JPS63164703A - 半導体集積回路 - Google Patents

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】 〔概要〕 本発明の半導体集積回路は、差動増幅回路と該差動増幅
回路の周波数特性設定する回路の他に、該周波数特性設
定回路に電流を供給する回路と該電流供給回路の動作を
制御する第２の差動増幅回路からなることを特徴として
いる。

これにより電源を投入された直後には１周波数特性設定
回路は、主として電流供給回路から電流を供給されて早
期に所定の電圧を出力することができる。従って従来の
周波数特性設定回路の充電の遅延を原因として出力から
スパイク状の電圧が発生するという従来の問題を解決す
ることが１１ｆ能となる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体集積回路に関するものであり、更に詳し
く言えば差動増幅回路の特性の改良に関するものである
。

〔従来の技術〕

第４図は従来例の回路を説明する図である。

ｌは差動増幅回路であり、負入力には基準定電圧ｖ１が
入力され、正入力にはＲ１とＲ２によって抵抗分割され
た信号人力ｖ３が入力されている。

２は差動増幅回路２の周波数特性を設定するための回路
であり、抵抗Ｒ３、Ｒ４および容ＱＣＩからなっている
。なお、Ｒ３＞Ｒ４の関係がある。

また３は帰還ループであり、所定の回路機能を実現する
ため種々の回路によって構成されるが、一般にｖ３には
安定した電圧を入力することが必要なため、帰還ループ
の最終段は電圧平滑回路となっている。

ところで、帰還ループ３の周波数特性と差動増幅回路ｌ
の周波数特性とが整合されていないとき、帰還ループ３
が発振を起して正常な回路機能を果たさない場合がある
。

そこで周波数特性設定回路２のＲ１，Ｒ２゜ＣＩの値を
２ｇＩ整して、差動増幅回路１の周波数特性を最適な値
に設定することが行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし１周波数特性設定回路２には木質的に時定数回路
としての機能を有するので、次のような問題が生じる。

これを第５図に示す電圧波形図を参照しながら説明する
。

電源が投入されると、差動増幅回路ｌの信号電圧ｖ３は
徐々に立ち上がる。この立ち上がり時間は、例えば帰還
ループ内の平滑回路で定まる時定数に従い、一般に遅い
。

モしてｖ３の電圧が基準定電圧ｖ１に達してこれを越え
るとき、差動増幅回路ｌが作動して周波数特性設定回路
２に電流を供給するので、出力ｖ２の電圧が立ち上がり
始める。このときの立ちｔかり時間は、周波数特性設定
回路２の時定数τ（τΣ（Ｒ３＋Ｒ４）ＸＣＩ）によっ
て定まる。

このようにｖ３が基準定電圧Ｖｌを越えても。

周波数特性設定回路２の出力ｖ２は直ちには所定の電圧
ＷＥには達しない８そこで帰還ループ３を介して入力す
るｖ３の電圧は、基準定電圧Ｖｔを越えて、更に上昇を
続ける。

これによりｖ２の電圧も更に上昇し、安定化後の出力電
圧Ｖ［に達する。しかしｖ２の電圧が■［に達してもｖ
３の電圧上昇は直ちには停止しない、それは帰還ループ
３による遅延時間のためである。モしてｖ２がｖＥより
も高い、ある一定の電圧レベルに達すると、Ｖ３もよう
やく下降し始め、結局、ｖ２はＶ［に、またｖ３は基準
定電圧Ｖｔにそれぞれ安定する。

以上のように、従来例の回路によれば電源投入後に、所
定の電圧よりも高いスパイク状の電圧が発生するため、
例えば安定化後のｖ３の電圧（定電圧ｖ１と等しい電圧
）を電源電圧として利用する他の回路が誤動作したり、
あるいはｈｋ悪の場合、これらの回路が破壊することが
ある。

本発明はかかる従来の問題に鑑みて創作されたものであ
り、電源役人後のスパイク状の電圧の発生の防止を可能
とする半導体集積回路の提供を目的とする。

〔１Δ１題点を解決するための手段〕 第１図に本発明の原理構成図を示す０図において、４は
正入力がＲ６とＲ７の抵抗分割入力に接続され、負入力
が定電圧ｖ４に入力された第１差動増幅回路、５はＲ５
，Ｒ１５からなる該第１差動増幅回路４の周波数特性設
定回路、６は帰還ループである。

また７は第２差動増幅回路であり、正入力が第１差動増
幅回路の正入力に接続され、負入力が■４より更にＶ５
の電圧分だけ高く設定された定電圧に接続されている。

なおり５の電圧値は極めて小さく１例えば実ｌ１２．ｈ
、数ｍＶ〜ＩＯ数ｍＶ程度でよい。

８はトランジスタからなる電流供給回路であり、第２差
！ｈ増幅回路７の出力によりＭｌｌされて周波数特性設
定回路５に電流を供給する。

〔作用〕

次に第１図に示す本発明の回路の動作を。

第２図に示す電圧波形図を参照しながら説明する。

電源が投入されると、ｖ６の電圧は帰還ループ６の時定
数に従って徐々に上がる。■６の電圧が基？ｌ！電圧Ｖ
６を越えるとき、第１差動増幅回路４は作動して周波数
特性設定回路６に電流を供給する。しかしＲ１５の値が
大きいため、その供給電流は小さい。

そしてＶ６の電圧が（Ｖ４＋Ｖ５）の定電圧を越えると
き、第２差動増幅回路７が作動する。これにより電流供
給回路８も作動し、該電流供給回路８によって増幅され
た電流が周波数特性設定回路５に供給される。このため
周波数特性設定回路５の出力電圧ｖ７は、短時間の間に
所定の電圧Ｖ「に到達する。従って帰還ループ６を介し
て■６の電圧も短時間の間にｖ４に安定する。

Ｖ６の電圧がｖ４に安定した後は、正負人力の電圧の大
小関係が逆転するので、第２差動ｔ？Ｉ輻回路７は作動
しない、従って電流供給回路８も作動しない、すなわち
、安定化後の回路動作においては、第１差動増幅回路４
が所定の作動増幅動作を行なうこととなる。

〔実施例〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
。半導体集積回路として実現する場合には、素子数を出
来るだけ少なくすることが望ましい、そこで半導体集積
回路として実現する場合、第３図に示すような実施例回
路図となる。

図において、Ｑｌ−Ｑ５はトランジスタであり、Ｑｌと
Ｑ２は等しい駆！ｅ能力を有し、Ｑ４はＱ３に対して２
倍の駆動能力を有している。またＱ５は電流供給回路と
してのトランジスタである。

Ｒ８−１１４は抵抗であり、Ｃ３は容量である。ここで
周波数特性設定回路は、Ｒ１２゜Ｒ１３，Ｒ１４および
Ｃ３により構成されている。またＲＩＯとＲ１１は等し
い抵抗値に設定されている。

なおＧｌと０２は定電流源である。

次に本発明の実施例回路の動作について説明するが、説
明の便宜上、まず実施例回路が安定な定常動作を行って
いる場合について説明する。

定常状態においては、正入力に入力する電圧は負入力に
入力する定電圧とほぼ等しい（厳密には１ｍＶ程度の範
囲で正入力に入力する信号電圧は定電圧に対して振動し
ている。）、このときＱｌにＩの電流が流れるとすると
、Ｑ３にもＩの電流が流れる。このためＱ４にはミラー
効果により２工の電流が流れるが、このうちの工の電流
分はＲ９，Ｑ２およびＲ１１を介して流れ、残りの！の
電流分はＲＩＯを介して流れる。

すなわち、定電流源Ｇｌ、Ｇ２は、それぞれ２Ｉ、Ｉの
電流量が流れるように設定している。

次に電源が投入された後の本発明の実施例回路の動作に
ついて説明する。

電源の投入直後に、負入力は、直ちにある基準定電圧に
設定されるが、正入力の電圧が十分に立ち上がっていな
いので、該回路の出力はゼロ電圧である。

゛次いで一定時間経過後に正入力のｉ［圧が負入力に入
力する）、Ｉｉ準定電圧と同一になると、Ｑ４がオンす
る。このため前述のように、Ｒ１１にはＩの電流が、ま
たＲＩＯにもＩの電流が流れる。しかし、このときには
ＲＩＯとＲ１１による重圧降下績は圧いに反対向きで等
しいため、Ｑ５のベース電圧とＱ５のエミッタ電圧とが
等しく、従ってＱ５はオンしない。

しかし正入力の電圧が負入力の定電圧よりも高くなるに
従い、Ｑ２を介してＲ１１に流れ込む電流量も増加する
。そして正入力す電圧が負入力の定電圧よりもある一定
の電圧分だけ高い電圧に達すると、Ｑ５のベース・エミ
ッタ間の電圧がベース・エミッタ間の順方向電圧を越え
る。このためＱ５がオンし、Ｒ１４を介してＣ３に電流
が供給されるので、出力の電圧は急速に高くなる。

そして出力の電圧が所定の電圧に達すると、該電圧は、
不図示の帰還ループを介し、正入力の電圧が負入力の定
電圧とほぼ同一になるように該正入力の電圧を制御する
。このようにして実施例回路が安定状態に達すると、Ｑ
５のベースーエミッ夕闇電圧はゼロ電圧に戻るので、該
Ｑ５は再びオフする。

このように本発明の実施例によれば、電源投入後、帰還
ループを含む回路全体を短時間のうちに安定状態に設定
することができるので、回路の安定化の遅延を原因とす
る出力からのスパイク状の電圧の発生を防止することが
可能となる。これにより他の回路の５動作や破壊を招く
という従来の問題点を解決できる。

また特に本発明の実施例回路によれば、最少限の素子数
で実現できるので、半導体集積回路に適用すれば効果的
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば電源投入した後に
出力からスパイク状の電圧が発生するのを防止すること
ができ、かつ最適な周波数特性を設定することができる
高性能の差動増幅回路を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の゛ト導体集積回路の原理構成を説明す
る図、 第２図は第１図の回路の動作を説明する電圧波形図、 第３図は本発明の実施例に係る回路を説明する図。 第４図は従来例の回路を説明する図、 第５図は第４図の回路の動作を説明する電圧波形図であ
る。 （符号の説明） 第１図において、 ４・・・第１差動増幅回路、 ５・・・周波数特性設定回路、 ６・・・帰還ループ、 ７・・・第２差動増幅回路、 ８・・・電流供給回路、 第３図において、 Ｑ１〜Ｑ５・・・トランジスタ、 Ｒ８−Ｒ１４・・・抵抗。 Ｇ３・・・容量。 Ｇｌ、Ｇ２・・・定電流源。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方の入力には基準定電圧が入力し、他方の入力
   には信号電圧が入力する第１差動増幅回路と、 前記第１差動増幅回路の出力に接続されている該差動増
   幅回路の周波数特性設定回路と、 一方の入力には前記基準定電圧よりも微小電圧だけ高く
   設定された定電圧が入力し、他方の入力には前記信号電
   圧が入力する第２差動増幅回路と、 前記第２差動増幅回路の出力により制御されて前記周波
   数特性設定回路に電流を供給する電流供給回路とを有す
   ることを特徴とする半導体集積回路。
2. （２）前記電流供給回路はトランジスタからなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体集積回
   路。