JPS636956B2 - - Google Patents
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- JPS636956B2 JPS636956B2 JP54168572A JP16857279A JPS636956B2 JP S636956 B2 JPS636956 B2 JP S636956B2 JP 54168572 A JP54168572 A JP 54168572A JP 16857279 A JP16857279 A JP 16857279A JP S636956 B2 JPS636956 B2 JP S636956B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ホールド用のコンデンサと組合わせ
て用いられる増幅器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an amplifier used in combination with a hold capacitor.
たとえばサンプルホールド回路や比較回路とし
て電圧ホールド用コンデンサと能動素子を含む回
路とを組合わせたものがあり、この場合能動素子
等は集積回路化するのが近年の通例である。この
場合、コンデンサによるホールド電圧が入力電流
による影響を受けて変動することがある。そこ
で、この対策としていくつかの手段による解決が
図られている。その1として入力段の構成をダー
リントン接続にして入力電流を小さくするものが
ある。 For example, there are sample-and-hold circuits and comparison circuits that combine a voltage-holding capacitor and a circuit including an active element, and in recent years, it has been common practice to integrate the active elements and the like into an integrated circuit. In this case, the hold voltage by the capacitor may vary due to the influence of the input current. Therefore, several measures have been taken to solve this problem. One of them is to use a Darlington connection in the input stage to reduce the input current.
しかし、この場合は1段構成に比べて入力電圧
範囲が狭くなつたり、入力差動段のオフセツト電
圧が大きくなり易いため、これを抑えるべく複雑
なプロセスコントロールを必要とする。 However, in this case, the input voltage range tends to be narrower and the offset voltage of the input differential stage tends to increase compared to the one-stage configuration, so complex process control is required to suppress this.
また、その2としては、本質的に入力電流を必
要としないMOSトランジスタにより入力段を構
成するとかジヤンクシヨンFETを用いる等の手
段がある。 As a second method, there are means such as configuring the input stage with MOS transistors that essentially do not require input current, or using junction FETs.
しかし、MOSトランジスタを入力段に使用し
た場合、バイポーラトランジスタに比べMOSト
ランジスタ同士の特性の整合性が悪いため入力差
動段のオフセツト電圧が大きく、これを下げるた
めにプロセスコントロールや集積回路パターン化
時の形状、配置等への配慮が必要となつてかなり
の難しさがある。そして多くの場合、バイポーラ
素子の回路中にMOSトランジスタを組込んだ集
積回路とするためプロセスが複雑になるという欠
点もある。 However, when MOS transistors are used in the input stage, the offset voltage of the input differential stage is large due to poor matching of characteristics between MOS transistors compared to bipolar transistors, and in order to reduce this, process control and integrated circuit patterning are required. This is quite difficult as it requires consideration of the shape, arrangement, etc. Moreover, in many cases, integrated circuits with MOS transistors built into bipolar element circuits have the disadvantage of complicating the process.
また、ジヤンクシヨンFETで入力段を構成す
る場合は、プロセス的には従来のバイポーラ素子
と同時に形成し得るがMOSトランジスタと同様
に特性の整合性を得るためのプロセスコントロー
ルは難しい。 Furthermore, when configuring the input stage with junction FETs, they can be formed at the same time as conventional bipolar elements in terms of process, but as with MOS transistors, it is difficult to control the process to obtain consistent characteristics.
本発明の目的は、上記のような複雑なプロセス
とかプロセスコントロールをすることなく、通常
のバイポーラ集積回路によつて得られる素子特性
のトランジスタ、ダイオード等を使用して入力電
圧範囲が広く、しかも入力電流によつてコンデン
サホールド電圧が影響されることのない、ホール
ド用コンデンサと組合わせて用いられる増幅器を
提供することにある。 An object of the present invention is to achieve a wide input voltage range by using transistors, diodes, etc. with element characteristics obtained by ordinary bipolar integrated circuits, without the need for complicated processes or process control as described above. It is an object of the present invention to provide an amplifier used in combination with a hold capacitor whose capacitor hold voltage is not affected by current.
以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第1図はサンプルホールド回路に適用した本発
明の一実施例を示したものである。サンプルホー
ルド回路は、周知のようにアナログ入力電圧を任
意時間だけ取込んで保持するもので、図における
入力端子にアナログ入力電圧が与えられており、
アナログスイツチSWが閉じている間にホールド
用コンデンサCHにサンプル電圧が与えられ、次
いでアナログスイツチSWが開くとコンデンサCH
はサンプル電圧を保持する。コンデンサCHは演
算増幅器OPと組合わされており、コンデンサCH
の保持電圧は演算増幅器OPの出力端子に取出さ
れる。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention applied to a sample and hold circuit. As is well known, the sample and hold circuit captures and holds an analog input voltage for an arbitrary period of time, and the analog input voltage is applied to the input terminal in the figure.
A sample voltage is applied to the hold capacitor C H while the analog switch SW is closed, and then when the analog switch SW is opened, the sample voltage is applied to the hold capacitor C H
holds the sample voltage. Capacitor C H is combined with operational amplifier OP, and capacitor C H
The holding voltage of is taken out to the output terminal of the operational amplifier OP.
この演算増幅器OPは集積回路として構成され
ており、入力段に設けられ差動増幅器として構成
されたPNPトランジスタQ2,Q3は極めて整合性
よく構成されている。したがつてこれらトランジ
スタQ2,Q3の電流源であるトランジスタQ1から
の電流はトランジスタQ2とQ3に略々等しく分流
される。仮に電流源トランジスタQ1からの電流
をIとすればトランジスタQ2,Q3に流れ込む電
流はそれぞれI/2となる。これによりトランジ
スタQ2,Q3のベース電流は、これらトランジス
タのエミツタ接地電流増幅率をhFEとすれば、
I/2hFEとなる。このベース電流は−入力端子側
は帰還ループを介して出力側に流入するが+入力
側はホールド用コンデンサCr1に流れ込んで保持
電圧値を変化させる。 This operational amplifier OP is configured as an integrated circuit, and PNP transistors Q 2 and Q 3 provided in the input stage and configured as a differential amplifier are configured with extremely good matching. Therefore, the current from transistor Q 1 , which is the current source for these transistors Q 2 and Q 3 , is shunted approximately equally to transistors Q 2 and Q 3 . If the current from the current source transistor Q 1 is I, the currents flowing into the transistors Q 2 and Q 3 are each I/2. As a result, the base currents of transistors Q 2 and Q 3 are as follows, assuming that the common emitter current amplification factor of these transistors is hFE
It becomes I/2h FE . This base current flows into the output side via the feedback loop on the - input terminal side, but flows into the hold capacitor Cr1 on the + input terminal side, changing the holding voltage value.
この入力電流によるホード電圧の変動を防止す
るために破線で囲んだ入力電流補償回路を設け
る。この回路はトランジスタQ7〜Q12により構成
されており、Q7はエミツタ面積をQ1のそれに対
し正確に1/2にしたもので、ベースのバイアスが
共通化されているためQ1電流値の1/2の電流源と
なる。またQ8は、入力段のQ2,Q3と同一特性を
得るように形状をQ2,Q3と同一にし集積回路パ
ターン上でも隣接位置に配置する。そして、トラ
ンジスタQ8は電流源Q7の電流がエミツタに与え
られるから、トランジスタQ8のベース電流は
I/2hFE′となり、hFE′は整合性の故にQ2,Q3の
hFEと略々同じであるから、I/2hFEとみてよく、
Q3のベース電流と同じ値になる。この電流I/
2hFEをトランジスタQ10,Q11,Q12のカレントミ
ラー回路を介して+入力端子すなわちQ3のベー
ス端子に接続すれば、Q11には上記と同じ電流
I/2hFEが流れ、Q3のベース電流をほぼ打消し得
る。即ち、Q8のベース電流I/2hFEはそのほとん
どがQ10に流れる。Q10にほぼI/2hFEを流すため
のQ10のベース電位は、Q12によつて設定される。
Q10のベース電位はQ11のベース電位と共通であ
るため、Q11にもQ10に流れるのと等しい電流
I/2hFEが流れる。この電流I/2hFEはQ3のベー
ス電流I/2hFEと等しいため、Q3のベース電流を
打消すことができる。なお、Q8のベース電流の
うちQ12のベースからエミツタへ流れ込む電流
は、Q10に流れる電流を、Q10のhFEとQ12のhFEと
を掛け合わせたもので割つた値にほぼ等しいこと
から、ほとんど無視することができる。集積回路
プロセスで得られる通常のPNPトランジスタの
hFEは低いもの(100以下等)であるため、ベース
電流はかなり大きなものであり、これに起因する
誤差は大きいものであるが、本発明による補償は
これに対する有効な対策となる。なお、この回路
におけるトランジスタQ4,Q5およびQ6はトラン
ジスタQ2,Q3と協働するものである。 In order to prevent fluctuations in the hoard voltage due to this input current, an input current compensation circuit surrounded by a broken line is provided. This circuit consists of transistors Q 7 to Q 12. Q 7 has an emitter area exactly 1/2 that of Q 1 , and the base bias is shared, so the Q 1 current value becomes a current source of 1/2 of that of Further, Q 8 has the same shape as Q 2 and Q 3 and is arranged at an adjacent position on the integrated circuit pattern so as to obtain the same characteristics as Q 2 and Q 3 in the input stage. Since the current of the current source Q 7 is applied to the emitter of the transistor Q 8 , the base current of the transistor Q 8 becomes I/2h FE ', and h FE ' is the same as that of Q 2 and Q 3 due to matching.
Since it is almost the same as h FE , it can be considered as I/2h FE ,
It has the same value as the base current of Q3 . This current I/
If 2h FE is connected to the + input terminal, that is, the base terminal of Q 3 via a current mirror circuit of transistors Q 10 , Q 11 , and Q 12 , the same current I/2h FE as above flows through Q 11 , and Q 3 can almost cancel out the base current of That is, most of the base current I/2h FE of Q8 flows to Q10 . The base potential of Q 10 to allow approximately I/2h FE to flow through Q 10 is set by Q 12 .
Since the base potential of Q 10 is common to that of Q 11 , a current I/2h FE equal to that flowing through Q 10 also flows through Q 11 . Since this current I/2h FE is equal to the base current I/2h FE of Q 3 , it is possible to cancel the base current of Q 3 . Note that the current flowing from the base of Q 12 to the emitter of the base current of Q 8 is approximately the value obtained by dividing the current flowing through Q 10 by the product of h FE of Q 10 and h FE of Q 12 . Since they are equal, they can be almost ignored. of a normal PNP transistor obtained in an integrated circuit process.
Since h FE is low (eg, 100 or less), the base current is quite large, and the error caused by this is large, but the compensation according to the present invention is an effective countermeasure against this. Note that transistors Q 4 , Q 5 and Q 6 in this circuit cooperate with transistors Q 2 and Q 3 .
第2図は比較回路に適用した本発明の他の実施
例を示したもので、入力電流補償のための構成お
よびその動作は第1図の場合と同様である。ただ
し、この実施例は比較器として構成されているた
め特有の構成が採られている。すなわち、−入力
端子側が+入力端子側より低い場合、電流源であ
るQ13からの電流はその殆んどがQ14側に流れる
から入力電流補償を行つてはならない。そこで出
力端子に出力が現れたときにオンとなるトランジ
スタQ25を設けてトランジスタQ22,Q23,Q24か
らなるカレントミラー回路の入力を0にするよう
にしている。なお、この回路においてトランジス
タQ19,Q20,Q21はそれぞれ第1図のQ7,Q8,Q9
に対応する。 FIG. 2 shows another embodiment of the present invention applied to a comparison circuit, and the configuration and operation for input current compensation are the same as in FIG. 1. However, since this embodiment is configured as a comparator, a unique configuration is adopted. That is, if the − input terminal side is lower than the + input terminal side, most of the current from the current source Q13 flows to the Q14 side, so input current compensation must not be performed. Therefore, a transistor Q 25 is provided that turns on when an output appears at the output terminal, so that the input of the current mirror circuit consisting of transistors Q 22 , Q 23 , and Q 24 is set to 0. Note that in this circuit, transistors Q 19 , Q 20 , and Q 21 are respectively Q 7 , Q 8 , and Q 9 in FIG.
corresponds to
第3図は第1図、第2図の回路におけるPNP
トランジスタをNPNトランジスタに置換えて構
成した実施例に示したもので、構成、動作ともに
基本的に同一である。 Figure 3 shows PNP in the circuits of Figures 1 and 2.
This is shown in an embodiment in which the transistor is replaced with an NPN transistor, and the structure and operation are basically the same.
本発明は上述のように、増幅器とホールド用コ
ンデンサとの組合わせ回路においてこのコンデン
サに流入または流出する入力電流分と等しい電流
を流すように他の電流経路を設けコンデンサの保
持電圧が入力電流の影響で変動することを防止す
るようにしたため、バイポーラ集積回路技術を用
いるのみでプロセスやプロセスコントロールを複
雑化することがなく、しかもダーリントン接続に
おけるように入力電圧範囲を狭くすることもない
増幅器とホールド用コンデンサとの組合わせ回路
を提供することができる。 As described above, the present invention provides another current path in a combination circuit of an amplifier and a hold capacitor so that a current equal to the input current flowing into or out of this capacitor flows, so that the holding voltage of the capacitor is equal to the input current. The amplifier and hold circuit are designed to prevent fluctuations due to influences, and therefore do not complicate the process or process control by using only bipolar integrated circuit technology, and also do not narrow the input voltage range as in Darlington connections. A combination circuit with a capacitor can be provided.
第1図はサンプルホールド回路に適用した本発
明の一実施例を示す回路図、第2図は比較回路に
適用した本発明の他の実施例の回路図、第3図は
NPNトランジスタを用いた回路例を示す図であ
る。
Q……トランジスタ、CH……ホールド用コン
デンサ。
Figure 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention applied to a sample and hold circuit, Figure 2 is a circuit diagram of another embodiment of the invention applied to a comparison circuit, and Figure 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention applied to a comparison circuit.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit using an NPN transistor. Q...transistor, C H ...hold capacitor.
Claims (1)
動回路における一対の入力段トランジスタの一方
の入力端にホールド用コンデンサが接続される集
積回路化した増幅器において、前記入力段トラン
ジスタと同形状、同一電導形を有し、前記入力段
トランジスタの電流源から前記入力段トランジス
タに流れる電流と所定の関係量の電流が与えられ
る補償用トランジスタと;この補償用トランジス
タを介して与えられる電流を入力電流として、前
記コンデンサに、前記コンデンサから前記一方の
入力段トランジスタの入力端に流れ込もうとする
電流に等しい補償電流を与えるカレントミラー回
路と;をそなえたことを特徴とする増幅器。1. In an integrated circuit amplifier in which a hold capacitor is connected to one input end of a pair of input stage transistors in a differential circuit composed of bipolar transistors, the amplifier has the same shape and conductivity type as the input stage transistors. , a compensation transistor to which a current having a predetermined relationship with the current flowing from the current source of the input stage transistor to the input stage transistor is supplied; the current supplied via the compensation transistor is used as an input current to the capacitor; An amplifier comprising: a current mirror circuit that provides a compensation current equal to the current flowing from the capacitor to the input terminal of the one input stage transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16857279A JPS5690495A (en) | 1979-12-25 | 1979-12-25 | Integrated circuit amplifier used in combination with holding capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16857279A JPS5690495A (en) | 1979-12-25 | 1979-12-25 | Integrated circuit amplifier used in combination with holding capacitor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5690495A JPS5690495A (en) | 1981-07-22 |
JPS636956B2 true JPS636956B2 (en) | 1988-02-13 |
Family
ID=15870522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16857279A Granted JPS5690495A (en) | 1979-12-25 | 1979-12-25 | Integrated circuit amplifier used in combination with holding capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5690495A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58200610A (en) * | 1982-05-18 | 1983-11-22 | Sony Corp | Buffer circuit |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54109353A (en) * | 1978-02-15 | 1979-08-27 | Nec Corp | Sample holding circuit |
-
1979
- 1979-12-25 JP JP16857279A patent/JPS5690495A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5690495A (en) | 1981-07-22 |
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