JPS59149408A - Differential amplifier - Google Patents

Differential amplifier

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JPS59149408A
JPS59149408A JP59017278A JP1727884A JPS59149408A JP S59149408 A JPS59149408 A JP S59149408A JP 59017278 A JP59017278 A JP 59017278A JP 1727884 A JP1727884 A JP 1727884A JP S59149408 A JPS59149408 A JP S59149408A
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transistor
output
switching
input
differential amplifier
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JP59017278A
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アーンスト・ルーデイング・リングスタツド
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ESU JII ESU ATESU DOICHIRANDO
ESU JII ESU ATESU DOICHIRANDO HARUBURAITAA BAUEREMENTE GmbH
Original Assignee
ESU JII ESU ATESU DOICHIRANDO
ESU JII ESU ATESU DOICHIRANDO HARUBURAITAA BAUEREMENTE GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45479Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection

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  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、2入力端子源に接続される2人力と後続回
路に接続される2出力とで成り、オフセット電圧を必要
としない差動増幅器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a differential amplifier consisting of two inputs connected to a two-input terminal source and two outputs connected to a subsequent circuit, and requiring no offset voltage.

理想的な差動増幅器では、2入力端子の電圧が等しい場
合には出力電圧は零でなければならない。ところが、実
際の差動増幅器では、2入力端子の電圧が等しくても出
力に電圧を生じ、2入力端子のどちらか一方に補正電圧
を供給することによってのみ、出力電圧を零にすること
ができる。そして、この補正電圧はオフセット電圧と呼
ばれている。
In an ideal differential amplifier, the output voltage should be zero when the voltages at the two input terminals are equal. However, in an actual differential amplifier, even if the voltages at the two input terminals are equal, a voltage is generated at the output, and the output voltage can only be reduced to zero by supplying a correction voltage to one of the two input terminals. . This correction voltage is called an offset voltage.

MOS(Metal 0xide 5eIlicond
uctor)や0MO8(Complementary
 Metal 0xide Sem1conducto
r)技術によって設計、製造された差動増幅器のオフセ
ット電圧は、へイボーラ技術によって同様に設計された
差動増幅器のオフセット電圧よりもお、よそ1桁大きい
ことが知られている。このオフセット電圧は、主に差動
人力段の2411のトランジスタのスレッショルド電圧
の差によっている。また、差動入力段のトランジスタに
接続される負荷素子の間の非対称性もオフセット電圧に
大きな影響を及ぼす。多結晶シリコンによって作られた
ゲート構造をもつCMOS技術によって製造された差動
増幅器では、lO〜20a+V程度のオフセット電圧を
必要とする。このため、このタイプの差動増幅器の応用
範囲は、ゲイン1のバッファのようなオフセット電圧の
存在が大きな問題でない場合や、外部からオフセ−/ 
ト補償が可能な場合に限定されてしまう。
MOS(Metal Oxide 5eIlicond
uctor) and 0MO8(Complementary
Metal Oxide Sem1conducto
It is known that the offset voltage of a differential amplifier designed and manufactured by the r) technology is about an order of magnitude larger than the offset voltage of a differential amplifier similarly designed by the Heibora technology. This offset voltage is mainly due to the difference in threshold voltage of the 2411 transistors of the differential power stage. Furthermore, asymmetry between load elements connected to the transistors of the differential input stage also has a large effect on the offset voltage. A differential amplifier manufactured by CMOS technology with a gate structure made of polycrystalline silicon requires an offset voltage of about 10 to 20a+V. For this reason, the range of applications for this type of differential amplifier is limited to cases where the presence of offset voltage is not a major problem, such as in a gain of 1 buffer, and cases in which the presence of offset voltage is not a major problem, such as in a gain of 1 buffer, or
This is limited to cases where damage compensation is possible.

このような差動増幅器のオフセット電圧を低減させるた
めの解決策として、いわゆるCAZ(Gommutat
ing Auto−Zero)技法というものが知られ
ており、これはオフセット電圧を゛計測してコンデンサ
に蓄え、補償に使うようにしたものである。この例とし
てインターシル社製ICL7E150型演算増幅器があ
り、補償電圧を蓄えるために0.01〜0.1μFの容
量の外部コンデンサを2個必要とするが、低オフセツト
電圧及び低ドリフト値を達成している。
As a solution to reduce the offset voltage of such a differential amplifier, the so-called CAZ (Gommutat
ing Auto-Zero) technique is known, in which the offset voltage is measured, stored in a capacitor, and used for compensation. An example of this is the Intersil ICL7E150 operational amplifier, which requires two external capacitors with a capacitance of 0.01 to 0.1 μF to store the compensation voltage, but achieves low offset voltage and low drift values. There is.

この解決法を集積回路で用いようとすると、コンデンサ
を集積回路に組込まれなければならないため、これまで
にないドリフトの問題を生じる。というのは、このよう
なコンデンサの放電を引起こす漏れ電流は温度に依存し
、集積回路の製造ロフトごとに少なくとも1桁程度変動
してしまうためである。集積回路の半導体表面の限られ
たスペースを考慮すると、このようなコンデンサは数1
0pF以上の容量にはできない。
If this solution were to be used in an integrated circuit, the capacitor would have to be integrated into the integrated circuit, creating a new drift problem. This is because the leakage current that causes discharge of such capacitors is temperature dependent and varies by at least an order of magnitude from one integrated circuit manufacturing loft to another. Considering the limited space on the semiconductor surface of an integrated circuit, such a capacitor can be
It is not possible to increase the capacitance to 0 pF or more.

このため、微小の漏れ電流でも大きな充電の損失をもた
らし、従ってオフセット電圧を生じることになる。
Therefore, even a small leakage current causes a large charge loss, resulting in an offset voltage.

よって、この発明の目的は、オフセット電圧を必要とせ
ず集積化しても問題のない差動増幅器を提供することに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a differential amplifier that does not require an offset voltage and can be integrated without problems.

以下にこの発明を説明する。This invention will be explained below.

この発明は、2入力端子源に第1のスイッチ −ング手
段によってそれぞれ接続される2人力と、後続回路に第
2のスイッチング手段によってそれぞれ接続される2出
力とで成る差動増幅器に関するもので、第1及び第2の
スイッチング手段をスイッチングクロック発生器のクロ
ッりによって、第1入力が第1入力電圧源に、第2人力
が第2入力端子源に接続されると共に、後続回路が第1
出力に接続されるようにするか、あるいは第1入力が第
2入力端子源に、第2人力が第1入力電圧源に接続され
ると共に、後続回路が第2出力に接続されるように切換
え、さらにスイッチング周波数による出力の変動を除去
するたあの低域フィルタを第2のスイッチング手段の出
力端子と後続回路との間に接続するようにしたものであ
る。
The present invention relates to a differential amplifier comprising two outputs each connected to a two-input terminal source by a first switching means, and two outputs each connected to a subsequent circuit by a second switching means, The first and second switching means are clocked by a switching clock generator such that the first input is connected to the first input voltage source, the second input voltage is connected to the second input terminal source, and the subsequent circuit is connected to the first input voltage source.
output, or the first input is connected to the second input terminal source, the second input is connected to the first input voltage source, and the subsequent circuit is connected to the second output. Furthermore, a low-pass filter for removing fluctuations in output due to switching frequency is connected between the output terminal of the second switching means and the subsequent circuit.

この発明は次のような事実に基づいている。This invention is based on the following facts.

例えば、MOS型トランジスタによって構成された差動
増幅器において、一方の入力段のトランジスタのスレッ
ショルド電圧が他方の入力段のトランジスタのスレッシ
ョルド電圧と異なる場合のように、差動増幅器内に何ら
かの非対称性があれば、ある程度のオフセット電圧が生
じる。ここで、非対称性の原因となっている素子を変換
すれば、つまり上述の例では、差動増幅器の2個の入力
段に接続されているMOS型トランジスタを交換すれば
、同様の非対称性によって大ささは同じで極性の反対と
なった結果をもたらす。このような交換によって、等し
い大きさで極性の異なるオフセット電圧が生じることに
なる。そこで、2人力と2入力端子源との接続及び2出
力と後続回路との接続を周期的に切換エルことによって
、極性の変化するオフセット重態が得られるが、このオ
フセット電圧を低域フィルタに通せば、差動増幅器の入
力段に等しい入力電圧が供給されている場合、低域フィ
ルタの出力電圧は零となる。そして、従来の差動増幅器
に対して、2個のスイッチング手段及び低域フィルタを
付加することは可能であるし、また非対称性の原因とな
る回路素子を上述のような意味で切換えるようにした差
動増幅器を構成することもできる。
For example, in a differential amplifier configured with MOS transistors, if there is some asymmetry within the differential amplifier, such as when the threshold voltage of the transistor in one input stage is different from the threshold voltage of the transistor in the other input stage. For example, some offset voltage will occur. Here, if we change the element causing the asymmetry, that is, in the above example, if we replace the MOS transistors connected to the two input stages of the differential amplifier, the same asymmetry will occur. The results are the same in magnitude but opposite in polarity. Such an exchange results in offset voltages of equal magnitude but different polarity. Therefore, by periodically switching the connection between the two input terminal sources and the two outputs and the subsequent circuit, an offset state with changing polarity can be obtained, but this offset voltage cannot be passed through a low-pass filter. For example, if equal input voltages are supplied to the input stage of the differential amplifier, the output voltage of the low-pass filter will be zero. It is possible to add two switching means and a low-pass filter to a conventional differential amplifier, and it is also possible to switch the circuit elements that cause asymmetry in the above-mentioned sense. A differential amplifier can also be configured.

この発明のNSlの実施例では、第1のスイッチング手
段は差動増幅器の第1の入力を第1の入力電源に接続す
る第1の制御可能なスイッチと、差動増幅器の第1の入
力を第2の入力電圧源に接続する第2の制御可能なスイ
ッチと、差動増幅器の第2の入力を第2の入力電圧源に
接続する第3の制御可能なスイッチと、差動増幅器の第
2の入力を第1の入力電圧源に接続する第4の制御可能
なスイッチとで成っており、第2のスイッチング手段は
出力端子を差動増幅器の第1出力に接続すΔ第5の制御
可能なスインる。そして、この実施例では、スイッチン
グクロック発生器は、第1.゛第3及び第5のスイッチ
の制御入力に直接、かつ第2.第4及び第6のスイッチ
の制御入力にインバータを介して供給されるスイッチン
グパルスをデユーティサイクル50%で発生するように
なっている。このような差動増幅器は一般的なIC設計
で作製されるものであり、スイッチング手段及び低域フ
ィルタは外部回路要素として付加され得るものである。
In an NSL embodiment of the invention, the first switching means includes a first controllable switch connecting the first input of the differential amplifier to the first input power source; a second controllable switch connecting the second input voltage source; a third controllable switch connecting the second input of the differential amplifier to the second input voltage source; and a third controllable switch connecting the second input of the differential amplifier to the second input voltage source; a fourth controllable switch connecting the second input to the first input voltage source, the second switching means connecting the output terminal to the first output of the differential amplifier; Possible swing. And in this embodiment, the switching clock generator is the first . ``directly to the control inputs of the third and fifth switches, and the second. The switching pulses supplied via the inverter to the control inputs of the fourth and sixth switches are generated with a duty cycle of 50%. Such a differential amplifier is fabricated with a common IC design, and the switching means and low-pass filter can be added as external circuit elements.

また、この発明の他の実施例では全てがモノリシック集
積化され、制御端子がそれぞれ差動増幅器の入力の1つ
に接続された2つのトランジスタで構成され、各トラン
ジスタの主通路は負荷と2つの出力を形成するトランジ
スタ及び負荷の間の節点とに直列に接続され、第1のト
ランジスタの制御端子はlslのスイッチングトランジ
スタの主通路を介して第1の入力端子に接続されると共
に、第2のスイッチングトランジスタの主通路を介して
差動増幅器の第2の入力端子に接続され、第2のトラン
ジスタの制御端子は第3のスイッチングトランジスタの
主通路を介して第2の人力端子に接続されると共に、第
4のスイッチングトランジスタの主通路を介しての差動
増幅器の第1の入力端子に接続され、出力端子は第5の
スイッチングトランジスタの主通路を介して第1の出方
に接続されると共に、第6のスイッチングトランジスタ
゛の主通路を介して差動増幅器の第2′の出方に接続さ
れている。そして、第1.第3及び第5のスイッチング
トランジスタの制御端子は直接スイツチングクロック発
生器の出力に接続され1、 第2.第4及び第6のスイ
ッチングトランジス2、夕の制御端子は、インバータを
介してスイッチングクロック発生器の出力に接続されて
いる。
Other embodiments of the invention are all monolithically integrated, consisting of two transistors each with a control terminal connected to one of the inputs of the differential amplifier, with the main path of each transistor connecting the load and the two transistors. the transistor forming the output and the node between the load, the control terminal of the first transistor being connected to the first input terminal via the main path of the switching transistor of the LSL; The switching transistor is connected to a second input terminal of the differential amplifier via the main path, and the control terminal of the second transistor is connected to the second human power terminal via the third switching transistor main path. , is connected to the first input terminal of the differential amplifier via the main path of the fourth switching transistor, and the output terminal is connected to the first output via the main path of the fifth switching transistor. , are connected to the second output of the differential amplifier via the main path of the sixth switching transistor. And the first. The control terminals of the third and fifth switching transistors are directly connected to the output of the switching clock generator 1, the second . The control terminals of the fourth and sixth switching transistors 2 are connected to the output of the switching clock generator via an inverter.

さらに、この発明の特別な実施例では、差動増幅用の2
つのトランジスタが第1及び第2の負荷トランジスタで
形成される負荷にそれぞれ結合されている。そして、第
2のトランジスタ及び第2の負荷トランジスタの間の節
点が差動増幅器の第1の出力を形成し、第1のトランジ
スタ及び第1の負荷トランジスタの間の節点が差動増幅
器の第2の出力を形成している。第1及び第2の負荷ト
ランジスタの制御端子は、差動増幅器の出力の1つに接
続されている共通回路節点に接続されている。この共通
回路節点は第7のスイッチングトランジスタの主通路を
介して第1の出力に接続されると共に、第7のスイッチ
ングトランジスタの主通路を介して差動増幅器の第2の
出力に接続されている。そして、第7のスイッチングト
ランジスタの制御端子は、インバータを介してスイッチ
ングクロック発生器の出力に接続され、第8のスイッチ
ングトランジスタの制御端子は直接スイッチング、クロ
ック発生器の出力に接続されている。
Furthermore, in a special embodiment of the invention, two
one transistor is each coupled to a load formed by first and second load transistors. and a node between the second transistor and the second load transistor forms a first output of the differential amplifier, and a node between the first transistor and the first load transistor forms a second output of the differential amplifier. is forming the output of Control terminals of the first and second load transistors are connected to a common circuit node that is connected to one of the outputs of the differential amplifier. This common circuit node is connected to the first output via the main path of the seventh switching transistor and to the second output of the differential amplifier via the main path of the seventh switching transistor. . The control terminal of the seventh switching transistor is connected to the output of the switching clock generator via an inverter, and the control terminal of the eighth switching transistor is directly connected to the output of the switching clock generator.

次に、この発明を図面を参照して説明する。Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

まず、この発明の基本原理を説明するために、従来の差
動増幅器の回路構成を第1図に示す。
First, in order to explain the basic principle of the present invention, the circuit configuration of a conventional differential amplifier is shown in FIG.

この差動#!幅器は、反転入力Elと、非反転入力E2
と、出力Aとで成っている。第1入力電圧VIN−は反
転入力E1と供給電圧線vssとの間に印加される。第
2入力端子VIN−は非反転入力端子E2と供給電圧線
VSSとの間に印加される。そして、出力電圧hrは出
力端子Aと供給電圧線vssとの間に生しる。差動増幅
器には、2個のMOS型増幅トランジスタMl及びN2
があり、そのゲートはそれぞれ反転入力E+及び非反転
入力E2に接続されている。さらに、  MO9型負荷
トランジスタM3及びN4が、それぞれ増幅トランジス
タMl及び’M2と直列に接続されている。負荷トラン
−ジスタM3及びN4は供給電圧M VSSに接続され
ているが、増幅トランジスタN1及びN2は電流源1を
介して供給電圧線vDDに接続されている。そして、負
荷トランジスタM3及びN4のゲートはお互いに接続さ
れると共に、増幅!・ランジスタMl及び負荷トランジ
スタM3の接続点に接続されている。
This differential #! The width transducer has an inverting input El and a non-inverting input E2.
and output A. A first input voltage VIN- is applied between the inverting input E1 and the supply voltage line vss. The second input terminal VIN- is applied between the non-inverting input terminal E2 and the supply voltage line VSS. Then, the output voltage hr is generated between the output terminal A and the supply voltage line vss. The differential amplifier includes two MOS type amplification transistors Ml and N2.
, whose gates are connected to an inverting input E+ and a non-inverting input E2, respectively. Furthermore, MO9 type load transistors M3 and N4 are connected in series with amplification transistors M1 and 'M2, respectively. The load transistors M3 and N4 are connected to the supply voltage MVSS, while the amplifying transistors N1 and N2 are connected via the current source 1 to the supply voltage line vDD. Then, the gates of load transistors M3 and N4 are connected to each other, and the amplification! - Connected to the connection point of transistor M1 and load transistor M3.

ここで、増幅トランジスタ旧及びN2は完全に等しい特
性を有し、また負荷トランジスタN3及びN4は完全に
等しい特性を持っているものとすると、差動入力電圧が
印加されていない時、つまりVIN−”VIN−の時、
出力電圧はvou’r0=VGS(N3.N4) となる。ここで、VGS(N3,84)は負荷トランジ
)りN3及びN4の、ゲートと供給電圧線VSSの間の
電圧である。
Here, assuming that the amplification transistors old and N2 have completely equal characteristics, and the load transistors N3 and N4 have completely equal characteristics, when no differential input voltage is applied, that is, VIN- “When VIN-,
The output voltage is vou'r0=VGS(N3.N4). Here, VGS (N3, 84) is the voltage between the gates of load transistors N3 and N4 and the supply voltage line VSS.

もし、増幅トランジスタにl及びN2の間にスレ7シヨ
ルド電圧に関して多少の差異があり、一方、負荷トラン
ジスタN3及びN4はなお完全に等しいとすると、出力
電圧は次のようになる。
If there is some difference in terms of threshold voltage between the amplifier transistors l and N2, while the load transistors N3 and N4 are still perfectly equal, the output voltage will be:

、 vOUT ”vOUTo +AO” (vTMI−
vTM2)・・・・・・・・・(1) ここで、VOUToは全てのトランジスタの特性が完全
に等しい場合に得られる出力電圧、 Aoは開ループゲ
インであり、(VTMI−VTM2)はトランジスタN
1及びN2の間のスレ7シヨルド電圧の差である。例え
ばAo =100. (VTMI−V7H2)=5mV
とすると、出力電圧VOUTはVOUT0+500mV
となる。
, vOUT "vOUTo +AO" (vTMI-
vTM2)・・・・・・・・・(1) Here, VOUTo is the output voltage obtained when the characteristics of all transistors are completely equal, Ao is the open loop gain, and (VTMI-VTM2) is the output voltage obtained when the characteristics of all transistors are completely equal. N
1 and N2. For example, Ao = 100. (VTMI-V7H2)=5mV
Then, the output voltage VOUT is VOUT0 + 500mV
becomes.

マタ、vTM2=vTMl中5mv、ツまり(VTMI
−VTM2)”−5Ivとすれば出力電圧VOUTはV
OUTo−500mVとなる。
Mata, vTM2 = 5mv in vTMl, Tsumari (VTMI
-VTM2)"-5Iv, the output voltage VOUT is V
It becomes OUTo-500mV.

増幅トランジスタ旧及びN2のドレイン同士、    
  ゛ゲート同士をそれぞれ第2図に示すように交換し
ても、つまり、増幅トランジスタ旧のゲートを反転入力
Elに接続し、増幅トランジスタM2のゲートを非反転
入力E2に接続し、増幅トランジスタ旧のドレインを出
力端子Aに接続して、増幅トランジスタM2のドレイン
を負荷トランジスタM3及びN4の共通ゲートに接続し
ても、同様の結果、が得られる。
The drains of the amplification transistor old and N2 are connected,
Even if the gates are exchanged as shown in Figure 2, that is, the gate of the old amplifying transistor is connected to the inverting input El, the gate of the amplifying transistor M2 is connected to the non-inverting input E2, and the gate of the old amplifying transistor is connected to the inverting input E1. Similar results can be obtained by connecting the drain of the amplifier transistor M2 to the output terminal A and connecting the drain of the amplification transistor M2 to the common gate of the load transistors M3 and N4.

この回路では、次のような出力電圧が得られる。This circuit provides the following output voltages:

VOUT” vOUTo −” °(vTMI−VTM
2)・・・・・・・・・(2) 上記(1)及び(2)式から分るように、増幅トランジ
スタMlとM2の間に何らかの非対称性が存在すると、
第1図の場合の回路と第2図の場合の回路とでは、出力
電圧は極性は異なるが同じ大きさだけ変化する。そして
、非対称性には、増幅トランジスタ旧のスレッシせルド
電圧と、増幅トランジスタM2のスレッショルド電圧と
の差異ばかりでなく、オフセット誤差を生じるような全
ての種類の非対称性9例えばトランジスタ構造の幾何学
的な差異やゲインの違いなどが含まれる。
VOUT"vOUTo-"°(vTMI-VTM
2)・・・・・・・・・(2) As can be seen from the above equations (1) and (2), if there is some asymmetry between the amplification transistors Ml and M2,
In the circuit shown in FIG. 1 and the circuit shown in FIG. 2, the output voltages differ in polarity but change by the same amount. Asymmetry includes not only the difference between the threshold voltage of the old amplification transistor and the threshold voltage of the amplification transistor M2, but also all kinds of asymmetries that cause offset errors9, for example, due to the geometry of the transistor structure. This includes differences in gain and differences in gain.

この事実を利用してこの発明では、差動増幅器の2出力
を周期的に切換えることによって、出力のオフセット電
圧の極性を周期的に逆転させるようにしている。極性が
周期的に変化するこの出力信号は、後続の低域フィルタ
によって平均化される。そして、差動増幅器の2人力に
おいて、入力信号が印加されていない場合や等しい入力
信号が印加されている場合には、低域フィルタの出力電
圧は零となり、このようにしてオフセット誤差が除去さ
れることになる。差動増幅器の出力の周期的な切換えに
よって、出力信号の極性が周期的に変化することのない
ようにするために、入力段も周期的に切換えられる。つ
まり、出力の切換えに同期して入力も切換えられる。な
お、この切換えによって生じる可能性のある入力信号の
スイッチングノイズは、低域フィルタによって除去され
る。
Taking advantage of this fact, the present invention periodically switches the two outputs of the differential amplifier to periodically reverse the polarity of the output offset voltage. This output signal, whose polarity changes periodically, is averaged by a subsequent low-pass filter. In the case of two differential amplifiers, when no input signal is applied or when equal input signals are applied, the output voltage of the low-pass filter becomes zero, and in this way, the offset error is removed. That will happen. In order to prevent periodic switching of the output of the differential amplifier from periodically changing the polarity of the output signal, the input stage is also switched periodically. In other words, the input is also switched in synchronization with the switching of the output. Note that switching noise in the input signal that may be caused by this switching is removed by a low-pass filter.

第3図は、従来型の差動増幅器[IVにこの発明を適用
してオフセット誤差をなくすようにした実施例の回路構
成図であり、従来型の差動増幅器DVは、反転入力El
、非反転入力E2.非反転出力A1及び反転出力A2で
成っている。第1のスイッチング手段としての4個の制
御スイッチSl、S2.S3及びS4ハ、 差動増幅器
DV(7) 2 人力El及びE2と入力電圧端子Ut
及びU2との間に接続されている。そして、反転入力E
lはスイッチSlを介して第1入力電圧端子Ulに接続
されると共に−、スイッチS2を介して第2入力端子端
子u2に接続されている。非反転入力E2はスイッチS
3を介して第2入力端子端子U2に接続されると共に、
スイッチS4を介して第1入力端子端子U1に接続され
ている。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a conventional differential amplifier [IV to eliminate offset errors, and the conventional differential amplifier DV has an inverting input El
, non-inverting input E2. It consists of a non-inverted output A1 and an inverted output A2. Four control switches Sl, S2 . S3 and S4c, differential amplifier DV (7) 2 human power El and E2 and input voltage terminal Ut
and U2. And the inverted input E
1 is connected to the first input voltage terminal Ul via the switch Sl, and - is connected to the second input voltage terminal U2 via the switch S2. Non-inverting input E2 is switch S
3 to the second input terminal terminal U2, and
It is connected to the first input terminal U1 via the switch S4.

第2のスイッチング手段としての制御スイッチS5及び
S6と低域フィルタTPとの直列接続が、差動増幅器の
2出力と後続回路端子Zとの間に接続されている。差動
増幅器Dvの非反転出力A1はスイッチS5を介して第
2のスイッチング手段の出力端子Oに接続され、差動増
幅器DVの反転出力A2はスイッチS8を介して出力端
子Oに接続されている。低域フィルタTPは第2のスイ
ッチング手段の出力端子Oと後続回路端子Zとの間に接
続されている。
A series connection of control switches S5 and S6 as second switching means and a low-pass filter TP is connected between the two outputs of the differential amplifier and the subsequent circuit terminal Z. The non-inverting output A1 of the differential amplifier Dv is connected to the output terminal O of the second switching means via a switch S5, and the inverting output A2 of the differential amplifier DV is connected to the output terminal O via a switch S8. . A low-pass filter TP is connected between the output terminal O of the second switching means and the subsequent circuit terminal Z.

スイッチS1.S3.及びS5又を本スイッチS2.S
4及びS6が交互に導通状態となるように、クロック発
生器Cはデユーティサイクル50パーセントのスイッチ
パルスを発生する。クロックの周波数は、差動増幅器に
よって増幅される入力信号の周波数よりも充分に高い程
度のものとする。例えば、入力信号の周波数が直流レベ
ルから可聴周波数の範囲までであると仮定すると、クロ
ック周波数は数100KHzのオーダとするのが望まし
い。jして、増幅される入力信号が零であるとすると、
後続回路端子Zでは、出力直流電圧VOUT・0が得ら
れる。つまり、従来型の差動増幅器Dvのオフセ・ント
誤差を引起こすようないかなる非対称性も、この発明の
適用によって付加された回路によって出力には現われな
いことになる。
Switch S1. S3. and S5 or main switch S2. S
Clock generator C generates switch pulses with a duty cycle of 50 percent so that S4 and S6 are alternately conductive. The frequency of the clock is set to be sufficiently higher than the frequency of the input signal to be amplified by the differential amplifier. For example, assuming that the frequency of the input signal is in the range of DC levels to audio frequencies, it is desirable that the clock frequency be on the order of several 100 KHz. j and the input signal to be amplified is zero,
At the subsequent circuit terminal Z, an output DC voltage VOUT·0 is obtained. In other words, any asymmetry that would cause an offset error in a conventional differential amplifier Dv will not appear at the output due to the circuit added by application of the present invention.

第4図は、第3図において破線で囲まれた回路部分の等
価回路図であり、この発明によるスイッチ手段5l−9
Oと低域フィルタTPを組合わせて、オフセット誤差を
除去された差動増幅器DVは、オフセット誤差のない差
動増幅器りと同様に動作することになる。この差動増幅
器りにおいて、反転入力は入力電圧端子Ulから印加さ
れ、非反転入力は入力電圧端U2から印加され。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the circuit portion surrounded by a broken line in FIG.
By combining O and the low-pass filter TP, the differential amplifier DV from which the offset error has been removed will operate in the same way as a differential amplifier without the offset error. In this differential amplifier, an inverting input is applied from an input voltage terminal Ul, and a non-inverting input is applied from an input voltage terminal U2.

出力が後続回路端子Zから出力される。そして、この等
価回路図の後続回路端子Zにおいて得られる出力電圧は
、もはやオフセット誤差によって歪むことはない。
The output is output from the subsequent circuit terminal Z. The output voltage obtained at the subsequent circuit terminal Z of this equivalent circuit diagram is no longer distorted by the offset error.

第5図はこの発明の別の実施例の回路構成図であり、モ
ノリシック集積回路に用いられるように構成され1日の
発明を適用したスイッチング手段も差動増幅回路の中に
集積化されて使われるようになっている。この実施例の
回路構成は、増幅トランジスタTI及び負荷トランジス
タLTIの直列接続と、増幅トランジスタT2及び負荷
トランジスタLT2の直列接続との並列接続になってお
り、この並列接続は、増幅トランジスタTl及びT2の
側において電流源■を介して第1の電圧供給線VDDに
接続され、負荷トランジスタLTI及びLT2の側にお
いて、第2の電圧供給線Vssに接続されている。増幅
トランジスタT1及びT2はそれぞれそのドレインを負
荷トランジスタLTI及びLT2のドレインに接続され
ており、負荷トランジスタLTI及びLT2のゲートは
共に接続点Xに接続されている。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of another embodiment of the present invention, in which a switching means configured to be used in a monolithic integrated circuit and to which the invention of the day is applied is also integrated into a differential amplifier circuit. It is becoming more and more popular. The circuit configuration of this embodiment is a series connection of an amplification transistor TI and a load transistor LTI, and a parallel connection of a series connection of an amplification transistor T2 and a load transistor LT2. It is connected to the first voltage supply line VDD via the current source 2 on the side thereof, and connected to the second voltage supply line Vss on the side of the load transistors LTI and LT2. Amplifying transistors T1 and T2 have their drains connected to the drains of load transistors LTI and LT2, respectively, and gates of load transistors LTI and LT2 are both connected to connection point X.

第1入力電圧端子U1には反転される入力電圧VIN−
が印加され、第2入力端子端子には反転されない入力電
圧VINやが印加される。そして、出力端子Oには差動
増幅器の出力電圧VOUTが出力される。
The first input voltage terminal U1 has an inverted input voltage VIN−.
is applied, and the non-inverted input voltage VIN is applied to the second input terminal. Then, the output voltage VOUT of the differential amplifier is outputted to the output terminal O.

増幅トランジスタTI及びT2のゲート端子は、増幅ト
ランジスタTI及びT2と負荷トランジスタLTl及び
LT2とで成る差動増幅器固有の第1出力AI及び第2
出力A2によって構成されている。
The gate terminals of the amplification transistors TI and T2 are connected to a first output AI and a second output specific to the differential amplifier composed of the amplification transistors TI and T2 and the load transistors LTl and LT2.
It is configured by output A2.

増幅トランジスタT2及び負荷トランジスタLT2の接
続点は差動増幅器固有の第1出力AIであり、また、増
幅トランジスタT1及び負荷トランジスタLTIの接続
点は差動増幅器固有の第2出力A2である。
The connection point between the amplification transistor T2 and the load transistor LT2 is the first output AI specific to the differential amplifier, and the connection point between the amplification transistor T1 and the load transistor LTI is the second output A2 specific to the differential amplifier.

増幅トランジスタ71やゲートは、第1のスイ・ンチン
グトランジスタSTIを介して入力端子端子Utに接続
され、第2のスイッチングトランジスタST2を介して
入力電圧端子U2に接続されている。同様に、増幅トラ
ンジスタT2のゲートは、第3のスイッチングトランジ
スタST3を介して入力端子端子U2に接続され、第4
のスイッチングトランジスタ8丁4を介して入力電圧端
子[1に接続されている。出力端子0は、第5のスイッ
チングトランジスタST5を介して増幅トランジスタT
2及び負荷トランジスタLT2の共通ドレインに接続さ
れると共に、第6のスイッチングトランジスタST8を
介して増幅トランジスタTl及び負荷トランジスタLT
Iの共通ドレインに接続されている。、2個の負荷トラ
ンジスタLTI及びLT2の共通ゲート端子Xは、第7
のスイ・ンチングトランジスタST7を介して増幅トラ
ンジスタT2及び負荷トランジスタLT2の共通ドレイ
ン↓と接続されると共に、第8のスイッチングトランジ
スタST8を介して増幅トランジスタT1及び負荷トラ
ンジスタLTIの共通ドレインに接続されている。  
− そして、2個の増幅トランジスタTI及びT2はそれぞ
れPチャネル80S5トランジスタであり、負荷トラン
ジスタLTI及びLT2.スイッチングトランジスタS
TI〜ST8はNチャネルMO3型トランジスタである
The amplification transistor 71 and its gate are connected to the input terminal Ut via the first switching transistor STI, and to the input voltage terminal U2 via the second switching transistor ST2. Similarly, the gate of the amplification transistor T2 is connected to the input terminal U2 via the third switching transistor ST3, and the gate of the amplification transistor T2 is connected to the input terminal U2 via the third switching transistor ST3.
The switching transistors 8 and 4 are connected to the input voltage terminal [1. The output terminal 0 is connected to the amplification transistor T via the fifth switching transistor ST5.
2 and the load transistor LT2, and is connected to the amplification transistor Tl and the load transistor LT via the sixth switching transistor ST8.
connected to the common drain of I. , the common gate terminal X of the two load transistors LTI and LT2 is connected to the seventh
It is connected to the common drain of the amplification transistor T2 and the load transistor LT2 via the switching transistor ST7, and is also connected to the common drain of the amplification transistor T1 and the load transistor LTI via the eighth switching transistor ST8. There is.
- and the two amplification transistors TI and T2 are each P-channel 80S5 transistors, and the load transistors LTI and LT2. switching transistor S
TI to ST8 are N-channel MO3 type transistors.

ス−(、ンチングトランジスタSTI 、Si2 、S
r1及びSi2のゲート端子は直接クロック線CLKに
接続され、−・方、スイッチングトランジスタST2 
、Sr1、Sr1及びSr1のゲート端子はインバータ
■を介してクロック線CLKに接続されている。そして
、このりa−+7り線CLKによって、デユーティサイ
クル50パーセントの周期的なスイッチングパルスがス
イッチングトランジスタに与えられる。この実施例では
、第5図に示したクロック時間tlにおいて、スイッチ
ングトランジスタST2、Sr1.Sr1及びSr1が
導通状態となり、クロック時fitlt2においてスイ
ッチングトランジスタST1、Si2.Sr1及びSi
2が導通状態となる。
S-(, pinching transistor STI, Si2, S
The gate terminals of r1 and Si2 are directly connected to the clock line CLK;
, Sr1, and the gate terminals of Sr1 and Sr1 are connected to the clock line CLK via an inverter (2). A periodic switching pulse with a duty cycle of 50 percent is applied to the switching transistor by the a-+7 line CLK. In this embodiment, at the clock time tl shown in FIG. 5, the switching transistors ST2, Sr1. Sr1 and Sr1 become conductive, and switching transistors ST1, Si2 . Sr1 and Si
2 becomes conductive.

スイッチングトランジスタ5TI−Sr1は、増幅トラ
ンジスタT1及びT2と、反転入力電圧端子Ut及び非
反転入力電圧端子U2との間の切換えを行なう、スイッ
チングトランジスタ5丁!及びSTBは、増幅トランジ
スタT1及び負荷トランジスタLTIの共通ドレイン端
子又は増幅トランジスタT2及び負荷トランジスタLT
2の共通ドレイン端子と、出力端子Oとの接続の切換え
を行なう。スイッチングトランジスタS??及びSTB
は、2個の負荷トランジスタLTI及びLT2の共通ゲ
ート端子Xと、負荷トランジスタLTI又はLT2のド
レイン端子との接続の切換えを行なう。
The switching transistors 5TI-Sr1 switch between the amplification transistors T1 and T2, the inverting input voltage terminal Ut, and the non-inverting input voltage terminal U2! and STB are the common drain terminals of the amplification transistor T1 and the load transistor LTI, or the common drain terminal of the amplification transistor T2 and the load transistor LT.
The connection between the common drain terminal of 2 and the output terminal O is switched. Switching transistor S? ? and STB
switches the connection between the common gate terminal X of the two load transistors LTI and LT2 and the drain terminal of the load transistor LTI or LT2.

スイッチングトランジスタの切換動作により、第5図に
示した回路は、第1図に示した回路か第2図に示した回
路に切換えられることになるが、この切換えに加えて、
負荷トランジスタLTI及びLT2においてその共通ゲ
ート端子Xと、負荷トランジスタLTI又はLT2との
ドレイン端子との接続が切換えられる。というのは。
By the switching operation of the switching transistor, the circuit shown in FIG. 5 is switched to the circuit shown in FIG. 1 or the circuit shown in FIG. 2, but in addition to this switching,
The connection between the common gate terminal X of load transistors LTI and LT2 and the drain terminal of load transistor LTI or LT2 is switched. I mean.

第1図及び第2図の回路においてなされた仮。The assumptions made in the circuits of FIGS. 1 and 2.

定、つまり非対称性は2個の増幅トランジスタによって
のみ生じ、一方、2個の負荷トランジスタの特性は完全
に等しいという仮定は現実的ではない、実際の応用では
、2個の負荷トランジスタの間にも同様に非対称性は存
在する。そして、それによる非対称性は、ちょうど増幅
トランジスタによる非対称性がその周期的な切換えによ
って補償されたように、負荷トランジスタの周期的な切
換えによって補償されるのである。
The asymmetry, or asymmetry, is only caused by the two amplifying transistors, while the assumption that the characteristics of the two load transistors are completely equal is not realistic; in practical applications, even between the two load transistors Similarly, asymmetries exist. The resulting asymmetry is then compensated for by periodic switching of the load transistor, just as the asymmetry due to the amplification transistor is compensated for by its periodic switching.

なお、第5図に示した実施例においては、個々のトラン
ジスタはNチャネルMOS、PチャネルMO9等のユニ
ポーラ型としたが、バイポーラ型のトランジスタを使用
することも可能である。
In the embodiment shown in FIG. 5, each transistor is of a unipolar type such as an N-channel MOS or a P-channel MO9, but it is also possible to use a bipolar type transistor.

さらに、増幅トランジスタTI及びT2jfトラーンジ
スタの二重結合したダーリントン接続のトランジスタ又
は縦列接続のトランジスタに置換してもよい。
Furthermore, the amplifying transistors TI and T2jf transistors may be replaced with double-coupled Darlington-connected transistors or cascade-connected transistors.

また、供給電圧を低くしたり、電力損失を小さくしたり
する必要がある場合や、大きな同相信号入力電圧範囲を
得たい場合などには、スイッチングトランジスタSTI
〜5TI3は、相互に補完するトランジスタ対に置換し
てもよい。
In addition, when it is necessary to lower the supply voltage or reduce power loss, or when you want to obtain a large common-mode signal input voltage range, switching transistor STI
~5TI3 may be replaced with a mutually complementary transistor pair.

クロック線CLKのクロックパルスは、デユーティサイ
クル50パーセントでなければならない−が、この理想
値からのずれは、いかに少なくしてもオフセット電圧 v  =v   ・a−tJ     ・・・・・・・
・・(3)OS  O20t2 を生じる。ここで、VO50は補償のない場合のオフセ
ット電圧であり、tlは低レベルのクロック時間、t2
は高レベルのクロック時間である0周波数分割回路を利
用すれば、0.1パーセント以下の非対称性しか持たな
い周期のクロック信号を容易に得ることが可能である。
The clock pulse on the clock line CLK must have a duty cycle of 50% - but no matter how small the deviation from this ideal value is, the offset voltage v = v ・a - tJ ......
...(3) OS O20t2 is generated. Here, VO50 is the offset voltage without compensation, tl is the low level clock time, t2
By using a zero-frequency divider circuit in which the clock time is a high level, it is possible to easily obtain a clock signal with a period having an asymmetry of less than 0.1%.

差動増幅器と他の増幅器を縦列結合して用い、前段の差
動増幅器に対してはこの発明の方法を適用してオフセッ
ト誤差を補償し、後段の増幅器に対しては補償を施さな
い場合、後段の増幅器のスレッショルド電圧によって生
じるオフセット誤差を防止するためには、補償された差
動増幅器の電圧利得はできる限り大きくした方がよい、
というのは、差動増幅器の利得が大きければ大きいほど
、後段の増幅器のスレッシ遷ルド電圧によって生じるオ
フセット誤差を補償するために、前段の差動増幅器に供
給される入力補償電圧は小さくて済むからである。
When a differential amplifier and another amplifier are connected in series, and the offset error is compensated for by applying the method of the present invention to the differential amplifier in the front stage, but no compensation is applied to the amplifier in the rear stage, To prevent offset errors caused by the threshold voltage of the subsequent amplifier, the voltage gain of the compensated differential amplifier should be as large as possible.
This is because the higher the gain of the differential amplifier, the lower the input compensation voltage required to be supplied to the preceding differential amplifier to compensate for the offset error caused by the threshold voltage of the subsequent amplifier. It is.

このことを考慮すると、オフセット補償された差動入力
段と、非補償の単一人力増幅段を持つ2段の差動増幅器
は、オフセット補償しない従来型の回路に比べて少なく
とも2桁小さいオフセット値しか持たないように構成す
ることができる。このため、オフセット電圧値は100
 ILV以下に抑えることが可能となる。そして、温度
によるドリフトは数終V/”C!のオーダで減少するか
ら、温度を調整−したドリフト値は高々数井V/”Cに
することができる。
Considering this, a two-stage differential amplifier with an offset-compensated differential input stage and an uncompensated single-power amplifier stage has an offset value that is at least two orders of magnitude lower than a conventional circuit without offset compensation. It can be configured to have only one. Therefore, the offset voltage value is 100
It becomes possible to suppress the ILV or below. Since the drift due to temperature decreases on the order of several V/"C!, the drift value adjusted by temperature can be reduced to several V/"C at most.

この発明を適用したオフセット補償差動増幅器の応用例
として、第6図に示すいわゆるパンドギ’r−/プ電圧
基準(band gap voltagerefere
nce)回路に利用できる。このような基準源は1.2
5Vの基準出力電圧を発生する非常に安定した一定電圧
源であり、その回路構成9機能についての説明は省略す
る。このようなバンドギャップ電圧基準回路は、増幅ト
ランジスタ旧及びM2と負荷トランジスタM3及びM4
とで成る第1図に示したタイプの差動増幅器を含んでい
る。この回路において、出力電圧vGoの公称値からの
ずれは主として差動増幅器の入力オフセット電圧によっ
て生じる。トランジスタQl及びQ2の間のベースーエ
ミッタ間電圧、つまりVBEの差はわずか55mVであ
るから、lOmVのオフセット電圧は出力電圧vGoに
かなりのずれを生じさせる。一般的に言って、このよう
なバンドギャップ電圧基準回路では、出力電圧VGoは
1.2vからIOバーセント程度変動し、温度係数は±
500ppm/”0程度である。
As an application example of the offset-compensated differential amplifier to which this invention is applied, the so-called band gap voltage reference (band gap voltage reference) shown in FIG.
nce) circuits. Such a reference source is 1.2
This is a very stable constant voltage source that generates a reference output voltage of 5V, and a description of its circuit configuration and functions will be omitted. Such a bandgap voltage reference circuit consists of amplifier transistors Old and M2 and load transistors M3 and M4.
It includes a differential amplifier of the type shown in FIG. In this circuit, the deviation of the output voltage vGo from the nominal value is mainly caused by the input offset voltage of the differential amplifier. Since the difference in base-emitter voltage, VBE, between transistors Ql and Q2 is only 55 mV, an offset voltage of 10 mV causes a significant shift in the output voltage vGo. Generally speaking, in such a bandgap voltage reference circuit, the output voltage VGo varies from 1.2V to about IO percent, and the temperature coefficient is ±
It is about 500 ppm/"0.

トランジスタMトI4を持った差動増幅器の代わりに、
例えば第5図に示したようなこの発明を適用して補償を
行なった差動増幅器を用いれば、出力電力の変動範囲も
ずっと小さくなると共に、温度係数を±1100pp/
 ”O以下に抑えることができる。
Instead of a differential amplifier with transistors M and I4,
For example, by using a compensated differential amplifier according to the present invention as shown in FIG.
“It can be kept below O.

以上のようにこの発明によれば、上述のような目的1手
段及び利点を充分に満足する差動増幅器を得ることがで
きる。なお、上述では具体例に即してこの発明を説明し
たが、この発明に対して明らかに多くの変形例、修正例
を考えることができる。従って、特許請求の範囲に入る
ような全ての変形例、修正例はこの発明に包含されるも
のである。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a differential amplifier that satisfactorily satisfies the first objective and advantages described above. Although the present invention has been described above with reference to specific examples, it is clear that many variations and modifications can be made to the present invention. Therefore, all variations and modifications that fall within the scope of the claims are intended to be included in the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の差動増幅器の回路図、第2図はこの差動
増幅器の結線を変更した差動増幅器の回路図、第3図は
従来型の差動増幅器にこの発明を適用した実施例の回路
構成図、第4図はその等価回路図、第5図はこの発明の
別の実施例の回路構成図、第6図は従来型の差動増幅器
の応用例を示す図である。 El・・・反転入力、E2・・・非反転入力、A・・・
出力端子、Ml 、 M2・・・lllO5型増幅トラ
ンジスタ、■・・・電流源、M3 、84・・・負荷ト
ランジスタ、口V・・・差動増幅器、↑P・・・低域フ
ィルタ、Z・・・後続回路端子。 出願人代理人  安 形 雄 三
Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional differential amplifier, Fig. 2 is a circuit diagram of a differential amplifier in which the wiring of this differential amplifier is changed, and Fig. 3 is an implementation in which the present invention is applied to a conventional differential amplifier. 4 is an equivalent circuit diagram thereof, FIG. 5 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing an application example of a conventional differential amplifier. El...inverting input, E2...non-inverting input, A...
Output terminal, Ml, M2...IllO5 type amplification transistor, ■...Current source, M3, 84...Load transistor, mouth V...Differential amplifier, ↑P...Low-pass filter, Z... ...Subsequent circuit terminal. Applicant's agent Yuzo Yasugata

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)第1入力電圧源及び第2入力端子源に接続可能な
第1入力及び第2人力と、後続回路に接続可能な第1出
力及び第2出力とで成る差動増幅回路において、前記第
1入力電圧源及び第2入力端子源の各々が第1のスイッ
チング手段によって前記第1入力及び第2人力のいずれ
かに接続され、前記後続回路が第2のスイッチング手段
によって前記第1出力及び第2出力のいずれかに接続さ
れるようになっており、前記第1のスイッチング手段及
び第2のスイッチング手段をスイッチングクロ7り発生
器によって切換え、前記第1入力が前記第1入力電圧源
に、前記第2人力が前記第2入力端子源に接続されると
共に、前記後続回路が前記第1出力に接続されるように
するか、あるいは前記第1入力が前記第2入力端子源に
、前記第2人力が前記第1入力端子源に接続されると共
に、前i後続回路が前記第2出力に接続されるようにし
、かつスイッチング周波数による出力の変動を除去する
ための低減フィルタを前記第2のスイッチング手段の出
力端子と前記後続回路との間に接続するようにしたこと
を特徴とする差動増幅器。 (2)前記第1のスイッチング手段が、前記第1入力を
前記第1入力電圧源に接続する第1の制御スイフ・チと
、前記第1入力を前記第2入力端子源に接続する第2の
制御スイッチと、前記第2人力を前記第2入力端子源に
接続する第3の制御スイッチと、前記第2人力を前 −
−配給1入力電圧源に接続する第4の制御スイッチとで
成ると共に、前記第2のスイッチング手段が、前記出力
端子を前記第1出力に接続する第5の制御スイッチと、
前記出力端子を前記第2出力に接続する第6の制御スイ
ッチとで成り、前記スイッチングクロック発生器がデユ
ーティサイクル50パーセントのスイッチングパルスを
発生して前記第1の制御スイッチ、第3の制御スイッチ
及び第5の制御スイッチを直接制御すると共に、前記第
2の制御スイッチ、第4の制御スイッチ及び第6の制御
スイッチをインバータを介して制御するようにした特許
請求の範囲第1項に記載の差動増幅器。 (3)第1のトランジスタTIと、これに直列に接続さ
れた第1の負荷と、第2のトランジスタと、これに直列
に接続された第2の負荷とで成り、前記第1のトランジ
スタ及び第2のトランジスタの制御端子がそれぞれ前記
第1入力及び第2人力に接続され、前記第1のトランジ
スタ及び第1の負荷の接続点が前記第1出力となり、前
記第2のトランジスタ及び第2の負荷の接続点が前記第
2出力となっている前記差動増幅回路において、前記第
1のトランジスタの制御端子が前記第1の制御スイッチ
としてのスイッチングトランジスタな介して前記第1入
力電圧源に接続されると共に、前記第2の制御スイッチ
としてのスイッチングトランジスタを介して前記第2の
入力電圧源に接続され、前記第2のトランジスタの制御
端子が前記第3の制御スイッチとしてのスイッチングト
ランジスタを介して前記第2入力端子源に接続されると
共に、前記第4の制御スイッチとしてのスイッチングト
ランジスタを介して前記第1入力電圧源に接続され、前
記出力端子が前記第5の制御スイッチとしてのスイッチ
ングトランジスタを介して前記第1出力に接続されると
共に、前記第6の制御スイッチとしてのスイッチングト
ランジスタを介して前記第2出力に接続され、前記第1
のスイッチングトランジスタ、第3のスイッチングトラ
ンジスタ及び第5のスイッチングトランジスタの制御端
子が前記スイッチングクロック発生器の出力に直接接続
されると共に、前記第2のスイッチングトランジスタ、
第4のスイッチングトランジスタ及び第6のスイッチン
グトランジスタが前記インバータを介して前記スイッチ
ングクロック発生器の出力に接続されている特許請求の
範囲第2項に記載の差動増幅器。 (4)前記第1のトランジスタの前記第1の負荷が第1
の負荷トランジスタであり、前記第2のトランジスタの
第2の負荷が第2の負荷トランジスタであり、前記第2
のトランジスタ及び第2の負荷トランジスタの接続点が
前記第1出力であり、前記第1のトランジスタ及び第1
の負荷トランジスタの接続点が前記第2出力であり、前
記第1の負荷トランジスタ及び第2の負荷トランジスタ
の制御端子が、前記第1出力又は第2出力の一方に接続
されている共通回路節点に接続されている前記差動増幅
回路において、前記共通回路節点が前記第7のスイッチ
ングトランジスタを介して前記第1出力に接続されると
共に、前記第8のスイッチングトランジスタを介して前
記第2出力に接続され、前記第7のスイッチングトラン
ジスタの制御端子が、前記インバータを介して前記スイ
ッチングクロック発生器の出力に接続されると共に、前
記第8のスイッチングトランジスタの制御端子が、前記
スイッチングクロック発生器の出力に直接接続されてい
る特許請求の範囲第3項に記載の差動増幅器。 (5)使用する全てのトランジスタがMO9型トランジ
スタである特許請求の範囲第3戸又は第4項に記載の糸
動増幅器。 (6)前記第1のトランジスタ及び第2のトランジスタ
がPチャネルMOS型トランジスタであり、他のトラン
ジスタがNチャネルMOS型トランジスタである特許請
求の範囲第5項に記載の差動増幅器。 (7)前記第1のトランジスタ及び第2のトランジスタ
がNチャネルMO3型:・ランジスタであり、他のトラ
ンジスタがPチャネルMOS型トランジスタである特許
請求の範囲第5項に記載の差動増幅器。 (8)前記第1のスイッチングトランジスタから前記第
8のスイッチングトランジスタまでの各々がCl4O5
型トランジスタ対で構成されている特許請求の範囲第5
項に記載の差動増幅器。 (9)前記第1のトランジスタ及び第2のトランジスタ
がそれぞれダーリントン接続トランジスタで構成されて
いる特許請求の範囲第3項乃至第8項のいずれかに記載
の差動増幅器。 (lO)前記第1のトランジスタ及び第2のトランジス
タがそれぞれ縦列接続トランジスタで構成されている特
許請求の範囲第3項乃至第8項のいずれかに記載の差動
増幅器。 (11)使用する全ての構成要素をモノリシック集積化
するようにした特許請求の範囲第1項乃至第10項のい
ずれかに記載の差動増幅器。
[Claims] (1) A difference consisting of a first input and a second human power connectable to a first input voltage source and a second input terminal source, and a first output and a second output connectable to a subsequent circuit. In the dynamic amplifier circuit, each of the first input voltage source and the second input terminal source is connected to either the first input or the second input terminal by a first switching means, and the subsequent circuit is connected to the second input voltage source by the second switching means. is connected to either the first output or the second output, the first switching means and the second switching means are switched by a switching clock generator, and the first input is connected to the first output or the second output. a first input voltage source, such that the second human power is connected to the second input terminal source and the subsequent circuit is connected to the first output; an input terminal source, the second human power is connected to the first input terminal source, and the preceding and subsequent circuits are connected to the second output, and for eliminating fluctuations in the output due to switching frequency; A differential amplifier characterized in that a reduction filter is connected between the output terminal of the second switching means and the subsequent circuit. (2) the first switching means includes a first control switch connecting the first input to the first input voltage source; and a second control switch connecting the first input to the second input terminal source. a third control switch connecting said second human power to said second input terminal source; and a third control switch connecting said second human power to said second input terminal source;
- a fourth controlled switch connecting to a distribution 1 input voltage source, said second switching means comprising a fifth controlled switch connecting said output terminal to said first output;
a sixth control switch connecting the output terminal to the second output, wherein the switching clock generator generates a switching pulse with a duty cycle of 50 percent to connect the first control switch and the third control switch. and the fifth control switch directly, and the second control switch, the fourth control switch, and the sixth control switch are controlled via an inverter. Differential amplifier. (3) A first transistor TI, a first load connected in series with the first transistor TI, a second transistor, and a second load connected in series with the first transistor TI; Control terminals of the second transistor are connected to the first input and the second input, respectively, a connection point of the first transistor and the first load becomes the first output, and a control terminal of the second transistor and the second In the differential amplifier circuit in which a connection point of a load is the second output, a control terminal of the first transistor is connected to the first input voltage source via a switching transistor serving as the first control switch. and is connected to the second input voltage source via a switching transistor as the second control switch, and a control terminal of the second transistor is connected via a switching transistor as the third control switch. The second input terminal is connected to the source, and is connected to the first input voltage source via a switching transistor as the fourth control switch, and the output terminal is connected to the switching transistor as the fifth control switch. connected to the first output via the sixth control switch, and connected to the second output via a switching transistor serving as the sixth control switch;
control terminals of a switching transistor, a third switching transistor and a fifth switching transistor are directly connected to the output of the switching clock generator, and the second switching transistor;
3. A differential amplifier according to claim 2, wherein a fourth switching transistor and a sixth switching transistor are connected to the output of the switching clock generator via the inverter. (4) The first load of the first transistor is the first
a load transistor, a second load of the second transistor is a second load transistor, and a second load transistor of the second transistor;
The connection point between the transistor and the second load transistor is the first output;
The connection point of the load transistor is the second output, and the control terminals of the first load transistor and the second load transistor are connected to a common circuit node connected to one of the first output or the second output. In the connected differential amplifier circuit, the common circuit node is connected to the first output via the seventh switching transistor and to the second output via the eighth switching transistor. a control terminal of the seventh switching transistor is connected to the output of the switching clock generator via the inverter, and a control terminal of the eighth switching transistor is connected to the output of the switching clock generator. 4. A differential amplifier according to claim 3, which is directly connected. (5) The yarn amplifier according to claim 3 or 4, wherein all transistors used are MO9 type transistors. (6) The differential amplifier according to claim 5, wherein the first transistor and the second transistor are P-channel MOS transistors, and the other transistor is an N-channel MOS transistor. (7) The differential amplifier according to claim 5, wherein the first transistor and the second transistor are N-channel MO3 type transistors, and the other transistor is a P-channel MOS type transistor. (8) Each of the first switching transistor to the eighth switching transistor is Cl4O5
Claim 5 consisting of a type transistor pair
Differential amplifier as described in section. (9) The differential amplifier according to any one of claims 3 to 8, wherein each of the first transistor and the second transistor is a Darlington connection transistor. (lO) The differential amplifier according to any one of claims 3 to 8, wherein the first transistor and the second transistor are each formed of a cascade-connected transistor. (11) The differential amplifier according to any one of claims 1 to 10, wherein all the components used are monolithically integrated.
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