JPS6343409A - 差動増巾回路 - Google Patents
差動増巾回路Info
- Publication number
- JPS6343409A JPS6343409A JP61189112A JP18911286A JPS6343409A JP S6343409 A JPS6343409 A JP S6343409A JP 61189112 A JP61189112 A JP 61189112A JP 18911286 A JP18911286 A JP 18911286A JP S6343409 A JPS6343409 A JP S6343409A
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- Japan
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- inverter circuit
- cmos inverter
- output
- circuit
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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。
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、2つの信号の電圧差を増巾する差動増巾回
路に関し、特にCMO3型半導体集積回路装置として構
成されたものに関する。
路に関し、特にCMO3型半導体集積回路装置として構
成されたものに関する。
第4図は従来のこの種の差動増巾回路からなるセンスア
ンプ回路であり、通常カレントミラーと呼ばれる回路を
示したものである0図中、Pl及びN1は第1のCM
OSインバータ回路Iを構成するそれぞれ第1のP型M
OSトランジスタ及びN型MOSトランジスタ、P2及
びN2はそれぞれ第2のCMOSインバータ回路■を構
成する第2のP型MOSトランジスタ及びN型MOSト
ランジスタである。
ンプ回路であり、通常カレントミラーと呼ばれる回路を
示したものである0図中、Pl及びN1は第1のCM
OSインバータ回路Iを構成するそれぞれ第1のP型M
OSトランジスタ及びN型MOSトランジスタ、P2及
びN2はそれぞれ第2のCMOSインバータ回路■を構
成する第2のP型MOSトランジスタ及びN型MOSト
ランジスタである。
1及び2はそれぞれ第1及び第2のCMOSインバータ
回路1.■の入力端子であり、Vl、Vzはそれぞれ入
力端子1,2に印加される入力信号である。3は第1の
CMOSインバータ回路■の出力端子であり、それぞれ
第1及び第2の負荷トランジスタPL、P2のゲート電
極に接続されている。4は第2のCM OSインバータ
回路Hのゲート電極に接続されている。4は第2のCM
OSインバータ回路■の出力端子である。Di、D2は
それぞれ第1及び第2のCMOSインバータ回路■、■
の出力信号である。
回路1.■の入力端子であり、Vl、Vzはそれぞれ入
力端子1,2に印加される入力信号である。3は第1の
CMOSインバータ回路■の出力端子であり、それぞれ
第1及び第2の負荷トランジスタPL、P2のゲート電
極に接続されている。4は第2のCM OSインバータ
回路Hのゲート電極に接続されている。4は第2のCM
OSインバータ回路■の出力端子である。Di、D2は
それぞれ第1及び第2のCMOSインバータ回路■、■
の出力信号である。
次に動作について説明する。
第1のCMOSインバータ回路■は第1の入力信号V1
を反転増巾し、第2のCMOSインバータ回路■の負荷
を構成するP型MO3I−ランジスタP2のゲート電圧
を制御する。第2のCMOSインバータ回路■は第2の
入力信号v2と前記第1のインバータ回路Iにより反転
された第1の入力信号v1との電位差を増巾する。第2
のインバータ回路の特性は第5図により説明できる。
を反転増巾し、第2のCMOSインバータ回路■の負荷
を構成するP型MO3I−ランジスタP2のゲート電圧
を制御する。第2のCMOSインバータ回路■は第2の
入力信号v2と前記第1のインバータ回路Iにより反転
された第1の入力信号v1との電位差を増巾する。第2
のインバータ回路の特性は第5図により説明できる。
第5図はトランジスタN2及びP2の静特性を示したも
のであり、NはトランジスタN2、PはトランジスタP
2のゲート電圧をパラメータとしたときのそれぞれのド
レイン電圧(Vd)−ドレイン電流(Id)特性である
。
のであり、NはトランジスタN2、PはトランジスタP
2のゲート電圧をパラメータとしたときのそれぞれのド
レイン電圧(Vd)−ドレイン電流(Id)特性である
。
トランジスタN1.N2.Pi、P2のコンダクタンス
定数及びしきい値VtOの絶対値が等しいとしたとき、
第2のCMOSインバータ回路■の出力は、vz =
I O+ −Vcc lでA点、vt>lO+ −Vc
e lでB点、Vt <I O+ −Vcc lで0点
となり、微小ゲート電圧により大きな出力振幅が得られ
る。ところで1ot−VcclはV、が十分小さくトラ
ンジスタN1が飽和領域で動作している場合、■1と等
しくなるため、■、とVzとの微小電圧差を増巾するこ
とができる。
定数及びしきい値VtOの絶対値が等しいとしたとき、
第2のCMOSインバータ回路■の出力は、vz =
I O+ −Vcc lでA点、vt>lO+ −Vc
e lでB点、Vt <I O+ −Vcc lで0点
となり、微小ゲート電圧により大きな出力振幅が得られ
る。ところで1ot−VcclはV、が十分小さくトラ
ンジスタN1が飽和領域で動作している場合、■1と等
しくなるため、■、とVzとの微小電圧差を増巾するこ
とができる。
第6図は第1.第2のCMOSインバータ回路1、Hの
入出力特性の概略を示したものである。
入出力特性の概略を示したものである。
図中、0.はインバータ回路■の出力特性、OVa〜0
□4はそれぞれv2がIV、2V、3V、4Vのときの
インバータ回路■の出力特性を示しており、横軸にVl
、u軸に出力電圧を示す。V I =v2の前後におい
て、■、の微小変化によりインバータ回路■の出力は大
きく変化する。即ち、電圧増巾が行われることがわかる
。
□4はそれぞれv2がIV、2V、3V、4Vのときの
インバータ回路■の出力特性を示しており、横軸にVl
、u軸に出力電圧を示す。V I =v2の前後におい
て、■、の微小変化によりインバータ回路■の出力は大
きく変化する。即ち、電圧増巾が行われることがわかる
。
本回路は以上のような特徴を有するため、2つの入力信
号の差電圧を増巾する差動増巾回路として広く用いられ
ている。
号の差電圧を増巾する差動増巾回路として広く用いられ
ている。
しかしながら、本従来回路は、Vl、Vzの入力電圧レ
ベルが高くなるに従い、出力振幅レベルが小さくなると
ともに電圧利得も下がるという欠点を有している。また
インバータ回路■、■の出力端子よりコンプリメンタリ
出力を取出す場合、CMOSインバータ回路Iからは殆
ど電圧利得を得られないため、コンプリメンタリ出力ゲ
インが小さいという欠点がある。
ベルが高くなるに従い、出力振幅レベルが小さくなると
ともに電圧利得も下がるという欠点を有している。また
インバータ回路■、■の出力端子よりコンプリメンタリ
出力を取出す場合、CMOSインバータ回路Iからは殆
ど電圧利得を得られないため、コンプリメンタリ出力ゲ
インが小さいという欠点がある。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、入力電圧が高い場合においても電圧利得
の高いシングルエンド出力が得られるとともに、コンプ
リメンタリ出力を取り出す場合においても高ゲインの差
動出力が得られる差動増巾回路を得ることを目的として
いる。
たものであり、入力電圧が高い場合においても電圧利得
の高いシングルエンド出力が得られるとともに、コンプ
リメンタリ出力を取り出す場合においても高ゲインの差
動出力が得られる差動増巾回路を得ることを目的として
いる。
本発明に係る差動増巾回路は、前記第1及び第2のCM
OSインバータ回路で構成された差動増巾回路本体に、
トランジスタN3.P3からなる第3のCMOSインバ
ータ回路を加え、トランジスタN3のゲート電極に第1
のCMOSインバータ回路の入力電圧■9.トランジス
タP3のゲート電極に第2のCMOSインバータ回路の
出力信号を印加し、第2及び第3のCMOSインバータ
回路の出力端子の少なくとも一方より出力信号を取り出
すようにしたものである。
OSインバータ回路で構成された差動増巾回路本体に、
トランジスタN3.P3からなる第3のCMOSインバ
ータ回路を加え、トランジスタN3のゲート電極に第1
のCMOSインバータ回路の入力電圧■9.トランジス
タP3のゲート電極に第2のCMOSインバータ回路の
出力信号を印加し、第2及び第3のCMOSインバータ
回路の出力端子の少なくとも一方より出力信号を取り出
すようにしたものである。
この発明においては、第3のCMOSインバータ回路は
、第2のCMOSインバータ回路により増巾された信号
をさらに増巾するとともに、第2のCMOSインバータ
回路の出力と位相が反転したコンプリメンタリ出力を出
力するから、入力電圧が高い場合においても電圧利得の
高いシングルエンド出力が得られ、かつ高ゲインのコン
プリメンタリ出力を取り出すことができる。
、第2のCMOSインバータ回路により増巾された信号
をさらに増巾するとともに、第2のCMOSインバータ
回路の出力と位相が反転したコンプリメンタリ出力を出
力するから、入力電圧が高い場合においても電圧利得の
高いシングルエンド出力が得られ、かつ高ゲインのコン
プリメンタリ出力を取り出すことができる。
以下この発明の一実施例を図について説明する。
第1図は本発明の一実施例による差動増巾回路を示し、
図において、■は入力信号■1の位相反転を行い、トラ
ンジスタP2のゲートに信号を与えるための第1のCM
OSインバータ回路、■はトランジスタP2とN2とか
らなり、入力信号■1と■2の電圧差を増巾するための
第2のCM OSインバータ回路である。また、■はト
ランジスタP3.N3からなり、出力信号■、とインバ
ータ回路■の出力信号との差を増巾するための第3のC
MOSインバータ回路である。
図において、■は入力信号■1の位相反転を行い、トラ
ンジスタP2のゲートに信号を与えるための第1のCM
OSインバータ回路、■はトランジスタP2とN2とか
らなり、入力信号■1と■2の電圧差を増巾するための
第2のCM OSインバータ回路である。また、■はト
ランジスタP3.N3からなり、出力信号■、とインバ
ータ回路■の出力信号との差を増巾するための第3のC
MOSインバータ回路である。
次に動作について説明する。第1及び第2のCMOSイ
ンバータ回路I、IIは従来の回路と全く同じ動作を行
う、即ち、第1の入力信号■、は第1のCMOSインバ
ータ回路Iにより位相反転が行われ、第2のCMOSイ
ンバータ回路■の負荷トランジスタP2のゲート電極に
印加される。第2のCMOSインバータ回路■において
は、第2の入力信号■2と第1の入力信号■1との電圧
差が増巾されて、出力端子4に出力される。
ンバータ回路I、IIは従来の回路と全く同じ動作を行
う、即ち、第1の入力信号■、は第1のCMOSインバ
ータ回路Iにより位相反転が行われ、第2のCMOSイ
ンバータ回路■の負荷トランジスタP2のゲート電極に
印加される。第2のCMOSインバータ回路■において
は、第2の入力信号■2と第1の入力信号■1との電圧
差が増巾されて、出力端子4に出力される。
本実施例回路は、さらに第3のCMOSインバータ回路
■により、第2のCMOSインバータ回路■の出力信号
とCMOSインバータ回路Iの入力信号との電圧差が増
巾される。そしてこの第3のCMOSインバータ回路■
は第2のCM OSインバータ回路計と全く同じ動作原
理により増巾作用が行われる。
■により、第2のCMOSインバータ回路■の出力信号
とCMOSインバータ回路Iの入力信号との電圧差が増
巾される。そしてこの第3のCMOSインバータ回路■
は第2のCM OSインバータ回路計と全く同じ動作原
理により増巾作用が行われる。
第3図に本実施例回路の動作特性の概略を示し、横軸に
第1の入力信号Vl、縦軸に出力信号0.。
第1の入力信号Vl、縦軸に出力信号0.。
Oz、O:+の電圧を示す。第2の入力信号Vtはパラ
メータとし、08及び0.の添字a −% dは人力信
号■2がそれぞれIV、2V、3V、4Vの場合の特性
を示したものである。
メータとし、08及び0.の添字a −% dは人力信
号■2がそれぞれIV、2V、3V、4Vの場合の特性
を示したものである。
それぞれ、トランジスタP1〜P3のコンダクタンス定
数β、としきい値vT□及びトランジスタN1〜N3の
コンダクタンス定数β、としきい値V TINとが等し
い場合、V、−Vtでインバータ回路I、 ff、
II[の出力電圧はいずれも等しくなり、Vl >V
z ’T!Ox <Q、<ot、V+ <Vzで03
> Or > Otとなるため、Otと0.又は03と
から、V、、Vよの差電圧の増巾出力が得られる。イン
バータ回路■は02を入力とし、大きな出力ゲインが得
られるため、0□、03を差動出力とする本実施例回路
は0..0.を差動出力とする従来回路と比べ大きな電
圧利得が得られる。また、シングルエンド出力を取り出
す場合においても0.を出力とすることにより、0□を
出力とする従来回路に比べ大きな電圧利得が得られると
ともに出力振幅も大きくなる。
数β、としきい値vT□及びトランジスタN1〜N3の
コンダクタンス定数β、としきい値V TINとが等し
い場合、V、−Vtでインバータ回路I、 ff、
II[の出力電圧はいずれも等しくなり、Vl >V
z ’T!Ox <Q、<ot、V+ <Vzで03
> Or > Otとなるため、Otと0.又は03と
から、V、、Vよの差電圧の増巾出力が得られる。イン
バータ回路■は02を入力とし、大きな出力ゲインが得
られるため、0□、03を差動出力とする本実施例回路
は0..0.を差動出力とする従来回路と比べ大きな電
圧利得が得られる。また、シングルエンド出力を取り出
す場合においても0.を出力とすることにより、0□を
出力とする従来回路に比べ大きな電圧利得が得られると
ともに出力振幅も大きくなる。
なお、第2図に示すように、回路のイネーブル用の第4
のN型MOSトランジスタN4を備えた回路であっても
よく、上記実施例と同様の効果を奏する。
のN型MOSトランジスタN4を備えた回路であっても
よく、上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、本発明に係る差動増巾回路は、第1及び
第2のCMOSインバータ回路とともに第2のC:MO
Sインバータ回路の出力と、第1の入力信号を入力とす
る第3のCMOSインバータ回路を付加して回路を構成
したので、従来の回路と比べ大きなコンプリメンタリ出
力ゲインが得られるとともに、飽和出力電圧が大きくま
た出力ゲインの大きなシングルエンド出力が得られると
いう効果がある。
第2のCMOSインバータ回路とともに第2のC:MO
Sインバータ回路の出力と、第1の入力信号を入力とす
る第3のCMOSインバータ回路を付加して回路を構成
したので、従来の回路と比べ大きなコンプリメンタリ出
力ゲインが得られるとともに、飽和出力電圧が大きくま
た出力ゲインの大きなシングルエンド出力が得られると
いう効果がある。
第1図はこの発明の一実施例による差動増巾回路を示す
回路図、第2図は本発明の他の実施例を示す回路図、第
3図は本発明回路の特性の概略図、第4図は従来の回路
図、第5図はMOSトランジスタの特性を示す図、第6
図は従来回路の動作特性の概略を示す図である。 図中、N1〜N3は第1〜第3のN型MOSトランジス
タ、N4は第4のN型MOSトランジスタ、P1〜P3
は第1〜第3のP型MO3I−ランジスタ、f、 I
l、 II?は第1.第2.第3のCMOSインバー
タ回路、Vl、V2は入力信号、O1+0□、03は出
力信号である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
回路図、第2図は本発明の他の実施例を示す回路図、第
3図は本発明回路の特性の概略図、第4図は従来の回路
図、第5図はMOSトランジスタの特性を示す図、第6
図は従来回路の動作特性の概略を示す図である。 図中、N1〜N3は第1〜第3のN型MOSトランジス
タ、N4は第4のN型MOSトランジスタ、P1〜P3
は第1〜第3のP型MO3I−ランジスタ、f、 I
l、 II?は第1.第2.第3のCMOSインバー
タ回路、Vl、V2は入力信号、O1+0□、03は出
力信号である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)差動増巾すべき2つの入力信号のうちの一方(以
下第1の入力信号と称す)が入力される第1及び第3の
CMOSインバータ回路と、 差動増巾すべき2つの入力信号のうちの他方(以下第2
の入力信号と称す)が入力される第2のCMOSインバ
ータ回路と、 前記第2、第3のCMOSインバータ回路の出力端子の
少なくとも一方から取り出された本差動増巾回路の出力
端子とを備え、 前記第1のCMOSインバータ回路の出力信号が第2の
CMOSインバータ回路を構成する第2のP型MOSト
ランジスタのゲート電極に接続され、 前記第2のCMOSインバータ回路の出力信号が第3の
CMOSインバータ回路を構成する第3のP型MOSト
ランジスタのゲート電極に接続されていることを特徴と
する差動増巾回路。 - (2)前記第1、第2、及び第3のCMOSインバータ
はそれぞれ、1つのP型MOSトランジスタと1つのN
型MOSトランジスタとからなり、前記第1の入力信号
は第1及び第3のCMOSインバータ回路を構成する第
1及び第3のN型MOSトランジスタのゲート電極に接
続され、前記第2の入力信号は前記第2のCMOSイン
バータ回路を構成する第2のN型MOSトランジスタの
ゲート電極に接続され、 前記第1のCMOSインバータ回路を構成する第1のP
型MOSトランジスタのゲート電極は該インバータ回路
の出力端子に接続されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の差動増巾回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189112A JPS6343409A (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | 差動増巾回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189112A JPS6343409A (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | 差動増巾回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6343409A true JPS6343409A (ja) | 1988-02-24 |
| JPH052006B2 JPH052006B2 (ja) | 1993-01-11 |
Family
ID=16235574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189112A Granted JPS6343409A (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | 差動増巾回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6343409A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS562716A (en) * | 1979-06-11 | 1981-01-13 | Nat Semiconductor Corp | Differential amplifier using mos element |
| JPS57148409A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Fet amplifying circuit |
-
1986
- 1986-08-11 JP JP61189112A patent/JPS6343409A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS562716A (en) * | 1979-06-11 | 1981-01-13 | Nat Semiconductor Corp | Differential amplifier using mos element |
| JPS57148409A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Fet amplifying circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH052006B2 (ja) | 1993-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
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