Qに応じて基準電圧Vrefにフィードバックをか
け、基板雑音電圧に等しい電圧値に保つように制御する
ことが可能となる。
施の形態における基板雑音検出増幅回路も、出力のデジ
タル値Qに応じて基準電圧Vrefにフィードバックをか
け、基板雑音電圧に等しい電圧値に保つように制御する
ことが可能となる。
【0027】<実施の形態3>図4は、本発明に係る基
板雑音検出増幅回路のまた他の実施の形態を示す回路構
成図である。なお、本実施の形態において、前記実施の
形態2の図2で示した同一構成要素については同一の参
照符号をつけ、その詳細な説明は省略する。
板雑音検出増幅回路のまた他の実施の形態を示す回路構
成図である。なお、本実施の形態において、前記実施の
形態2の図2で示した同一構成要素については同一の参
照符号をつけ、その詳細な説明は省略する。
【0028】すなわち、本実施の形態では、基板雑音を
検出する図2のCMOSインバータ3’の代わりにp型
基板P-subに形成したバックゲートが基板電圧Vsubに
接続されたnMOSトランジスタ1と、n型ウェルN-w
ell内に形成したpMOSトランジスタ2からなる非反
転増幅回路であるソースフォロア7を用い、MOSスイ
ッチSWa,SWbの代わりにそれぞれバックゲートが電
源電圧Vddに接続されたpMOSスイッチSWa1,SW
b1を用いた構成となっている点が図2の構成と相違す
る。
検出する図2のCMOSインバータ3’の代わりにp型
基板P-subに形成したバックゲートが基板電圧Vsubに
接続されたnMOSトランジスタ1と、n型ウェルN-w
ell内に形成したpMOSトランジスタ2からなる非反
転増幅回路であるソースフォロア7を用い、MOSスイ
ッチSWa,SWbの代わりにそれぞれバックゲートが電
源電圧Vddに接続されたpMOSスイッチSWa1,SW
b1を用いた構成となっている点が図2の構成と相違す
る。
【0029】図4に示したように、pMOSトランジス
タ2のゲート端子はソース端子に接続する。nMOSト
ランジスタ1のゲートはソースフォロア7の入力ゲート
であり、一定のバイアス電圧VBB1が印加される。こ
のとき、ソースフォロア7の出力端電圧VinはほぼVB
B1−Vthになり、電源電圧VddとVssの範囲内にあ
る。ここで、VthはnMOSトランジスタ1のスレッシ
ョルド電圧である。
タ2のゲート端子はソース端子に接続する。nMOSト
ランジスタ1のゲートはソースフォロア7の入力ゲート
であり、一定のバイアス電圧VBB1が印加される。こ
のとき、ソースフォロア7の出力端電圧VinはほぼVB
B1−Vthになり、電源電圧VddとVssの範囲内にあ
る。ここで、VthはnMOSトランジスタ1のスレッシ
ョルド電圧である。
【0030】いま、基板電圧Vsubに雑音成分vsubが生
ずると、ソースフォロア7の出力端には近似的に、(g
mb/gm)vsubで表される雑音電圧が発生する。g
mはnMOSトランジスタ1の相互コンダクタンス、g
mbはnMOSトランジスタ1の基板バイアス効果に関
する相互コンダクタンスである。基板雑音を検出したソ
ースフォロア7の出力端電圧は、入力端のバイアス電圧
VBB1によって調節でき、入力電圧VinとしてpMO
SスイッチSWa1を通して容量Ccの一端に印加するこ
とができる。同様に、基準電圧VrefもpMOSスイッ
チSWb1を介して容量Ccに印加することができる。
ずると、ソースフォロア7の出力端には近似的に、(g
mb/gm)vsubで表される雑音電圧が発生する。g
mはnMOSトランジスタ1の相互コンダクタンス、g
mbはnMOSトランジスタ1の基板バイアス効果に関
する相互コンダクタンスである。基板雑音を検出したソ
ースフォロア7の出力端電圧は、入力端のバイアス電圧
VBB1によって調節でき、入力電圧VinとしてpMO
SスイッチSWa1を通して容量Ccの一端に印加するこ
とができる。同様に、基準電圧VrefもpMOSスイッ
チSWb1を介して容量Ccに印加することができる。
【0031】容量Ccに交互に印加された電圧Vinおよ
び基準電圧Vrefは、図2に示した実施の形態2と同様
に、信号Vswzによってオン・オフ制御されるスイッチ
SWzを入出力端子間に接続したインバータアンプ6に
よって差動増幅される。インバータアンプ6の出力電圧
Voutはラッチ回路5を駆動し、出力電圧Voutに応じた
所定のデジタル値Qを格納し、出力する。その動作は、
図3に示すタイムチャートと同様に行われる。
び基準電圧Vrefは、図2に示した実施の形態2と同様
に、信号Vswzによってオン・オフ制御されるスイッチ
SWzを入出力端子間に接続したインバータアンプ6に
よって差動増幅される。インバータアンプ6の出力電圧
Voutはラッチ回路5を駆動し、出力電圧Voutに応じた
所定のデジタル値Qを格納し、出力する。その動作は、
図3に示すタイムチャートと同様に行われる。
【0032】基板雑音成分はソースフォロア7の出力電
圧の範囲内に検出され、かつ出力電圧はバイアス電圧V
BB1により任意の電圧レベルに設定できるので、pM
OSスイッチSWa1への入力が可能となる。この結果、
インバータアンプ6によって基板雑音成分を増幅し、出
力することができる。
圧の範囲内に検出され、かつ出力電圧はバイアス電圧V
BB1により任意の電圧レベルに設定できるので、pM
OSスイッチSWa1への入力が可能となる。この結果、
インバータアンプ6によって基板雑音成分を増幅し、出
力することができる。
【0033】<実施の形態4>図5は、本発明に係る基
板雑音検出増幅回路のさらに他の実施の形態を示す図で
あり、図4で示した雑音検出増幅回路におけるソースフ
ォロアからなる検出回路部の別の構成例を示す回路図で
ある。図5において、p型基板P-subに形成したnMO
Sトランジスタ1’はデプレッション型であり、ゲート
端子とソース端子が結合されると共にバックゲートが基
板電圧Vsubに接続されている。同図の(a)に示すよ
うに、このnMOSトランジスタ1’とn型ウェルN-w
ell内に形成したpMOSトランジスタ2を用いてソー
スフォロア8、或いは同図(b)に示すように、nMO
Sトランジスタ1’と抵抗RLを用いてソースフォロア
9を構成する。
板雑音検出増幅回路のさらに他の実施の形態を示す図で
あり、図4で示した雑音検出増幅回路におけるソースフ
ォロアからなる検出回路部の別の構成例を示す回路図で
ある。図5において、p型基板P-subに形成したnMO
Sトランジスタ1’はデプレッション型であり、ゲート
端子とソース端子が結合されると共にバックゲートが基
板電圧Vsubに接続されている。同図の(a)に示すよ
うに、このnMOSトランジスタ1’とn型ウェルN-w
ell内に形成したpMOSトランジスタ2を用いてソー
スフォロア8、或いは同図(b)に示すように、nMO
Sトランジスタ1’と抵抗RLを用いてソースフォロア
9を構成する。
【0034】ソースフォロア8とソースフォロア9の出
力端電圧は、ともに電源電圧VddとVssの範囲内の値を
とる。基板電圧Vsubに雑音成分vsubが生ずると、ソー
スフォロア8,9の出力端には近似的に、(gmb・r
p)vsub/(1+gmb・rp)≒vsub、即ち、ほぼ
基板雑音成分vsubに等しい雑音電圧が重畳する。ここ
で、gmはnMOSトランジスタ1’の相互コンダクタ
ンス、gmbはnMOSトランジスタ1’の基板バイア
ス効果に関する相互コンダクタンスである。また、rp
は等価的な出力抵抗である。
力端電圧は、ともに電源電圧VddとVssの範囲内の値を
とる。基板電圧Vsubに雑音成分vsubが生ずると、ソー
スフォロア8,9の出力端には近似的に、(gmb・r
p)vsub/(1+gmb・rp)≒vsub、即ち、ほぼ
基板雑音成分vsubに等しい雑音電圧が重畳する。ここ
で、gmはnMOSトランジスタ1’の相互コンダクタ
ンス、gmbはnMOSトランジスタ1’の基板バイア
ス効果に関する相互コンダクタンスである。また、rp
は等価的な出力抵抗である。
【0035】このソースフォロア8または9の出力端電
圧は、入力電圧Vinとしてオン・オフ制御され、図4の
実施の形態と同様にMOSスイッチSWa1を介してイン
バータアンプ6に入力し、増幅することができる。勿
論、本実施の形態のソースフォロア構成の検出回路部
を、図1に示したCMOSインバータ3の代わりに用
い、このソースフォロアの出力端電圧をMOSスイッチ
SWaの入力電圧Vinとしてオン・オフ制御しMOSス
イッチSWaを介して差動増幅回路4に入力して増幅す
る構成としてもよい。
圧は、入力電圧Vinとしてオン・オフ制御され、図4の
実施の形態と同様にMOSスイッチSWa1を介してイン
バータアンプ6に入力し、増幅することができる。勿
論、本実施の形態のソースフォロア構成の検出回路部
を、図1に示したCMOSインバータ3の代わりに用
い、このソースフォロアの出力端電圧をMOSスイッチ
SWaの入力電圧Vinとしてオン・オフ制御しMOSス
イッチSWaを介して差動増幅回路4に入力して増幅す
る構成としてもよい。
【0036】<実施の形態5>図6は、本発明に係る基
板雑音検出増幅回路のまた更に別の実施の形態を示す回
路構成図である。なお、本実施の形態において、図2で
示した実施の形態例と同一構成要素については同一の参
照符号をつけ、その詳細な説明は省略する。
板雑音検出増幅回路のまた更に別の実施の形態を示す回
路構成図である。なお、本実施の形態において、図2で
示した実施の形態例と同一構成要素については同一の参
照符号をつけ、その詳細な説明は省略する。
【0037】すなわち、本実施の形態では、基板雑音を
検出する図2のCMOSインバータ3’の代わりに、p
型基板P-subに形成したnMOSトランジスタ1とn型
ウェルN-well内に形成したpMOSトランジスタ2か
らなるソースフォロア10を用い、nMOSトランジス
タ1のゲートと出力端の間に容量Chを接続し、電源電
圧VddとnMOSトランジスタ1のゲートとの間にpM
OSトランジスタからなるスイッチSWphを接続してい
る点が、実施の形態2で示した図2の構成と相違する。
検出する図2のCMOSインバータ3’の代わりに、p
型基板P-subに形成したnMOSトランジスタ1とn型
ウェルN-well内に形成したpMOSトランジスタ2か
らなるソースフォロア10を用い、nMOSトランジス
タ1のゲートと出力端の間に容量Chを接続し、電源電
圧VddとnMOSトランジスタ1のゲートとの間にpM
OSトランジスタからなるスイッチSWphを接続してい
る点が、実施の形態2で示した図2の構成と相違する。
【0038】pMOSトランジスタ2のゲート端子は、
ソース端子に接続する。nMOSトランジスタ1のゲー
トは、ソースフォロア10の入力ゲートである。スイッ
チSWphはゲート制御信号Vgphによってオン・オフ制
御され、ソースフォロア10の入力ゲートに電源電圧V
ddを印加することができる。スイッチSWphをオンして
電源電圧Vddを入力ゲートに印加すると、ソースフォロ
ア10の出力端電圧はほぼVdd−Vthになる。ここで、
VthはnMOSトランジスタ1のスレッショルド電圧で
ある。このとき、容量Chはスレッショルド電圧Vthで
充電される。
ソース端子に接続する。nMOSトランジスタ1のゲー
トは、ソースフォロア10の入力ゲートである。スイッ
チSWphはゲート制御信号Vgphによってオン・オフ制
御され、ソースフォロア10の入力ゲートに電源電圧V
ddを印加することができる。スイッチSWphをオンして
電源電圧Vddを入力ゲートに印加すると、ソースフォロ
ア10の出力端電圧はほぼVdd−Vthになる。ここで、
VthはnMOSトランジスタ1のスレッショルド電圧で
ある。このとき、容量Chはスレッショルド電圧Vthで
充電される。
【0039】次に、スイッチSWphをオフすると、充電
された容量Chの電荷(Ch・Vth)は保存されるので、
nMOSトランジスタ1のゲート・ソース間電圧はVth
に保たれる。この状態で、基板電圧Vsubに雑音成分vs
ubが生ずると、ソースフォロア10の出力端には近似的
に、(gmb・rp)vsub/(1+gmb・rp)≒
vsub、即ち、ほぼ基板雑音成分vsubに等しい雑音電圧
が発生する。ここで、gmはnMOSトランジスタ1の
相互コンダクタンス、gmbはnMOSトランジスタ1
の基板バイアス効果に関する相互コンダクタンス、rp
は等価的な出力抵抗である。
された容量Chの電荷(Ch・Vth)は保存されるので、
nMOSトランジスタ1のゲート・ソース間電圧はVth
に保たれる。この状態で、基板電圧Vsubに雑音成分vs
ubが生ずると、ソースフォロア10の出力端には近似的
に、(gmb・rp)vsub/(1+gmb・rp)≒
vsub、即ち、ほぼ基板雑音成分vsubに等しい雑音電圧
が発生する。ここで、gmはnMOSトランジスタ1の
相互コンダクタンス、gmbはnMOSトランジスタ1
の基板バイアス効果に関する相互コンダクタンス、rp
は等価的な出力抵抗である。
【0040】ソースフォロア10の出力端電圧は電源電
圧VddとVssの範囲内にあり、入力電圧VinとしてMO
SスイッチSWaを通して容量Ccに伝達することができ
る。同様に、基準電圧VrefもMOSスイッチSWbを通
して容量Ccに印加することができる。容量Ccに印加さ
れる入力電圧Vinと基準電圧Vrefは、信号Vswzによっ
てオン・オフ制御されるスイッチSWzを入出力端子間
に接続したインバータアンプ6によって差動増幅され
る。インバータアンプ6の出力電圧Voutはラッチ回路
5を駆動し、ラッチ回路5は出力電圧Voutに応じた所
定のデジタル値Qを格納し、出力する。
圧VddとVssの範囲内にあり、入力電圧VinとしてMO
SスイッチSWaを通して容量Ccに伝達することができ
る。同様に、基準電圧VrefもMOSスイッチSWbを通
して容量Ccに印加することができる。容量Ccに印加さ
れる入力電圧Vinと基準電圧Vrefは、信号Vswzによっ
てオン・オフ制御されるスイッチSWzを入出力端子間
に接続したインバータアンプ6によって差動増幅され
る。インバータアンプ6の出力電圧Voutはラッチ回路
5を駆動し、ラッチ回路5は出力電圧Voutに応じた所
定のデジタル値Qを格納し、出力する。
【0041】上記の動作は、図7に示すタイムチャート
に従って行われる。まず、期間T0でゲート電圧Vgph
を低レベルとし、スイッチSWphをオン状態にし、ソー
スフォロア10の入力ゲートに電源電圧Vddを印加す
る。
に従って行われる。まず、期間T0でゲート電圧Vgph
を低レベルとし、スイッチSWphをオン状態にし、ソー
スフォロア10の入力ゲートに電源電圧Vddを印加す
る。
【0042】次に、期間T1でゲート電圧Vgphを高レ
ベルとし、スイッチSWphをオフ状態にする。このとき
ソースフォロア10の出力端には、基板雑音電圧vsub
が発生するので、この電圧VinをMOSスイッチSWa
をオン状態にして、容量Ccの一端に伝達する。同時
に、信号VswzによりスイッチSWzをオン状態にする。
これにより、インバータアンプ6は入出力端子が短絡さ
れるため、これらは自動的にインバータ6のスレッショ
ルド電圧VTにバイアスされる。この時、容量Ccの他
端の電圧はVTとなり、容量Ccは差電圧Vin−VTに
より充電される。
ベルとし、スイッチSWphをオフ状態にする。このとき
ソースフォロア10の出力端には、基板雑音電圧vsub
が発生するので、この電圧VinをMOSスイッチSWa
をオン状態にして、容量Ccの一端に伝達する。同時
に、信号VswzによりスイッチSWzをオン状態にする。
これにより、インバータアンプ6は入出力端子が短絡さ
れるため、これらは自動的にインバータ6のスレッショ
ルド電圧VTにバイアスされる。この時、容量Ccの他
端の電圧はVTとなり、容量Ccは差電圧Vin−VTに
より充電される。
【0043】続く期間T2では、インバータアンプ6の
入出力端子間のスイッチSWzをオフにし、増幅状態
(利得Gva)にする。同時に、MOSスイッチSWa
とSWbを切り替え、MOSスイッチSWbをオン状態に
して基準電圧Vrefを容量Ccの一端に印加すると、容量
Ccの一端の電圧はVinから基準電圧Vrefに変化する。
この変化分の電圧Vref−Vinはインバータアンプ6に
より増幅され、インバータアンプ6の出力電圧Voutが
VTからVT+Gva(Vref−Vin)に変化する。この
結果、入力電圧Vinに含まれる基板雑音電圧vsubもGv
a倍に増幅され、インバータアンプ6から出力される。
この出力電圧Voutはラッチ回路5のデータ入力Din
(“1”または“0”)になる。
入出力端子間のスイッチSWzをオフにし、増幅状態
(利得Gva)にする。同時に、MOSスイッチSWa
とSWbを切り替え、MOSスイッチSWbをオン状態に
して基準電圧Vrefを容量Ccの一端に印加すると、容量
Ccの一端の電圧はVinから基準電圧Vrefに変化する。
この変化分の電圧Vref−Vinはインバータアンプ6に
より増幅され、インバータアンプ6の出力電圧Voutが
VTからVT+Gva(Vref−Vin)に変化する。この
結果、入力電圧Vinに含まれる基板雑音電圧vsubもGv
a倍に増幅され、インバータアンプ6から出力される。
この出力電圧Voutはラッチ回路5のデータ入力Din
(“1”または“0”)になる。
【0044】期間T3で、(高レベル)によってラッチ
回路5に取り込まれデジタル値Qとしてホールド(HO
LD)される。ラッチ回路5に格納され、出力されるデ
ジタル値Qは基板雑音成分vsubに対応した値である。
基板バイアス電圧Vsubが電源電圧Vssに設定されてい
ても、基板雑音成分はソースフォロア10の出力電圧の
範囲内、すなわち電源電圧VddとVssの範囲内に検出さ
れるため、MOSスイッチSWaを通して容量Ccへの入
力が可能となる。この結果、インバータアンプ6で基板
雑音成分を増幅し、出力することができる。
回路5に取り込まれデジタル値Qとしてホールド(HO
LD)される。ラッチ回路5に格納され、出力されるデ
ジタル値Qは基板雑音成分vsubに対応した値である。
基板バイアス電圧Vsubが電源電圧Vssに設定されてい
ても、基板雑音成分はソースフォロア10の出力電圧の
範囲内、すなわち電源電圧VddとVssの範囲内に検出さ
れるため、MOSスイッチSWaを通して容量Ccへの入
力が可能となる。この結果、インバータアンプ6で基板
雑音成分を増幅し、出力することができる。
【0045】従って、前記実施の形態2と同様に、本実
施の形態における基板雑音検出増幅回路も、出力のデジ
タル値Qに応じて基準電圧Vrefにフィードバックをか
け、基板雑音電圧に等しい電圧値に保つように制御する
ことが可能となる。
施の形態における基板雑音検出増幅回路も、出力のデジ
タル値Qに応じて基準電圧Vrefにフィードバックをか
け、基板雑音電圧に等しい電圧値に保つように制御する
ことが可能となる。
【0046】<実施の形態6>図8は、本発明に係る基
板雑音検出増幅回路のまた別の実施の形態を示す回路構
成図である。なお、本実施の形態において、図2で示し
た実施の形態例と同一構成要素については同一の参照符
号を付して、その詳細な説明は省略する。すなわち、本
実施の形態では、基板雑音を検出するCMOSインバー
タ3’の代わりに入出力間にMOSスイッチSWcを接
続したCMOSインバータ3”を用い、MOSスイッチ
SWaを介さずにインバータ3”の出力を容量Ccの一端
に接続した構成となっている点が図2の構成と相違す
る。
板雑音検出増幅回路のまた別の実施の形態を示す回路構
成図である。なお、本実施の形態において、図2で示し
た実施の形態例と同一構成要素については同一の参照符
号を付して、その詳細な説明は省略する。すなわち、本
実施の形態では、基板雑音を検出するCMOSインバー
タ3’の代わりに入出力間にMOSスイッチSWcを接
続したCMOSインバータ3”を用い、MOSスイッチ
SWaを介さずにインバータ3”の出力を容量Ccの一端
に接続した構成となっている点が図2の構成と相違す
る。
【0047】スイッチSWcは、nMOSトランジスタ
とpMOSトランジスタからなる2個のスイッチSW
n,SWpで構成し、それぞれゲート電圧信号Vgnc,Vg
pcによってオン・オフ制御される。スイッチSWcをオ
ンしたとき、CMOSインバータ3”の入出力は短絡さ
れ、入出力端電圧は自動的にCMOSインバータ3”の
スレッショルド電圧VTHにバイアスされる。
とpMOSトランジスタからなる2個のスイッチSW
n,SWpで構成し、それぞれゲート電圧信号Vgnc,Vg
pcによってオン・オフ制御される。スイッチSWcをオ
ンしたとき、CMOSインバータ3”の入出力は短絡さ
れ、入出力端電圧は自動的にCMOSインバータ3”の
スレッショルド電圧VTHにバイアスされる。
【0048】この状態において、基板電圧Vsubに雑音
成分vsubがあると、近似的に(−gmb/gm)vsub
で表される基板雑音成分が検出される。ここで、gm
はnMOSトランジスタ1の相互コンダクタンス、gm
bはnMOSトランジスタ1の基板バイアス効果による
相互コンダクタンスである。検出された基板雑音は、ス
レッショルド電圧VTHに重畳して出力され、この電圧
Vxは容量Ccの一端に印加される。
成分vsubがあると、近似的に(−gmb/gm)vsub
で表される基板雑音成分が検出される。ここで、gm
はnMOSトランジスタ1の相互コンダクタンス、gm
bはnMOSトランジスタ1の基板バイアス効果による
相互コンダクタンスである。検出された基板雑音は、ス
レッショルド電圧VTHに重畳して出力され、この電圧
Vxは容量Ccの一端に印加される。
【0049】容量Ccの一端にはMOSスイッチSWbが
接続され、基準電圧VrefがMOSスイッチSWbを通し
て印加される。MOSスイッチSWbは、nMOSトラ
ンジスタとpMOSトランジスタからなるスイッチSW
n,SWpで構成し、それぞれゲート電圧信号Vgnb,Vg
pbによってオン・オフ制御される。MOSスイッチSW
cがオン状態で、MOSスイッチSWbがオフ状態のとき
に印加される電圧Vxと、MOSスイッチSWcがオフ状
態で、MOSスイッチSWbがオン状態のときに印加さ
れる基準電圧Vrefとの差電圧Vref−Vxは、容量Ccと
インバータアンプ6によって増幅され、ラッチ回路5に
デジタル値Qとして、格納される。
接続され、基準電圧VrefがMOSスイッチSWbを通し
て印加される。MOSスイッチSWbは、nMOSトラ
ンジスタとpMOSトランジスタからなるスイッチSW
n,SWpで構成し、それぞれゲート電圧信号Vgnb,Vg
pbによってオン・オフ制御される。MOSスイッチSW
cがオン状態で、MOSスイッチSWbがオフ状態のとき
に印加される電圧Vxと、MOSスイッチSWcがオフ状
態で、MOSスイッチSWbがオン状態のときに印加さ
れる基準電圧Vrefとの差電圧Vref−Vxは、容量Ccと
インバータアンプ6によって増幅され、ラッチ回路5に
デジタル値Qとして、格納される。
【0050】上記の動作のタイムチャートを図9に示
す。図3に示した実施の形態2の基板雑音検出増幅回路
のタイムチャートに準じて動作し、MOSスイッチSW
aに代わって、MOSスイッチSWcが同じタイミングの
制御信号Vgnc,Vgpcでオン・オフ制御され、容量Cc
の一端に基板雑音電圧Vxを出力する。その他の信号と
動作は図3と同じである。
す。図3に示した実施の形態2の基板雑音検出増幅回路
のタイムチャートに準じて動作し、MOSスイッチSW
aに代わって、MOSスイッチSWcが同じタイミングの
制御信号Vgnc,Vgpcでオン・オフ制御され、容量Cc
の一端に基板雑音電圧Vxを出力する。その他の信号と
動作は図3と同じである。
【0051】従って、本実施の形態の基板雑音検出増幅
回路では、基板バイアス電圧Vsubが電源電圧Vssに設
定されていても、基板雑音成分vsubはCMOSインバ
ータ3”の出力電圧の範囲内で検出されるため、インバ
ータアンプ6で増幅し、出力することができる。
回路では、基板バイアス電圧Vsubが電源電圧Vssに設
定されていても、基板雑音成分vsubはCMOSインバ
ータ3”の出力電圧の範囲内で検出されるため、インバ
ータアンプ6で増幅し、出力することができる。
【0052】以上、本発明の好適な実施の形態の幾つか
の例について説明したが、本発明は前記実施の形態例に
限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内
において種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
例えば、前記各実施の形態例の基板雑音検出回路におい
ては、p型基板のCMOS・IC構造を用いた場合につ
いて説明したが、n型基板においても同様に本発明の基
板雑音検出回路を実現することができる。また、単一チ
ャネルのMOS集積回路においても本発明の基板雑音検
出回路を構成することができる。
の例について説明したが、本発明は前記実施の形態例に
限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内
において種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
例えば、前記各実施の形態例の基板雑音検出回路におい
ては、p型基板のCMOS・IC構造を用いた場合につ
いて説明したが、n型基板においても同様に本発明の基
板雑音検出回路を実現することができる。また、単一チ
ャネルのMOS集積回路においても本発明の基板雑音検
出回路を構成することができる。
【0053】
【発明の効果】本発明の雑音検出増幅回路によれば、C
MOS・ICの基板電圧に発生する雑音を容易に検出
し、増幅することが可能になる。しばしば電源電圧範囲
を越える基板雑音電圧も、同一チップ、同一電源系の回
路で検出し、増幅することができる。これにより、チッ
プの基板雑音を実測でき、アナログ・デジタル混在集積
回路の基板雑音の制御、低減に役立てられる。
MOS・ICの基板電圧に発生する雑音を容易に検出
し、増幅することが可能になる。しばしば電源電圧範囲
を越える基板雑音電圧も、同一チップ、同一電源系の回
路で検出し、増幅することができる。これにより、チッ
プの基板雑音を実測でき、アナログ・デジタル混在集積
回路の基板雑音の制御、低減に役立てられる。
【0054】従って、本発明によれば、同一チップで基
板雑音検出増幅回路を構成し、基板の雑音を容易に検出
し、増幅することができる。これにより、基板雑音をオ
ンチップで実測でき、アナログ・デジタル混在集積回路
で問題になる基板雑音の制御や補正等に役立てられる。
アナログ・デジタル混在集積回路のアナログ性能を確保
し、経済的効果の大きなMOS集積回路の提供に役立て
ることができる。
板雑音検出増幅回路を構成し、基板の雑音を容易に検出
し、増幅することができる。これにより、基板雑音をオ
ンチップで実測でき、アナログ・デジタル混在集積回路
で問題になる基板雑音の制御や補正等に役立てられる。
アナログ・デジタル混在集積回路のアナログ性能を確保
し、経済的効果の大きなMOS集積回路の提供に役立て
ることができる。
【図1】本発明に係る基板雑音検出増幅回路の一実施の
形態を示す回路構成図である。
形態を示す回路構成図である。
【図2】本発明に係る基板雑音検出増幅回路の他の実施
の形態の一例を示す回路構成図である。
の形態の一例を示す回路構成図である。
【図3】図2に示した基板雑音検出増幅回路の動作のタ
イムチャートを示す図である。
イムチャートを示す図である。
【図4】本発明に係る基板雑音検出増幅回路のまた他の
実施の形態の一例を示す回路構成図である。
実施の形態の一例を示す回路構成図である。
【図5】本発明に係る基板雑音検出増幅回路の更に他の
実施の形態の一例を示す回路構成図である。
実施の形態の一例を示す回路構成図である。
【図6】本発明に係る基板雑音検出増幅回路のまた更に
他の実施の形態の一例を示す回路構成図である。
他の実施の形態の一例を示す回路構成図である。
【図7】図6に示した基板雑音検出増幅回路の動作のタ
イムチャートを示す図である。
イムチャートを示す図である。
【図8】本発明に係る基板雑音検出増幅回路のまた他の
実施の形態の一例を示す回路構成図である。
実施の形態の一例を示す回路構成図である。
【図9】図8示した基板雑音検出増幅回路の動作のタイ
ムチャートを示す図である。
ムチャートを示す図である。
【図10】従来の基板雑音検出増幅回路を示す回路構成
図である。
図である。
【符号の説明】 1,1’…nチャネル型MOSトランジスタ、2…pチ
ャネル型MOSトランジスタ、3,3’,3”…CMO
Sインバータ、4…差動増幅回路、5…ラッチ回路、6
…インバータアンプ、7,8,9,10…ソースフォロ
ア、11,12…MOSスイッチ、13…差動増幅回
路、14…ラッチ回路、P-sub…p型基板、N-well…
n型ウェル、VBB…バイアス電圧、Vsub…基板電
圧、vsub…基板雑音、Vdd,Vss…電源電圧、SWa,
SWb,SWc…MOSスイッチ。
ャネル型MOSトランジスタ、3,3’,3”…CMO
Sインバータ、4…差動増幅回路、5…ラッチ回路、6
…インバータアンプ、7,8,9,10…ソースフォロ
ア、11,12…MOSスイッチ、13…差動増幅回
路、14…ラッチ回路、P-sub…p型基板、N-well…
n型ウェル、VBB…バイアス電圧、Vsub…基板電
圧、vsub…基板雑音、Vdd,Vss…電源電圧、SWa,
SWb,SWc…MOSスイッチ。
Claims (13)
- 【請求項1】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
からなる相補型MOSゲートの入力端に定電圧を印加す
る手段と相補型MOSゲートを構成する一方のMOS電
界効果トランジスタのバックゲートに集積回路の基板電
圧変動を入力する手段と相補型MOSゲートの出力端電
圧をサンプル・ホールドするMOSスイッチおよびキャ
パシタとからなる第1の回路と、 基準電圧をサンプル・ホールドするMOSスイッチおよ
びキャパシタからなる第2の回路と、 第1および第2の回路の出力電圧の差を増幅する回路
と、から構成したことを特徴とする基板雑音検出増幅回
路。 - 【請求項2】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
からなる相補型MOSゲートの入力端に定電圧を印加す
る手段と、 相補型MOSゲートを構成する一方のMOS電界効果ト
ランジスタのバックゲートに集積回路の基板電圧変動を
入力する手段と、 相補型MOSゲートの出力端電圧を入力する第1のMO
Sスイッチと、 基準電圧を入力する第2のMOSスイッチと、 第1および第2のMOSスイッチの出力端を一端に接続
したキャパシタと、 該キャパシタの他端を入力端に接続したインバータと、 該インバータの入出力間に接続された第3のスイッチ
と、 該第3のスイッチのオン・オフに同期して第1および第
2のMOSスイッチを交互にオン・オフして第1および
第2のMOSスイッチの出力電圧の差を増幅する回路
と、から構成したことを特徴とする基板雑音検出増幅回
路。 - 【請求項3】前記相補型MOSゲートの入力端と出力端
を接続してなる請求項1または請求項2に記載の基板雑
音検出増幅回路。 - 【請求項4】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
からなる電圧フォロアと該電圧フォロアの出力端電圧を
サンプル・ホールドするMOSスイッチおよびキャパシ
タとからなる第1の回路と、 基準電圧をサンプル・ホールドするMOSスイッチおよ
びキャパシタからなる第2の回路と、 第1および第2の回路の出力電圧の差を増幅する回路と
から構成され、 前記電圧フォロアを構成する一方のMOS電界効果トラ
ンジスタが、そのゲートに定電圧を印加する手段を有
し、そのバックゲートに集積回路の基板電圧変動を入力
する手段を有することを特徴とする基板雑音検出増幅回
路。 - 【請求項5】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
からなる電圧フォロアと、 該電圧フォロアの出力端電圧を入力とする第1のMOS
スイッチと、 基準電圧を入力とする第2のMOSスイッチと、 第1および第2のMOSスイッチの出力端を一端に接続
したキャパシタと、 該キャパシタの他端を入力端に接続したインバータと、 該インバータの入出力間に接続された第3のスイッチ
と、 該第3のスイッチのオン・オフに同期して第1および第
2のMOSスイッチを交互にオン・オフし、第1および
第2のMOSスイッチの出力電圧の差を増幅する回路と
から構成され、 前記電圧フォロアを構成する一方のMOS電界効果トラ
ンジスタが、そのゲートに定電圧を印加する手段と、そ
のバックゲートに集積回路の基板電圧変動を入力する手
段を有することを特徴とする基板雑音検出増幅回路。 - 【請求項6】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
からなる電圧フォロアと該電圧フォロアの出力端電圧を
サンプル・ホールドするMOSスイッチおよびキャパシ
タとからなる第1の回路と、 基準電圧をサンプル・ホールドするMOSスイッチおよ
びキャパシタからなる第2の回路と、 第1および第2の回路の出力電圧の差を増幅する回路と
から構成され、 前記電圧フォロアを構成する一方のMOS電界効果トラ
ンジスタが、そのゲートにスイッチを介して定電圧を印
加する手段と、そのバックゲートに集積回路の基板電圧
変動を入力する手段と、および、そのゲートとソース間
に接続したキャパシタとを有することを特徴とする基板
雑音検出増幅回路。 - 【請求項7】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
からなる電圧フォロアと、 該電圧フォロアの出力端電圧を入力する第1のMOSス
イッチと、 基準電圧を入力する第2のMOSスイッチと、 第1および第2のMOSスイッチの出力端を一端に接続
したキャパシタと、 該キャパシタの他端を入力端に接続したインバータと、 該インバータの入出力間に接続された第3のスイッチ
と、 該第3のスイッチのオン・オフに同期して第1および第
2のMOSスイッチを交互にオン・オフし、第1および
第2のMOSスイッチの出力電圧の差を増幅する回路と
から構成され、 前記電圧フォロアを構成する一対の相補型MOS電界効
果トランジスタの一方のMOS電界効果トランジスタ
が、そのゲートにスイッチを介して定電圧を印加する手
段と、そのバックゲートに集積回路の基板電圧変動を入
力する手段と、および、そのゲートとソース間に接続し
たキャパシタとを有することを特徴とする基板雑音検出
増幅回路。 - 【請求項8】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
からなる電圧フォロアと該電圧フォロアの出力端電圧を
サンプル・ホールドするMOSスイッチおよびキャパシ
タとからなる第1の回路と、 基準電圧をサンプル・ホールドするMOSスイッチおよ
びキャパシタからなる第2の回路と、 第1および第2の回路の出力電圧の差を増幅する回路と
から構成され、 前記電圧フォロアを構成する一対の相補型MOS電界効
果トランジスタの一方のMOS電界効果トランジスタ
が、デプレッション型であって、そのゲートとソースが
接続され、かつ、そのバックゲートに集積回路の基板電
圧変動を入力する手段が設けられていていることを特徴
とする基板雑音検出増幅回路。 - 【請求項9】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
からなる電圧フォロアと、 該電圧フォロアの出力端電圧を入力する第1のMOSス
イッチと、 基準電圧を入力する第2のMOSスイッチと、 第1および第2のMOSスイッチの出力端を一端に接続
したキャパシタと、 該キャパシタの他端を入力端に接続したインバータと、 該インバータの入出力間に接続された第3のスイッチ
と、 該第3のスイッチのオン・オフに同期して第1および第
2のMOSスイッチを交互にオン・オフし、第1および
第2のMOSスイッチの出力電圧の差を増幅する回路と
から構成され、 前記電圧フォロアを構成する一対の相補型MOS電界効
果トランジスタの一方のMOS電界効果トランジスタが
デプレッション型であって、そのゲートとソースが接続
され、かつ、そのバックゲートに集積回路の基板電圧変
動を入力する手段が設けられていることを特徴とする基
板雑音検出増幅回路。 - 【請求項10】デプレッション型のMOS電界効果トラ
ンジスタおよび抵抗からなる電圧フォロアと該電圧フォ
ロアの出力端電圧をサンプル・ホールドするMOSスイ
ッチおよびキャパシタとからなる第1の回路と、 基準電圧をサンプル・ホールドするMOSスイッチおよ
びキャパシタからなる第2の回路と、 第1および第2の回路の出力電圧の差を増幅する回路と
から構成され、 前記電圧フォロアを構成するMOS電界効果トランジス
タは、そのゲートとソースが接続され、かつ、そのバッ
クゲートに集積回路の基板電圧変動を入力する手段を有
することを特徴とする基板雑音検出増幅回路。 - 【請求項11】デプレッション型のMOS電界効果トラ
ンジスタおよび抵抗からなる電圧フォロアと、 該電圧フォロアの出力端電圧を入力とする第1のMOS
スイッチと、 基準電圧を入力とする第2のMOSスイッチと、 第1および第2のMOSスイッチの出力端を一端に接続
したキャパシタと、 該キャパシタの他端を入力端に接続したインバータと、
該インバータの入出力間に接続された第3のスイッチ
と、 該第3のスイッチのオン・オフに同期して第1および第
2のMOSスイッチを交互にオン・オフし、第1および
第2のMOSスイッチの出力電圧の差を増幅する回路と
から構成され、 前記電圧フォロアを構成するMOS電界効果トランジス
タは、そのゲートとソースが接続され、かつ、そのバッ
クゲートに集積回路の基板電圧変動を入力する手段を有
することを特徴とする基板雑音検出増幅回路。 - 【請求項12】一対の相補型MOS電界効果トランジス
タからなる相補型MOSゲートと該相補型MOSゲート
の入出力端に接続された第4のMOSスイッチと相補型
MOSゲートの入力端電圧をサンプル・ホールドするキ
ャパシタとからなる第3の回路と、 基準電圧をサンプル・ホールドするMOSスイッチおよ
びキャパシタからなる第2の回路と、 第3の回路および第2の回路の出力電圧の差を増幅する
回路とから構成され、 前記相補型MOSゲートを構成する一方のMOS電界効
果トランジスタが、そのバックゲートに集積回路の基板
電圧変動を入力する手段を有することを特徴とする基板
雑音検出増幅回路。 - 【請求項13】一対の相補型MOS電界効果トランジス
タからなる相補型MOSゲートと、 該相補型MOSゲートの入出力端に接続された第4のM
OSスイッチと、 基準電圧を入力する第2のMOSスイッチと、 相補型MOSゲートの入力端および第2のMOSスイッ
チの出力端を一端に接続したキャパシタと、 該キャパシタの他端を入力端に接続したインバータと、 該インバータの入出力間に接続された第3のスイッチ
と、 該第3のスイッチのオン・オフに同期して第4および第
2のMOSスイッチを交互にオン・オフし、前記相補型
MOSゲートの入力端電圧と第2のMOSスイッチの出
力電圧の差を増幅する回路とから構成され、 前記相補型MOSゲートを構成する一方のMOS電界効
果トランジスタが、そのバックゲートに集積回路の基板
電圧変動を入力する手段を有することを特徴とする基板
雑音検出増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10128390A JPH11330358A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 基板雑音検出増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10128390A JPH11330358A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 基板雑音検出増幅回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11330358A true JPH11330358A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=14983635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10128390A Pending JPH11330358A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 基板雑音検出増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11330358A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014134489A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Denso Corp | ノイズ検出装置 |
| US8953364B2 (en) | 2012-09-18 | 2015-02-10 | Micron Technology, Inc. | Voltage rail noise sensing circuit and method |
| WO2020155015A1 (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | 华为技术有限公司 | Cmos晶体管、驱动液晶像素的电路及cmos传输门 |
-
1998
- 1998-05-12 JP JP10128390A patent/JPH11330358A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8953364B2 (en) | 2012-09-18 | 2015-02-10 | Micron Technology, Inc. | Voltage rail noise sensing circuit and method |
| JP2014134489A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Denso Corp | ノイズ検出装置 |
| WO2020155015A1 (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | 华为技术有限公司 | Cmos晶体管、驱动液晶像素的电路及cmos传输门 |
| CN112823474A (zh) * | 2019-01-31 | 2021-05-18 | 华为技术有限公司 | Cmos晶体管、驱动液晶像素的电路及cmos传输门 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |