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JPH0581877A - 差動増幅回路 - Google Patents

差動増幅回路

Info

Publication number
JPH0581877A
JPH0581877A JP3241109A JP24110991A JPH0581877A JP H0581877 A JPH0581877 A JP H0581877A JP 3241109 A JP3241109 A JP 3241109A JP 24110991 A JP24110991 A JP 24110991A JP H0581877 A JPH0581877 A JP H0581877A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
differential
gain
amplifier circuit
input
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3241109A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiharu Nagayama
義治 永山
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3241109A priority Critical patent/JPH0581877A/ja
Publication of JPH0581877A publication Critical patent/JPH0581877A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 LSIの製造後に利得を調整することが可能
な差動出力の差動増幅回路を提供する。 【構成】 入力差動トランジスタとアクティブ負荷MO
SFETを有する2つの差動入力部を並列に接続して定
電流源を共通化してなる差動増幅回路において、2組の
入力差動トランジスタと定電流源との間にそれぞれ相補
的に動作する利得調整用のトランジスタを設けるように
した。 【効果】 入力差動トランジスタと定電流源との間にそ
れぞれ接続した利得調整用のトランジスタのゲート電圧
を制御することにより、バイアス電流を変化させること
ができるとともに、負荷抵抗のバイアス点も変化させる
ことができ、これによってLSIの製造後においても外
部から制御電圧を与えることにより差動増幅回路の利得
を広い範囲に亘って調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路技術さ
らには差動増幅回路に適用して特に有効な技術に関し、
例えば絶対利得を設定したり自動利得調整機能を必要と
する場合に利用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、差動入力信号を増幅して差動信号
として出力する差動増幅回路として、例えば図2に示す
ような回路が使用されることがある。この差動増幅回路
は、通常の差動増幅器を並列に接続して定電流源CC0
を共通化したもので、高利得の差動出力が得られる。上
記のような差動増幅回路は、例えば特公平2−5999
9号公報に記載のようなメモリセルからの読出し信号を
増幅するセンスアンプとして使用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記差
動増幅回路は、利得がある程度以上高いことが望まれる
ような回路には有効であるが、素子の製造バラツキによ
って利得が変動しやすいため、所望の利得を得るための
回路設計が困難で、利得を制限したい場合に使用するに
は、不適当であるという問題点がある。
【0004】本発明は上記のような問題点に着目してな
されたもので、その目的とするところは、LSIの製造
後に利得を調整することが可能な差動出力の差動増幅回
路を提供することにある。この発明の前記ならびにその
ほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述お
よび添附図面から明らかになるであろう。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、入力差動トランジスタと負荷M
OSFETを有する2つの差動入力部を並列に接続して
定電流源を共通化してなる差動増幅回路において、2つ
の入力差動トランジスタ対と定電流源との間にそれぞれ
相補的に動作する利得調整用のトランジスタを設けるよ
うにしたものである。また、上記負荷MOSFETのう
ち一方をダイオード接続としかつこのダイオード接続さ
れた負荷MOSFETのドレインを共通接続してそのド
レイン電圧を他の負荷MOSFETのゲート端子に印加
させるようにする。
【0006】
【作用】差動増幅回路の利得はバイアス電流が大きいほ
ど、また負荷抵抗の値が大きいほど大きな利得にするこ
とができるが、上記した手段によれば、2つの入力差動
トランジスタ対と定電流源との間にそれぞれ接続した利
得調整用のトランジスタのゲート電圧を制御することに
より、バイアス電流を変化させることができ、これによ
ってLSIの製造後においても外部から制御電圧を与え
ることにより利得を広い範囲に亘って調整できるように
するという目的が達成される。また、上記した手段によ
れば、バイアス電流の変化により負荷抵抗の値(バイア
ス点)もを変化させることができ、さらに広範囲に亘っ
て利得を調整することができるようになる。
【0007】
【実施例】図1には、本発明に係る差動増幅回路の一実
施例が示されている。この実施例の差動増幅回路は、入
力差動トランジスタとアクティブ負荷MOSFETを有
する2つの差動入力部が並列に接続されて定電流源が共
通化され、2つの入力差動トランジスタ対と定電流源と
の間にはそれぞれ相補的に動作する利得調整用のトラン
ジスタが設けられている。
【0008】すなわち、M5とM6のMOSFETが一
方の差動入力部の入力差動トランジスタ対を構成し、M
7とM8のMOSFETが他方の差動入力部の入力差動
トランジスタ対を構成している。また、M1,M2は上
記トランジスタM7,M8のドレイン端子に接続された
アクティブ負荷MOSFET、M3,M4は上記トラン
ジスタM5,M6のドレイン端子に接続されたアクティ
ブ負荷MOSFETである。
【0009】なお、図1において、MOSFETのトラ
ンジスタ記号のうち、矢印が付されているのはPチャネ
ルMOSFETであり、矢印の付されていないものはN
チャネルMOSFETである。すなわち、トランジスタ
M1〜M4がPチャネルMOSFETで、トランジスタ
M5〜M8がNチャネルMOSFETである。
【0010】この実施例では、上記入力差動トランジス
タ対M5とM6のソース端子と定電流源CC0との間に
利得調整用のMOSFET M9が、また上記入力差動
トランジスタ対M7とM8のソース端子と定電流源CC
0との間に利得調整用のMOSFET M10がそれぞ
れ接続されている。そして、これらのMOSFETM9
とM10のゲート端子には、それぞれ利得調整用直流電
圧G1とG2が印加されるようにされている。上記利得
調整用直流電圧G1とG2は、外部から与えるようにし
ても良いが、差動増幅回路の次段にローパスフィルタ等
を設けてその出力を利得調整用直流電圧G1とG2とし
て、上記差動増幅回路にフィードバックさせるようにす
れば、入力電圧のレベルの大小にかかわらず略一定のレ
ベルの電圧を出力するアンプを構成することができる。
【0011】さらに、この実施例では、上記負荷MOS
FET M1〜M4のうちM1とM2はともにゲート・
ドレイン間が短絡されてなるいわゆるダイオード接続さ
れており、そのドレイン電圧が自らのゲート端子に印加
されるとともに、他の負荷MOSFETM3,M4のゲ
ート端子にも印加されるように構成されている。しか
も、この実施例では、上記入力差動トランジスタ対M7
とM8およびダイオード接続の負荷MOSFET M1
とM2は、それぞれドレイン共通接続されている。上記
MOSFET M1とM2は、一つのMOSFETに置
き換えることができる。
【0012】次に、本実施例の差動増幅回路の動作を説
明する。今、利得調整用のMOSFET M9とM10
のゲート端子に印加される直流電圧G1とG2が等しく
され(G1=G2=V0)、M9とM10が同じように
オンされているとする。すると、MOSFET M9と
M10に流れる電流は等しくI0/2である。このとき
差動増幅回路の利得は、図2に示されている回路の利得
と同一になる。
【0013】次に、利得調整用直流電圧G1をV0+Δ
Vに、またG2をV0−ΔVに設定したとする。する
と、MOSFET M9に流れる電流は増加し、M10
に流れる電流は減少する。その結果、上記入力差動トラ
ンジスタ対M5とM6で構成される差動入力部のバイア
ス電流が増加し、利得が高くされる。
【0014】しかも、MOSFET M10に流れる電
流が減少すると、負荷MOSFETM1とM2に流れる
電流が減少することになるため、それらのドレイン電圧
および負荷MOSFET M3,M4のゲート電圧が電
源電圧Vccに近づく。これによって、負荷MOSFE
T M3,M4のインピータンスが高くなる。その結
果、出力端子OUT1,OUT2側から見たMOSFE
T M3,M4のゲインが高くなり、入力差動トランジ
スタ対M5とM6で構成される差動入力部のバイアス電
流が増加して利得が高くなったのと相俟って、さらに差
動増幅回路の利得が高くなる。
【0015】一方、上記とは逆に、利得調整用直流電圧
G1をV0−ΔVに、またG2をV0+ΔVに設定したと
する。すると、MOSFETM9に流れる電流は減少
し、M10に流れる電流は増加する。その結果、上記入
力差動トランジスタ対M5とM6で構成される差動入力
部のバイアス電流が減少し、利得が低くされる。そし
て、MOSFET M10に流れる電流が増加すると、
負荷MOSFETM1とM2に流れる電流が増加するこ
とになるため、負荷MOSFET M3,M4のゲート
電圧のバイアス点が下がり、負荷MOSFET M3,
M4のインピータンスが低くなる。その結果、出力端子
OUT1,OUT2側から見たMOSFET M3,M
4のゲインが小さくなり、さらに差動増幅回路の利得が
低くなる。
【0016】なお、上記実施例では、利得調整用トラン
ジスタM9,M10をMOSFETにより構成している
が、これをバイポーラトランジスタによって構成するこ
ともできる。また、上記実施例では、2つの差動入力部
と定電流源CC0との間に、それぞれ利得調整用のMO
SFET M9とM10を設けているが、いずれか一方
のみとすることも可能である。
【0017】以上説明したように上記実施例は、入力差
動トランジスタと負荷MOSFETを有する2つの差動
入力部を並列に接続して定電流源を共通化してなる差動
増幅回路において、2つの入力差動トランジスタ対と定
電流源との間にそれぞれ相補的に動作する利得調整用の
トランジスタを設けるようにしたので、利得調整用のト
ランジスタのゲート電圧を制御することにより、バイア
ス電流を変化させることができ、これによってLSIの
製造後においても外部から信号を与えることにより、利
得を調整できるようになるという効果がある。
【0018】また、上記負荷MOSFETのうち一方を
ダイオード接続としかつこのダイオード接続されたMO
SFETのドレインを共通接続してそのドレイン電圧を
他の負荷MOSFETのゲート端子に印加させるように
したので、バイアス電流の変化により負荷抵抗の値(バ
イアス点)もを変化させることができ、さらに広範囲に
亘って利得を調整することができるようになる。
【0019】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば上記
実施例では、MOSFETM10のドレイン側に入力差
動トランジスタ対M7とM8が設けられているが、この
入力差動トランジスタ対M7とM8は、MOSFET
M9とM10のドレイン端子側の縦積みのMOSFET
数を一致させてレベル合わせるために挿入されているも
のであり、省略することも可能である。
【0020】また、上記実施例では、ダイオード接続さ
れたMOSFET M1,M2のドレイン電圧が自らの
ゲート端子に印加されるとともに、他の負荷MOSFE
TM3,M4のゲート端子にも印加されるように構成さ
れ、これによってバイアス電流を変化させたときに負荷
MOSFETのバイアス点も変化されるように構成して
いるが、負荷MOSFET M1〜M4に関しては従来
の回路(図2)と同様な接続にしておくことも可能であ
る。
【0021】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
集積回路に適用した場合について説明したが、本発明は
それに限定されるものでなく、ハイブリッドIC等にも
利用することができる。
【0022】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、LSIの製造後においても
外部から制御電圧を与えることにより差動増幅回路の利
得を広い範囲に亘って調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る差動増幅回路の一実施例を示す回
路図である。
【図2】従来の差動増幅回路の一例を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
M1,M2 入力差動トランジスタ M3,M4 負荷MOSFET CC0 定電流源 M9,M10 利得調整用トランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2組の入力差動トランジスタと各トラン
    ジスタのドレイン端子に接続された負荷MOSFETと
    を有する2つの差動入力部を並列に接続しかつそれらの
    定電流源を共通化してなる差動増幅回路において、少な
    くとも上記一方の入力差動トランジスタ対と定電流源と
    の間に利得調整用のトランジスタを設けたことを特徴と
    する差動増幅回路。
  2. 【請求項2】 上記負荷MOSFETのうち一方をダイ
    オード接続としかつこのダイオード接続された負荷MO
    SFETのドレインを共通接続してそのドレイン電圧を
    他の負荷MOSFETのゲート端子に印加させるように
    したことを特徴とする請求項1記載の差動増幅回路。
JP3241109A 1991-09-20 1991-09-20 差動増幅回路 Pending JPH0581877A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3241109A JPH0581877A (ja) 1991-09-20 1991-09-20 差動増幅回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP3241109A JPH0581877A (ja) 1991-09-20 1991-09-20 差動増幅回路

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JPH0581877A true JPH0581877A (ja) 1993-04-02

Family

ID=17069421

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3241109A Pending JPH0581877A (ja) 1991-09-20 1991-09-20 差動増幅回路

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JP (1) JPH0581877A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6426744B2 (en) 1997-09-12 2002-07-30 Nec Corporation Display driving apparatus having variable driving ability
KR100507297B1 (ko) * 2001-08-24 2005-08-09 가부시끼가이샤 도시바 차동증폭회로 및 액정표시장치 구동용 반도체 집적회로

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