JPS60107A - 差動アンプ - Google Patents

差動アンプ

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JPS60107A
JPS60107A JP10718083A JP10718083A JPS60107A JP S60107 A JPS60107 A JP S60107A JP 10718083 A JP10718083 A JP 10718083A JP 10718083 A JP10718083 A JP 10718083A JP S60107 A JPS60107 A JP S60107A
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JP
Japan
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fet
drain
differential amplifier
source
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP10718083A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Soneda
曽根田 光生
Toshiichi Maekawa
敏一 前川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS60107A publication Critical patent/JPS60107A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えばMOS FETを用いだ差動アンプ
の改良に係るものである。
「背景技術とその問題点」 第1図において、1及び2は、互いのノースが共通接続
されたMOS FETを示し、このMOS FET1及
び2の互いのゲートに差動的に入力信号源11が接続さ
れており、ソース共通接続点に定tE流源12が接続さ
れている。また、ドレイン及びゲートが共通接続された
MOS FET6のソースが一方のMOS FET 2
のドレ゛インに接続されると共に、一方のMOS I?
ET2のドレインから出力端子15が導出される。更に
、他方のMO3FETIのドレインが電源端子16に接
続される。
上述の差動アンプにおいて、利得をAv、MOSFET
 2及びMOS FET 6の相互コンダクタンスをそ
れeれgll’l”+及びgrn6. MOS FET
2のドレイン・ノース間抵抗をr2とすると、利得は で示される。一般にMQS FETの相互コンダクタン
スgmは、ドレイン電流をID、ゲート・ソース間電圧
を■Gs、チャンネル幅をW、チャンネル長をり。
利得定斂をβeffとすると で示される。また、MQS FETのドレイン・ノース
間電圧をVDS 、アーリー電圧をVAとするとID で示される。ここで、アーリー電圧VAは各MO3FE
Tに固有な値であシ、IDは定電流である力・ら、ドレ
イン・ソース間抵抗rdO値は、ドレイン−ソース間電
圧VDSの変化により変動することになる。
特に、相互コンダクタンスglηを高くするため、チャ
ンネル長りを短かくすると、アーリー電圧75;低くな
りドレイン・ノース間抵抗rdが小さくなると共に、ド
レイーン・ソース間電圧VDsの変化による影響が大き
くなる。
第1図に示ず差動アンプの利得は、前述のように、MQ
S FETの相互コンダクタンスglTlとMQS F
ET2のドレイン・ソース間抵抗r2の値によるので、
ドレ・rン・ソース間抵抗r2が入力信号に応じたドレ
イン・ソース間電圧VDSにより変化すると、アンプの
直線性が、、lp、 (なる問題点が生じる。
史に、 MQS Ii”E’l’ 2のゲート・ドレイ
/間に存在する帰還答h1のため高周波特性が悪い欠点
もあった。
[−発明の1,1的−1 この発明は、直線性が優れ、高周波特性の良好な差動ア
ンプの提供を目的とするものである。
「発明の概要」 この発明は、第1及び第2のFETのゲートに差動的に
人力信)J源が接続されると共に、第1及びIS 2 
L7.) FETのソースが共通接続され、このノース
共通接続点に定電流源が接続されだ差動アンプにおいて
、 この差動アンプに対する入力信号がそのゲートに加えら
れる第3のFET及び第40FETからなる他の差動ア
ンプを設け、第1のFETのドレインに第5のFETの
ソースを接続すると共に、第2のFETのドレインに第
6のFETのソースを接続し、第5及び第6のFETの
ドレインを負荷を介して電源端子に接続し、第4のFE
Tのドレインを第5のFETのゲートに接続すると共に
、第3のFETのドレインを第6のFETのゲートに接
続するようにしだ差動アンプである。
[一実施例] この発明の一実施例について図面を参照して説明する。
第2図において1及び2は互いのソースが共通接続され
たMQS FETを示し、このMQS FET1及び2
の互いのゲートに差動的に入力信号源11が接続されて
おり、ソース共通接続点に定電流源12が接続され、差
動アンプが構成される。
また、入力信号源11が差動的に夫々のゲートに接続さ
れたMOSFET7及びMQS FET8により、基準
の差動アンプが構成される。
つ−まり、MQS FET7及びMQS FET8は互
いのソースが共通接続され、このMQS FET7及び
MOSFET 8の各々のドレインと電源端子17間に
ゲート及び1・し・rンが共通接続されたMQS FE
T9及びMO8FE′r10が夫々挿入される。
MQS Fl■T1のドレインがMQS FET3のノ
ースに接続され、 M□S FET 3のゲートが基亭
差動ア/プのMQS Flシ′1゛7のドレインに接続
され、MQS FET3のドレインがMQS I?ET
 5のソースに接続され、その接UL点から出力端子1
4が導出される。MO5I?1!、′■゛5は、ゲート
どドレインが共通接続され、この共通接続点が電源端子
16にグ続され負荷とさtする。
他方のMQS FET2のドレインがMQS FET4
の7−スニ接!je サレ、MQS FE、T 4 ノ
ゲー) カMO5Fl、l;T8のドレ・[ンに接続さ
れ、MQS FET 4のトレインがMQS Fy;q
−6のソースに接続され、その接続点から出力端子15
が導出される。MQS FET6はゲートとドレインが
共通接続され、この共通接続点が電源端子16に接続さ
れ、負荷とされる。
上述の構成を有するこの発明の一実施例において、入力
信号源11よシ差動アンプの一方のMOSFET 1の
ゲートに高いレベルの電圧が供給され、他方のMOSF
ET2のゲートには差動的に低いレベルの電圧が供給さ
れると、MOS FET 1のドレイン(0点)におけ
る電圧が下がろうとし、またMOSFET 2のドレイ
ン(D点)における電圧が上がろうとする。
一方、その時MO5FET 7及びMOS FET 8
から構成される基準差動アンプにおいて、 MOS F
ET7のゲートには低いレベルの電圧が、 MOS F
ET8のゲートには高いレベルの電圧がそれぞれ供給さ
れるので、 MOS FET 7のドレイン(A点)に
おける電圧は上がり、 MOS FET 8のドレイン
(B点)における電圧は下がる。MOS FET 7の
ドレインは、ノースがMOS FET 1のドレインに
接続されたMOSFET 3のゲートに接続されている
ので、A点における電圧が上がることによりMOS F
ET3のソース(0点)における電圧が上がろうとする
。また、MOS FET 8のドレインにおける電圧が
下がることにより、ゲートがB点に接続されたMOS 
FET4のノース(D点)における電圧が下がろうとす
る。
このように、0点では、MOS FET 1を介された
信号電圧とIviO5FET 7及び3を介された信号
電圧とが打ち消し合い、信号電圧が現れない。同様にD
点では、Δ40SFET2を介された信号電圧とMOS
FET8及び4を介された信号電圧とが打ち消し合い、
信号電圧が現れない。したがって、入力信号を増幅する
差動アンプのMOS FETI及び2のドレインソース
間電圧VDSは、入力信号によって変化せず、夫々のド
レイン・ソース間抵抗が人力信号のレベルによって変動
することを防止できる。
第3図へに、MOS FET 7及びMOS FET 
8により構成される基準差動アンプの小信号等価回路を
示す。第3図に!+’いて、gm’−glnlOは、M
OS FET1〜10のそれぞれの相互コンダクタンス
を示ず。
1、r2.r3.r4.r7.r8は、MOS FET
 1 、 MOSFET 2 、 MOS FET 3
 、 MOS FET 4 、 MOS FET7 、
 MOS I=’ET 8のそれぞれのドレイン・ソー
ス間抵抗を示す。va 、 vb 、 vc 、 vd
は、第3図におけるA点、B点、0点、D点のそれぞれ
の信号電圧を示す。++、i3は、それぞれMO5FE
TI及びMOS FET3のドレイン電流を示す。
第3図Aより、A点の電圧vaは、 であり、B点の電圧vbは、 である。
第3図BにMOS FET 1及びMOS FET 2
により構成される差動アンプの小信号等価回路を示す。
等価回路より (3) (、+:)式より、MOS FET 1を流れ
るドレイン電流11vc=t°+1+より 0点の電圧vcが0となるのは、(う)0式よりrT 
〉ニー、上r3gml ’3> ””’ ならばgm!
+ 2 gm5 ↓rl r:(glll+ =土r lr3 g m3
 正−(:)2゛2 gm9 ・°・ gl113 ≠gm9−・・・・・・・・■g
ml gm7 MOS FE′r’の相互コンダクタンスは、で決まる
ので、0式より の関係が成り立つとき、Caに信号電圧力ニ現れず、ド
レイン・ソース間抵抗の影響を受けない。
同様に、D点の信号電圧vd力XOとなるのは1呼ユよ
ロユ、、==、0 gm2 gm8 の関係が成り立つ時で、この時D Aに信号75;現れ
ずドレイン・ソース間抵」九の影響を受けない。
第4図にこの発明の他の実施filを示す。ml述の一
実施例においては、差動アンプを構成するMO5FET
1及び2のソース共通接続7aと基準差動アンプを構成
するMO5FET7及び8のノース共通接続点とが、別
々の電流源に接続されると共に、異なる電源が用いられ
ているのに対し、第4図に示す他の実施例においては、
差動アンプ及び基準差動アンプとで共通の定電流源12
及び電源が用いられている。′まだ、基準差動アンプの
負荷であるMO5FET9及び10のそれぞれのゲート
は共通接続され、その接続点に電源端子18が接続され
、この電源端子に直流電圧が加えられる。
前述の実施例においては、電源端子17から供給される
直流電源を変化させることにより、あるいは、定電流源
13を女化させることにより、A点及び13点の直流的
な電圧変化を生じさせ、出力のダイナミックレンジを変
化させることができる。
一方、他の実施例においては、電源端子18から供給さ
れる直流電圧を変化させることにより、同様に、A点及
び13点の直流電位を変え、出力のダイナミックレンジ
を変化させることができる。
この発明の他の実施例において、MOS FETI 。
MO’S FET 2 、 MOS FET 7 、 
MOS FET 8としてL(チャンネル長)及びW(
チャンネル幅)が互いに等しいものを用いると、 gml ” gm? 、 gm2 = gm8となり、
とすることにより、0点及びD点に信号電圧があられれ
ず、MOS FET1及び2のドレイン・ソース間抵抗
の影響を受けないようにできる。
「応用例」 この発明は、単結晶シリコンを用いたMOS FETの
みならずアモルファスシリコン、ポリシリコン。
有機半導体を用いたMOS FETにも同様に適用でき
る。まだ、この発明は、接合形FETを用いた差動アン
プに対しても適用することができる。
「発明の効果」 この発明に依れば、差動アンプにおいて、ドレイン・ノ
ース間抵抗が入力信号電圧によって変動することを防市
できるので、アンプの直線性を良好とすることができる
。まだ、この発明では、差一 動アンプの一方FE′rのドレインに信号電圧があられ
れないので、ドレインからゲートへ容量を介しての帰還
が生1vず、高周波特性を良好とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の差動アンプの接続図、第2図はこの発明
の一実施例を示す接続図、第3図はこの発明の−・実施
例の小信号等価回路を示す接続図、第4図はこの発明の
他の実施例を示す接続図である。 1〜10・・・・・・・・MOS FET 、 11−
・・・・入力信号諒、12.13・・・・・・・・・定
電流源、14.15・・・−・・・−出力端子%16.
17・・・・・・・・・電源端子。 代理人 杉 浦 正 知 第1図 −3

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1及び第2のFETのゲートに差動的に入カ信号源が
    接続されると共に、上記第1及び第2のFETのソース
    が共通接続され、このソース共通接続点に定電流源が接
    続された差動アンプにおいて上記第10FETと同相の
    入力信号75玉そのゲートに加えられる第3のFETと
    、上記第2のFETと同相の入力信号がそのゲートに加
    えられる第4のFETとからなる他の差動ア/ブを設け
    、上言己第1のFETのドレインに第50FETのソー
    スを接続すると共に、上記第2のFETのドレインに第
    6のFETのノースを接続し、上記第5及び第6のFE
    Tのドレインを負荷を介して基準電位5屯に接続し、上
    記第4のFETのドレインを上記第50FETのゲート
    に接続すると共に、上記第3のFETのドレインを上記
    第6のFETのゲートに接続するようにしたことを特徴
    とする差動アンプ。
JP10718083A 1983-06-15 1983-06-15 差動アンプ Pending JPS60107A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10718083A JPS60107A (ja) 1983-06-15 1983-06-15 差動アンプ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10718083A JPS60107A (ja) 1983-06-15 1983-06-15 差動アンプ

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Publication Number Publication Date
JPS60107A true JPS60107A (ja) 1985-01-05

Family

ID=14452493

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10718083A Pending JPS60107A (ja) 1983-06-15 1983-06-15 差動アンプ

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JP (1) JPS60107A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5406219A (en) * 1993-02-10 1995-04-11 Brooktree Corporation Differential-to-single-ended converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5406219A (en) * 1993-02-10 1995-04-11 Brooktree Corporation Differential-to-single-ended converter

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