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JP4801917B2 - amplifier - Google Patents
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Description

本発明は、半導体集積回路に係り、特に差動入力段を有する増幅器に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to an amplifier having a differential input stage.

高精度アナログ信号や低電圧で、且つ高精度を要求されるアナログ信号処理等には、差動入力段を有する1段或いは複数段構成の差動増幅回路としての増幅器が多用されている(例えば、特許文献1参照。)。   For high-accuracy analog signals and low-voltage and high-accuracy analog signal processing, etc., a single-stage or multi-stage differential amplifier circuit having a differential input stage is often used (for example, , See Patent Document 1).

特許文献1などに記載されている増幅器では、出力インピーダンスの値によって、利得と極周波数が大きく影響される。例えば、所定の利得を維持し、且つ位相余裕を持たせるために出力インピーダンスの値を小さくした場合、増幅器の消費電流が増大するという問題点がある。また、所望のインピーダンスに変換する場合、トランジスタの形状や電流値が制限され回路設計の自由度が低下するという問題点がある。
特開2004−128487号公報(頁23、図10)
In the amplifier described in Patent Document 1, the gain and the pole frequency are greatly influenced by the value of the output impedance. For example, if the output impedance value is decreased to maintain a predetermined gain and provide a phase margin, there is a problem that the current consumption of the amplifier increases. In addition, when the impedance is converted to a desired impedance, there is a problem that the shape and current value of the transistor are limited and the degree of freedom in circuit design is reduced.
JP 2004-128487 A (page 23, FIG. 10)

本発明は、消費電流を増大させずに所望のインピーダンス変換ができる増幅器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an amplifier capable of performing desired impedance conversion without increasing current consumption.

上記目的を達成するために、本発明の一態様の増幅器は、高電位側電源と低電位側電源の間に設けられ、1段或いは複数段で構成され、入力段に差動対をなす第1のトランジスタ及び第2のトランジスタが設けられ、前記第1のトランジスタの制御端子に入力信号が入力され、前記第2のトランジスタの制御端子に帰還信号が入力されて負帰還動作する差動増幅回路と、前記高電位側電源と前記低電位側電源の間に設けられ、一端が前記差動増幅回路の出力ノードに接続される抵抗と、制御端子が前記抵抗の他端に接続され、ダイオード接続される第3のトランジスタと、一端が前記抵抗の他端及び前記第3のトランジスタの制御端子に接続され、他端が前記低電位側電源に接続される電流源とを有し、前記第3のトランジスタの形状は前記高電位側電源電圧と前記出力ノードの間の電圧差である第1の電圧ドロップと前記高電位側電源電圧と前記第3のトランジスタの前記低電位側電源側の電圧の間の電圧差である第2の電圧ドロップが同一になるように調整されてなるインピーダンス変換回路とを具備し、負帰還差動増幅動作することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an amplifier according to one embodiment of the present invention is provided between a high-potential-side power supply and a low-potential-side power supply and includes one stage or a plurality of stages, and forms a differential pair at an input stage. A differential amplifier circuit including a first transistor and a second transistor , wherein an input signal is input to a control terminal of the first transistor and a feedback signal is input to a control terminal of the second transistor; A resistor provided between the high potential side power source and the low potential side power source, one end connected to the output node of the differential amplifier circuit, a control terminal connected to the other end of the resistor, and a diode connection A third transistor , one end of which is connected to the other end of the resistor and the control terminal of the third transistor, and the other end of which is connected to the low-potential-side power source . The transistor shape is A first voltage drop, which is a voltage difference between the potential side power supply voltage and the output node, and a voltage difference between the high potential side power supply voltage and the voltage on the low potential side power supply side of the third transistor. And an impedance conversion circuit adjusted so that the two voltage drops are the same, and performs a negative feedback differential amplification operation .

更に、上記目的を達成するために、本発明の他態様の増幅器は、高電位側電源と低電位側電源の間に設けられ、複数段で構成され、入力段に差動対をなす第1のトランジスタ及び第2のトランジスタが設けられ、前記第1のトランジスタの制御端子に入力信号が入力され、前記第2のトランジスタの制御端子に帰還信号が入力されて負帰還動作する差動増幅回路と、前記高電位側電源と前記低電位側電源の間に設けられ、一端が前記入力段の出力ノードに接続される抵抗と、制御端子が前記抵抗の他端に接続され、ダイオード接続される第3のトランジスタと、一端が前記抵抗の他端及び前記第3のトランジスタの制御端子に接続され、他端が前記低電位側電源に接続される電流源とを有し、前記第3のトランジスタの形状は前記高電位側電源電圧と前記出力ノードの間の電圧差である第1の電圧ドロップと前記高電位側電源電圧と前記第3のトランジスタの前記低電位側電源側の電圧の間の電圧差である第2の電圧ドロップが同一になるように調整されてなるインピーダンス変換回路とを具備し、負帰還差動増幅動作することを特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, an amplifier according to another aspect of the present invention is provided between a high-potential side power supply and a low-potential side power supply, is configured by a plurality of stages, and forms a differential pair in an input stage. And a differential amplifier circuit that performs a negative feedback operation when an input signal is input to the control terminal of the first transistor and a feedback signal is input to the control terminal of the second transistor. A resistor provided between the high potential power source and the low potential power source, one end connected to the output node of the input stage, and a control terminal connected to the other end of the resistor and diode connected 3, a current source having one end connected to the other end of the resistor and the control terminal of the third transistor, and the other end connected to the low-potential side power source . The shape is the high potential side A first voltage drop that is a voltage difference between the voltage and the output node, and a second voltage that is a voltage difference between the high-potential-side power supply voltage and the voltage on the low-potential-side power supply side of the third transistor. And an impedance conversion circuit that is adjusted so that the drops are the same, and performs a negative feedback differential amplification operation .

本発明によれば、消費電流を増大させずに所望のインピーダンス変換ができる増幅器を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an amplifier capable of performing desired impedance conversion without increasing current consumption.

以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本発明の実施例1に係る増幅器について、図面を参照して説明する。図1は増幅器を示す回路図である。本実施例では、1段構成の差動増幅回路の出力側にインピーダンス変換回路を設けている。   First, an amplifier according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an amplifier. In the present embodiment, an impedance conversion circuit is provided on the output side of the single stage differential amplifier circuit.

図1に示すように、増幅器1は、差動増幅回路2及びインピーダンス変換回路3から構成されている。差動増幅回路2には、Pch MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、及び電流源BC1が設けられている。なお、MOSトランジスタは、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)とも呼称される。   As shown in FIG. 1, the amplifier 1 includes a differential amplifier circuit 2 and an impedance conversion circuit 3. The differential amplifier circuit 2 is provided with a Pch MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor PT1, a Pch MOS transistor PT2, an Nch MOS transistor NT1, an Nch MOS transistor NT2, and a current source BC1. The MOS transistor is also referred to as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

Pch MOSトランジスタPT1は、ソースが高電位電源Vddに接続され、ゲートがドレイン及びPch MOSトランジスタPT2のゲートに接続されている。Pch MOSトランジスタPT2は、ソースが高電位電源Vddに接続され、ドレインがNch MOSトランジスタNT2のドレインに接続されている。Pch MOSトランジスタPT1及びPch MOSトランジスタPT2は、カレントミラー回路を構成している。そして、動作時、Pch MOSトランジスタPT1には高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Iaが流れ、Pch MOSトランジスタPT2には電流Iaと同じ大きさで、高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Ibが流れる。   The source of the Pch MOS transistor PT1 is connected to the high potential power supply Vdd, and the gate is connected to the drain and the gate of the Pch MOS transistor PT2. The Pch MOS transistor PT2 has a source connected to the high potential power supply Vdd and a drain connected to the drain of the Nch MOS transistor NT2. The Pch MOS transistor PT1 and the Pch MOS transistor PT2 constitute a current mirror circuit. In operation, the current Ia flows from the high potential power source Vdd to the low potential side power source Vss in the Pch MOS transistor PT1, and the Pch MOS transistor PT2 has the same magnitude as the current Ia and from the high potential power source Vdd to the low potential side. A current Ib flows in the direction of the power supply Vss.

Nch MOSトランジスタ(第1のトランジスタ)NT1は、ドレインがPch MOSトランジスタPT1のドレインに接続され、入力端子IN1からゲートに第1の入力信号が入力される。Nch MOSトランジスタ(第2のトランジスタ)NT2は、ゲートに入力端子IN2から第2の入力信号が入力される。そして、Nch MOSトランジスタNT1及びNch MOSトランジスタNT2は、差動対をなす。   The Nch MOS transistor (first transistor) NT1 has a drain connected to the drain of the Pch MOS transistor PT1, and a first input signal is input from the input terminal IN1 to the gate. The Nch MOS transistor (second transistor) NT2 receives the second input signal from the input terminal IN2 at the gate. Nch MOS transistor NT1 and Nch MOS transistor NT2 form a differential pair.

電流源BC1は、一端がNch MOSトランジスタNT1及びNch MOSトランジスタNT2のソースに接続され、他端が低電位側電源Vssに接続されている。そして、図示しない“High”レベルのバイアス電位が電流源BC1に印加され、また差動増幅回路2の差動を構成するすべてのMOSトランジスタに、入力端子IN1及び入力端子IN2から5極管領域で動作できる入力電圧が印加された時、差動増幅回路2がオンし、電流源BC1に高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向にIa+Ibの電流が流れ、Pch MOSトランジスタPT2のドレインとNch MOSトランジスタNT2のドレインの間のノードN3から差動増幅された出力信号が出力端子OUTに出力される。   The current source BC1 has one end connected to the sources of the Nch MOS transistor NT1 and the Nch MOS transistor NT2, and the other end connected to the low potential side power source Vss. A “High” level bias potential (not shown) is applied to the current source BC1, and all the MOS transistors constituting the differential of the differential amplifier circuit 2 are connected to the input terminal IN1 and the input terminal IN2 in the pentode region. When an operable input voltage is applied, the differential amplifier circuit 2 is turned on, a current Ia + Ib flows from the high potential power supply Vdd to the low potential side power supply Vss through the current source BC1, and the drain of the Pch MOS transistor PT2 and the Nch MOS A differentially amplified output signal is output from the node N3 between the drains of the transistor NT2 to the output terminal OUT.

インピーダンス変換回路3には、Pch MOSトランジスタPT3、抵抗R1、及び電流源BC2が設けられている。Pch MOSトランジスタPT3は、ソースが高電位側電源Vddに接続され、ゲートがドレインに接続され、高電位側電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Icを流すダイオード接続のトランジスタである。抵抗R1は、一端がPch MOSトランジスタPT2のドレインとNch MOSトランジスタNT2のドレインの間のノードN1に接続され、他端がPch MOSトランジスタPT3のドレインと電流源BC2の間のノードN2に接続されている。電流源BC2は、一端がPch MOSトランジスタPT3のドレインに接続され、他端が低電位側電源Vssに接続されている。ここで、Pch MOSトランジスタPT3の形状は、コンダクタンス(gm)の逆数が抵抗R1よりも1桁以上小さな値になるような形状に設定されている。   The impedance conversion circuit 3 is provided with a Pch MOS transistor PT3, a resistor R1, and a current source BC2. The Pch MOS transistor PT3 is a diode-connected transistor having a source connected to the high potential power source Vdd, a gate connected to the drain, and a current Ic flowing from the high potential power source Vdd toward the low potential power source Vss. The resistor R1 has one end connected to a node N1 between the drain of the Pch MOS transistor PT2 and the drain of the Nch MOS transistor NT2, and the other end connected to a node N2 between the drain of the Pch MOS transistor PT3 and the current source BC2. Yes. The current source BC2 has one end connected to the drain of the Pch MOS transistor PT3 and the other end connected to the low potential side power source Vss. Here, the shape of the Pch MOS transistor PT3 is set such that the reciprocal of the conductance (gm) is smaller by one digit or more than the resistance R1.

そして、図示しない“High”レベルのバイアス電位が電流源BC2に印加された時、電流源BC2に高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Icが流れる。なお、電流源BC1及び電流源BC2には、例えば、ゲートにバイアス電位が印加されるNch MOSトランジスタが用いられる。   When a “High” level bias potential (not shown) is applied to the current source BC2, a current Ic flows from the high potential power source Vdd to the low potential side power source Vss in the current source BC2. For example, an Nch MOS transistor in which a bias potential is applied to the gate is used for the current source BC1 and the current source BC2.

ここで、Pch MOSトランジスタPT3のゲート形状の調整及び電流源BC2の電流調整を行ない、Pch MOSトランジスタPT2での電圧ドロップとPch MOSトランジスタPT3での電圧ドロップとを同一になるように設計している。このため、ノードN1とノードN2が常に同電位となり、抵抗R1には電流が流れない。   Here, the gate shape of the Pch MOS transistor PT3 is adjusted and the current of the current source BC2 is adjusted, and the voltage drop in the Pch MOS transistor PT2 and the voltage drop in the Pch MOS transistor PT3 are designed to be the same. . Therefore, the node N1 and the node N2 are always at the same potential, and no current flows through the resistor R1.

次に、インピーダンス変換回路3のインピーダンス変換について詳述する。ここで、Pch MOSトランジスタPT2のインピーダンスをrds1、Nch MOSトランジスタNT2のインピーダンスをrds2、Pch MOSトランジスタPT3のコンダクタンスをgm1とすると、増幅器1の出力インピーダンスである高電位側電源Vddと出力端子OUT間の交流インピーダンスroは、
1/ro≒(1/rds1)+(1/rds2)+[1/{R1+(1/gm1)}]・・・・・・式(1)
と表される。なお、図1に示すノードN20は交流等価回路では接地(グランドとも呼称される)と見なすことでき、上式(1)では電流源BC1のインピーダンスの成分を除外することができる。また、電流源BC2のコンダクタンス(インピーダンスの逆数)がPch MOSトランジスタのコンダクタンスgm1よりも十分小さいので、上式(1)では電流源BC2のインピーダンスの成分を除外することができる。
Next, the impedance conversion of the impedance conversion circuit 3 will be described in detail. Here, when the impedance of the Pch MOS transistor PT2 is rds1, the impedance of the Nch MOS transistor NT2 is rds2, and the conductance of the Pch MOS transistor PT3 is gm1, the high-potential-side power supply Vdd that is the output impedance of the amplifier 1 and the output terminal OUT AC impedance ro is
1 / ro ≒ (1 / rds1) + (1 / rds2) + [1 / {R1 + (1 / gm1)}] ... Equation (1)
It is expressed. The node N20 shown in FIG. 1 can be regarded as ground (also referred to as ground) in the AC equivalent circuit, and the impedance component of the current source BC1 can be excluded from the above equation (1). Further, since the conductance (reciprocal of the impedance) of the current source BC2 is sufficiently smaller than the conductance gm1 of the Pch MOS transistor, the impedance component of the current source BC2 can be excluded from the above equation (1).

上述したように、Pch MOSトランジスタPT3のコンダクタンスgm1の逆数が抵抗R1よりも1桁以上小さな値になるように、Pch MOSトランジスタPT3の形状を設定しているので、上式(1)の(1/gm1)の項を除外して、
1/ro≒(1/rds1)+(1/rds2)+(1/R1)・・・・・・式(2)
と表される。
As described above, since the shape of the Pch MOS transistor PT3 is set so that the reciprocal of the conductance gm1 of the Pch MOS transistor PT3 is one digit or more smaller than the resistance R1, the (1) in the above equation (1) is set. Excluding the term / gm1)
1 / ro ≒ (1 / rds1) + (1 / rds2) + (1 / R1) ··· Equation (2)
It is expressed.

増幅器1では、所定の利得を維持し、且つ低消費電流化(例えば、利得を20以上で、消費電流を5μA以下)を達成するために、Pch MOSトランジスタPT2のインピーダンスrds1及びNch MOSトランジスタNT2のインピーダンスrds2をそれぞれ、例えば、2MΩ以上に設定している。   In the amplifier 1, in order to maintain a predetermined gain and achieve a low current consumption (for example, a gain of 20 or more and a current consumption of 5 μA or less), the impedance rds1 of the Pch MOS transistor PT2 and the Nch MOS transistor NT2 The impedance rds2 is set to 2 MΩ or more, for example.

ここで、抵抗R1をPch MOSトランジスタPT2のインピーダンスrds1及びNch MOSトランジスタNT2のインピーダンスrds2よりも1桁以上小さな値、例えば、100kΩに設定すると、上式(2)の(1/rds1)及び(1/rds2)の項を除外して、
1/ro≒(1/R1)・・・・・・・・・・・・・式(3)
と表される。
Here, when the resistor R1 is set to a value one digit or more smaller than the impedance rds2 of the Pch MOS transistor PT2 and the impedance rds2 of the Nch MOS transistor NT2, for example, 100 kΩ, (1 / rdds1) and (1 Excluding the / rds2) term
1 / ro ≒ (1 / R1) ... Formula (3)
It is expressed.

なお、抵抗R1は、50kΩ以上、1MΩ以下の範囲が好ましい。50KΩ以下の場合、利得を20dB以上にすることが困難となり、1MΩ以上の場合、Pch MOSトランジスタPT2のインピーダンスrds1及びNch MOSトランジスタNT2のインピーダンスrds2が無視できなくなり増幅器1の出力インピーダンスroを抵抗R1に変換することが困難となる。   The resistance R1 is preferably in the range of 50 kΩ to 1 MΩ. If it is 50 KΩ or less, it is difficult to increase the gain to 20 dB or more. If it is 1 MΩ or more, the impedance rds1 of the Pch MOS transistor PT2 and the impedance rds2 of the Nch MOS transistor NT2 cannot be ignored, and the output impedance ro of the amplifier 1 is set to the resistor R1. It becomes difficult to convert.

上述したように、本実施例の増幅器では、差動増幅回路2の出力側にPch MOSトランジスタPT3、抵抗R1、及び電流源BC2から構成されるインピーダンス変換回路3が設けられている。抵抗R1は、一端がPch MOSトランジスタPT2のドレインとNch MOSトランジスタNT2のドレインの間のノードN1に接続され、他端がPch MOSトランジスタPT3のドレインと電流源BC2の間のノードN2に接続され、抵抗R1に電流が流れないようにPch MOSトランジスタPT3の形状の調整及び電流源BC2の電流調整が行われている。そして、インピーダンス変換回路3は、差動増幅回路2の出力インピーダンスである高電位側電源Vddと出力端子OUTの間のインピーダンスを抵抗R1に変換する。   As described above, in the amplifier of this embodiment, the impedance conversion circuit 3 including the Pch MOS transistor PT3, the resistor R1, and the current source BC2 is provided on the output side of the differential amplifier circuit 2. The resistor R1 has one end connected to a node N1 between the drain of the Pch MOS transistor PT2 and the drain of the Nch MOS transistor NT2, and the other end connected to a node N2 between the drain of the Pch MOS transistor PT3 and the current source BC2. The shape of the Pch MOS transistor PT3 and the current of the current source BC2 are adjusted so that no current flows through the resistor R1. The impedance conversion circuit 3 converts the impedance between the high-potential-side power supply Vdd and the output terminal OUT, which is the output impedance of the differential amplifier circuit 2, into a resistor R1.

このため、抵抗R1の値を変更することにより、増幅器1の出力インピーダンスの値を任意に調整できることになる。したがって、増幅器1の利得及びDC性能(低消費電流)を維持しながら、極周波数を最適な値に設定でき位相余裕及び周波数帯域の向上が図れる。あわせて、増幅器1の出力インピーダンスの設定のための複雑な回路設計が不要となり、回路設計の自由度が向上する。   For this reason, the value of the output impedance of the amplifier 1 can be arbitrarily adjusted by changing the value of the resistor R1. Accordingly, the pole frequency can be set to an optimum value while maintaining the gain and DC performance (low current consumption) of the amplifier 1, and the phase margin and the frequency band can be improved. In addition, complicated circuit design for setting the output impedance of the amplifier 1 is not required, and the degree of freedom in circuit design is improved.

なお、本実施例では、差動増幅回路2にカレントミラー回路を用いているが、抵抗負荷やPchMOSトランジスタを用いたトランジスタ負荷を用いてもよい。また、MOSトランジスタのゲート絶縁膜にシリコン酸化膜を用いているが、シリコン酸化膜を熱窒化したSiNxOy膜、シリコン窒化膜(Si)/シリコン酸化膜の積層膜、或いは高誘電体膜(High−Kゲート絶縁膜)等がゲート絶縁膜となるMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor))を用いてもよい。 In this embodiment, a current mirror circuit is used for the differential amplifier circuit 2, but a resistor load or a transistor load using a PchMOS transistor may be used. Further, although a silicon oxide film is used as the gate insulating film of the MOS transistor, a SiNxOy film obtained by thermally nitriding the silicon oxide film, a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) / silicon oxide film laminated film, or a high dielectric film A MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) in which (High-K gate insulating film) or the like becomes a gate insulating film may be used.

次に、本発明の実施例2に係る増幅器について、図面を参照して説明する。図2は増幅器を示す回路図である。本実施例では、3段構成の負帰還差動増幅回路の2段目である増幅段の出力側にインピーダンス変換回路を設けている。   Next, an amplifier according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a circuit diagram showing the amplifier. In this embodiment, an impedance conversion circuit is provided on the output side of the amplification stage which is the second stage of the negative feedback differential amplifier circuit having a three-stage configuration.

以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。   In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.

図2に示すように、増幅器1aは、差動入力段2a、インピーダンス変換回路3a、増幅段4、及び出力段5から構成されている。   As shown in FIG. 2, the amplifier 1a includes a differential input stage 2a, an impedance conversion circuit 3a, an amplification stage 4, and an output stage 5.

差動入力段2aには、Pch MOSトランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、及び電流源BC1が設けられている。なお、差動入力段2aは図1の差動増幅回路2とトランジスタ及び電流源BC1の配置が同一である。   The differential input stage 2a is provided with a Pch MOS transistor PT1, a Pch MOS transistor PT2, an Nch MOS transistor NT1, an Nch MOS transistor NT2, and a current source BC1. The differential input stage 2a has the same arrangement of the transistors and the current source BC1 as the differential amplifier circuit 2 of FIG.

Nch MOSトランジスタNT1は、ゲートに入力端子から入力信号が入力される。Nch MOSトランジスタNT2は、ゲートに出力段5から出力される帰還信号が入力される。そして、Nch MOSトランジスタNT1及びNch MOSトランジスタNT2は差動対をなし、ノードN4から差動増幅された信号が増幅段4に出力される。   N-channel MOS transistor NT1 receives an input signal from its input terminal at its gate. Nch MOS transistor NT2 receives the feedback signal output from output stage 5 at its gate. The Nch MOS transistor NT1 and the Nch MOS transistor NT2 form a differential pair, and a differentially amplified signal is output from the node N4 to the amplification stage 4.

増幅段4は、差動入力段2aとインピーダンス変換回路3aの間に設けられ、Pch MOSトランジスタPT4及び電流源BC3から構成されている。   The amplification stage 4 is provided between the differential input stage 2a and the impedance conversion circuit 3a, and includes a Pch MOS transistor PT4 and a current source BC3.

Pch MOSトランジスタPT4は、ソースが高電位側電源Vddに接続され、ゲートが差動入力段2aのPch MOSトランジスタPT2のドレインとNch MOSトランジスタNT2のドレインの間のノードN4に接続され、オン時に高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Idが流れ、差動入力段2aから出力された信号を増幅し、その信号をノードN7から出力段5に出力する。   The Pch MOS transistor PT4 has a source connected to the high potential side power supply Vdd and a gate connected to a node N4 between the drain of the Pch MOS transistor PT2 and the drain of the Nch MOS transistor NT2 in the differential input stage 2a. A current Id flows from the potential power source Vdd toward the low potential side power source Vss, amplifies the signal output from the differential input stage 2a, and outputs the signal from the node N7 to the output stage 5.

電流源BC3は、一端がPch MOSトランジスタPT4のドレインに接続され、他端が低電位側電源Vssに接続されている。そして、図示しない“High”レベルのバイアス電位が電流源BC2に印加された時、増幅段4がオンし、電流源BC3に高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向にIdの電流が流れる。   One end of the current source BC3 is connected to the drain of the Pch MOS transistor PT4, and the other end is connected to the low potential side power source Vss. When a “High” level bias potential (not shown) is applied to the current source BC2, the amplification stage 4 is turned on, and the current Id flows from the high potential power source Vdd to the low potential side power source Vss in the current source BC3.

インピーダンス変換回路3aは、増幅段4と出力段5の間に設けられ、Pch MOSトランジスタPT3a、抵抗R1a、及び電流源BC2aから構成されている。   The impedance conversion circuit 3a is provided between the amplification stage 4 and the output stage 5, and includes a Pch MOS transistor PT3a, a resistor R1a, and a current source BC2a.

Pch MOSトランジスタPT3aは、ソースが高電位側電源Vddに接続され、ゲートがドレインに接続され、高電位側電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Ieを流すダイオード接続のトランジスタである。抵抗R1aは、一端が増幅段4のPch MOSトランジスタPT4のドレインと電流源BC3の間のノードN5に接続され、他端がPch MOSトランジスタPT3aのドレインと電流源BC2aの間のノードN6に接続されている。電流源BC2aは、一端がPch MOSトランジスタPT3aのドレインに接続され、他端が低電位側電源Vssに接続されている。ここで、Pch MOSトランジスタPT3aの形状は、コンダクタンス(gm)の逆数が抵抗R1aよりも1桁以上小さな値になるような形状に設定されている。   The Pch MOS transistor PT3a is a diode-connected transistor having a source connected to the high potential side power supply Vdd, a gate connected to the drain, and a current Ie flowing from the high potential side power supply Vdd toward the low potential side power supply Vss. The resistor R1a has one end connected to the node N5 between the drain of the Pch MOS transistor PT4 in the amplification stage 4 and the current source BC3, and the other end connected to the node N6 between the drain of the Pch MOS transistor PT3a and the current source BC2a. ing. The current source BC2a has one end connected to the drain of the Pch MOS transistor PT3a and the other end connected to the low potential side power supply Vss. Here, the shape of the Pch MOS transistor PT3a is set such that the reciprocal of the conductance (gm) is a value smaller by one digit or more than the resistor R1a.

そして、図示しない“High”レベルのバイアス電位が電流源BC2aに印加された時、電流源BC2aに高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Ieが流れる。   When a “High” level bias potential (not shown) is applied to the current source BC2a, the current Ie flows from the high potential power source Vdd to the low potential side power source Vss in the current source BC2a.

ここで、Pch MOSトランジスタPT3aのゲート形状の調整及び電流源BC2aの電流調整を行ない、Pch MOSトランジスタPT4での電圧ドロップとPch MOSトランジスタPT3aでの電圧ドロップとを同一になるように設計している。このため、ノードN5とノードN6が常に同電位となり、抵抗R1aには電流が流れない。   Here, the gate shape of the Pch MOS transistor PT3a and the current adjustment of the current source BC2a are adjusted, and the voltage drop at the Pch MOS transistor PT4 and the voltage drop at the Pch MOS transistor PT3a are designed to be the same. . For this reason, the node N5 and the node N6 are always at the same potential, and no current flows through the resistor R1a.

出力段5は、Pch MOSトランジスタPT5、抵抗R2、及び抵抗R3から構成されている。Pch MOSトランジスタPT5は、ソースが高電位側電源Vddに接続され、ゲートが増幅段4のPch MOSトランジスタPT4のドレインと電流源BC3の間のノードN7に接続され、増幅段4から出力された信号を増幅し、ノードN8からその信号を出力端子OUTに出力する。   The output stage 5 includes a Pch MOS transistor PT5, a resistor R2, and a resistor R3. The Pch MOS transistor PT5 has a source connected to the high potential side power supply Vdd, a gate connected to the node N7 between the drain of the Pch MOS transistor PT4 of the amplification stage 4 and the current source BC3, and a signal output from the amplification stage 4 Is output from the node N8 to the output terminal OUT.

抵抗R2及び抵抗R3は、Pch MOSトランジスタPT5のドレインと低電位側電源Vssの間に縦続接続され、抵抗R2と抵抗R3の間から、抵抗分割された電位を有する帰還信号が差動入力段2aのNch MOSトランジスタNT2のゲートに入力される。   The resistors R2 and R3 are connected in cascade between the drain of the Pch MOS transistor PT5 and the low-potential-side power supply Vss, and a feedback signal having a resistance-divided potential is provided between the resistors R2 and R3 in the differential input stage 2a. Is input to the gate of the N-channel MOS transistor NT2.

次に、インピーダンス変換回路3aのインピーダンス変換について詳述する。ここで、Pch MOSトランジスタPT4のインピーダンスをrds4、Pch MOSトランジスタPT3aのコンダクタンスをgm2とすると、増幅段4の出力インピーダンスである高電位側電源VddとノードN7間の交流インピーダンスroaは、
1/roa≒(1/rds4)+[1/{R1a+(1/gm2)}]・・・・・・式(4)
と表される。なお、電流源BC2a及び電流源BC3のコンダクタンス(インピーダンスの逆数)は、Pch MOSトランジスタPT3aのコンダクタンスgm2よりも十分小さいので、上式(4)では電流源BC2a及び電流源BC3のインピーダンスの成分を除外することができる。
Next, the impedance conversion of the impedance conversion circuit 3a will be described in detail. Here, assuming that the impedance of the Pch MOS transistor PT4 is rds4 and the conductance of the Pch MOS transistor PT3a is gm2, the AC impedance roa between the high potential side power supply Vdd and the node N7, which is the output impedance of the amplification stage 4, is
1 / roa ≒ (1 / rds4) + [1 / {R1a + (1 / gm2)}] ··· Equation (4)
It is expressed. Note that the conductance (reciprocal of the impedance) of the current source BC2a and the current source BC3 is sufficiently smaller than the conductance gm2 of the Pch MOS transistor PT3a. can do.

上述したように、Pch MOSトランジスタPT3aのコンダクタンスgm2の逆数が抵抗R1aよりも1桁以上小さな値になるように、Pch MOSトランジスタPT3aの形状を設定しているので、上式(4)の(1/gm2)の項を除外して、
1/roa≒(1/rds4)+(1/R1a)・・・・・・式(5)
と表される。
As described above, since the shape of the Pch MOS transistor PT3a is set so that the reciprocal of the conductance gm2 of the Pch MOS transistor PT3a is smaller by one digit or more than the resistance R1a, (1) in the above equation (4) / Gm2)
1 / roa ≒ (1 / rds4) + (1 / R1a) ··· Equation (5)
It is expressed.

増幅器1aの増幅段4では、所定の利得を維持し、且つ低消費電流化(例えば、利得を20以上で、消費電流を3μA以下)を達成するために、Pch MOSトランジスタPT4のインピーダンスrds4、例えば、3MΩ以上に設定している。   In the amplification stage 4 of the amplifier 1a, in order to maintain a predetermined gain and achieve low current consumption (for example, gain is 20 or more and current consumption is 3 μA or less), the impedance rds4 of the Pch MOS transistor PT4, for example, 3MΩ or more is set.

ここで、抵抗R1aをPch MOSトランジスタPT4のインピーダンスrds4よりも1桁以上低い値、例えば、200kΩに設定すると、上式(5)の(1/rds4)の項を除外して、
1/roa≒(1/R1a)・・・・・・式(6)
と表される。
Here, if the resistor R1a is set to a value one digit or more lower than the impedance rds4 of the Pch MOS transistor PT4, for example, 200 kΩ, the term (1 / rds4) in the above equation (5) is excluded,
1 / roa ≒ (1 / R1a) ··· Equation (6)
It is expressed.

つまり、抵抗R1aの値を変更することにより、増幅段4の出力インピーダンスの値を任意に調整できることになる。したがって、増幅段4の利得及びDC性能(低消費電流)を維持しながら、極周波数を最適な値に設定でき位相余裕及び周波数帯域の向上が図れる。   That is, the value of the output impedance of the amplification stage 4 can be arbitrarily adjusted by changing the value of the resistor R1a. Therefore, the pole frequency can be set to an optimum value while maintaining the gain and DC performance (low current consumption) of the amplification stage 4, and the phase margin and the frequency band can be improved.

上述したように、本実施例の増幅器では、増幅段4の出力側にPch MOSトランジスタPT3a、抵抗R1a、及び電流源BC2aから構成されるインピーダンス変換回路3aが設けられている。抵抗R1aは、一端がPch MOSトランジスタPT4のドレインと電流源BC3の間のノードN5に接続され、他端がPch MOSトランジスタPT3aのドレインと電流源BC2aの間のノードN6に接続され、抵抗R1aに電流が流れないようにPch MOSトランジスタPT3aの形状の調整及び電流源BC2aの電流調整が行われている。そして、インピーダンス変換回路3aは、増幅段4の出力インピーダンスである高電位側電源VddとノードN7の間のインピーダンスを抵抗R1aに変換する。   As described above, in the amplifier of this embodiment, the impedance conversion circuit 3a including the Pch MOS transistor PT3a, the resistor R1a, and the current source BC2a is provided on the output side of the amplification stage 4. The resistor R1a has one end connected to the node N5 between the drain of the Pch MOS transistor PT4 and the current source BC3, and the other end connected to a node N6 between the drain of the Pch MOS transistor PT3a and the current source BC2a. The shape of the Pch MOS transistor PT3a and the current of the current source BC2a are adjusted so that no current flows. The impedance conversion circuit 3a converts the impedance between the high-potential-side power supply Vdd, which is the output impedance of the amplification stage 4, and the node N7 into the resistor R1a.

このため、抵抗R1aの値を変更することにより、増幅段4の出力インピーダンスの値を任意に調整できることになる。したがって、増幅段4の利得及びDC性能(低消費電流)を維持しながら、極周波数を最適な値に設定でき位相余裕及び周波数帯域の向上が図れる。あわせて、増幅段4の出力インピーダンスの設定のための複雑な回路設計が不要となり、回路設計の自由度が向上する。更に、各段ごとにインピーダンス変換回路を設けることが可能であり、その場合、各段の出力インピーダンス調整が簡略化でき増幅器1aの回路設計を迅速にでき、あわせて、各段ごとを最適な出力インピーダンスに設定され3段構成以上の増幅器でも位相余裕を大きくすることができる。   For this reason, the value of the output impedance of the amplification stage 4 can be arbitrarily adjusted by changing the value of the resistor R1a. Therefore, the pole frequency can be set to an optimum value while maintaining the gain and DC performance (low current consumption) of the amplification stage 4, and the phase margin and the frequency band can be improved. In addition, complicated circuit design for setting the output impedance of the amplification stage 4 is not required, and the degree of freedom in circuit design is improved. Furthermore, it is possible to provide an impedance conversion circuit for each stage. In this case, the output impedance adjustment of each stage can be simplified, the circuit design of the amplifier 1a can be quickly performed, and an optimum output is provided for each stage. Even with an amplifier set to impedance and having a three-stage configuration or more, the phase margin can be increased.

なお、本実施例では、2段目である増幅段4の出力側にインピーダンス変換回路3aを設けているが、1段目である差動入力段2aや3段目である出力段4にインピーダンス変換回路を設けてもよい。   In the present embodiment, the impedance conversion circuit 3a is provided on the output side of the amplification stage 4 which is the second stage, but the impedance is provided to the differential input stage 2a which is the first stage and the output stage 4 which is the third stage. A conversion circuit may be provided.

次に、本発明の実施例3に係る増幅器について、図面を参照して説明する。図4は増幅器を示す回路図である。本実施例では、1段構成のバイポーラトランジスタからなる差動増幅回路の出力側にインピーダンス変換回路を設けている。   Next, an amplifier according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a circuit diagram showing the amplifier. In this embodiment, an impedance conversion circuit is provided on the output side of a differential amplifier circuit composed of a single-stage bipolar transistor.

図3に示すように、増幅器1bは、差動増幅回路2b及びインピーダンス変換回路3bから構成されている。差動増幅回路2bには、PNPトランジスタPB1、PNPトランジスタPB2、NPNトランジスタNB1、NPNトランジスタNB2、及び電流源BC1aが設けられている。   As shown in FIG. 3, the amplifier 1b includes a differential amplifier circuit 2b and an impedance conversion circuit 3b. The differential amplifier circuit 2b is provided with a PNP transistor PB1, a PNP transistor PB2, an NPN transistor NB1, an NPN transistor NB2, and a current source BC1a.

PNPトランジスタPB1は、エミッタが高電位電源Vddに接続され、ベースがコレクタ及びPNPトランジスタPB2のベースに接続されている。PNPトランジスタPB2は、エミッタが高電位電源Vddに接続され、ドレインがNPNトランジスタNB2のコレクタに接続されている。PNPトランジスタPB1及びPNPトランジスタPB2は、カレントミラー回路を構成している。そして、動作時、PNPトランジスタPB1には高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向に流れる電流Ifが流れ、PNPトランジスタPB2には電流Ifと同じ大きさで、高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向に流れる電流Igが流れる。   The PNP transistor PB1 has an emitter connected to the high potential power supply Vdd and a base connected to the collector and the base of the PNP transistor PB2. The PNP transistor PB2 has an emitter connected to the high potential power supply Vdd and a drain connected to the collector of the NPN transistor NB2. The PNP transistor PB1 and the PNP transistor PB2 constitute a current mirror circuit. In operation, the current If flowing from the high potential power source Vdd to the low potential side power source Vss flows through the PNP transistor PB1, and the PNP transistor PB2 has the same magnitude as the current If from the high potential power source Vdd to the low potential side power source. A current Ig flowing in the Vss direction flows.

NPNトランジスタNB1は、コレクタがPNPトランジスタPB1のコレクタに接続され、入力端子IN1からベースに第1の入力信号が入力される。NPNトランジスタNB2は、入力端子IN2からベースに第2の入力信号が入力される。そして、NPNトランジスタNB1及びNPNトランジスタNB2は、差動対をなす。   The NPN transistor NB1 has a collector connected to the collector of the PNP transistor PB1, and receives a first input signal from the input terminal IN1 to the base. The NPN transistor NB2 receives the second input signal from the input terminal IN2 to the base. The NPN transistor NB1 and the NPN transistor NB2 form a differential pair.

電流源BC1aは、一端がNPNトランジスタNB1及びNPNトランジスタNB2のエミッタに接続され、他端が低電位側電源Vssに接続されている。そして、図示しない“High”レベルのバイアス電位が電流源BC1aに印加された時、差動増幅回路2bがオンし、電流源BC1aに高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向にIf+Igの電流が流れ、PNPトランジスタPB2のコレクタとNPNトランジスタNB2のコレクタの間のノードN11から差動増幅された出力信号が出力端子OUTに出力される。   One end of the current source BC1a is connected to the emitters of the NPN transistor NB1 and the NPN transistor NB2, and the other end is connected to the low potential side power source Vss. When a “High” level bias potential (not shown) is applied to the current source BC1a, the differential amplifier circuit 2b is turned on, and if + Ig current flows from the high potential power supply Vdd to the low potential side power supply Vss in the current source BC1a. A differentially amplified output signal is output from the node N11 between the collector of the PNP transistor PB2 and the collector of the NPN transistor NB2 to the output terminal OUT.

インピーダンス変換回路3bには、PNPトランジスタPB3、抵抗R1b、及び電流源BC2bが設けられている。PNPトランジスタPB3は、エミッタが高電位側電源Vddに接続され、ベースがコレクタに接続され、高電位側電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Ihを流すダイオード接続のトランジスタである。抵抗R1bは、一端がPNPトランジスタPB2のコレクタとNPNトランジスタNB2のコレクタの間のノードN9に接続され、他端がPNPトランジスタPB3のコレクタと電流源BC2bの間のノードN10に接続されている。電流源BC2bは、一端がPNPトランジスタPB3のコレクタに接続され、他端が低電位側電源Vssに接続されている。ここで、PNPトランジスタPB3の形状は、コンダクタンス(gm)の逆数が抵抗R1bよりも1桁以上小さな値になるような形状に設定されている。   The impedance conversion circuit 3b is provided with a PNP transistor PB3, a resistor R1b, and a current source BC2b. The PNP transistor PB3 is a diode-connected transistor having an emitter connected to the high potential power source Vdd, a base connected to the collector, and a current Ih flowing from the high potential power source Vdd toward the low potential power source Vss. The resistor R1b has one end connected to a node N9 between the collector of the PNP transistor PB2 and the collector of the NPN transistor NB2, and the other end connected to a node N10 between the collector of the PNP transistor PB3 and the current source BC2b. The current source BC2b has one end connected to the collector of the PNP transistor PB3 and the other end connected to the low potential side power source Vss. Here, the shape of the PNP transistor PB3 is set such that the reciprocal of the conductance (gm) is a value smaller by one digit or more than the resistance R1b.

そして、図示しない“High”レベルのバイアス電位が電流源BC2bに印加された時、電流源BC2bに高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Ihが流れる。   When a “High” level bias potential (not shown) is applied to the current source BC2b, a current Ih flows from the high potential power source Vdd to the low potential side power source Vss in the current source BC2b.

ここで、PNPトランジスタPB3のトランジスタ形状の調整及び電流源BC2bの電流調整を行ない、PNPトランジスタPB2での電圧ドロップとPNPトランジスタPB3での電圧ドロップとを同一になるように設計している。このため、ノードN9とノードN10が常に同電位となり、抵抗R1bには電流が流れない。   Here, the transistor shape of the PNP transistor PB3 and the current of the current source BC2b are adjusted, and the voltage drop at the PNP transistor PB2 and the voltage drop at the PNP transistor PB3 are designed to be the same. Therefore, the node N9 and the node N10 are always at the same potential, and no current flows through the resistor R1b.

次に、インピーダンス変換回路3bのインピーダンス変換について詳述する。ここで、PNPトランジスタPB2のインピーダンスをrce1、NPNトランジスタNB2のインピーダンスをrce2、PNPトランジスタPB3のコンダクタンスをgm3とし、
R1b>>1/gm3・・・・・・式(7)
R1b<<rce1、R1b<<rce2・・・・・・式(8)
の範囲に抵抗R1bの値を設定すれば、増幅器1bの出力インピーダンスである高電位側電源Vddと出力端子OUT間の交流インピーダンスrobは、実施例1と同様に、
1/rob≒(1/R1b)・・・・・・式(9)
と表される。
Next, the impedance conversion of the impedance conversion circuit 3b will be described in detail. Here, the impedance of the PNP transistor PB2 is rc1, the impedance of the NPN transistor NB2 is rc2, and the conductance of the PNP transistor PB3 is gm3.
R1b >> 1 / gm3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (7)
R1b << rce1, R1b << rce2 ... Formula (8)
If the value of the resistor R1b is set within the range, the AC impedance rob between the high potential side power supply Vdd and the output terminal OUT, which is the output impedance of the amplifier 1b, is the same as in the first embodiment.
1 / rob ≒ (1 / R1b) ... Formula (9)
It is expressed.

つまり、抵抗R1bの値を変更することにより、増幅器1bの出力インピーダンスの値を任意に調整できることになる。   That is, the value of the output impedance of the amplifier 1b can be arbitrarily adjusted by changing the value of the resistor R1b.

上述したように、本実施例の増幅器では、差動増幅回路2bの出力側にPNPトランジスタPB3、抵抗R1b、及び電流源BC2bから構成されるインピーダンス変換回路3bが設けられている。抵抗R1bは、一端がPNPトランジスタPB2のコレクタとNPNトランジスタNB2のコレクタの間のノードN9に接続され、他端がPNPトランジスタPB3のコレクタと電流源BC2aの間のノードN10に接続され、抵抗R1bには電流が流れない。そして、インピーダンス変換回路3bは、差動増幅回路2bの出力インピーダンスである高電位側電源Vddと出力端子OUTの間のインピーダンスを抵抗R1bに変換する。   As described above, in the amplifier according to this embodiment, the impedance conversion circuit 3b including the PNP transistor PB3, the resistor R1b, and the current source BC2b is provided on the output side of the differential amplifier circuit 2b. The resistor R1b has one end connected to a node N9 between the collector of the PNP transistor PB2 and the collector of the NPN transistor NB2, and the other end connected to a node N10 between the collector of the PNP transistor PB3 and the current source BC2a. No current flows. The impedance conversion circuit 3b converts the impedance between the high-potential-side power supply Vdd and the output terminal OUT, which is the output impedance of the differential amplifier circuit 2b, into a resistor R1b.

このため、抵抗R1bの値を変更することにより、増幅器1bの出力インピーダンスの値を任意に調整できることになる。したがって、増幅器1bの利得及びDC性能(低消費電流)を維持しながら、極周波数を最適な値に設定でき位相余裕及び周波数帯域の向上が図れる。あわせて、増幅器1bの出力インピーダンスの設定のための複雑な回路設計が不要となり、回路設計の自由度が向上する。   Therefore, the value of the output impedance of the amplifier 1b can be arbitrarily adjusted by changing the value of the resistor R1b. Therefore, the pole frequency can be set to an optimum value while maintaining the gain and DC performance (low current consumption) of the amplifier 1b, and the phase margin and the frequency band can be improved. In addition, complicated circuit design for setting the output impedance of the amplifier 1b is not required, and the degree of freedom in circuit design is improved.

次に、本発明の実施例4に係る増幅器について、図面を参照して説明する。図4は増幅器を示す回路図である。本実施例では、2段構成の負帰還差動増幅回路のカスコード型差動入力段の出力側にインピーダンス変換回路を設けている。   Next, an amplifier according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a circuit diagram showing the amplifier. In this embodiment, an impedance conversion circuit is provided on the output side of the cascode-type differential input stage of the two-stage negative feedback differential amplifier circuit.

以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。   In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.

図4に示すように、増幅器1cは、差動入力段2c、インピーダンス変換回路3c、及び出力段5aから構成されている。差動入力段2cには、Pch MOSトランジスタPT11乃至PT14、Nch MOSトランジスタNT1、Nch MOSトランジスタNT2、Nch MOSトランジスタNT11、Nch MOSトランジスタNT12、及び電流源BC1bが設けられている。   As shown in FIG. 4, the amplifier 1c includes a differential input stage 2c, an impedance conversion circuit 3c, and an output stage 5a. The differential input stage 2c is provided with Pch MOS transistors PT11 to PT14, Nch MOS transistor NT1, Nch MOS transistor NT2, Nch MOS transistor NT11, Nch MOS transistor NT12, and current source BC1b.

Pch MOSトランジスタPT11は、ソースが高電位電源Vddに接続され、ゲートにバイアス端子Vb1からバイアス電位が供給され、ドレインがPch MOSトランジスタPT13のソースに接続されている。Pch MOSトランジスタPT12は、ソースが高電位電源Vddに接続され、ゲートにバイアス端子Vb1からバイアス電位が供給され、ドレインがPch MOSトランジスタPT14のソースに接続されている。PchMOSトランジスタPT13は、ゲートにバイアス端子Vb2からバイアス電位が供給され、ドレインがNch MOSトランジスタNT11のドレインに接続されている。Pch MOSトランジスタPT14は、ゲートにバイアス端子Vb2からバイアス電位が供給され、ドレインがNch MOSトランジスタNT12のドレインに接続されている。   The Pch MOS transistor PT11 has a source connected to the high potential power supply Vdd, a gate supplied with a bias potential from the bias terminal Vb1, and a drain connected to the source of the Pch MOS transistor PT13. The Pch MOS transistor PT12 has a source connected to the high potential power supply Vdd, a gate supplied with a bias potential from the bias terminal Vb1, and a drain connected to the source of the Pch MOS transistor PT14. In the Pch MOS transistor PT13, a bias potential is supplied to the gate from the bias terminal Vb2, and the drain is connected to the drain of the Nch MOS transistor NT11. The Pch MOS transistor PT14 has a gate supplied with a bias potential from a bias terminal Vb2, and a drain connected to the drain of the Nch MOS transistor NT12.

Nch MOSトランジスタNT11は、ゲートにバイアス端子Vb3からバイアス電位が供給され、ソースがNch MOSトランジスタNT1のドレインに接続されている。Nch MOSトランジスタNT12は、ゲートにバイアス端子Vb3からバイアス電位が供給され、ソースがNch MOSトランジスタNT2のドレインに接続されている。Nch MOSトランジスタNT1は、ゲートに入力端子INから入力信号が入力され、Nch MOSトランジスタNT2はゲートに出力段5aから出力された帰還信号が入力される。Nch MOSトランジスタNT1及びNch MOSトランジスタNT2は、差動対をなす。   The Nch MOS transistor NT11 has a gate supplied with a bias potential from a bias terminal Vb3, and a source connected to the drain of the Nch MOS transistor NT1. The Nch MOS transistor NT12 has a gate supplied with a bias potential from a bias terminal Vb3, and a source connected to the drain of the Nch MOS transistor NT2. The Nch MOS transistor NT1 has an input signal input from the input terminal IN to the gate, and the Nch MOS transistor NT2 receives the feedback signal output from the output stage 5a. Nch MOS transistor NT1 and Nch MOS transistor NT2 form a differential pair.

Pch MOSトランジスタPT11、Pch MOSトランジスタPT13、Nch MOSトランジスタNT11、及びNch MOSトランジスタNT1は、それぞれ動作時、高電位側電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Imを流し、Pch MOSトランジスタPT12、Pch MOSトランジスタPT14、Nch MOSトランジスタNT12、及びNch MOSトランジスタNT2は、それぞれ動作時、高電位側電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Imと同じ大きさの電流Inを流す。   In operation, the Pch MOS transistor PT11, Pch MOS transistor PT13, Nch MOS transistor NT11, and Nch MOS transistor NT1 flow a current Im from the high potential side power supply Vdd to the low potential side power supply Vss, respectively, and the Pch MOS transistor PT12, Pch The MOS transistor PT14, the Nch MOS transistor NT12, and the Nch MOS transistor NT2 flow a current In having the same magnitude as the current Im from the high potential side power supply Vdd toward the low potential side power supply Vss during operation.

電流源BC1bは、一端がNch MOSトランジスタNT1及びNch MOSトランジスタNT2のソースに接続され、他端が低電位側電源Vssに接続されている。そして、図示しない“High”レベルのバイアス電位が電流源BC1bに印加された時、差動入力段2cがオンし、電流源BC1bに高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向にIm+Inの電流が流れ、Pch MOSトランジスタPT13のドレインとNch MOSトランジスタNT11のドレインの間のノードN14から差動増幅された出力信号が出力段5aに出力される。   One end of the current source BC1b is connected to the sources of the Nch MOS transistor NT1 and the Nch MOS transistor NT2, and the other end is connected to the low potential side power source Vss. When a “High” level bias potential (not shown) is applied to the current source BC1b, the differential input stage 2c is turned on, and a current Im + In flows from the high potential power supply Vdd to the low potential side power supply Vss in the current source BC1b. A differentially amplified output signal is output from the node N14 between the drain of the Pch MOS transistor PT13 and the drain of the Nch MOS transistor NT11 to the output stage 5a.

インピーダンス変換回路3cは、差動入力段2cと出力段5aの間に設けられ、Pch MOSトランジスタPT3b、Pch MOSトランジスタPT15、抵抗R1c、及び電流源BC2cから構成されている。   The impedance conversion circuit 3c is provided between the differential input stage 2c and the output stage 5a, and includes a Pch MOS transistor PT3b, a Pch MOS transistor PT15, a resistor R1c, and a current source BC2c.

Pch MOSトランジスタPT15は、ソースが高電位側電源Vddに接続され、ゲートにバイアス端子Vb4からバイアス電位が供給され、ドレインがPch MOSトランジスタPT3bのソースに接続されている。Pch MOSトランジスタPT3bは、ゲートがドレインに接続され、ダイオード接続されたトランジスタである。Pch MOSトランジスタPT15及びPch MOSトランジスタPT3bは、動作時、高電位側電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Ipを流す。   The Pch MOS transistor PT15 has a source connected to the high potential side power supply Vdd, a gate supplied with a bias potential from the bias terminal Vb4, and a drain connected to the source of the Pch MOS transistor PT3b. The Pch MOS transistor PT3b is a diode-connected transistor whose gate is connected to the drain. The Pch MOS transistor PT15 and the Pch MOS transistor PT3b cause a current Ip to flow from the high potential side power supply Vdd to the low potential side power supply Vss during operation.

抵抗R1cは、一端がPch MOSトランジスタPT13のドレインとNch MOSトランジスタNT11のドレインの間のノードN12に接続され、他端がPch MOSトランジスタPT3bのドレインと電流源BC2cの間のノードN13に接続されている。電流源BC2cは、一端がPch MOSトランジスタPT3bのドレインに接続され、他端が低電位側電源Vssに接続されている。ここで、Pch MOSトランジスタPT3bの形状は、コンダクタンス(gm)の逆数が抵抗R1よりも1桁以上小さな値になるような形状に設定されている。   The resistor R1c has one end connected to a node N12 between the drain of the Pch MOS transistor PT13 and the drain of the Nch MOS transistor NT11, and the other end connected to a node N13 between the drain of the Pch MOS transistor PT3b and the current source BC2c. Yes. The current source BC2c has one end connected to the drain of the Pch MOS transistor PT3b and the other end connected to the low potential side power source Vss. Here, the shape of the Pch MOS transistor PT3b is set such that the reciprocal of the conductance (gm) is smaller by one digit or more than the resistance R1.

そして、図示しない“High”レベルのバイアス電位が電流源BC2cに印加された時、電流源BC2cに高電位電源Vddから低電位側電源Vss方向に電流Ipが流れる。   When a “High” level bias potential (not shown) is applied to the current source BC2c, the current Ip flows in the current source BC2c from the high potential power supply Vdd toward the low potential power supply Vss.

ここで、Pch MOSトランジスタPT3bのゲート形状の調整、Pch MOSトランジスタPT15のゲート形状の調整、及び電流源BC2cの電流調整を行ない、Pch MOSトランジスタPT11及びPch MOSトランジスタPT13での電圧ドロップの和とPch MOSトランジスタPT15及びPch MOSトランジスタPT3bでの電圧ドロップの和とを同一になるように設計している。このため、ノードN12とノードN13が常に同電位となり、抵抗R1cには電流が流れない。   Here, adjustment of the gate shape of the Pch MOS transistor PT3b, adjustment of the gate shape of the Pch MOS transistor PT15, and current adjustment of the current source BC2c are performed, and the sum of the voltage drops in the Pch MOS transistor PT11 and the Pch MOS transistor PT13 and Pch are adjusted. The sum of voltage drops in the MOS transistor PT15 and the Pch MOS transistor PT3b is designed to be the same. Therefore, the node N12 and the node N13 are always at the same potential, and no current flows through the resistor R1c.

なお、Pch MOSトランジスタPT15を省いてPch MOSトランジスタPT3bのみ設けてもよい。この場合、Pch MOSトランジスタPT11及びPch MOSトランジスタPT13での電圧ドロップの和とPch MOSトランジスタPT3bでの電圧ドロップとを同一の値になるように、Pch MOSトランジスタPT13のトランジスタ形状を最適化する必要がある。   The Pch MOS transistor PT15 may be omitted and only the Pch MOS transistor PT3b may be provided. In this case, it is necessary to optimize the transistor shape of the Pch MOS transistor PT13 so that the sum of the voltage drops in the Pch MOS transistor PT11 and the Pch MOS transistor PT13 and the voltage drop in the Pch MOS transistor PT3b have the same value. is there.

出力段5aは、Pch MOSトランジスタPT5a、抵抗R2a、及び抵抗R3aから構成されている。Pch MOSトランジスタPT5aは、ソースが高電位側電源Vddに接続され、ゲートが差動入力段2cのPch MOSトランジスタPT13のドレインとNch MOSトランジスタNT11のドレインの間のノードN14に接続され、差動入力段2cから出力された信号を増幅し、ノードN15からその信号を出力端子OUTに出力する。   The output stage 5a includes a Pch MOS transistor PT5a, a resistor R2a, and a resistor R3a. The Pch MOS transistor PT5a has a source connected to the high potential side power supply Vdd, and a gate connected to a node N14 between the drain of the Pch MOS transistor PT13 and the drain of the Nch MOS transistor NT11 in the differential input stage 2c. The signal output from the stage 2c is amplified, and the signal is output from the node N15 to the output terminal OUT.

抵抗R2a及び抵抗R3aは、Pch MOSトランジスタPT5aのドレインと低電位側電源Vssの間に縦続接続され、抵抗R2aと抵抗R3aの間から、抵抗分割された電位を有する帰還信号が差動入力段2cのNch MOSトランジスタNT2のゲートに入力される。   The resistor R2a and the resistor R3a are connected in cascade between the drain of the Pch MOS transistor PT5a and the low-potential-side power supply Vss, and a feedback signal having a resistance-divided potential is provided between the resistor R2a and the resistor R3a in the differential input stage 2c. Is input to the gate of the N-channel MOS transistor NT2.

次に、インピーダンス変換回路3cのインピーダンス変換について詳述する。ここで、Pch MOSトランジスタPT11のインピーダンスをrds6、Pch MOSトランジスタPT13のインピーダンスをrds7、Nch MOSトランジスタNT11のインピーダンスをrds8、Nch MOSトランジスタNT1のインピーダンスをrds9、Pch MOSトランジスタPT15のインピーダンスをrds10、Pch MOSトランジスタPT3bのコンダクタンスをgm4とし、
R1c>>1/gm4・・・・・・式(10)
R1c<<rce6、rce7、rce8、rce9、rce10・・・・・・式(11)
の範囲に抵抗R1cの値を設定すれば、差動入力段2cの出力インピーダンスである高電位側電源VddとノードN14間の交流インピーダンスrocは、実施例1と同様に、
1/roc≒(1/R1c)・・・・・・式(12)
と表される。
Next, the impedance conversion of the impedance conversion circuit 3c will be described in detail. Here, the impedance of Pch MOS transistor PT11 is rds6, the impedance of Pch MOS transistor PT13 is rds7, the impedance of Nch MOS transistor NT11 is rds8, the impedance of Nch MOS transistor NT1 is rds9, the impedance of Pch MOS transistor PT15 is rds10, Pch MOS transistor The conductance of the transistor PT3b is gm4,
R1c >> 1 / gm4 ... Formula (10)
R1c << rce6, rce7, rce8, rce9, rce10 ... Formula (11)
If the value of the resistor R1c is set in the range of ω, the AC impedance loc between the high-potential-side power supply Vdd and the node N14 that is the output impedance of the differential input stage 2c is the same as in the first embodiment.
1 / roc ≒ (1 / R1c) ··· Equation (12)
It is expressed.

つまり、抵抗R1cの値を変更することにより、差動入力段2cの出力インピーダンスの値を任意に調整できることになる。   That is, the value of the output impedance of the differential input stage 2c can be arbitrarily adjusted by changing the value of the resistor R1c.

上述したように、本実施例の増幅器では、差動入力段2cの出力側にPch MOSトランジスタPT15、Pch MOSトランジスタPT3b、抵抗R1c、及び電流源BC2cから構成されるインピーダンス変換回路3cが設けられている。抵抗R1cは、一端がPch MOSトランジスタPT13のドレインとNch MOSトランジスタNT11のドレインの間のノードN12に接続され、他端がPch MOSトランジスタPT3bのドレインと電流源BC2cの間のノードN13に接続され、抵抗R1cには電流が流れない。そして、インピーダンス変換回路3cは、差動入力段2cの出力インピーダンスである高電位側電源VddとノードN14の間のインピーダンスを抵抗R1cに変換する。   As described above, in the amplifier of this embodiment, the impedance conversion circuit 3c including the Pch MOS transistor PT15, the Pch MOS transistor PT3b, the resistor R1c, and the current source BC2c is provided on the output side of the differential input stage 2c. Yes. The resistor R1c has one end connected to a node N12 between the drain of the Pch MOS transistor PT13 and the drain of the Nch MOS transistor NT11, and the other end connected to a node N13 between the drain of the Pch MOS transistor PT3b and the current source BC2c. No current flows through the resistor R1c. The impedance conversion circuit 3c converts the impedance between the high-potential-side power supply Vdd and the node N14, which is the output impedance of the differential input stage 2c, into a resistor R1c.

このため、抵抗R1cの値を変更することにより、差動入力段2cの出力インピーダンスの値を任意に調整できることになる。したがって、差動入力段2cの利得及びDC性能(低消費電流)を維持しながら、極周波数を最適な値に設定でき位相余裕及び周波数帯域の向上が図れる。あわせて、差動入力段2cの出力インピーダンスの設定のための複雑な回路設計が不要となり、回路設計の自由度が向上する。更に、差動入力段2cにカスコード型差動増幅回路を使用しているので、実施例1及び実施例2のカレントミラー回路を用いた差動増幅回路と比較して極の数が少ないので、広帯域で安定して動作する。   For this reason, the value of the output impedance of the differential input stage 2c can be arbitrarily adjusted by changing the value of the resistor R1c. Therefore, the pole frequency can be set to an optimum value while maintaining the gain and DC performance (low current consumption) of the differential input stage 2c, and the phase margin and the frequency band can be improved. In addition, complicated circuit design for setting the output impedance of the differential input stage 2c is not required, and the degree of freedom in circuit design is improved. Further, since the cascode differential amplifier circuit is used for the differential input stage 2c, the number of poles is small compared to the differential amplifier circuit using the current mirror circuit of the first and second embodiments. It operates stably over a wide band.

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、実施例1、実施例2、及び実施例3では、増幅器をCMOS構成にし、実施例3では増幅器をバイポーラトランジスタで回路を構成しているが、増幅器をBiCMOS構成にしてもよい。また、本実施例の増幅器は、負帰還システムを用いたオペアンプ、誤差増幅器、レギュレータ等に使用できる。   For example, in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the amplifier has a CMOS configuration. In the third embodiment, the amplifier has a bipolar transistor, but the amplifier may have a BiCMOS configuration. Further, the amplifier of this embodiment can be used for an operational amplifier, an error amplifier, a regulator, and the like using a negative feedback system.

本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) 複数段で構成され、入力段に差動対をなす第1のNch MOSトランジスタ及び第2のNch MOSトランジスタが設けられ、前記第1のNch MOSのゲートに入力信号が入力され、前記第2のNch MOSのゲートに帰還信号が入力される負帰還差動増幅回路と、高電位側電源及び低電位側電源の間に設けられ、ゲートがドレインに接続されたダイオード接続のPch MOSトランジスタと、一端が前記Pch MOSトランジスタのドレイン及び前記低電位側電源の間に設けられた電流源と、一端が前記入力段の出力側に接続され、他端が前記Pch MOSトランジスタのドレイン及び前記電流源の間に接続された抵抗と、前記抵抗の両端を同電位に調整する調整手段と、前記入力段の出力インピーダンスを変換する変換手段とを有し、前記入力段の出力側に設けられたインピーダンス変換回路とを具備する増幅器。
The present invention can be configured as described in the following supplementary notes.
(Supplementary note 1) A first Nch MOS transistor and a second Nch MOS transistor which are configured in a plurality of stages and form a differential pair in the input stage are provided, and an input signal is input to the gate of the first Nch MOS, A diode-connected Pch MOS provided between a negative feedback differential amplifier circuit in which a feedback signal is inputted to the gate of the second Nch MOS and a high potential side power source and a low potential side power source and having a gate connected to a drain A transistor, one end of the current source provided between the drain of the Pch MOS transistor and the low-potential power supply, one end connected to the output side of the input stage, and the other end of the drain of the Pch MOS transistor and the A resistor connected between the current sources, adjusting means for adjusting both ends of the resistor to the same potential, and a variable for converting the output impedance of the input stage. And means, an amplifier comprising an impedance conversion circuit provided on the output side of the input stage.

(付記2) 複数段で構成され、入力段に差動対をなす第1のNch MOSトランジスタ及び第2のNch MOSトランジスタが設けられ、前記第1のNch MOSのゲートに入力信号が入力され、前記第2のNch MOSのゲートに帰還信号が入力される負帰還差動増幅回路と、高電位側電源及び低電位側電源の間に設けられ、ゲートがドレインに接続されたダイオード接続のPch MOSトランジスタと、一端が前記Pch MOSトランジスタのドレイン及び前記低電位側電源の間に設けられた電流源と、一端が2段目である増幅段の出力側に接続され、他端が前記Pch MOSトランジスタの前記低電位側電源側及び前記電流源の間に接続された抵抗と、前記抵抗の両端を同電位に調整する調整手段と、前記入力段の出力インピーダンスを変換する変換手段とを有し、前記増幅段の出力側に設けられたインピーダンス変換回路とを具備する増幅器。 (Supplementary Note 2) A first Nch MOS transistor and a second Nch MOS transistor which are configured in a plurality of stages and form a differential pair in the input stage are provided, and an input signal is input to the gate of the first Nch MOS, A diode-connected Pch MOS provided between a negative feedback differential amplifier circuit in which a feedback signal is inputted to the gate of the second Nch MOS and a high potential side power source and a low potential side power source and having a gate connected to a drain One end of the transistor is connected to the current source provided between the drain of the Pch MOS transistor and the low-potential-side power source, one end is connected to the output side of the second amplification stage, and the other end is connected to the Pch MOS transistor A resistor connected between the low-potential-side power supply side and the current source, adjusting means for adjusting both ends of the resistor to the same potential, and an output input of the input stage And an impedance conversion circuit provided on the output side of the amplification stage.

(付記3) 複数段で構成され、入力段に差動対をなす第1のNPNトランジスタ及び第2のNPNトランジスタが設けられ、前記第1のNPNトランジスタのベースに入力信号が入力され、前記第2のNPNトランジスタのベースに帰還信号が入力される負帰還差動増幅回路と、高電位側電源及び低電位側電源の間に設けられ、ベースがコレクタに接続されたダイオード接続のPNPトランジスタと、一端が前記PNPトランジスタのコレクタ及び前記低電位側電源の間に設けられた電流源と、一端が前記入力段の出力側に接続され、他端が前記PNPトランジスタのコレクタ及び前記電流源の間に接続された抵抗と、前記抵抗の両端を同電位に調整する調整手段と、前記入力段の出力インピーダンスを変換する変換手段とを有し、前記入力段の出力側に設けられたインピーダンス変換回路とを具備する増幅器。 (Supplementary Note 3) A first NPN transistor and a second NPN transistor which are configured in a plurality of stages and form a differential pair are provided in an input stage, and an input signal is input to a base of the first NPN transistor, A negative feedback differential amplifier circuit in which a feedback signal is input to the base of two NPN transistors, a diode-connected PNP transistor provided between the high-potential side power source and the low-potential side power source, and the base connected to the collector; One end is connected to the current source provided between the collector of the PNP transistor and the low-potential side power source, one end is connected to the output side of the input stage, and the other end is connected between the collector of the PNP transistor and the current source. A connected resistor; adjusting means for adjusting both ends of the resistor to the same potential; and converting means for converting the output impedance of the input stage. Amplifier comprising an impedance conversion circuit provided on the output side of the stage.

(付記4) 複数段で構成され、入力段に差動対をなす第1のNPNトランジスタ及び第2のNPNトランジスタが設けられ、前記第1のNPNトランジスタのベースに入力信号が入力され、前記第2のNPNトランジスタのベースに帰還信号が入力される負帰還差動増幅回路と、高電位側電源及び低電位側電源の間に設けられ、ベースがコレクタの接続されたダイオード接続のPNPトランジスタと、一端が前記PNPトランジスタのコレクタび前記低電位側電源の間に設けられた電流源と、一端が2段目である増幅段の出力側に接続され、他端が前記PNPトランジスタのコレクタ及び前記電流源の間に接続された抵抗と、前記抵抗の両端を同電位に調整する調整手段と、前記入力段の出力インピーダンスを変換する変換手段とを有し、前記増幅段の出力側に設けられたインピーダンス変換回路とを具備する増幅器。 (Supplementary Note 4) A first NPN transistor and a second NPN transistor which are configured in a plurality of stages and form a differential pair in the input stage are provided, and an input signal is input to a base of the first NPN transistor, A negative feedback differential amplifier circuit in which a feedback signal is input to the base of two NPN transistors, a diode-connected PNP transistor provided between a high-potential side power source and a low-potential side power source, and a base connected to a collector; One end is connected to the current source provided between the collector of the PNP transistor and the low-potential side power supply, and one end is connected to the output side of the second amplification stage, and the other end is connected to the collector of the PNP transistor and the current A resistor connected between the sources, adjusting means for adjusting both ends of the resistor to the same potential, and converting means for converting the output impedance of the input stage, Amplifier comprising an impedance conversion circuit provided on the output side of the serial amplifier stages.

本発明の実施例1に係る増幅器を示す回路図。1 is a circuit diagram showing an amplifier according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例2に係る増幅器を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing an amplifier according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施例3に係る増幅器を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing an amplifier according to Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施例4に係る増幅器を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing an amplifier according to Embodiment 4 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、1a、1b、1c 増幅器
2、2b 差動増幅回路
2a、2c 差動入力段
3、3a、3b、3c インピダンス変換回路
4 増幅段
5、5a 出力段
BC1、BC1a、BC1b、BC2、BC2a、BC2b、BC2c、BC3 電流源
Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If、Ig、Ih、Im、In、Ip 電流
IN、IN1、IN2 入力端子
N1〜15、N20 ノード
NB1、NB2 NPNトランジスタ
NT1、NT2、NT11、NT12 Nch MOSトランジスタ
OUT 出力端子
PB1〜3 PNPトランジスタ
PT1〜5、PT3a、PT3b、PT5a、PT11〜15 Pch MOSトランジスタ
R1、R1a、R1b、R1c R2、R2a、R3、R3a 抵抗
Vb1〜4 バイアス端子
Vdd 高電位側電源
Vss 低電位側電源
1, 1a, 1b, 1c amplifier 2, 2b differential amplifier circuit 2a, 2c differential input stage 3, 3a, 3b, 3c impedance conversion circuit 4 amplifier stage 5, 5a output stage BC1, BC1a, BC1b, BC2, BC2a, BC2b, BC2c, BC3 Current sources Ia, Ib, Ic, Id, Ie, If, Ig, Ih, Im, In, Ip Current IN, IN1, IN2 Input terminals N1-15, N20 Nodes NB1, NB2 NPN transistors NT1, NT2 NT11, NT12 Nch MOS transistor OUT Output terminals PB1-3 PNP transistors PT1-5, PT3a, PT3b, PT5a, PT11-15 Pch MOS transistors R1, R1a, R1b, R1c R2, R2a, R3, R3a Resistors Vb1-4 Bias Terminal Vdd High potential side power supply Vss Low potential side power source

Claims (4)

高電位側電源と低電位側電源の間に設けられ、1段或いは複数段で構成され、入力段に差動対をなす第1のトランジスタ及び第2のトランジスタが設けられ、前記第1のトランジスタの制御端子に入力信号が入力され、前記第2のトランジスタの制御端子に帰還信号が入力されて負帰還動作する差動増幅回路と、
前記高電位側電源と前記低電位側電源の間に設けられ、一端が前記差動増幅回路の出力ノードに接続される抵抗と、制御端子が前記抵抗の他端に接続され、ダイオード接続される第3のトランジスタと、一端が前記抵抗の他端及び前記第3のトランジスタの制御端子に接続され、他端が前記低電位側電源に接続される電流源とを有し、前記第3のトランジスタの形状は前記高電位側電源電圧と前記出力ノードの間の電圧差である第1の電圧ドロップと前記高電位側電源電圧と前記第3のトランジスタの前記低電位側電源側の電圧の間の電圧差である第2の電圧ドロップが同一になるように調整されてなるインピーダンス変換回路と、
を具備し、負帰還差動増幅動作することを特徴とする増幅器。
A first transistor and a second transistor which are provided between a high potential side power source and a low potential side power source and which are configured by one stage or a plurality of stages and which form a differential pair at an input stage, are provided. An input signal is input to the control terminal of the second transistor, a feedback signal is input to the control terminal of the second transistor, and a differential amplifier circuit that performs a negative feedback operation ;
Provided between the high potential side power source and the low potential side power source, one end is connected to the output node of the differential amplifier circuit, and the control terminal is connected to the other end of the resistor and is diode-connected. a third transistor, one end is connected to a control terminal of the resistor of the other end and said third transistor, and a current source and the other end is connected to the low potential side power supply, said third transistor The shape is between the first voltage drop, which is the voltage difference between the high potential side power supply voltage and the output node, the high potential side power supply voltage, and the voltage on the low potential side power supply side of the third transistor. An impedance conversion circuit that is adjusted so that the second voltage drop, which is a voltage difference, is the same ;
And a negative feedback differential amplification operation .
高電位側電源と低電位側電源の間に設けられ、複数段で構成され、入力段に差動対をなす第1のトランジスタ及び第2のトランジスタが設けられ、前記第1のトランジスタの制御端子に入力信号が入力され、前記第2のトランジスタの制御端子に帰還信号が入力されて負帰還動作する差動増幅回路と、
前記高電位側電源と前記低電位側電源の間に設けられ、一端が前記入力段の出力ノードに接続される抵抗と、制御端子が前記抵抗の他端に接続され、ダイオード接続される第3のトランジスタと、一端が前記抵抗の他端及び前記第3のトランジスタの制御端子に接続され、他端が前記低電位側電源に接続される電流源とを有し、前記第3のトランジスタの形状は前記高電位側電源電圧と前記出力ノードの間の電圧差である第1の電圧ドロップと前記高電位側電源電圧と前記第3のトランジスタの前記低電位側電源側の電圧の間の電圧差である第2の電圧ドロップが同一になるように調整されてなるインピーダンス変換回路と、
を具備し、負帰還差動増幅動作することを特徴とする増幅器。
A first transistor and a second transistor which are provided between a high potential side power source and a low potential side power source, are configured in a plurality of stages, and which form a differential pair in an input stage. And a differential amplifier circuit that performs a negative feedback operation by inputting a feedback signal to the control terminal of the second transistor ,
A resistor provided between the high potential side power source and the low potential side power source, one end connected to the output node of the input stage, and a control terminal connected to the other end of the resistor and a third diode connected And a current source having one end connected to the other end of the resistor and the control terminal of the third transistor and the other end connected to the low-potential side power supply, and the shape of the third transistor Is a voltage difference between the first voltage drop, which is a voltage difference between the high potential side power supply voltage and the output node, and between the high potential side power supply voltage and the voltage on the low potential side power supply side of the third transistor. An impedance conversion circuit adjusted so that the second voltage drop is the same ;
And a negative feedback differential amplification operation .
高電位側電源と低電位側電源の間に設けられ、3段以上で構成され、入力段に差動対をなす第1のトランジスタ及び第2のトランジスタが設けられ、前記第1のトランジスタの制御端子に入力信号が入力され、前記第2のトランジスタの制御端子に帰還信号が入力されて負帰還動作する差動増幅回路と、
前記高電位側電源と前記低電位側電源の間に設けられ、一端が2段目である増幅段の出力ノードに接続される抵抗と、制御端子が前記抵抗の他端に接続され、ダイオード接続される第3のトランジスタと、一端が前記抵抗の他端及び前記第3のトランジスタの制御端子に接続され、他端が前記低電位側電源に接続される電流源とを有し、前記第3のトランジスタの形状は前記高電位側電源電圧と前記出力ノードの間の電圧差である第1の電圧ドロップと前記高電位側電源電圧と前記第3のトランジスタの前記低電位側電源側の電圧の間の電圧差である第2の電圧ドロップが同一になるように調整されてなるインピーダンス変換回路と、
を具備し、負帰還差動増幅動作することを特徴とする増幅器。
Provided between a high-potential side power supply and a low-potential side power supply, which is composed of three or more stages, and a first transistor and a second transistor forming a differential pair are provided in the input stage, and the control of the first transistor A differential amplifier circuit that receives an input signal at a terminal and receives a feedback signal at a control terminal of the second transistor to perform a negative feedback operation ;
A resistor connected between the high-potential-side power supply and the low-potential-side power supply, one end of which is connected to the output node of the second amplification stage, and a control terminal connected to the other end of the resistor, diode connected A third transistor , one end of which is connected to the other end of the resistor and the control terminal of the third transistor, and the other end of which is connected to the low-potential-side power source . The shape of the transistors of the first voltage drop, which is a voltage difference between the high potential side power supply voltage and the output node, the high potential side power supply voltage, and the voltage on the low potential side power supply side of the third transistor An impedance conversion circuit that is adjusted so that the second voltage drop that is the voltage difference between them is the same ;
And a negative feedback differential amplification operation .
前記第3のトランジスタは、Pch MOSトランジスタであり、
前記Pch MOSトランジスタは、ソースが前記高電位側電源に接続され、ゲートがドレイン及び前記抵抗の他端に接続される
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の増幅器。
The third transistor is a Pch MOS transistor,
The Pch MOS transistor has a source connected to the high potential side power supply, a gate connected to the drain and the other end of the resistor.
The amplifier according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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