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JPS6331205A - 差動増幅回路 - Google Patents

差動増幅回路

Info

Publication number
JPS6331205A
JPS6331205A JP61174657A JP17465786A JPS6331205A JP S6331205 A JPS6331205 A JP S6331205A JP 61174657 A JP61174657 A JP 61174657A JP 17465786 A JP17465786 A JP 17465786A JP S6331205 A JPS6331205 A JP S6331205A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
differential
transistors
collector
amplifier circuit
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
JP61174657A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Kobayashi
修 小林
Kunihiko Goto
邦彦 後藤
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu 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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP61174657A priority Critical patent/JPS6331205A/ja
Priority to KR1019870007865A priority patent/KR900009177B1/ko
Priority to DE8787110760T priority patent/DE3784193T2/de
Priority to EP87110760A priority patent/EP0254323B1/en
Publication of JPS6331205A publication Critical patent/JPS6331205A/ja
Priority to US07/325,032 priority patent/US4914400A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • 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
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 差動トランジスタに追加の1−ランジスクを設け、油密
の差動増幅回路においては線形動作範囲を大きく越える
ような大振幅入力があっても、差動段出力の電位変動範
囲を制限して、正常に戻る時間を短縮する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は差動増幅回路に係り、特に、線形動作範囲を越
える大振幅信号が入力した後、正常動作に復帰するのに
要する時間を短縮するための改良された回路構成に関す
る。
〔(〕L来の技術〕 差動増幅回路を備えるオペアンプやコンパレータ等にお
いて、入力にその線形動作範囲を越える大振幅信号が入
力した場合、次に正常動作範囲の信号が入力しても正常
動作に復旧するのに時間がかかる。
第3図3m常の差リノ増幅回路をもつオペアンプを示し
ている。図中、T1、T2が差動段のn−ch型MO3
l−ランジスタであり、それぞれのゲートに差動入力−
1nおよび+−Inが印加される。そして、それぞれの
トランジスタT1およびT2は直接カレン[・ミラーを
構成する負荷のp−ch型l−ランジスタT3.T4に
接続している。N1およびN2と指示するのがその接続
点であり、接続点N2は出)月没のp−ch型MOSト
ランジスタT5のゲートに接続している。その伯、J、
、J2ば電流源、」−νおよび−Vは正および負の電源
、01lTは出力端子である。
以」二の構成においζ、−1nおよび−1−Inの電圧
差が大きくなり、1−ランジスタT1を流れる電流が増
大し、T2を流れる電流との化が非常に大きくなると、
これに接続する負荷の1−ランジスクT3. T4の電
流比も同しになるが、トランジスタT3、T4はカレン
トミラーを構成しているから、トランジスタT4にもT
3と同し電流を流そ・うとする。ところが、]・ランシ
スタT2には電流が流れていないので、T4とT2のド
レインの接続点N2の電位が上昇し、殆ど正の電源電圧
→−Vまで上昇する。その結果、i・ランジスタT5は
完全にカットオフになってしまう。
その後、大カーInと→−Inの電位差が小さくなって
、正常な動作範囲になっても、出力段のT5のゲー]・
電位が+Vに振り切れているから、そのデー1−電位が
低下して電流が流れ始めるのに時間がかかる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように、通常の差動増幅器においては、線形動作
範囲を越える大振幅動作後に、正常動作に復帰するのに
かなりの時間がかかるという欠点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、第1の差動対を構成する第1のトランジスタ
と第2のトランジスタ、第2の差動対を構成する第3の
トランジスタと第4のトランジスタとを有し、第1から
第4までのトランジスタのソースまたはエミッタが共通
接続され、第1.第3のトランジスタのゲーl−または
ベースが共通接続されて第1の入力h1′4了に接続さ
れ、第2.第4のトランジスタのゲートまたはベースが
ノ(通接続されて、第2の入力端子に接続され、第10
)トランジスタのトレーインまたはコレクタは第4のト
ランジスタのドレインまたはコレクタに接続され、第2
のトランジスタのドレインまたはコレクタは第3のトラ
ンジスタのドレインまたはコレクタに接続されてなるこ
とを特徴とする差動増幅回路を提供するものである。
〔作用〕
」−記構成によれば、差動増幅回路の入力に大振幅入力
があって差動対の一方がカットオフになっても、その出
力をとりだすl・レインまたはコレクタの電位は、第1
.第2の差動対のトランジスタのレシオで適当な範囲に
抑えることができる。したがって、出力電位が正常動作
範囲に復帰するに要する時間を速くすることができる。
〔実施例〕
第1図に本発明の実施例の差動増幅器を用いたオペアン
プの回路図を示しており、以下これを用いて本発明の詳
細な説明する。
第1図において、先の第1図におけるのと対応する部分
には同一符号で指示しており、通常のようにT1、T2
が差動段のn−ch型MO3)ランジスタであり、それ
ぞれのゲートに差動入力−Inおよび→−Inが印加さ
れる。そして、それぞれのトランジスタTIおよびT2
ば直接カレンI・ミラーを構成する負荷の6−ch型ト
ランジスタT3.T4に接続している。
旧およびN2と指示するのがその接続点であり、接続点
N2は出力段のp−ch型MO3I−ランジスタT5の
ゲートに接続している。その他、J、、J2は電流源、
+Vおよび−Vは正および負の電源、OUTは出力端子
である。
ここで、本発明に係る差動増幅器に特徴的なのは、新に
差動段にn−ch型MOSトランジスタTl’とT2’
を追加した点であり、トランジスタT1とTl’のゲー
ト同士、ソース同士およびトランジスタT2とT2’の
デー1−同士、ソース同士は共通に入力−Inおよび+
Inに接続してあり、一方、トランジスタTI’とトラ
ンジスタT2’の1・゛レインは差動対を構成する他方
の接続点N2および旧に交差接続している。
以」二の実施例の構成によれば、大振幅動作時に→−I
nと−In間に大きな電位差がついて、TI、 T2の
電流が非常にアンバランスになり、例えばT2.T2 
’がカットオフになっても、T3にはT1の電流が流れ
、T4にはTl’を通して電流が流れる。したがって、
+Inと−In間にいかに大きな差がついても、TI、
T1 ′或いはT2.T2 ’の比で決定される電流比
でT3゜T4が駆動されることになる。ずなわら、T3
.T4にはTI、TI ’或いはT2.T2 ’の比で
決定される電流止板」ニの差がつかないから、差動段出
力の電位変動範囲が制限され、正常に戻る時間の短縮が
可能となる。なお、TI’、T2’を付加することによ
り、増幅度は多少低下するが、その低下はトランジスタ
Tl、Tl ’或いはT2.T2 ’のサイズを適当に
選定して増幅度の低下を適当な範囲に抑え、正常動作に
復帰する時間を速くすることができる。但し、TI、T
I  ’と72. T2’の電流比を小さくした方が復
帰時間を速くすることができるが、全く等しくすると増
幅器としての利得をとれなくなるので、TI’<TI、
T2’<T2 とすることが必要である。
実際」こ、例えば、 T1.’/TIあるいはT2’/T2〜1/10〜11
5程度とする。
第2図に本実施例の動作波形図を示している。
実線で示すのが比較のために示した従来型の差動増幅回
路の動作波形であり、破線で示したのが本発明の実施例
に係る動作波形である。従来型では入力−Inと+In
間の電位差がt−こおいて無くなっても、上記のように
トランジスタT5のゲート電位が+ν近くにまで」−昇
しているので、T5のゲート乃至これに接続する浮遊容
量によりその電位の低下に時間がかかり、出力段のトラ
ンジスタT5に電流が流れ始め、正常動作に復帰するの
にT1の時間がかかる。これに対して、本発明に係る場
合、破線で示すように出力段のトランジスタT5のゲー
ト電位の上昇が抑えられるからそれだけ電位の低下が速
くなり、正常動作に復帰する時間τ2が速くなる。
以上、本発明を実施例につい゛ζ説明したが、本発明は
実施例に限ることなく種々変形可能なこと勿論であり、
例えば、差動増幅回路の各トランジスタをバイボーラド
・ランジスタとすることもできる。
その例を第4図に示ヒ心り、図中、第1図と同一部分に
ついて同一符号で指示してあり、第1図のp−ch形F
 E T T3.T4.T5をそれぞれpnpバイポー
ラトランジスタT13.T14.Tl5に置き換えてお
り、また、n−ch形F ETTI 、Tl ’ 、T
2.T2’をそれぞれnpnバイポーラトランジスタT
ll、Tll  ’ 、Tl2.Tl21に置き換えて
いる。
すなわち、本発明においては、第1の差動対を構成する
トランジスタ(T1.、T2 ’ )と第2の差動対を
構成するトランジスタ(Tl ’ 、T2 )とを有し
、第1の差動対のトランジスタ(TI、T2 ”)と第
2のM 動対のトランジスタ(TI ’ 、T2 >の
ソースまたはエミッタが共通接続され、第1.第2の差
動対のトランジスタのそれぞれ一方(TlとTI’)の
ゲートまたはベースが共通接続されて第1の入力端子(
−In)に接続され、第1.第2の差動対のトランジス
タのそれぞれ他方(T2と72’)のゲートまたはベー
スが共通接続されて第2の入力端子(→−In>に接続
され、第1の差動対の一方のl−ランジスタ(T2’)
のドレインまたはコレクタは第2の差動対のうらゲート
またはベースの共通接続されていない側のトランジスタ
(T2)のドレインまたはコレクタに接続され、第2の
差動対の他方のトランジスタ(T2’)のドレインまた
はコレクタは第1の差動対の他方のトランジスタ(T1
)のドレインまたはコレクタに接続されていることを特
徴とした構成を有する。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、通常の差動増幅回路にお
いては線形動作範囲を大きく越える大振幅入力があって
も、差動トランジスタに追加のトランジスタを設け、そ
の電流比で負荷トランジスタを駆動することにより、差
動段出力の電位変動範囲を制眼して、正常に戻る時間を
短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の差動増幅回路を有するオペア
ンプの回路図、 第2図は本発明の実施例における動作波形図、第3図は
従来例の差動増幅回路を有するオペアンプの回路図、 第4図は本発明の他の実施例の差動増幅回路を有するオ
ペアンプの回路図である。 −In、+In  差動増幅回路の入力TI+T2−n
−ch型MO3IランジスクT1″、T2 ’−n−c
h型MOSトランジスタT3.T4− カレントミラー
を構成するp−ch型MOSトランジスタ T5− 出力段のp−cl+型MO3+−ランジスタ十
V、−V−正、負の電源 J l +J2 ’−−電流源 OUT −一出力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1の差動対を構成する第1のトランジスタと第2のト
    ランジスタ、第2の差動対を構成する第3のトランジス
    タと第4のトランジスタとを有し、第1から第4までの
    トランジスタのソースまたはエミッタが共通接続され、
    第1、第3のトランジスタのゲートまたはベースが共通
    接続されて第1の入力端子に接続され、第2、第4のト
    ランジスタのゲートまたはベースが共通接続されて、第
    2の入力端子に接続され、第1のトランジスタのドレイ
    ンまたはコレクタは第4のトランジスタのドレインまた
    はコレクタに接続され、第2のトランジスタのドレイン
    またはコレクタは第3のトランジスタのドレインまたは
    コレクタに接続されてなることを特徴とする差動増幅回
    路。
JP61174657A 1986-07-24 1986-07-24 差動増幅回路 Pending JPS6331205A (ja)

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JP61174657A JPS6331205A (ja) 1986-07-24 1986-07-24 差動増幅回路
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JP61174657A JPS6331205A (ja) 1986-07-24 1986-07-24 差動増幅回路

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ID=15982418

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EP (1) EP0254323B1 (ja)
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DE (1) DE3784193T2 (ja)

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