JP5709682B2 - Operational amplifier - Google Patents
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Description
本発明は、演算増幅器に係り、特に、CMOSプロセスにおける入力オフセット電圧ゼロ調整の信頼性、安定性の向上等を図ったものに関する。 The present invention relates to an operational amplifier, and more particularly to an operational amplifier that improves the reliability and stability of input offset voltage zero adjustment in a CMOS process.
いわゆるオペアンプ(演算増幅器)においては、入力オフセット電圧を確実にゼロとすることが重要な問題の一つであり、そのため、従来から種々の回路が提案、実用化されていることは広く知られているところである。
図2には、そのような入力オフセット電圧ゼロ調整のための従来回路の一つが示されている。
かかる従来回路は、バイポーラトランジスタ45,46のコレクタとグランドの間に、それぞれ抵抗器48a〜48c、抵抗器49a〜49cが直列接続されて設けられると共に、抵抗器48a〜48cには、オン・オフスイッチ50a〜50cが、抵抗器49a〜49cには、オン・オフスイッチ51a〜51cが、それぞれ並列接続されて構成されたものとなっている。
かかる構成においては、オン・オフスイッチ50a〜50c,51a〜51cのオン・オフを適宜設定することにより入力オフセット電圧のゼロ調整を可能としており、入力オフセット電圧Vosは、下記する式1により表すことができる。
In so-called operational amplifiers (operational amplifiers), it is one of the important problems to ensure that the input offset voltage is zero, and it is widely known that various circuits have been proposed and put to practical use. It is where you are.
FIG. 2 shows one conventional circuit for such zero adjustment of the input offset voltage.
In such a conventional circuit,
In such a configuration, zero adjustment of the input offset voltage is enabled by appropriately setting on / off of the on /
Vos=VT×(−ΔR/R−ΔIs/Is)・・・式1 Vos = VT × (−ΔR / R−ΔIs / Is) Equation 1
ここで、VTは熱電圧、Isはバイポーラトランジスタの飽和電流であり、ΔRは抵抗器48a〜48c,49a〜49cの抵抗値のミスマッチ量、ΔIsはバイポーラトランジスタの飽和電流のミスマッチ量である。
この式1から、ΔR/Rの項を調整することで、入力オフセット電圧調整が可能であることが理解できる。
Here, VT is a thermal voltage, Is is a saturation current of the bipolar transistor, ΔR is a mismatch amount of the resistance values of the
From Equation 1, it can be understood that the input offset voltage can be adjusted by adjusting the term of ΔR / R.
また、入力オフセット電圧の温度変動は、下記する式2により表すことができる。 Further, the temperature variation of the input offset voltage can be expressed by the following equation 2.
∂Vos/∂T=∂VT/∂T×(−ΔR/R−ΔIs/Is)=Vos/T・・・式2 ∂Vos / ∂T = ∂VT / ∂T × (−ΔR / R−ΔIs / Is) = Vos / T Equation 2
この式2より、初期入力オフセット電圧と入力オフセット電圧温度変動は、相関関係にあり、理論上、初期入力オフセット電圧を抑圧することで入力オフセット電圧温度変動も抑圧可能であることが理解できる。
一方、図3に示されたように、MOSトランジスタ53,54においても、バイポーラトランジスタの場合と同様な回路構成が従来から入力オフセット電圧ゼロ調整に適用されている。なお、図3においては、図2の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すこととする。
From Equation 2, it can be understood that the initial input offset voltage and the input offset voltage temperature fluctuation are correlated, and theoretically, the input offset voltage temperature fluctuation can also be suppressed by suppressing the initial input offset voltage.
On the other hand, as shown in FIG. 3, in
この図3に示された回路において、入力オフセット電圧Vosは、下記する式3により表すことができる。 In the circuit shown in FIG. 3, the input offset voltage Vos can be expressed by the following equation 3.
Vos=ΔVth+n・VT{(−ΔR/R)−Δ(W/L)/(W/L)}・・・式3 Vos = ΔVth + n · VT {(− ΔR / R) −Δ (W / L) / (W / L)} Expression 3
ここで、VthはMOSトランジスタの閾値電圧、nは、n=(1+Cjs/Cox)と表され、Cjsは空乏層領域容量、Coxは酸化膜容量である。また、Wはゲート幅、Lはゲート長である。
MOSトランジスタは強反転領域と弱反転領域があり、トランジスタの動作領域によって電流式が異なるが、実際のオペアンプにおいては、トランジスタを弱反転領域近傍で使用することが多いため、式3は弱反転領域のトランジスタにおける入力オフセット電圧Vosを表すものとなっている。
この式3から、ΔR/Rの項を調整することで入力オフセット電圧調整が可能なことが理解できる。
上述したような演算増幅器の入力オフセット電圧のゼロ調整については、例えば、非特許文献1などに開示されている。
Here, Vth is a threshold voltage of the MOS transistor, n is expressed as n = (1 + Cjs / Cox), Cjs is a depletion layer region capacitance, and Cox is an oxide film capacitance. W is the gate width and L is the gate length.
A MOS transistor has a strong inversion region and a weak inversion region, and the current equation varies depending on the operation region of the transistor. However, in an actual operational amplifier, the transistor is often used in the vicinity of the weak inversion region. This represents the input offset voltage Vos in the transistor.
From Equation 3, it can be understood that the input offset voltage can be adjusted by adjusting the term of ΔR / R.
The zero adjustment of the input offset voltage of the operational amplifier as described above is disclosed in Non-Patent Document 1, for example.
一方、入力オフセット電圧温度変動は、下記する式4により表すことができる。
On the other hand, the input offset voltage temperature fluctuation can be expressed by the following
∂Vos/∂T=∂Vth/∂T+n・VT/T{(−ΔR/R)−Δ(W/L)/(W/L)}=∂Vth/∂T+(Vos−ΔVth)/T・・・式4 ∂Vos / ∂T = ∂Vth / ∂T + n · VT / T {(− ΔR / R) −Δ (W / L) / (W / L)} = ∂Vth / ∂T + (Vos−ΔVth) / T · ..Formula 4
この式4より、MOSトランジスタの場合、初期オフセット電圧Vosを抑えても必ずしもオフセット電圧温度変動を抑えることは出来ないことが理解できる。
実際には、MOSトランジスタを弱反転領域近傍で使用する場合、入力オフセット電圧Vosは、閾値電圧のミスマッチ量であるΔVthが支配的となるため、入力オフセット電圧調整は、ΔR/Rの項でΔVthを打ち消すように調整することになる。
From
Actually, when the MOS transistor is used in the vicinity of the weak inversion region, the input offset voltage Vos is dominated by ΔVth which is the mismatch amount of the threshold voltage. Therefore, the input offset voltage adjustment is ΔVth in the ΔR / R term. Will be adjusted to cancel.
その結果、入力オフセット電圧調整によってΔR/Rの項が大きくなり、式4における第二項が増大する。式4における第一項と第二項は、相関のない独立したパラメータであり、第二項の増大はそのまま∂Vos/∂Tの悪化に繋がることとなる。すなわち、入力オフセット電圧のゼロ調整を行うことで入力オフセット電圧温度変動の悪化を招くという問題がある。
As a result, the ΔR / R term is increased by the input offset voltage adjustment, and the second term in
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、入力オフセット電圧温度変動を悪化させることなく入力オフセット電圧のゼロ調整を可能とする演算増幅器を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an operational amplifier that enables zero adjustment of an input offset voltage without deteriorating input offset voltage temperature fluctuation.
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る演算増幅器は、
差動対をなすように第1及び第2のPチャネルMOSトランジスタが差動接続されてなる差動増幅回路を有する演算増幅器であって、
前記第1及び第2のPチャネルMOSトランジスタへテール電流源から供給されるテール電流に対して負の温度特性を有する電流を生成、出力する負温度特性電流生成回路と、
前記第1及び第2のPチャネルMOSトランジスタの各々へ入力オフセット電圧補正電流を供給する入力オフセット電圧補正電流生成回路とを具備し、
前記入力オフセット電圧補正電流生成回路は、前記負温度特性電流生成回路の出力電流を基に、前記入力オフセット電圧補正電流を出力調整可能に構成されてなるものである。
In order to achieve the above object of the present invention, an operational amplifier according to the present invention comprises:
An operational amplifier having a differential amplifier circuit in which a first and second P-channel MOS transistors are differentially connected to form a differential pair,
A negative temperature characteristic current generation circuit that generates and outputs a current having a negative temperature characteristic with respect to a tail current supplied from a tail current source to the first and second P-channel MOS transistors;
An input offset voltage correction current generation circuit for supplying an input offset voltage correction current to each of the first and second P-channel MOS transistors,
The input offset voltage correction current generation circuit is configured to be capable of adjusting the output of the input offset voltage correction current based on the output current of the negative temperature characteristic current generation circuit.
本発明によれば、差動増幅回路に供給されるテール電流に対して負の温度特性を有する電流によって、入力オフセット電圧ゼロ調整を可能な構成とすることで、従来と異なり、入力オフセット電圧のゼロ調整後に、入力オフセット電圧温度変動の悪化を招くことなく、回路動作の安定性、信頼性の向上に寄与することができるという効果を奏するものである。 According to the present invention, the input offset voltage can be zero-adjusted by a current having a negative temperature characteristic with respect to the tail current supplied to the differential amplifier circuit. There is an effect that, after the zero adjustment, it is possible to contribute to the improvement of the stability and reliability of the circuit operation without causing the deterioration of the temperature fluctuation of the input offset voltage.
以下、本発明の実施の形態について、図1を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における演算増幅器の回路構成について説明する。
本発明の実施の形態における演算増幅器は、第1及び第2のPチャネルMOSトランジスタ(以下「PMOSトランジスタ」と称する)1,2を中心に差動増幅回路101が構成されると共に、入力オフセット電圧補正電流生成回路102と、負温度特性電流生成回路103とが設けられたものとなっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, the circuit configuration of the operational amplifier in the embodiment of the present invention will be described.
The operational amplifier according to the embodiment of the present invention includes a
第1のPMOSトランジスタ1と第2のPMOSトランジスタ2は、相互にソースが接続されて差動接続とされ、その接続点には、第6のPMOSトランジスタ6のドレインが接続され、第6のPMOSトランジスタ6のソースに図示されない正電源から正電源電圧が印加されるようになっている。
一方、第1のPMOSトランジスタ1のドレインと図示されない負電源との間には、第1の定電流源11が直列接続されて設けられると共に、ドレインと第1の定電流源11との接続点には、第1の出力端子33が接続されている。
The first PMOS transistor 1 and the second PMOS transistor 2 are connected to each other to form a differential connection, and the connection point is connected to the drain of the
On the other hand, a first constant
また、第2のPMOSトランジスタ2のドレインと図示されない負電源との間には、第2の定電流源12が、直列接続されて設けられると共に、ドレインと第2の定電流源12との接続点には、第2の出力端子34が接続されている。
なお、本発明の実施の形態においては、グランドが負電源となっている。
そして、第1のPMOSトランジスタ1のゲートには第1の入力端子31を介して第1の入力信号が、また、第2のPMOSトランジスタ2のゲートには第2の入力端子32を介して第2の入力信号が、それぞれ外部から印加可能とされており、第1及び第2のPMOSトランジスタ1,2による差動増幅回路101が構成されたものとなっている。
In addition, a second constant
In the embodiment of the present invention, the ground is a negative power source.
The
入力オフセット電圧補正電流生成回路102は、第8乃至第10のPMOSトランジスタ(補正電流生成用第1乃至第3のPMOSトランジスタ)8〜10と第1及び第2の可変抵抗器25,26を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
第8乃至第10のPMOSトランジスタ8〜10は、カレントミラー回路を構成するものとなっている。
すなわち、第8乃至第10のPMOSトランジスタ8〜10は、各々のゲートが相互に接続されると共に、第8のPMOSトランジスタ8のドレインと接続されたものとなっている。
The input offset voltage correction
The eighth to tenth PMOS transistors 8 to 10 constitute a current mirror circuit.
That is, the gates of the eighth to tenth PMOS transistors 8 to 10 are connected to each other and to the drain of the eighth PMOS transistor 8.
そして、第8のPMOSトランジスタ8のソースは第3の抵抗器23を介して、第9のPMOSトランジスタ9のソースは第1の可変抵抗器25を介して、第10のPMOSトランジスタ10のソースは第2の可変抵抗器26を介して、共に図示されない正電源へ接続されて正電源電圧が印加されるようになっている。
The source of the eighth PMOS transistor 8 is passed through the third resistor 23, the source of the
一方、第8のPMOSトランジスタ8のドレインは、後述する負温度特性電流生成回路103の第7のNMOSトランジスタ7のドレインに接続されている。
また、第9のPMOSトランジスタ9のドレインは、第1のPMOSトランジスタ1のドレインに、第10のPMOSトランジスタ10のドレインは、第2のPMOSトランジスタ2のドレインに、それぞれ接続されている。
On the other hand, the drain of the eighth PMOS transistor 8 is connected to the drain of the seventh NMOS transistor 7 of the negative temperature characteristic
The drain of the
負温度特性電流生成回路103は、第3及び第4のNチャネルMOSトランジスタ(以下「NMOSトランジスタ」と称する)3,4と、第7のNMOSトランジスタ7と、第1及び第2の定電流源11,12を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる負温度特性電流生成回路103は、詳細は後述するようにテール電流源としての第3の定電流源13に対して負の温度特性を有する電流を第7のNMOSトランジスタ7のドレイン電流として生成、出力するよう構成されたものである。
The negative temperature characteristic
The negative temperature characteristic
具体的には、まず、第3及び第4のNMOSトランジスタ(負温度特性電流生成用第1及び第2のNMOSトランジスタ)3,4、並びに、第7のNMOSトランジスタ(負温度特性電流生成用第3のNMOSトランジスタ)7は、次述するように接続されてカレントミラー回路を構成するものとなっている。
すなわち、第3及び第4のNMOSトランジスタ3,4は、ゲートが相互に接続されると共に、第3のNMOSトランジスタ3のドレイン及び第7のNMOSトランジスタ7のゲートに接続されている。かかる第7のNMOSトランジスタ7のソースは、負電源、すなわち、グランドに接続されている。
Specifically, first, the third and fourth NMOS transistors (first and second NMOS transistors for generating negative temperature characteristic current) 3 and 4, and the seventh NMOS transistor (first for generating negative temperature characteristic current). 3 NMOS transistors) 7 are connected as described below to form a current mirror circuit.
That is, the gates of the third and
そして第3のNMOSトランジスタ3のソースは、第1の抵抗器21を介して、第4のNMOSトランジスタ4のソースは、第2の抵抗器22を介して共に負電源、すなわち、グランドに接続されている。
本発明の実施の形態においては、第1及び第2の抵抗器21,22は、同一の温度特性であり、共に負の温度特性を有するものとなっている。
The source of the third NMOS transistor 3 is connected to the negative power source, that is, the ground through the
In the embodiment of the present invention, the first and
一方、第3のNMOSトランジスタ3のドレインと図示されない正電源との間には、テール電流源としての第3の定電流源13が直列接続されて設けられている。また、第4のNMOSトランジスタ4のドレインは、第5のPMOSトランジスタ5のドレインに接続されたものとなっている。
第5及び第6のPMOSトランジスタ5,6は、テール電流供給用カレントミラー回路を構成するものとなっている。
On the other hand, a third constant
The fifth and
すなわち、まず、第5及び第6のPMOSトランジスタ5,6は、ゲートが相互に接続されると共に、第5のPMOSトランジスタ5のドレインに接続されたものとなっている。
一方、第5及び第6のPMOSトランジスタ5,6のソースには、図示されない正電源からの正電源電圧が印加されるようになっている。
そして、第6のPMOSトランジスタ6のドレインは、先に述べたように第1及び第2のPMOSトランジスタ1,2のソースに接続されており、第5及び第6のPMOSトランジスタ5,6により、第1及び第2のPMOSトランジスタ1,2に電流を供給するようになっている。
That is, first, the fifth and
On the other hand, a positive power supply voltage from a positive power supply (not shown) is applied to the sources of the fifth and
The drain of the
次に、かかる構成における動作について説明する。
まず、第1の入力端子31と第2の入力端子32にそれぞれ印加された入力信号に対して第1及び第2のPMOSトランジスタ1,2による差動増幅が行われる点は、従来と基本的に同様である。
次に、負温度特性電流生成回路103の動作について説明すれば、まず、第3のNMOSトランジスタ3、第7のNMOSトランジスタ7、及び、第1の抵抗器21により構成されたカレントミラー回路によって、第3の定電流源13の電流が第7のNMOSトランジスタ7のドレイン電流にミラーされるようになっている。
このとき、第7のNMOSトランジスタ7のドレイン電流は、下記する式5により表される。
Next, the operation in this configuration will be described.
First, the differential amplification by the first and second PMOS transistors 1 and 2 is performed on the input signals applied to the
Next, the operation of the negative temperature characteristic
At this time, the drain current of the seventh NMOS transistor 7 is expressed by
I2=[{(W1/L1)・I1/(W2/L2)}1/2+R・I1・{k´(W2/L2)/2)}1/2]2・・・式5 I2 = [{(W1 / L1) · I1 / (W2 / L2)} 1/2 + R · I1 · {k ′ (W2 / L2) / 2)} 1/2 ] 2.
ここで、I1は第3の定電流源13の電流値、I2は第7のNMOSトランジスタ7のドレイン電流、W1/L1は第7のNMOSトランジスタ7のゲート長L1に対するゲート幅W1の比、W2/L2は第3のNMOSトランジスタ3のゲート長L2に対するゲート幅W2の比、Rは第1の抵抗器21の抵抗値である。また、k´は、k´=μn×Coxと表され、μnは電子の移動度、Coxは単位面積当たりの酸化膜容量である。
Here, I1 is the current value of the third constant
かかる式5によれば、第1の抵抗器21に負の温度特性を有するものを用いることで第3の定電流源13の定電流に対して負の温度特性を有する電流が生成、出力されることが理解できる。
負温度特性電流生成回路103により生成された負の温度特性を有する電流は、次述する入力オフセット電圧補正電流生成回路102に供給されるものとなっている。
According to
The current having the negative temperature characteristic generated by the negative temperature characteristic
入力オフセット電圧補正電流生成回路102は、第9及び第10のPMOSトランジスタ9,10のドレインより、第1及び第2のPMOSトランジスタ1,2のドレインに、入力オフセット電圧補正電流を供給するものとなっている。
ここで、第9及び第10のPMOSトランジスタ9,10に流れる電流は、これら第9及び第10のPMOSトランジスタ9,10とカレントミラー回路を構成する第8のPMOSトランジスタ8を介して上述の第7のNMOSトランジスタ7に流れる負の温度特性を有する電流となっている。
The input offset voltage correction
Here, the currents flowing in the ninth and
そして、補正電流の値は、第1及び第2の可変抵抗器25,26によって調整可能となっている。
この入力オフセット電圧補正電流生成回路102においては、第3の抵抗器23、第1及び第2の可変抵抗器25,26は、同一の温度特性を有するものが用いられており、温度に依らず、それぞれの電流比が一定となるようになっている。
The value of the correction current can be adjusted by the first and second
In the input offset voltage correction
ここで、上述した本発明の実施の形態における演算増幅器による入力オフセット電圧温度変動の抑圧について、図3に示された従来回路と対比して説明する。
最初に、図3に示された従来の入力オフセット電圧ゼロ調整のための回路において、第1のPMOSトランジスタ53に流れる電流をI1、第2のPMOSトランジスタ54に流れる電流をI2とし、その差分をΔID=I1−I2とする。また、ID=(I1−I2)/2と定義する。
さらに、入力オフセット電圧補正電流源52より出力される電流であって、第1のPMOSトランジスタ53のドレインに供給される電流をItrm1、第2のpMOSトランジスタ54のドレインに供給される電流をItrm2とし、その差分ΔItrmをΔItrm=Itrm1−Itrm2とする。
かかる前提の下、図3に示された従来回路における入力オフセット電圧は、下記する式6により表される。
Here, suppression of the input offset voltage temperature fluctuation by the operational amplifier in the embodiment of the present invention described above will be described in comparison with the conventional circuit shown in FIG.
First, in the conventional circuit for zero adjustment of the input offset voltage shown in FIG. 3, the current flowing through the
Further, the current output from the input offset voltage correction
Under this assumption, the input offset voltage in the conventional circuit shown in FIG.
Vos=ΔVth+n・VT{−ΔID/ID−ΔItrm/ID−Δ(W/L)/(W/L)}・・・式6 Vos = ΔVth + n · VT {−ΔID / ID−ΔItrm / ID−Δ (W / L) / (W / L)}
一方、上述した本発明の実施の形態の演算増幅器においては、式6におけるΔItrm/IDの項によって入力オフセット電圧のゼロ調整を行うものとなっている。そして、IDとΔItrmが同じ温度特性を有する場合、ΔItrm/IDは温度に依らず一定の値となり、入力オフセット電圧温度変動は下記する式7により表される。
On the other hand, in the operational amplifier of the embodiment of the present invention described above, zero adjustment of the input offset voltage is performed by the term of ΔItrm / ID in
∂Vos/∂T=∂ΔVth/∂T+n・VT/T{−ΔID/ID−ΔItrm/ID−Δ(W/L)/(W/L)}・・・式7 ∂Vos / ∂T = ∂ΔVth / ∂T + n · VT / T {−ΔID / ID−ΔItrm / ID−Δ (W / L) / (W / L)}
この式7によれば、その第二項のΔItrm/IDによって入力オフセット電圧温度変動の悪化が生じ、入力オフセット電圧のゼロ調整のみでは従来回路の問題を解決できないことが理解できる。
IDとΔItrmとが異なる温度特性を有する場合、入力オフセット電圧温度変動は、下記する式8の如くとなる。
According to Equation 7, it can be understood that the input offset voltage temperature fluctuation is deteriorated by ΔItrm / ID of the second term, and that the problem of the conventional circuit cannot be solved only by the zero adjustment of the input offset voltage.
When ID and ΔItrm have different temperature characteristics, the input offset voltage temperature variation is as shown in Equation 8 below.
∂Vos/∂T=∂ΔVth/∂T+n・VT/T{−ΔID/ID−ΔItrm/ID−Δ(W/L)/(W/L)}−n・VT・∂(ΔItrm/ID)/∂T・・・式8 ∂Vos / ∂T = ∂ΔVth / ∂T + n · VT / T {−ΔID / ID−ΔItrm / ID−Δ (W / L) / (W / L)} − n · VT · ∂ (ΔItrm / ID) / ∂T ... Formula 8
かかる式8によれば、ΔItrm/IDが負の温度特性を有すると、第3項は正の値となり、それにより、第二項(−ΔID/ID)と第三項(−ΔItrm/ID)とが打ち消しあい、入力オフセット電圧温度変動を抑えることができる。
この場合、ΔItrmとIDの温度特性が正か負かは問題ではなく、IDに対してΔItrmが相対的に負の温度特性を有することで入力オフセット電圧温度変動を抑えることができる。
本発明の実施の形態における演算増幅器は、先に説明したような回路構成によって、上述のような入力オフセット電圧温度変動の抑圧が可能となっているものである。
According to Equation 8, when ΔItrm / ID has a negative temperature characteristic, the third term becomes a positive value, whereby the second term (−ΔID / ID) and the third term (−ΔItrm / ID). Cancel each other, and the temperature fluctuation of the input offset voltage can be suppressed.
In this case, it does not matter whether the temperature characteristics of ΔItrm and ID are positive or negative, and ΔItrm has a relatively negative temperature characteristic with respect to ID, so that fluctuations in the temperature of the input offset voltage can be suppressed.
The operational amplifier according to the embodiment of the present invention is capable of suppressing the input offset voltage temperature fluctuation as described above by the circuit configuration as described above.
入力オフセット電圧温度変動の確実な抑圧が所望される演算増幅器に適用できる。 The present invention can be applied to an operational amplifier in which reliable suppression of input offset voltage temperature fluctuation is desired.
13…第3の定電流源
25…第1の可変抵抗器
26…第2の可変抵抗器
101…差動増幅回路
102…入力オフセット電圧補正電流生成回路
103…負温度特性電流生成回路
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第1及び第2のPチャネルMOSトランジスタへテール電流源から供給されるテール電流に対して負の温度特性を有する電流を生成、出力する負温度特性電流生成回路と、
前記第1及び第2のPチャネルMOSトランジスタの各々へ入力オフセット電圧補正電流を供給する入力オフセット電圧補正電流生成回路とを具備し、
前記入力オフセット電圧補正電流生成回路は、前記負温度特性電流生成回路の出力電流を基に、前記入力オフセット電圧補正電流を出力調整可能に構成されてなることを特徴とする演算増幅器。 An operational amplifier having a differential amplifier circuit in which a first and second P-channel MOS transistors are differentially connected to form a differential pair,
A negative temperature characteristic current generation circuit that generates and outputs a current having a negative temperature characteristic with respect to a tail current supplied from a tail current source to the first and second P-channel MOS transistors;
An input offset voltage correction current generation circuit for supplying an input offset voltage correction current to each of the first and second P-channel MOS transistors,
The operational amplifier, wherein the input offset voltage correction current generation circuit is configured to be capable of adjusting the output of the input offset voltage correction current based on the output current of the negative temperature characteristic current generation circuit.
前記負温度特性電流生成回路は、負温度特性電流生成用第1乃至第3のNチャネルMOSトランジスタからなるカレントミラー回路を有してなり、前記負温度特性電流生成用第1乃至第3のNチャネルMOSトランジスタはゲートが相互に接続されると共に、前記負温度特性電流生成用第1のNチャネルMOSトランジスタのドレインと接続され、前記負温度特性電流生成用第1のNチャネルMOSトランジスタのドレインに前記テール電流源が接続され、前記負温度特性電流生成用第1のNチャネルMOSトランジスタのソースは、第1の抵抗器を介して、前記負温度特性電流生成用第2のNチャネルMOSトランジスタのソースは、第2の抵抗器を介して、共に負電源に接続され、前記第1の抵抗器は負の温度特性を有してなる一方、前記負温度特性電流生成用第3のNチャネルMOSトランジスタのソースは前記負電源に接続され、
前記負温度特性電流生成用第3のNチャネルMOSトランジスタのドレインから前記テール電流に対して負の温度特性の電流が出力可能とされてなり、
前記第1及び第2のPチャネルMOSトランジスタのソースと前記負温度特性電流生成用第2のNチャネルMOSトランジスタのドレインの間には、テール電流供給用カレントミラー回路が設けられて前記第1及び第2のPチャネルMOSトランジスタへのテール電流の供給を可能とし、
前記入力オフセット電圧補正電流生成回路は、補正電流生成用第1乃至第3のPチャネルMOSトランジスタからなるカレントミラー回路を有してなり、前記補正電流生成用第1乃至第3のPチャネルMOSトランジスタはゲートが相互に接続されると共に、前記補正電流生成用第1のPチャネルMOSトランジスタのドレインと接続され、前記補正電流生成用第1のPチャネルMOSトランジスタのソースは第3の抵抗器を介して、前記補正電流生成用第2のPチャネルMOSトランジスタのソースは第1の可変抵抗器を介して、前記補正電流生成用第3のPチャネルMOSトランジスタのソースは第2の可変抵抗器を介して、共に前記正電源に接続され、
前記補正電流生成用第1のPチャネルMOSトランジスタのドレインは、前記負温度特性電流生成用第3のNチャネルMOSトランジスタのドレインに、前記補正電流生成用第2のPチャネルMOSトランジスタのドレインは、前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレインに、前記補正電流生成用第3のPチャネルMOSトランジスタのドレインは、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレインに、それぞれ接続され、前記第1及び第2の可変抵抗器の抵抗値の調整により、入力オフセット電圧のゼロ調整を可能としてなることを特徴とする請求項1記載の演算増幅器。 The first and second P-channel MOS transistors are provided such that sources are connected to each other and a tail current is supplied to the connection point from the tail current source,
The negative temperature characteristic current generation circuit includes a current mirror circuit including first to third N channel MOS transistors for generating negative temperature characteristic current, and includes first to third N for generating negative temperature characteristic current. The gates of the channel MOS transistors are connected to each other and connected to the drain of the first N channel MOS transistor for generating the negative temperature characteristic current, and connected to the drain of the first N channel MOS transistor for generating the negative temperature characteristic current. The tail current source is connected, and the source of the first N channel MOS transistor for generating the negative temperature characteristic current is connected to the source of the second N channel MOS transistor for generating the negative temperature characteristic current through the first resistor. The sources are both connected to a negative power supply through a second resistor, the first resistor having a negative temperature characteristic, while The source of the third N-channel MOS transistor for the negative temperature characteristic current generation is connected to the negative power supply,
A current having a negative temperature characteristic with respect to the tail current can be output from the drain of the third N-channel MOS transistor for generating the negative temperature characteristic current,
A tail current supply current mirror circuit is provided between the sources of the first and second P-channel MOS transistors and the drain of the second N-channel MOS transistor for generating the negative temperature characteristic current. Enables tail current to be supplied to the second P-channel MOS transistor;
The input offset voltage correction current generation circuit includes a current mirror circuit including first to third correction channel generation P-channel MOS transistors, and the first to third correction channel generation P-channel MOS transistors. Is connected to the drain of the first P-channel MOS transistor for generating a correction current, and the source of the first P-channel MOS transistor for generating a correction current is connected through a third resistor. The source of the second P-channel MOS transistor for generating the correction current is passed through the first variable resistor, and the source of the third P-channel MOS transistor for generating the correction current is passed through the second variable resistor. And both are connected to the positive power source,
The drain of the first P-channel MOS transistor for generating the correction current is drained to the drain of the third N-channel MOS transistor for generating the negative temperature characteristic current, and the drain of the second P-channel MOS transistor for generating the correction current is The drain of the first P-channel MOS transistor is connected to the drain of the third P-channel MOS transistor for generating correction current, and the drain of the second P-channel MOS transistor is connected to the first and second P-channel MOS transistors, respectively. 2. The operational amplifier according to claim 1, wherein the input offset voltage can be zero-adjusted by adjusting a resistance value of the variable resistor.
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