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JP5752962B2 - Charge amplifier used in the chopper method - Google Patents
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Description

本発明は、一対のMOSトランジスタを直列に接続した回路を帰還抵抗に用いるとともにチョッパ方式で利用するチャージアンプに関する。 The present invention relates to a charge amplifier that uses a circuit in which a pair of MOS transistors are connected in series as a feedback resistor and uses the circuit in a chopper method .

MOSトランジスタのドレイン・ソース間を流れる最大電流は、MOSトランジスタのゲート・ソース間に印加する電圧によって決まる。ゲート・ソース間に印加する電圧を調整することによって、MOSトランジスタのドレイン・ソース間を流れる電流を制限することができる。またMOSトランジスタを用いると、ドレイン・ソース間電圧が上昇しても通電電流が増大しない(通電電流が飽和する)現象を得ることができる。
例えば、図9(1)に示されているように、ゲート・ソース間電圧調整回路5でゲート・ソース間に印加する電圧が調整されているNMOSトランジスタ4を入力端子2と出力端子8の間に挿入すれば、入力端子2から出力端子8に流れる電流を一定電流以下に制限することができる。
同様に、図10(1)に示されているように、ゲート・ソース間電圧調整回路7でゲート・ソース間に印加する電圧が調整されているPMOSトランジスタ6を出力端子8と入力端子2の間に挿入すれば、出力端子8から入力端子2に流れる電流を一定電流以下に制限することができる。
The maximum current flowing between the drain and source of the MOS transistor is determined by the voltage applied between the gate and source of the MOS transistor. By adjusting the voltage applied between the gate and the source, the current flowing between the drain and the source of the MOS transistor can be limited. When a MOS transistor is used, it is possible to obtain a phenomenon that the energization current does not increase even when the drain-source voltage increases (the energization current is saturated).
For example, as shown in FIG. 9A, an NMOS transistor 4 whose voltage applied between the gate and the source is adjusted by the gate-source voltage adjustment circuit 5 is connected between the input terminal 2 and the output terminal 8. If it is inserted, the current flowing from the input terminal 2 to the output terminal 8 can be limited to a certain current or less.
Similarly, as shown in FIG. 10 (1), the PMOS transistor 6 whose voltage applied between the gate and the source is adjusted by the gate-source voltage adjusting circuit 7 is connected to the output terminal 8 and the input terminal 2. If inserted between them, the current flowing from the output terminal 8 to the input terminal 2 can be limited to a predetermined current or less.

しかしながら、上記の現象は通電方向によって制約されている。MOSトランジスタのソースとドレインは、MOSトランジスタの構造では決められず、通電方向に応じて交代するからである。図9の場合、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高く、入力端子2から出力端子8に向けて電流が流れる場合には、(1)に示すように、NMOSトランジスタ4の出力端子8側の電極48がソースSとなるために、入力端子2の電圧が上昇してもゲートG・ソースS間電圧は上昇せず、ドレインD・ソースS間を流れる飽和電流の値が上昇することがない。
しかしながら、出力端子8の電圧が入力端子2の電圧よりも高く、出力端子8から入力端子2に向けて電流が流れる場合には、(2)に示すように、NMOSトランジスタ4の入力端子2側の電極42がソースSとなるために、出力端子8の電圧が上昇すれば、ゲートG・ソースS間電圧まで上昇してしまう。電圧調整回路5は、(1)の場合には、ゲートG・ソースS間の電圧調整回路として機能するが、(2)の場合には、ゲートG・ソースS間の電圧調整回路として機能しない。(2)に示す場合、出力端子8の電圧が上昇すれば、ゲートG・ソースS間電圧が上昇し、ドレインD・ソースS間を流れる飽和電流の値まで上昇してしまう。出力端子8の電圧が入力端子2の電圧よりも高い場合には、NMOSトランジスタ4が挿入されていても、電圧差の上昇に追従して通電電流値が増大してしまう。
However, the above phenomenon is limited by the energization direction. This is because the source and drain of the MOS transistor are not determined by the structure of the MOS transistor, and change depending on the energization direction. In the case of FIG. 9, when the voltage at the input terminal 2 is higher than the voltage at the output terminal 8 and current flows from the input terminal 2 to the output terminal 8, the output of the NMOS transistor 4 is output as shown in (1). Since the electrode 48 on the terminal 8 side becomes the source S, the voltage between the gate G and the source S does not increase even if the voltage at the input terminal 2 increases, and the value of the saturation current flowing between the drain D and the source S increases. There is nothing to do.
However, when the voltage at the output terminal 8 is higher than the voltage at the input terminal 2 and a current flows from the output terminal 8 toward the input terminal 2, as shown in (2), the input terminal 2 side of the NMOS transistor 4 Therefore, if the voltage at the output terminal 8 rises, the voltage between the gate G and the source S rises. The voltage adjusting circuit 5 functions as a voltage adjusting circuit between the gate G and the source S in the case of (1), but does not function as a voltage adjusting circuit between the gate G and the source S in the case of (2). . In the case shown in (2), when the voltage at the output terminal 8 increases, the voltage between the gate G and the source S increases, and the value of the saturation current flowing between the drain D and the source S increases. When the voltage at the output terminal 8 is higher than the voltage at the input terminal 2, even if the NMOS transistor 4 is inserted, the energization current value increases following the increase in the voltage difference.

図10の場合、出力端子8の電圧が入力端子2の電圧よりも高く、出力端子8から入力端子2に向けて電流が流れる場合には、(1)に示すように、PMOSトランジスタ6の出力端子8側の電極68がソースSとなるために、出力端子8の電圧が上昇してもゲートG・ソースS間電圧は上昇せず、ドレインD・ソースS間を流れる飽和電流の値が上昇することがない。
しかしながら、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高く、入力端子2から出力端子8に向けて電流が流れる場合には、(2)に示すように、PMOSトランジスタ6の入力端子2側の電極62がソースSとなるために、入力端子2の電圧が上昇すれば、ゲートG・ソースS間電圧まで上昇してしまう。電圧調整回路7は、(1)の場合には、ゲートG・ソースS間電圧調整回路として機能するが、(2)の場合には、ゲートG・ソースS間の電圧調整回路として機能しない。(2)に示す場合、入力端子2の電圧が上昇すれば、ゲートG・ソースS間電圧が上昇し、ドレインD・ソースS間を流れる飽和電流の値まで上昇してしまう。入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高い場合には、PMOSトランジスタ6が挿入されていても、電圧差の上昇に追従して通電電流値が増大してしまう。
In the case of FIG. 10, when the voltage at the output terminal 8 is higher than the voltage at the input terminal 2 and current flows from the output terminal 8 toward the input terminal 2, the output of the PMOS transistor 6 is output as shown in (1). Since the electrode 68 on the terminal 8 side becomes the source S, the voltage between the gate G and the source S does not increase even if the voltage at the output terminal 8 increases, and the value of the saturation current flowing between the drain D and the source S increases. There is nothing to do.
However, when the voltage at the input terminal 2 is higher than the voltage at the output terminal 8 and a current flows from the input terminal 2 toward the output terminal 8, the input terminal 2 side of the PMOS transistor 6 is connected as shown in (2). Therefore, if the voltage at the input terminal 2 increases, the voltage between the gate G and the source S increases. The voltage adjustment circuit 7 functions as a voltage adjustment circuit between the gate G and the source S in the case of (1), but does not function as a voltage adjustment circuit between the gate G and the source S in the case of (2). In the case shown in (2), if the voltage at the input terminal 2 increases, the voltage between the gate G and the source S increases, and the value of the saturation current flowing between the drain D and the source S increases. When the voltage at the input terminal 2 is higher than the voltage at the output terminal 8, even if the PMOS transistor 6 is inserted, the energization current value increases following the increase in the voltage difference.

図4は、オペアンプ14の入力と出力の間に、帰還容量12a,12bと、帰還抵抗10a,10bを接続し、オペアンプ14でチャージアンプを実現した回路を示している。この場合、帰還容量12a,12bの容量が一定であれば、帰還抵抗10a,10bの抵抗値が高いほど、オペアンプ14がチャージアンプとして機能する動作周波数帯を下げることができ、チャージアンプとして機能するオペアンプ14の出力電圧が時間に対して変化する現象を抑制できる。NMOSトランジスタあるいはPMOSトランジスタを用いると、高い抵抗値を持つ帰還抵抗10a,10bを実現することができる。通常の配線抵抗で帰還抵抗10a,10bが必要とする高抵抗値に形成するためには、基板上に大きな面積を必要とする。それに対して、NMOSトランジスタあるいはPMOSトランジスタであれば、微小面積内に作りこむことができる。小型化できるNMOSトランジスタあるいはPMOSトランジスタで帰還抵抗10a,10bを実現できるメリットは大きい。特許文献1に、NMOSトランジスタあるいはPMOSトランジスタで帰還抵抗を実現する技術が開示されている。   FIG. 4 shows a circuit in which the feedback capacitors 12a and 12b and the feedback resistors 10a and 10b are connected between the input and output of the operational amplifier 14, and a charge amplifier is realized by the operational amplifier 14. In this case, if the capacitances of the feedback capacitors 12a and 12b are constant, the higher the resistance values of the feedback resistors 10a and 10b, the lower the operating frequency band in which the operational amplifier 14 functions as a charge amplifier can function. The phenomenon that the output voltage of the operational amplifier 14 changes with time can be suppressed. If an NMOS transistor or a PMOS transistor is used, feedback resistors 10a and 10b having a high resistance value can be realized. In order to form a high resistance value required by the feedback resistors 10a and 10b with normal wiring resistance, a large area is required on the substrate. On the other hand, an NMOS transistor or a PMOS transistor can be formed in a very small area. There is a great merit that the feedback resistors 10a and 10b can be realized by an NMOS transistor or a PMOS transistor which can be downsized. Patent Document 1 discloses a technique for realizing a feedback resistor with an NMOS transistor or a PMOS transistor.

特開2002−185298号公報JP 2002-185298 A

図4に例示する場合、オペアンプ14の出力電圧と入力電圧の大小関係が定まっていない。入力電圧>出力電圧となることもあれば、入力電圧<出力電圧となることもある。
図9に示すように、NMOSトランジスタ4の出力端子8側の電極48とゲートGの間の電圧をゲート・ソース間電圧調整回路5で調整する場合、前記したように、入力電圧>出力電圧である間は、大きな抵抗値を提供する帰還抵抗10aとして機能するが、入力電圧<出力電圧となると、抵抗値が下がってしまう。図9の回路では、出力電圧と入力電圧の大小関係によらないで、一定の抵抗値を提供する帰還抵抗10aとならない。
同様に、図10に示すように、PMOSトランジスタ6の出力端子8側の電極68とゲートGの間の電圧をゲート・ソース間電圧調整回路7で調整する場合、前記したように、入力電圧<出力電圧である間は、大きな抵抗値を提供する帰還抵抗10aとして機能するが、入力電圧>出力電圧となると、抵抗値が下がってしまう。図10の回路では、出力電圧と入力電圧の大小関係によらないで、一定の抵抗値を提供する帰還抵抗10aとならない。
NMOSトランジスタまたはPMOSトランジスタで帰還抵抗10bを実現する場合にも同じ問題が生じる。
図9、図10に示す入力端子2の電圧と出力端子8の電圧の大小関係によらないで、入力端子2と出力端子8の間の通電電流を一定電流以下に制限できる回路をMOSトランジスタで形成する技術が求められている。
In the case illustrated in FIG. 4, the magnitude relationship between the output voltage of the operational amplifier 14 and the input voltage is not determined. The input voltage may be greater than the output voltage, or the input voltage may be less than the output voltage.
As shown in FIG. 9, when the voltage between the electrode 48 on the output terminal 8 side of the NMOS transistor 4 and the gate G is adjusted by the gate-source voltage adjusting circuit 5, as described above, the input voltage> the output voltage. For some time, it functions as a feedback resistor 10a that provides a large resistance value. However, when the input voltage is smaller than the output voltage, the resistance value decreases. In the circuit of FIG. 9, the feedback resistor 10a that provides a constant resistance value is not obtained regardless of the magnitude relationship between the output voltage and the input voltage.
Similarly, as shown in FIG. 10, when the voltage between the electrode 68 on the output terminal 8 side of the PMOS transistor 6 and the gate G is adjusted by the gate-source voltage adjustment circuit 7, as described above, the input voltage < While it is the output voltage, it functions as a feedback resistor 10a that provides a large resistance value. However, when the input voltage is greater than the output voltage, the resistance value decreases. In the circuit of FIG. 10, the feedback resistor 10a that provides a constant resistance value is not obtained regardless of the magnitude relationship between the output voltage and the input voltage.
The same problem occurs when the feedback resistor 10b is realized by an NMOS transistor or a PMOS transistor.
A circuit that can limit the energization current between the input terminal 2 and the output terminal 8 to a predetermined current or less without depending on the magnitude relationship between the voltage at the input terminal 2 and the voltage at the output terminal 8 shown in FIG. 9 and FIG. There is a need for technology to form.

本明細書で開示する技術では、オペアンプの入力端子と出力端子の間に、帰還抵抗を形成する一対のMOSトランジスタを直列に接続する。本技術で用いるオペアンプは、2入力・2出力であり、第1入力端子と第1出力端子の間にもNMOSトランジスタとPMOSトランジスタの直列回路を挿入し、第2入力端子と第2出力端子の間にもNMOSトランジスタとPMOSトランジスタの直列回路を挿入する。その上で、各MOSトランジスタのドレイン・ソース間に流れる電流を一定電流以下に制限するゲート・ソース間電圧を各MOSトランジスタの出力端子側の電極とゲート電極の間に印加する。すなわち、ゲート・ソース間電圧調整回路を、各MOSトランジスタの出力端子側の電極とゲート電極に接続る。 In the technique disclosed in this specification, a pair of MOS transistors forming a feedback resistor are connected in series between an input terminal and an output terminal of an operational amplifier. The operational amplifier used in the present technology has two inputs and two outputs. A series circuit of an NMOS transistor and a PMOS transistor is also inserted between the first input terminal and the first output terminal, and the second input terminal and the second output terminal are connected. A series circuit of an NMOS transistor and a PMOS transistor is also inserted between them. In addition, a gate-source voltage that limits the current flowing between the drain and source of each MOS transistor to a certain current or less is applied between the electrode on the output terminal side of each MOS transistor and the gate electrode. That is, a voltage regulating circuit between the gate and the source, to connect to the electrode and the gate electrode of the output terminal side of each MOS transistor.

反対導電型であるNMOSトランジスタとPMOSトランジスタを直列に接続し、各MOSトランジスタの出力端子側の電極とゲート電極の間の電位差を制御すると、入力端子電圧>出力端子電圧となる場合はNMOSトランジスタのゲート・ソース間電圧が制御されて高抵抗となり、入力端子電圧<出力端子電圧となる場合はPMOSトランジスタのゲート・ソース間電圧が制御されて高抵抗となる。双方向に高抵抗な帰還抵抗を得ることができる。
When an NMOS transistor and a PMOS transistor of opposite conductivity type are connected in series and the potential difference between the output terminal side electrode and the gate electrode of each MOS transistor is controlled, if the input terminal voltage> the output terminal voltage, then the NMOS transistor When the gate-source voltage is controlled to be high resistance and the input terminal voltage is smaller than the output terminal voltage, the gate-source voltage of the PMOS transistor is controlled to be high resistance. A high feedback resistance can be obtained in both directions.

図1の(a1)は、ゲート・ソース間電圧調整回路5Rに接続されているNMOSトランジスタ4Rのゲート外電極(ゲートGでない方の電極)48と、ゲート・ソース間電圧調整回路7Rに接続されているPMOSトランジスタ6Rのゲート外電極68が、ともに出力端子8側を向く向きで接続されている場合を例示している。(a2)でも、ゲート・ソース間電圧調整回路7Rに接続されているPMOSトランジスタ6Rのゲート外電極68と、ゲート・ソース間電圧調整回路5Rに接続されているNMOSトランジスタ4Rのゲート外電極48が、ともに出力端子8側を向いている。図1において、添え字Rは、ゲート・ソース間電圧調整回路に接続されているゲート外電極が出力端子8側を向いていることを示している。   (A1) of FIG. 1 is connected to the gate outside electrode (electrode which is not the gate G) 48 of the NMOS transistor 4R connected to the gate-source voltage adjusting circuit 5R and the gate-source voltage adjusting circuit 7R. In the illustrated example, the outer gate electrodes 68 of the PMOS transistors 6R are connected in a direction facing the output terminal 8 side. Even in (a2), the gate outer electrode 68 of the PMOS transistor 6R connected to the gate-source voltage adjusting circuit 7R and the gate outer electrode 48 of the NMOS transistor 4R connected to the gate-source voltage adjusting circuit 5R are provided. Both face the output terminal 8 side. In FIG. 1, the subscript R indicates that the outer gate electrode connected to the gate-source voltage adjustment circuit faces the output terminal 8 side.

図1の(a3)は、ゲート・ソース間電圧調整回路5Lに接続されているNMOSトランジスタ4Lのゲート外電極42と、ゲート・ソース間電圧調整回路7Lに接続されているPMOSトランジスタ6Lのゲート外電極62が、ともに入力端子2側を向く向きで接続されている場合を例示している。(a4)でも、ゲート・ソース間電圧調整回路7Lに接続されているPMOSトランジスタ6Lのゲート外電極62と、ゲート・ソース間電圧調整回路5Lに接続されているNMOSトランジスタ4Lのゲート外電極42が、ともに入力端子2側を向いている。図1において、添え字Lは、ゲート・ソース間電圧調整回路に接続されているゲート外電極が入力端子2側を向いていることを示している。   (A3) in FIG. 1 shows the gate outside electrode 42 of the NMOS transistor 4L connected to the gate-source voltage adjusting circuit 5L and the gate outside of the PMOS transistor 6L connected to the gate-source voltage adjusting circuit 7L. The case where both the electrodes 62 are connected in the direction facing the input terminal 2 is illustrated. Even in (a4), the gate outer electrode 62 of the PMOS transistor 6L connected to the gate-source voltage adjusting circuit 7L and the gate outer electrode 42 of the NMOS transistor 4L connected to the gate-source voltage adjusting circuit 5L are provided. Both face the input terminal 2 side. In FIG. 1, the subscript L indicates that the outer gate electrode connected to the gate-source voltage adjusting circuit faces the input terminal 2 side.

図1(a1)の場合、入力電圧>出力電圧の場合は、NMOSトランジスタ4Rの電極48がソースとなり、ゲート・ソース間電圧調整回路5Rがゲート・ソース間電圧を調整し、ドレイン・ソース間の飽和電流を制限する。ゲート・ソース間電圧調整回路5Rが、NMOSトランジスタ4Rのドレイン・ソース間に流れる電流を一定電流以下に制限するゲート・ソース間電圧を印加する回路となる。入力電圧<出力電圧の場合は、PMOSトランジスタ6Rの電極68がソースとなり、ゲート・ソース間電圧調整回路7Rがゲート・ソース間電圧を調整し、ドレイン・ソース間の飽和電流を制限する。ゲート・ソース間電圧調整回路7Rが、PMOSトランジスタ6Rのドレイン・ソース間に流れる電流を一定電流以下に制限するゲート・ソース間電圧を印加する回路となる。
(a2)の場合も同様である。
In the case of FIG. 1A1, when the input voltage> the output voltage, the electrode 48 of the NMOS transistor 4R serves as the source, the gate-source voltage adjustment circuit 5R adjusts the gate-source voltage, and the drain-source connection Limit saturation current. The gate-source voltage adjustment circuit 5R is a circuit that applies a gate-source voltage that limits the current flowing between the drain and source of the NMOS transistor 4R to a predetermined current or less. When the input voltage <the output voltage, the electrode 68 of the PMOS transistor 6R serves as the source, and the gate-source voltage adjustment circuit 7R adjusts the gate-source voltage to limit the saturation current between the drain and source. The gate-source voltage adjustment circuit 7R is a circuit that applies a gate-source voltage that limits the current flowing between the drain and source of the PMOS transistor 6R to a predetermined current or less.
The same applies to (a2).

図1(a3)の場合、出力電圧>入力電圧の場合は、NMOSトランジスタ4Lの電極42がソースとなり、ゲート・ソース間電圧調整回路5Lがゲート・ソース間電圧を調整し、ドレイン・ソース間の飽和電流を制限する。ゲート・ソース間電圧調整回路5Lが、NMOSトランジスタ4Lのドレイン・ソース間に流れる電流を一定電流以下に制限するゲート・ソース間電圧を印加する回路となる。入力電圧>出力電圧の場合は、PMOSトランジスタ6Lの電極62がソースとなり、ゲート・ソース間電圧調整回路7Lがゲート・ソース間電圧を調整し、ドレイン・ソース間の飽和電流を制限する。ゲート・ソース間電圧調整回路7Lが、PMOSトランジスタ6Lのドレイン・ソース間に流れる電流を一定電流以下に制限するゲート・ソース間電圧を印加する回路となる。
(a4)の場合も同様である。
In the case of FIG. 1A3, when the output voltage> the input voltage, the electrode 42 of the NMOS transistor 4L serves as the source, the gate-source voltage adjustment circuit 5L adjusts the gate-source voltage, and the drain-source connection Limit saturation current. The gate-source voltage adjustment circuit 5L is a circuit that applies a gate-source voltage that limits the current flowing between the drain and source of the NMOS transistor 4L to a predetermined current or less. When the input voltage> the output voltage, the electrode 62 of the PMOS transistor 6L serves as the source, and the gate-source voltage adjustment circuit 7L adjusts the gate-source voltage to limit the saturation current between the drain and source. The gate-source voltage adjustment circuit 7L is a circuit that applies a gate-source voltage that limits the current flowing between the drain and source of the PMOS transistor 6L to a predetermined current or less.
The same applies to (a4).

図1の(a1)〜(a4)に示すように、反対導電型であるNMOSトランジスタ4とPMOSトランジスタ6の直列回路で電流制限回路を構成する場合、4Rと6Rの直列回路(a1とa2に例示される)で構成するか、4Lと6Lの直列回路(a3とa4に例示される)で構成する。4Rと6Lの直列回路や、4Lと6Rの直列回路は不適切である。
図1の(a1)から(a4)を電流の流れに沿って観測すると、一対のゲート・ソース間電圧調整回路5,7に接続されている一対のゲート外電極(48と68、42と62)が、同一方向を向く向きで接続されていることがわかる。
As shown in (a1) to (a4) of FIG. 1, when a current limiting circuit is configured by a series circuit of an NMOS transistor 4 and a PMOS transistor 6 having opposite conductivity types, a series circuit of 4R and 6R (into a1 and a2) Or a series circuit of 4L and 6L (illustrated by a3 and a4). A series circuit of 4R and 6L and a series circuit of 4L and 6R are inappropriate.
When (a1) to (a4) in FIG. 1 are observed along the current flow, a pair of gate outer electrodes (48 and 68, 42 and 62) connected to the pair of gate-source voltage adjusting circuits 5 and 7 are observed. ) Are connected in the same direction.

一対のNMOSトランジスタを直列に接続する場合には、ゲート・ソース間電圧調整回路に接続されているゲート外電極が反対方向を向く向きで接続する。
図1の(b1)では、ゲート・ソース間電圧調整回路5Rに接続されているゲート外電極48Rが出力端子8側を向いているNMOSトランジスタ4Rと、ゲート・ソース間電圧調整回路5Lに接続されているゲート外電極42Lが入力端子2側を向いているNMOSトランジスタ4Lの直列回路で電流制限回路を構成している。図1(b2)でも、ゲート・ソース間電圧調整回路5Lに接続されているゲート外電極42Lが入力端子2側を向いているNMOSトランジスタ4Lと、ゲート・ソース間電圧調整回路5Rに接続されているゲート外電極48Rが出力端子8側を向いているNMOSトランジスタ4Rの直列回路で電流制限回路を構成している。
図1(b1)(b2)の場合、入力電圧>出力電圧の場合は、NMOSトランジスタ4Rの電極48Rがソースとなり、ゲート・ソース間電圧調整回路5Rがゲート・ソース間電圧を調整し、ドレイン・ソース間の飽和電流を制限する。入力電圧<出力電圧の場合は、NMOSトランジスタ4Lの電極42Lがソースとなり、ゲート・ソース間電圧調整回路5Lがゲート・ソース間電圧を調整し、ドレイン・ソース間の飽和電流を制限する。
図1の(b1)と(b2)に示すように、一対のNMOSトランジスタ4の直列回路で電流制限回路を構成する場合は、4Rと4Lの直列回路で構成する。4Rと4Rの直列回路や、4Lと4Lの直列回路は不適切である。図1の(b1)と(b2)を電流の流れに沿って観測すると、一対のゲート・ソース間電圧調整回路5R,5Lに接続されている一対のゲート外電極(48Rと42L)が、反対方向を向く向きで接続されていることがわかる。
When a pair of NMOS transistors are connected in series, the outer gate electrodes connected to the gate-source voltage adjusting circuit are connected in the opposite direction.
In (b1) of FIG. 1, the gate external electrode 48R connected to the gate-source voltage adjustment circuit 5R is connected to the NMOS transistor 4R facing the output terminal 8 side and the gate-source voltage adjustment circuit 5L. A current limiting circuit is configured by a series circuit of NMOS transistors 4L in which the outer gate electrode 42L faces the input terminal 2 side. Also in FIG. 1 (b2), the gate external electrode 42L connected to the gate-source voltage adjustment circuit 5L is connected to the NMOS transistor 4L facing the input terminal 2 side and the gate-source voltage adjustment circuit 5R. A current limiting circuit is constituted by a series circuit of NMOS transistors 4R in which the gate outer electrode 48R faces the output terminal 8 side.
1 (b1) and (b2), when the input voltage> the output voltage, the electrode 48R of the NMOS transistor 4R serves as the source, the gate-source voltage adjustment circuit 5R adjusts the gate-source voltage, Limit saturation current between sources. When the input voltage <the output voltage, the electrode 42L of the NMOS transistor 4L serves as the source, and the gate-source voltage adjustment circuit 5L adjusts the gate-source voltage to limit the saturation current between the drain and source.
As shown in (b1) and (b2) of FIG. 1, when a current limiting circuit is constituted by a series circuit of a pair of NMOS transistors 4, it is constituted by a series circuit of 4R and 4L. A series circuit of 4R and 4R and a series circuit of 4L and 4L are inappropriate. When (b1) and (b2) in FIG. 1 are observed along the current flow, the pair of gate-outer electrodes (48R and 42L) connected to the pair of gate-source voltage adjusting circuits 5R and 5L are opposite to each other. It can be seen that they are connected in the direction facing the direction.

図1の(c1)では、ゲート・ソース間電圧調整回路7Rに接続されているゲート外電極68Rが出力端子8側を向いているPMOSトランジスタ6Rと、ゲート・ソース間電圧調整回路7Lに接続されているゲート外電極62Lが入力端子2側を向いているPMOSトランジスタ6Lの直列回路で電流制限回路を構成している。図1(c2)でも、ゲート・ソース間電圧調整回路7Lに接続されているゲート外電極62Lが入力端子2側を向いているPMOSトランジスタ6Lと、ゲート・ソース間電圧調整回路7Rに接続されているゲート外電極68Rが出力端子8側を向いているPMOSトランジスタ6Rの直列回路で電流制限回路を構成している。
図1(c1)(c2)の場合、入力電圧>出力電圧の場合は、PMOSトランジスタ6Lの電極62Lがソースとなり、ゲート・ソース間電圧調整回路7Lがゲート・ソース間電圧を調整し、ドレイン・ソース間の飽和電流を制限する。入力電圧<出力電圧の場合は、PMOSトランジスタ6Rの電極68Rがソースとなり、ゲート・ソース間電圧調整回路7Rがゲート・ソース間電圧を調整し、ドレイン・ソース間の飽和電流を制限する。
図1の(c1)と(c2)に示すように、一対のPMOSトランジスタ6の直列回路で電流制限回路を構成する場合は、6Rと6Lの直列回路で構成する。6Rと6Rの直列回路や、6Lと6Lの直列回路は不適切である。図1の(c1)と(c2)を電流の流れに沿って観測すると、一対のゲート・ソース間電圧調整回路7R,7Lに接続されている一対のゲート外電極(68Rと62L)が、反対方向を向く向きで接続されていることがわかる。
In (c1) of FIG. 1, the gate-outer electrode 68R connected to the gate-source voltage adjusting circuit 7R is connected to the PMOS transistor 6R facing the output terminal 8 and the gate-source voltage adjusting circuit 7L. A current limiting circuit is configured by a series circuit of PMOS transistors 6L in which the external gate electrode 62L faces the input terminal 2 side. Also in FIG. 1C2, the gate external electrode 62L connected to the gate-source voltage adjustment circuit 7L is connected to the PMOS transistor 6L facing the input terminal 2 side and the gate-source voltage adjustment circuit 7R. A current limiting circuit is constituted by a series circuit of PMOS transistors 6R in which the outer gate electrode 68R faces the output terminal 8 side.
In the case of FIGS. 1C1 and 2C2, when the input voltage> the output voltage, the electrode 62L of the PMOS transistor 6L serves as the source, the gate-source voltage adjustment circuit 7L adjusts the gate-source voltage, Limit saturation current between sources. When the input voltage <the output voltage, the electrode 68R of the PMOS transistor 6R serves as the source, and the gate-source voltage adjustment circuit 7R adjusts the gate-source voltage to limit the saturation current between the drain and source.
As shown in (c1) and (c2) of FIG. 1, when a current limiting circuit is constituted by a series circuit of a pair of PMOS transistors 6, it is constituted by a series circuit of 6R and 6L. A series circuit of 6R and 6R and a series circuit of 6L and 6L are inappropriate. When (c1) and (c2) in FIG. 1 are observed along the current flow, the pair of gate-outer electrodes (68R and 62L) connected to the pair of gate-source voltage adjusting circuits 7R and 7L are opposite to each other. It can be seen that they are connected in the direction facing the direction.

例えば(a1)の場合、入力電圧>出力電圧であれば、NMOSトランジスタ4Rの電極48がソースとなる。そのために、入力端子2の電圧が上昇しても、NMOSトランジスタ4Rのゲート・ソース間電圧はゲート・ソース間電圧調整回路5Rで調整され、NMOSトランジスタ4Rのドレイン・ソース間を流れる電流が、ゲート・ソース間電圧で決まる飽和電流以上となることはない。入力電圧>出力電圧の場合、PMOSトランジスタ6Rの入力端子2側の電極62がソースとなる。そのために、入力端子2の電圧が上昇すれば、PMOSトランジスタ6Rのゲート・ソース間電圧が上昇し、飽和電流が増大する。入力電圧>出力電圧の場合、PMOSトランジスタ6Rでは電流値を制限することができない。NMOSトランジスタ4Rが直列に接続されているので、入力電圧>出力電圧の場合には、NMOSトランジスタ4Rで電流値を制限することができる。   For example, in the case of (a1), if the input voltage> the output voltage, the electrode 48 of the NMOS transistor 4R becomes the source. Therefore, even if the voltage at the input terminal 2 rises, the gate-source voltage of the NMOS transistor 4R is adjusted by the gate-source voltage adjustment circuit 5R, and the current flowing between the drain and source of the NMOS transistor 4R is • The saturation current determined by the source-to-source voltage cannot be exceeded. When input voltage> output voltage, the electrode 62 on the input terminal 2 side of the PMOS transistor 6R serves as a source. Therefore, if the voltage at the input terminal 2 increases, the voltage between the gate and source of the PMOS transistor 6R increases and the saturation current increases. When the input voltage> the output voltage, the current value cannot be limited in the PMOS transistor 6R. Since the NMOS transistor 4R is connected in series, the current value can be limited by the NMOS transistor 4R when the input voltage> the output voltage.

出力電圧>入力電圧であれば、PMOSトランジスタ6Rの電極68がソースとなる。そのために、出力端子8の電圧が上昇しても、PMOSトランジスタ6Rのゲート・ソース間電圧はゲート・ソース間電圧調整回路7Rで調整され、PMOSトランジスタ6Rのドレイン・ソース間を流れる電流が、ゲート・ソース間電圧で決まる飽和電流以上となることはない。出力電圧>入力電圧の場合、NMOSトランジスタ4Rの入力端子2側の電極42がソースとなる。そのために、出力端子8の電圧が上昇すれば、NMOSトランジスタ4Rのゲート・ソース間電圧が上昇し、飽和電流が増大する。出力電圧>入力電圧の場合、NMOSトランジスタ4Rでは電流値を制限することができない。PMOSトランジスタ6Rが直列に接続されているので、出力電圧>入力電圧の場合には、PMOSトランジスタ6Rで電流値を制限することができる。
(a2)の場合も同様である。
If the output voltage> the input voltage, the electrode 68 of the PMOS transistor 6R becomes the source. Therefore, even if the voltage at the output terminal 8 rises, the gate-source voltage of the PMOS transistor 6R is adjusted by the gate-source voltage adjustment circuit 7R, and the current flowing between the drain and source of the PMOS transistor 6R is • The saturation current determined by the source-to-source voltage cannot be exceeded. When output voltage> input voltage, the electrode 42 on the input terminal 2 side of the NMOS transistor 4R serves as the source. Therefore, when the voltage at the output terminal 8 increases, the gate-source voltage of the NMOS transistor 4R increases and the saturation current increases. When the output voltage> the input voltage, the current value cannot be limited in the NMOS transistor 4R. Since the PMOS transistor 6R is connected in series, the current value can be limited by the PMOS transistor 6R when the output voltage> the input voltage.
The same applies to (a2).

(a3)の場合、入力電圧>出力電圧であれば、PMOSトランジスタ6Lの電極62がソースとなるためにゲート・ソース間電圧調整回路7Lによってゲート・ソース間電圧が一定値に調整され、ドレイン・ソース間電流が一定値以下に規制される。出力電圧>入力電圧であれば、NMOSトランジスタ4Lの電極42がソースとなるためにゲート・ソース間電圧調整回路5Lによってゲート・ソース間電圧が一定値に調整され、ドレイン・ソース間電流が一定値以下に規制される。
(a4)の場合も同様である。
In the case of (a3), if the input voltage> the output voltage, the electrode 62 of the PMOS transistor 6L becomes the source, so that the gate-source voltage adjustment circuit 7L adjusts the gate-source voltage to a constant value. The source-to-source current is regulated below a certain value. If the output voltage is greater than the input voltage, the gate-source voltage adjustment circuit 5L adjusts the gate-source voltage to a constant value because the electrode 42 of the NMOS transistor 4L is the source, and the drain-source current is a constant value. It is regulated as follows.
The same applies to (a4).

(b1)の場合、入力電圧>出力電圧であれば、NMOSトランジスタ4Rの電極48Rがソースとなるためにゲート・ソース間電圧調整回路5Rによってゲート・ソース間電圧が一定値に調整され、ドレイン・ソース間電流が一定値以下に規制される。出力電圧>入力電圧であれば、NMOSトランジスタ4Lの電極42Lがソースとなるためにゲート・ソース間電圧調整回路5Lによってゲート・ソース間電圧が一定値に調整され、ドレイン・ソース間電流が一定値以下に規制される。
(b2)の場合も同様である。
(c1)の場合、入力電圧>出力電圧であれば、PMOSトランジスタ6Lの電極62Lがソースとなるためにゲート・ソース間電圧調整回路7Lによってゲート・ソース間電圧が一定値に調整され、ドレイン・ソース間電流が一定値以下に規制される。出力電圧>入力電圧であれば、PMOSトランジスタ6Rの電極68Rがソースとなるためにゲート・ソース間電圧調整回路7Rによってゲート・ソース間電圧が一定値に調整され、ドレイン・ソース間電流が一定値以下に規制される。
(c2)の場合も同様である。
In the case of (b1), if the input voltage is greater than the output voltage, the gate-source voltage adjustment circuit 5R adjusts the gate-source voltage to a constant value because the electrode 48R of the NMOS transistor 4R serves as the source. The source-to-source current is regulated below a certain value. If the output voltage is greater than the input voltage, the gate-source voltage adjustment circuit 5L adjusts the gate-source voltage to a constant value because the electrode 42L of the NMOS transistor 4L is the source, and the drain-source current is a constant value. It is regulated as follows.
The same applies to (b2).
In the case of (c1), if the input voltage is greater than the output voltage, the gate-source voltage adjustment circuit 7L adjusts the gate-source voltage to a constant value because the electrode 62L of the PMOS transistor 6L serves as the source. The source-to-source current is regulated below a certain value. If the output voltage> the input voltage, since the electrode 68R of the PMOS transistor 6R becomes the source, the gate-source voltage adjustment circuit 7R adjusts the gate-source voltage to a constant value, and the drain-source current becomes a constant value. It is regulated as follows.
The same applies to (c2).

図1の場合、MOSトランジスタのボディは、ゲート・ソース間電圧調整回路に接続されているゲート外電極に接続されている。しかしながら、その接続関係が不可欠というものはでない。図2に示すように、NMOSトランジスタのボディは、GND電位に接地してもよい。すなわち、ボディを、ゲート・ソース間電圧調整回路用電源の低電圧端子側に接続してもよい。この場合も、NMOSトランジスタのゲート・ソース間電圧を調整することによってNMOSトランジスタのドレイン・ソース間を流れる電流を制限することができる。PMOSトランジスタのボディは、Vcc電位に接続してもよい。すなわち、ボディを、ゲート・ソース間電圧調整回路用電源の高電圧端子側に接続してもよい。この場合も、PMOSトランジスタのゲート・ソース間電圧を調整することによってPMOSトランジスタのドレイン・ソース間を流れる電流を制限することができる。   In the case of FIG. 1, the body of the MOS transistor is connected to an outer gate electrode connected to a gate-source voltage adjusting circuit. However, that connection is not essential. As shown in FIG. 2, the body of the NMOS transistor may be grounded to the GND potential. That is, the body may be connected to the low voltage terminal side of the power supply for the gate-source voltage adjustment circuit. Also in this case, the current flowing between the drain and source of the NMOS transistor can be limited by adjusting the gate-source voltage of the NMOS transistor. The body of the PMOS transistor may be connected to the Vcc potential. That is, the body may be connected to the high voltage terminal side of the power supply for the gate-source voltage adjustment circuit. Also in this case, the current flowing between the drain and source of the PMOS transistor can be limited by adjusting the gate-source voltage of the PMOS transistor.

図1と図2の(a1)から(a4)に示すように、一対のMOSトランジスタが反対導電型である場合には、一対のゲート・ソース間電圧調整回路5,7に接続されている一対のゲート外電極(48と68、42と62)が同一方向を向く向きに接続することで、双方向の電流制限回路となる。図1と図2の(b1)から(c2)に示すように、一対のMOSトランジスタが同一導電型である場合には、一対のゲート・ソース間電圧調整回路(5Rと5L,7Rと7L)に接続されている一対のゲート外電極(48Rと42L、68Rと62L)が反対方向を向く向きに接続することで、双方向の電流制限回路となる。   As shown in FIGS. 1 and 2 (a1) to (a4), when the pair of MOS transistors are of the opposite conductivity type, a pair connected to the pair of gate-source voltage adjustment circuits 5, 7 By connecting the outer gate electrodes (48 and 68, 42 and 62) in the same direction, a bidirectional current limiting circuit is obtained. As shown in FIGS. 1 and 2 (b1) to (c2), when a pair of MOS transistors have the same conductivity type, a pair of gate-source voltage adjustment circuits (5R and 5L, 7R and 7L) A pair of outer gate electrodes (48R and 42L, 68R and 62L) connected to each other are connected in directions opposite to each other, thereby forming a bidirectional current limiting circuit.

図1と図2の(a1)と(a2)から明らかなように、NMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rの接続順序は制約されない。入力端子2側にNMOSトランジスタ4Rが配置されて出力端子8側にPMOSトランジスタ6Rが配置されてもよいし、その逆でもよい。(a1)に例示するように、入力端子2側にNMOSトランジスタ4Rが配置されている場合、NMOSトランジスタ4Rのゲート外電極(ゲート・ソース間電圧調整回路に接続されている2つの電極のうちで、ゲートでない方の電極をいう。以下同じ)48は、PMOSトランジスタ6Rを介して出力端子8に接続され、PMOSトランジスタ6Rのゲート外電極68は、直接に出力端子8に接続される。本明細書でいう「ゲート外電極が同一方向を向く向きで接続されている」には、上記の関係が含まれる。また(a2)に例示するように、入力端子2側にPMOSトランジスタ6Rが配置されている場合、PMOSトランジスタ6Rのゲート外電極68は、NMOSトランジスタ4Rを介して出力端子8に接続され、NMOSトランジスタ4Rのゲート外電極48は直接に出力端子8に接続される。本明細書でいう「ゲート外電極が同一方向を向く向きで接続されている」には、上記接続関係も含まれる。
(a3)に例示するように、ゲート外電極42が入力端子2を向いているNMOSトランジスタ4Lが入力端子2側に配置されている場合、PMOSトランジスタ6Lのゲート外電極62はNMOSトランジスタ4Lを介して入力端子2に接続される。(a4)に例示するように、ゲート外電極62が入力端子2を向いているPMOSトランジスタ6Lが入力端子2側に配置されている場合、NMOSトランジスタ4Lのゲート外電極42はPMOSトランジスタ6Lを介して入力端子2に接続される。これらの接続関係も、本明細書でいう「ゲート外電極が同一方向を向く向きで接続されている」に含まれる。
As is clear from FIGS. 1 and 2 (a1) and (a2), the connection order of the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R is not limited. The NMOS transistor 4R may be disposed on the input terminal 2 side, and the PMOS transistor 6R may be disposed on the output terminal 8 side, or vice versa. As illustrated in (a1), when the NMOS transistor 4R is arranged on the input terminal 2 side, the gate external electrode of the NMOS transistor 4R (among the two electrodes connected to the gate-source voltage adjustment circuit) 48, which is the non-gate electrode, the same applies hereinafter) 48 is connected to the output terminal 8 via the PMOS transistor 6R, and the gate outer electrode 68 of the PMOS transistor 6R is directly connected to the output terminal 8. In the present specification, “the outer gate electrode is connected in the same direction” includes the above relationship. Further, as illustrated in (a2), when the PMOS transistor 6R is disposed on the input terminal 2 side, the gate outside electrode 68 of the PMOS transistor 6R is connected to the output terminal 8 via the NMOS transistor 4R, and the NMOS transistor The 4R gate outer electrode 48 is directly connected to the output terminal 8. In the present specification, “the outer gate electrode is connected in the same direction” also includes the above connection relation.
As illustrated in (a3), when the NMOS transistor 4L in which the outer gate electrode 42 faces the input terminal 2 is arranged on the input terminal 2 side, the outer gate electrode 62 of the PMOS transistor 6L passes through the NMOS transistor 4L. Connected to the input terminal 2. As illustrated in (a4), when the PMOS transistor 6L in which the outer gate electrode 62 faces the input terminal 2 is arranged on the input terminal 2 side, the outer gate electrode 42 of the NMOS transistor 4L passes through the PMOS transistor 6L. Connected to the input terminal 2. These connection relationships are also included in “the outer gate electrodes are connected in the same direction” in the present specification.

ゲート外電極が反対方向を向く向きで接続されている一対の同一導電型のMOSを直列に接続する場合も、接続順序は制約されない。(b1)に例示するように、ゲート外電極48Rが出力端子8側を向いているNMOSトランジスタ4Rを入力端子2側に配置し、ゲート外電極42Lが入力端子2側を向いているNMOSトランジスタ4Lを出力端子8側に配置してもよいし、(b2)に例示するように、ゲート外電極42Lが入力端子2側を向いているNMOSトランジスタ4Lを入力端子2側に配置し、ゲート外電極48Rが出力端子8側を向いているNMOSトランジスタ4Rを出力端子8側に配置してもよい。(c1)に例示するように、ゲート外電極68Rが出力端子8側を向いているPMOSトランジスタ6Rを入力端子2側に配置し、ゲート外電極62Lが入力端子2側を向いているPMOSトランジスタ6Lを出力端子8側に配置してもよい。あるいは、(c2)に例示するように、ゲート外電極62Lが入力端子2側を向いているPMOSトランジスタ6Lを入力端子2側に配置し、ゲート外電極68Rが出力端子8側を向いているPMOSトランジスタ6Rを出力端子8側に配置してもよい。
本明細書でいう「ゲート外電極が反対方向を向く向きで接続されている」には、図1と図2の(b1)(b2)(c1)(c2)が含まれる。
Even when a pair of MOS transistors of the same conductivity type connected in a direction in which the outer electrode of the gate faces in the opposite direction is connected in series, the connection order is not limited. As illustrated in (b1), the NMOS transistor 4R in which the outer gate electrode 48R faces the output terminal 8 side is arranged on the input terminal 2 side, and the NMOS transistor 4L in which the outer gate electrode 42L faces the input terminal 2 side. May be disposed on the output terminal 8 side, or, as illustrated in FIG. 2B, an NMOS transistor 4L having the outer gate electrode 42L facing the input terminal 2 is disposed on the input terminal 2 side, and the outer gate electrode The NMOS transistor 4R in which 48R faces the output terminal 8 side may be arranged on the output terminal 8 side. As illustrated in (c1), the PMOS transistor 6R in which the outer gate electrode 68R faces the output terminal 8 side is arranged on the input terminal 2 side, and the PMOS transistor 6L in which the outer gate electrode 62L faces the input terminal 2 side. May be arranged on the output terminal 8 side. Alternatively, as illustrated in (c2), a PMOS transistor 6L in which the outer gate electrode 62L faces the input terminal 2 side is arranged on the input terminal 2 side, and a PMOS in which the outer gate electrode 68R faces the output terminal 8 side. The transistor 6R may be disposed on the output terminal 8 side.
In this specification, “the outer gate electrode is connected in the opposite direction” includes (b1), (b2), (c1), and (c2) in FIGS.

図2に例示するように、NMOSトランジスタのボディがゲート・ソース間電圧調整回路用電源の低電圧(GND)端子に接続されており、PMOSトランジスタのボディが当該電源の高電圧(Vcc)端子に接続されていてもよい。このようにしても、電流を制限することができる。
図1に例示するように、一対のMOSトランジスタのボディが、前記したゲート外電極(ゲート・ソース間電圧調整回路に接続されている電極であってゲートでない方の電極)を介してゲート・ソース間電圧調整回路に接続されていることが好ましい。この場合、基板のバイアス効果によって閾値電圧が上昇することがなく、回路が正常に動作する電圧範囲を広く確保することができる。それに対して図2の場合、ソースとボディ間に電圧が加わる(基板のバイアス効果)ことから閾値電圧が上昇し、回路が正常に動作する電圧範囲が狭められる。
As illustrated in FIG. 2, the body of the NMOS transistor is connected to the low voltage (GND) terminal of the power supply for the gate-source voltage adjustment circuit, and the body of the PMOS transistor is connected to the high voltage (Vcc) terminal of the power supply. It may be connected. Even in this case, the current can be limited.
As illustrated in FIG. 1, the body of a pair of MOS transistors has a gate / source via the above-described outer gate electrode (an electrode connected to the gate-source voltage adjusting circuit but not the gate). It is preferable to be connected to an inter-voltage adjustment circuit. In this case, the threshold voltage does not increase due to the bias effect of the substrate, and a wide voltage range in which the circuit operates normally can be secured. On the other hand, in the case of FIG. 2, the threshold voltage rises because a voltage is applied between the source and the body (substrate bias effect), and the voltage range in which the circuit operates normally is narrowed.

オペアンプの入力端子と出力端子の間に、一対のMOSトランジスタで実現されている電流制限回路を挿入する場合には、一対のMOSトランジスタが反対導電型であるとともに、各MOSトランジスタのゲート外電極が出力端子側を向く向きで接続することが好ましい。図4に例示するように、オペアンプ14の入力端子2aと出力端子8aの間に挿入する帰還抵抗10aを、一対のMOSトランジスタで構成される電流制限回路で実現する場合には、図1の(b1)(b2)(c1)(c2)に例示されている同一導電型のMOSトランジスタを用いるタイプでなく、図1の(a1)〜(a4)に例示されている反対導電型のMOSトランジスタを用いるのが好ましい。しかも、図1の(a3)(a4)に例示されている向き、すなわちゲート外電極が入力端子側を向いているのではなく、(a1)(a2)に例示されている向き、すなわちゲート外電極が出力端子側を向いている向きであることが好ましい。
オペアンプ14の入力端子2bと出力端子8bの間に挿入する帰還抵抗10bについても同様である。
When a current limiting circuit realized by a pair of MOS transistors is inserted between the input terminal and the output terminal of the operational amplifier, the pair of MOS transistors are of opposite conductivity type, and the outer gate electrode of each MOS transistor is It is preferable to connect in a direction facing the output terminal side. As illustrated in FIG. 4, when the feedback resistor 10a inserted between the input terminal 2a and the output terminal 8a of the operational amplifier 14 is realized by a current limiting circuit composed of a pair of MOS transistors, b1) (b2) (c1) (c2) is not the type using the same conductivity type MOS transistor as illustrated in FIG. 1, but the opposite conductivity type MOS transistors illustrated in (a1) to (a4) of FIG. It is preferable to use it. Moreover, the direction illustrated in FIGS. 1A3 and 1A4, that is, the gate outer electrode does not face the input terminal side, but the direction illustrated in (a1) and (a2), that is, outside the gate. It is preferable that the electrode is directed to the output terminal side.
The same applies to the feedback resistor 10b inserted between the input terminal 2b and the output terminal 8b of the operational amplifier 14.

上記の条件を満たしている場合、NMOSトランジスタのボディとPMOSトランジスタのボディが、ボディに導通しているゲート外電極を介して出力端子側に接続される。この場合、NMOSトランジスタやPMOSトランジスタの基板に加わるノイズや、基板に流れるリーク電流が、オペアンプの入力側に伝達されない。そのためにオペアンプの出力が安定する。また、ゲート・ソース間電圧調整回路からMOSトランジタに供給される電流が、オペアンプの入力端子に流れることを防止することができ、その電流が流れることによってオペアンプの入力端子の電圧がシフトすることを防止できる。
図2の方式による場合でも、ゲート外電極が出力端子側に接続されていれば、MOSトランジスタに加わるノイズや、MOSトランジスタに流れるリーク電流が、オペアンプの入力側に伝達されない。そのためにオペアンプの出力が安定する。
上記説明は、オペアンプの帰還抵抗に用いる場合に限られる。他の用途に用いる電流制限回路には、図1と図2に例示する種々のタイプを利用することができる。
When the above conditions are satisfied, the body of the NMOS transistor and the body of the PMOS transistor are connected to the output terminal side via the outer gate electrode that is conducted to the body. In this case, noise applied to the substrate of the NMOS transistor or PMOS transistor or a leak current flowing through the substrate is not transmitted to the input side of the operational amplifier. This stabilizes the output of the operational amplifier. In addition, the current supplied to the MOS transistor from the gate-source voltage adjustment circuit can be prevented from flowing to the input terminal of the operational amplifier, and the voltage of the input terminal of the operational amplifier can be shifted by the current flowing. Can be prevented.
Even in the case of the method of FIG. 2, if the outer gate electrode is connected to the output terminal side, noise applied to the MOS transistor and leak current flowing through the MOS transistor are not transmitted to the input side of the operational amplifier. This stabilizes the output of the operational amplifier.
The above description is limited to the case of using the feedback resistor of the operational amplifier. Various types illustrated in FIGS. 1 and 2 can be used for the current limiting circuit used for other applications.

図4に例示するように、2入力2出力のオペアンプ14の第1入力端子2aと第1出力端子8aの間に帰還抵抗10aを挿入し、第2入力端子2bと第2出力端子8bの間に帰還抵抗10bを挿入し、帰還抵抗10a,10bの各々を一対の反対導電型のMOSトランジスタを直列に接続して構成する場合、各MOSトランジスタのゲート外電極が出力端子側を向く向きで接続するとともに、一対の反対導電型のMOSトランジスタの接続順序を同一とすることが好ましい。   As illustrated in FIG. 4, a feedback resistor 10a is inserted between the first input terminal 2a and the first output terminal 8a of the operational amplifier 14 having two inputs and two outputs, and between the second input terminal 2b and the second output terminal 8b. When the feedback resistor 10b is inserted into each, and each of the feedback resistors 10a and 10b is formed by connecting a pair of opposite conductivity type MOS transistors in series, the external gate electrode of each MOS transistor is connected in a direction facing the output terminal side. In addition, the connection order of the pair of opposite conductivity type MOS transistors is preferably the same.

図6は、図1に列挙した直列接続で、帰還抵抗10a、10bを構成する場合を示している。前記したように、オペアンプの帰還抵抗に用いる場合には、反対導電型であるNMOSトランジスタ4とPMOSトランジスタ6の双方を利用するタイプが好ましい。またMOSトランジスタのゲート外電極が出力端子側を向く向きであることが好ましい。すなわち、図1において添え字Rを持つ直列接続を採用することが好ましい。図6は、上記の2条件を満たす直列接続のみを例示している。   FIG. 6 shows a case where the feedback resistors 10a and 10b are configured by the series connection listed in FIG. As described above, when used as a feedback resistor of an operational amplifier, a type using both the NMOS transistor 4 and the PMOS transistor 6 which are opposite conductivity types is preferable. Further, it is preferable that the outer gate electrode of the MOS transistor is directed to the output terminal side. That is, it is preferable to employ a series connection having the subscript R in FIG. FIG. 6 illustrates only the serial connection that satisfies the above two conditions.

図6の(A)と(B)は、帰還抵抗10aを構成するNMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rの接続順序と、帰還抵抗10bを構成するNMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rの接続順序が同一である場合を例示している。これに対して、図6の(C)と(D)は、帰還抵抗10aを構成するNMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rの接続順序と、帰還抵抗10bを構成するNMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rの接続順序が逆である場合を例示している。2入力2出力を持つオペアンプの帰還抵抗に用いる場合は、図6の(C)(D)ではなく、図6の(A)(B)の接続順序を採用することが好ましい。   6A and 6B, the connection order of the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R constituting the feedback resistor 10a and the connection order of the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R constituting the feedback resistor 10b are the same. The case is illustrated. On the other hand, FIGS. 6C and 6D show the connection order of the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R constituting the feedback resistor 10a, and the connection of the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R constituting the feedback resistor 10b. The case where the order is reversed is illustrated. When used as a feedback resistor of an operational amplifier having two inputs and two outputs, it is preferable to adopt the connection order of (A) and (B) in FIG.

例えば、図6(C)の回路構成をとった場合、帰還抵抗10aの側ではゲート・ソース間電圧調整回路5RからNMOSトランジスタ4Rを介して入力端子2aに電流が流れるのに対し(その通電方向にはNMOSトランジスタ4Rが低抵抗)、帰還抵抗10bの側ではゲート・ソース間電圧調整回路7RからPMOSトランジスタ6Rを介して入力端子2bに電流が流れることがない(その通電方向にはPMOSトランジスタ6Rが高抵抗)。同様に図6(D)の回路構成をとった場合、帰還抵抗10aの側ではゲート・ソース間電圧調整回路7RからPMOSトランジスタ6Rを介して入力端子2aに電流が流れないのに対し、帰還抵抗10bの側ではゲート・ソース間電圧調整回路5RからNMOSトランジスタ4Rを介して入力端子2bに電流が流れる。その差が、第1出力端子8aからの出力電圧と、第2出力端子8bからの出力電圧に異なる影響を与える。その結果、オペアンプ14をチョッパアンプに用いる場合、第1出力端子8aからの出力電圧と第2出力端子8bからの出力電圧がアンバランスなものとなり、第1出力端子8aからの出力電圧と第2出力端子8bからの出力電圧を復調したときに、チョッパクロックの1/2周期毎に生じる復調後電圧の凹凸差が大きなものとなってしまう。
それに対して、図6の(A)と(B)に例示するように、NMOSとPMOSの接続順序が同一である場合には、上記のアンバランスが生じない。そのために、第1出力端子8aからの出力電圧と第2出力端子8bからの出力電圧を復調したときにチョッパクロックの1/2周期毎に生じる凹凸差を小さく抑えることができる。
もっとも上記説明は、2入力2出力のオペアンプの帰還抵抗に用いる場合に限られる。他の用途に用いる電流制限回路には、図1と図2に例示する種々のタイプを利用することができる。
For example, in the case of the circuit configuration of FIG. 6C, on the feedback resistor 10a side, a current flows from the gate-source voltage adjustment circuit 5R to the input terminal 2a via the NMOS transistor 4R (the direction of current flow). NMOS transistor 4R has a low resistance), and on the feedback resistor 10b side, no current flows from the gate-source voltage adjusting circuit 7R to the input terminal 2b via the PMOS transistor 6R (the PMOS transistor 6R is in the energizing direction). Is high resistance). Similarly, when the circuit configuration of FIG. 6D is taken, on the feedback resistor 10a side, no current flows from the gate-source voltage adjusting circuit 7R to the input terminal 2a via the PMOS transistor 6R, whereas the feedback resistor 10a On the 10b side, a current flows from the gate-source voltage adjustment circuit 5R to the input terminal 2b via the NMOS transistor 4R. The difference affects the output voltage from the first output terminal 8a and the output voltage from the second output terminal 8b differently. As a result, when the operational amplifier 14 is used as a chopper amplifier, the output voltage from the first output terminal 8a and the output voltage from the second output terminal 8b become unbalanced, and the output voltage from the first output terminal 8a When the output voltage from the output terminal 8b is demodulated, the unevenness difference of the demodulated voltage generated every ½ period of the chopper clock becomes large.
In contrast, as illustrated in FIGS. 6A and 6B, when the connection order of the NMOS and the PMOS is the same, the above imbalance does not occur. For this reason, it is possible to suppress the unevenness difference generated every half cycle of the chopper clock when demodulating the output voltage from the first output terminal 8a and the output voltage from the second output terminal 8b.
However, the above description is limited to the case where the feedback resistor of the operational amplifier with 2 inputs and 2 outputs is used. Various types illustrated in FIGS. 1 and 2 can be used for the current limiting circuit used for other applications.

本明細書に開示されている技術によると、入力電圧と出力電圧の大小関係によることなく、通電電流を一定電流以下に制限する回路をMOSトランジスタで実現することができる。MOSトランジスタは小型化できることから、電流制限回路を小型化することができる。   According to the technique disclosed in this specification, a circuit that limits the energization current to a predetermined current or less can be realized by a MOS transistor without depending on the magnitude relationship between the input voltage and the output voltage. Since the MOS transistor can be miniaturized, the current limiting circuit can be miniaturized.

実施例の電流制限回路の概略回路構成を例示する。The schematic circuit structure of the current limiting circuit of an Example is illustrated. その他の実施例の電流制限回路の概略回路構成を例示する。The schematic circuit configuration of the current limiting circuit of another embodiment is illustrated. 組み合わせて用いる一対のMOSトランジスタの電圧・電流特性を示す。The voltage / current characteristics of a pair of MOS transistors used in combination are shown. 実施例の電流制限回路の適用例の1を示す。1 shows an application example of the current limiting circuit according to the embodiment. 実施例のゲート・ソース間電圧調整回路の回路構成を示す。The circuit structure of the gate-source voltage adjustment circuit of an Example is shown. 適用例1に用いる電流制限回路を示す。The current limiting circuit used for the application example 1 is shown. 実施例の電流制限回路の適用例の2を示す。2 shows an application example 2 of the current limiting circuit of the embodiment. 実施例の電流制限回路の適用例の3を示す。3 shows an application example 3 of the current limiting circuit of the embodiment. 従来のNMOSトランジスタによる電流制限回路を示す。1 shows a current limiting circuit using a conventional NMOS transistor. 従来のPMOSトランジスタによる電流制限回路を示す。1 shows a current limiting circuit using a conventional PMOS transistor.

下記で説明する実施例の主要な特長を以下に例示する。
(特徴1)直列に接続されている第1MOSトランジスタと第2MOSトランジスタの各々に、ゲート・ソース間電圧調整回路が接続されている。各々のMOSトランジスタは、ゲート以外に2つの電極を持っており、通電方向によって、2つの電極のうちの一方がドレインとなり、他方がソースとなる。第1MOSトランジスタには、第1通電方向の際にソースとなる電極とゲートに、第1ゲート・ソース間電圧調整回路が接続されている。第2MOSトランジスタには、第2通電方向の際にソースとなる電極とゲートに、第2ゲート・ソース間電圧調整回路が接続されている。第1ゲート・ソース間電圧調整回路は、第2通電方向の際にはゲート・ソース間電圧調整回路とならないが、第1通電方向の際にはゲート・ソース間電圧調整回路となる。第2ゲート・ソース間電圧調整回路は、第1通電方向の際にはゲート・ソース間電圧調整回路とならないが、第2通電方向の際にはゲート・ソース間電圧調整回路となる。
本明細書でいうゲート・ソース間電圧調整回路は、通電方向によってゲート・ソース間電圧調整回路となったりならなかったりするものをいい、常時にゲート・ソース間電圧を調整するものでない。
第1通電方向の際にソースとなる電極とゲートに第1ゲート・ソース間電圧調整回路が接続されている第1MOSトランジスタと、第2通電方向の際にソースとなる電極とゲートに第2ゲート・ソース間電圧調整回路が接続されている第2MOSトランジスタの直列回路であれば、意図した電流制限回路となる。
(特長2)オペアンプの入力端子と出力端子の間に、NMOSトランジスタとPMOSトランジスタの直列回路と、コンデンサが並列に接続されており、チャージアンプが構成されている。ゲート・ソース間電圧調整回路に、ゲートとゲート外電極が接続されている。NMOSトランジスタとPMOSトランジスタとも、ゲート外電極は出力端子側に接続されている。NMOSトランジスタとPMOSトランジスタとも、ボディはゲート外電極に導通している。NMOSトランジスタとPMOSトランジスタとも、ボディが出力端子側に接続されているために、NMOSトランジスタやPMOSトランジスタの基板に加わるノイズや基板に流れるリーク電流が、チャージアンプの出力電圧に大きな影響を与えることがない。またボディが出力端子側に接続されているので、寄生容量が小さく、寄生容量がチャージアンプのゲインに大きな影響を与えることがない。チャージアンプのゲインは、主としてコンデンサの容量比で決まる。チャージアンプの場合、入力電圧が変化しなくても出力電圧が変化する現象が生じ、チョッパ方式で用いた場合には、復調後の出力電圧にチョッパクロックの1/2周期のノイズが生じる。出力電圧の変化速度は、コンデンサ容量と帰還抵抗の積で決まり、積が大きいほど低速化する。コンデンサ容量が一定の場合には、帰還抵抗が大きいほど、出力電圧の変化速度が低速化する。ゲート・ソース間電圧が調整されているNMOSトランジスタとPMOSトランジスタの直列回路によると、大きな帰還抵抗値を実現することができ、復調後の出力電圧に重畳するチョッパクロックの1/2周期のノイズが小さなチョッパ方式のチャージアンプを実現することができる。
(特長3)電流供給回路と、カレントミラー回路で、ドレイン・ソース間の電流を一定電流以下に制限する電圧を、ゲートとソースの間に印加するゲート・ソース間電圧調整回路が構成されている。
(特長4)カレントミラー回路は、通電電流を所定比率で減少させる。
The main features of the embodiments described below are exemplified below.
(Feature 1) A gate-source voltage adjustment circuit is connected to each of the first MOS transistor and the second MOS transistor connected in series. Each MOS transistor has two electrodes in addition to the gate, and one of the two electrodes serves as a drain and the other serves as a source depending on the energization direction. In the first MOS transistor, a first gate-source voltage adjusting circuit is connected to an electrode and a gate that become a source in the first energization direction. In the second MOS transistor, a second gate-source voltage adjusting circuit is connected to an electrode and a gate which become a source in the second energizing direction. The first gate-source voltage adjustment circuit is not a gate-source voltage adjustment circuit in the second energization direction, but is a gate-source voltage adjustment circuit in the first energization direction. The second gate-source voltage adjustment circuit is not a gate-source voltage adjustment circuit in the first energization direction, but is a gate-source voltage adjustment circuit in the second energization direction.
The gate-source voltage adjustment circuit referred to in this specification means a circuit that does not become a gate-source voltage adjustment circuit depending on the energization direction, and does not always adjust the gate-source voltage.
A first MOS transistor in which a first gate-source voltage adjustment circuit is connected to the gate and source electrode in the first energizing direction, and a second gate in the source electrode and gate in the second energizing direction -If it is a series circuit of the 2nd MOS transistor to which the voltage adjustment circuit between sources is connected, it will become an intended current limiting circuit.
(Feature 2) A series circuit of an NMOS transistor and a PMOS transistor and a capacitor are connected in parallel between the input terminal and the output terminal of the operational amplifier, thereby forming a charge amplifier. A gate and an outer gate electrode are connected to the gate-source voltage adjusting circuit. In both the NMOS transistor and the PMOS transistor, the outer gate electrode is connected to the output terminal side. In both the NMOS transistor and the PMOS transistor, the body is electrically connected to the outer gate electrode. Since the body of the NMOS transistor and the PMOS transistor are connected to the output terminal side, noise applied to the substrate of the NMOS transistor or PMOS transistor or a leakage current flowing through the substrate can greatly affect the output voltage of the charge amplifier. Absent. Further, since the body is connected to the output terminal side, the parasitic capacitance is small, and the parasitic capacitance does not greatly affect the gain of the charge amplifier. The gain of the charge amplifier is mainly determined by the capacitance ratio of the capacitor. In the case of a charge amplifier, a phenomenon occurs in which the output voltage changes even when the input voltage does not change. When the charge amplifier is used in the chopper method, noise of 1/2 period of the chopper clock is generated in the demodulated output voltage. The rate of change of the output voltage is determined by the product of the capacitor capacity and the feedback resistance, and the slower the product, the greater the product. When the capacitance of the capacitor is constant, the change rate of the output voltage decreases as the feedback resistance increases. According to the series circuit of the NMOS transistor and the PMOS transistor in which the gate-source voltage is adjusted, a large feedback resistance value can be realized, and the noise of 1/2 period of the chopper clock superimposed on the output voltage after demodulation is A small chopper charge amplifier can be realized.
(Feature 3) A current supply circuit and a current mirror circuit constitute a gate-source voltage adjustment circuit that applies a voltage between the gate and the source that limits the drain-source current to a certain value or less. .
(Feature 4) The current mirror circuit reduces the energization current at a predetermined ratio.

図1は、入力端子2から出力端子8に流れる電流と出力端子8から入力端子2に流れる電流の双方を、一定電流以下に制限する双方向の電流制限回路の実施例を例示している。
図1の(a)では、反対導電型であるNMOSトランジスタ4とPMOSトランジスタ6の直列回路で構成されている。図1の(b)では、同一導電型であるNMOSトランジスタ4RとNMOSトランジスタ4Lの直列回路で構成されている。図1の(c)では、同一導電型であるPMOSトランジスタ6RとPMOSトランジスタ6Lの直列回路で構成されている。NMOSトランジスタ4RとNMOSトランジスタ4Lは、ゲート・ソース間電圧調整回路5に接続されているゲートでない方の電極(ゲート外電極)の接続方向が相違しており、PMOSトランジスタ6RとPMOSトランジスタ6Lも同様である。本明細書では、添え字を省略する場合には、添え字で区別される複数事象に共通する説明であることを示す。例えば、図1(a)という場合、図1(a1)(a2)(a3)(a4)に共通する説明であることを示し、NMOSトランジスタ4という場合、NMOSトランジスタ4RとNMOSトランジスタ4Lに共通する説明であることを示す。
FIG. 1 illustrates an example of a bidirectional current limiting circuit that limits both the current flowing from the input terminal 2 to the output terminal 8 and the current flowing from the output terminal 8 to the input terminal 2 to a certain current or less.
In FIG. 1 (a), a series circuit of an NMOS transistor 4 and a PMOS transistor 6 having opposite conductivity types is formed. FIG. 1B shows a series circuit of an NMOS transistor 4R and an NMOS transistor 4L having the same conductivity type. In FIG. 1C, a PMOS transistor 6R and a PMOS transistor 6L having the same conductivity type are configured in series. The connection direction of the non-gate electrode (outer gate electrode) connected to the gate-source voltage adjustment circuit 5 is different between the NMOS transistor 4R and the NMOS transistor 4L. The same applies to the PMOS transistor 6R and the PMOS transistor 6L. It is. In this specification, when a subscript is omitted, it indicates that the description is common to a plurality of events distinguished by the subscript. For example, the case of FIG. 1 (a) indicates that the description is common to FIGS. 1 (a1), (a2), (a3), and (a4). The case of the NMOS transistor 4 is common to the NMOS transistor 4R and the NMOS transistor 4L. Indicates an explanation.

NMOSトランジスタ4RのゲートGとゲート外電極48の間には、ゲート・ソース間電圧調整回路5Rによって、NMOSトランジスタ4Rのドレイン・ソース間に所定電流が流れる電圧が印加される。より正確にいうと、ゲート外電極48がソースとなる場合に、ゲート・ソース間電圧調整回路5RによってNMOSトランジスタ4Rのゲート・ソース間電圧が調整され、NMOSトランジスタ4Rのドレイン・ソース間に流れる電流が所定電流に制限される。同様に、NMOSトランジスタ4LのゲートGとゲート外電極42の間には、ゲート・ソース間電圧調整回路5Lによって、NMOSトランジスタ4Lのドレイン・ソース間に所定電流が流れる電圧が印加される。同様に、PMOSトランジスタ6RのゲートGとゲート外電極68の間には、ゲート・ソース間電圧調整回路7Rによって、PMOSトランジスタ6Rのドレイン・ソース間に所定電流が流れる電圧が印加される。同様に、PMOSトランジスタ6LのゲートGとゲート外電極62の間には、ゲート・ソース間電圧調整回路7Lによって、PMOSトランジスタ6Lのドレイン・ソース間に所定電流が流れる電圧が印加される。   A voltage at which a predetermined current flows between the drain and source of the NMOS transistor 4R is applied between the gate G and the outer gate electrode 48 of the NMOS transistor 4R by the gate-source voltage adjustment circuit 5R. More precisely, when the outer gate electrode 48 is the source, the gate-source voltage adjustment circuit 5R adjusts the gate-source voltage of the NMOS transistor 4R, and the current flowing between the drain and source of the NMOS transistor 4R. Is limited to a predetermined current. Similarly, a voltage at which a predetermined current flows between the drain and the source of the NMOS transistor 4L is applied between the gate G and the outer gate electrode 42 of the NMOS transistor 4L by the gate-source voltage adjusting circuit 5L. Similarly, a voltage at which a predetermined current flows between the drain and the source of the PMOS transistor 6R is applied between the gate G and the outer gate electrode 68 of the PMOS transistor 6R by the gate-source voltage adjusting circuit 7R. Similarly, a voltage at which a predetermined current flows between the drain and the source of the PMOS transistor 6L is applied between the gate G and the outer gate electrode 62 of the PMOS transistor 6L by the gate-source voltage adjusting circuit 7L.

図1に示すように、NMOSトランジスタ4RのボディBはゲート外電極48を介してゲート・ソース間電圧調整回路5Rに接続されており、NMOSトランジスタ4LのボディBはゲート外電極42を介してゲート・ソース間電圧調整回路5Lに接続されており、PMOSトランジスタ6RのボディBはゲート外電極68を介してゲート・ソース間電圧調整回路7Rに接続されており、PMOSトランジスタ6LのボディBはゲート外電極62を介してゲート・ソース間電圧調整回路7Lに接続されている。 As shown in FIG. 1, the body B of the NMOS transistor 4R is connected to the gate-source voltage adjustment circuit 5R via the outer gate electrode 48, and the body B of the NMOS transistor 4L is gated via the outer gate electrode 42. The body B of the PMOS transistor 6R is connected to the gate-source voltage adjustment circuit 7R via the outer gate electrode 68, and the body B of the PMOS transistor 6L is outside the gate. The electrode 62 is connected to the gate-source voltage adjusting circuit 7L.

図2に示すように、NMOSトランジスタ4のボディを接地電圧(ゲート・ソース間電圧調整回路用電源の低電圧側端子の電圧)に接続し、PMOSトランジスタ6のボディをVcc(ゲート・ソース間電圧調整回路用電源の高電圧側端子の電圧)に接続してもよい。   As shown in FIG. 2, the body of the NMOS transistor 4 is connected to the ground voltage (the voltage at the low voltage side terminal of the power supply for the gate-source voltage adjustment circuit), and the body of the PMOS transistor 6 is connected to the Vcc (gate-source voltage). You may connect to the voltage of the high voltage side terminal of the power supply for adjustment circuits.

図1(a)と図2(a)の電流制限回路は、入力端子2と出力端子8の間に一対のMOSトランジスタ(4Rと6R、または4Lと6L)が直列に接続されており、各トランジスタのゲートとゲート外電極に、ドレイン・ソース間に定電流を通電するゲート・ソース間電圧を印加する電圧調整回路が接続されている。一対のトランジスタは反対導電型であり、一対のトランジスタのゲート外電極が同一方向を向く向きで接続されている。すなわち、(a1)と(a2)の場合、ゲート外電極48,68はともに出力端子8側に接続されており、(a3)と(a4)の場合、ゲート外電極42,62はともに入力端子2側に接続されている。
図1(b)と図2(b)の電流制限回路は、入力端子2と出力端子8の間に一対のNMOSトランジスタ4R,4Lが直列に接続されており、各トランジスタのゲートとゲート外電極に、ドレイン・ソース間に定電流を通電するゲート・ソース間電圧を印加する電圧調整回路が接続されている。一対のトランジスタ4R,4Lは同一導電型であり、一対のトランジスタ4R,4Lのゲート外電極48R、42Lが反対方向を向く向きで接続されている。すなわち、ゲート外電極48Rは出力端子8側に接続されており、ゲート外電極42Lは入力端子2側に接続されている。
図1(c)と図2(c)の電流制限回路は、入力端子2と出力端子8の間に一対のPMOSトランジスタ6R,6Lが直列に接続されており、各トランジスタのゲートとゲート外電極に、ドレイン・ソース間に定電流を通電するゲート・ソース間電圧を印加する電圧調整回路が接続されている。一対のトランジスタ6R,6Lは同一導電型であり、一対のトランジスタ6R,6Lのゲート外電極68R、62Lが反対方向を向く向きで接続されている。すなわち、ゲート外電極68Rは出力端子8側に接続されており、ゲート外電極62Lは入力端子2側に接続されている。
図1と図2に例示されている電流制限回路は、入力端子2から出力端子8に流れる電流と出力端子8から入力端子2に流れる電流の双方を一定電流以下に制限する。双方向の電流制限回路として機能する。
1A and 2A, a pair of MOS transistors (4R and 6R, or 4L and 6L) are connected in series between an input terminal 2 and an output terminal 8, A voltage adjustment circuit for applying a gate-source voltage for applying a constant current between the drain and the source is connected to the gate and the outer electrode of the transistor. The pair of transistors are of the opposite conductivity type, and the gate outer electrodes of the pair of transistors are connected in a direction facing the same direction. That is, in the cases (a1) and (a2), the gate outer electrodes 48 and 68 are both connected to the output terminal 8 side, and in the cases (a3) and (a4), the gate outer electrodes 42 and 62 are both input terminals. It is connected to the 2 side.
1B and 2B, a pair of NMOS transistors 4R and 4L are connected in series between an input terminal 2 and an output terminal 8, and the gate and the outer gate electrode of each transistor are connected. In addition, a voltage adjustment circuit for applying a gate-source voltage for applying a constant current between the drain and the source is connected. The pair of transistors 4R and 4L are of the same conductivity type, and the gate outer electrodes 48R and 42L of the pair of transistors 4R and 4L are connected in the opposite direction. That is, the outer gate electrode 48R is connected to the output terminal 8 side, and the outer gate electrode 42L is connected to the input terminal 2 side.
In the current limiting circuit of FIG. 1C and FIG. 2C, a pair of PMOS transistors 6R and 6L are connected in series between the input terminal 2 and the output terminal 8, and the gate and the outer gate electrode of each transistor. In addition, a voltage adjustment circuit for applying a gate-source voltage for applying a constant current between the drain and the source is connected. The pair of transistors 6R and 6L are of the same conductivity type, and the outer gate electrodes 68R and 62L of the pair of transistors 6R and 6L are connected in the opposite direction. That is, the outer gate electrode 68R is connected to the output terminal 8 side, and the outer gate electrode 62L is connected to the input terminal 2 side.
The current limiting circuit illustrated in FIGS. 1 and 2 limits both the current flowing from the input terminal 2 to the output terminal 8 and the current flowing from the output terminal 8 to the input terminal 2 to a certain current or less. Functions as a bidirectional current limiting circuit.

図3(1)は、ゲートとゲート外電極間に定電圧が印加されており、ゲート外電極が出力端子側に接続されているNMOSトランジスタ4Rのドレイン・ソース間の電圧と電流の関係を示している。
図3(2)は、ゲートとゲート外電極間に定電圧が印加されており、ゲート外電極が出力端子側に接続されているPMOSトランジスタ6Rのドレイン・ソース間の電圧と電流の関係を示している。
図3(2)の直線b1に示すように、PMOSトランジスタ6Rは、出力端子8の電圧が入力端子2の電圧よりも高い場合には、その電圧差が増大しても通電電流を一定値以下に制限する特性を備えている。それに対して、図3(1)の直線a2に示すように、出力端子8の電圧が入力端子2の電圧よりも高い場合には、NMOSトランジスタ4Rによって通電電流値を制限することができない。
一方、図3(1)の直線a1に示すように、NMOSトランジスタ4Rは、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高い場合には、その電圧差が増大しても通電電流値を一定値以下に制限する特性を備えている。それに対して、図3(2)の直線b2に示すように、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高い場合は、PMOSトランジスタ6Rによって通電電流値を制限することができない。
NMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rのゲート外電極を同じ向きにして(この場合には、ともに出力端子側に向けて)直列に接続しておけば、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高い場合でも低い場合でも、通電電流値を一定電流以下に制限することができる。
図1の(a2)の電流制限回路でも同じ現象が得られる。
FIG. 3A shows the relationship between the voltage and current between the drain and source of the NMOS transistor 4R in which a constant voltage is applied between the gate and the outer electrode, and the outer electrode is connected to the output terminal side. ing.
FIG. 3B shows the relationship between the voltage and current between the drain and source of the PMOS transistor 6R in which a constant voltage is applied between the gate and the outer electrode, and the outer electrode is connected to the output terminal side. ing.
As shown by the straight line b1 in FIG. 3B, when the voltage at the output terminal 8 is higher than the voltage at the input terminal 2, the PMOS transistor 6R reduces the energization current below a certain value even if the voltage difference increases. It has the characteristic to limit to. On the other hand, when the voltage at the output terminal 8 is higher than the voltage at the input terminal 2 as indicated by the straight line a2 in FIG. 3A, the conduction current value cannot be limited by the NMOS transistor 4R.
On the other hand, as indicated by the straight line a1 in FIG. 3 (1), the NMOS transistor 4R has an energization current value even when the voltage difference increases when the voltage at the input terminal 2 is higher than the voltage at the output terminal 8. It has a characteristic that limits it below a certain value. On the other hand, when the voltage at the input terminal 2 is higher than the voltage at the output terminal 8, as shown by the straight line b2 in FIG. 3B, the conduction current value cannot be limited by the PMOS transistor 6R.
If the outer gate electrodes of the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R are connected in series with the same orientation (in this case, both toward the output terminal side), the voltage at the input terminal 2 becomes higher than the voltage at the output terminal 8. Whether the current is high or low, the energization current value can be limited to a certain current or less.
The same phenomenon can be obtained with the current limiting circuit of FIG.

図3(1)は、ゲート外電極が入力端子側に接続されているPMOSトランジスタ6Lのドレイン・ソース間の電圧と電流の関係をも示しており、図3(2)は、ゲート外電極が入力端子側に接続されているNMOSトランジスタ4Lのドレイン・ソース間の電圧と電流の関係をも示している。
図3(2)の直線b1に示すように、NMOSトランジスタ4Lは、出力端子8の電圧が入力端子2の電圧よりも高い場合には、その電圧差が増大しても通電電流を一定値以下に制限する特性を備えている。図3(1)の直線a1に示すように、PMOSトランジスタ6Lは、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高い場合には、その電圧差が増大しても通電電流値を一定値以下に制限する特性を備えている。PMOSトランジスタ6LとNMOSトランジスタ4Lを直列に接続しておけば、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高い場合でも低い場合でも、通電電流値を一定電流以下に制限することができる。図1の(a4)の電流制限回路でも同じ現象が得られる。
NMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rの直列接続の例、ならびにNMOSトランジスタ4LとPMOSトランジスタ6Lの直列接続の例から明らかに、反対導電型のMOSを直列接続する場合、一対のMOSのゲート外電極が同一向きでさえあればよく、ゲート外電極が入力端子側を向いていてもよいし、出力端子側を向いていてもよい。また、入力端子2側にNMOSトランジスタ4が配置されていてもよいし、PMOSトランジスタ6が配置されていてもよい。
FIG. 3 (1) also shows the relationship between the drain-source voltage and current of the PMOS transistor 6L in which the outer gate electrode is connected to the input terminal side, and FIG. The relationship between the voltage and current between the drain and source of the NMOS transistor 4L connected to the input terminal side is also shown.
As shown by the straight line b1 in FIG. 3 (2), the NMOS transistor 4L has an energization current below a certain value even when the voltage difference increases when the voltage at the output terminal 8 is higher than the voltage at the input terminal 2. It has the characteristic to limit to. As indicated by the straight line a1 in FIG. 3A, when the voltage at the input terminal 2 is higher than the voltage at the output terminal 8, the PMOS transistor 6L has a constant current value even if the voltage difference increases. It has the following characteristics. If the PMOS transistor 6L and the NMOS transistor 4L are connected in series, the energization current value can be limited to a certain current or less regardless of whether the voltage at the input terminal 2 is higher or lower than the voltage at the output terminal 8. The same phenomenon can be obtained with the current limiting circuit of FIG.
As is apparent from the example of the series connection of the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R and the example of the series connection of the NMOS transistor 4L and the PMOS transistor 6L, when the opposite conductivity type MOSs are connected in series, the pair of MOS gate electrodes are the same. The outer electrode may be directed to the input terminal side or may be directed to the output terminal side. Further, the NMOS transistor 4 may be arranged on the input terminal 2 side, or the PMOS transistor 6 may be arranged.

図3(1)は、ゲート外電極が出力端子側に接続されているNMOSトランジスタ4Rのドレイン・ソース間の電圧と電流の関係を示しており、図3(2)は、ゲート外電極が入力端子側に接続されているNMOSトランジスタ4Lのドレイン・ソース間の電圧と電流の関係をも示している。
図3(2)の直線b1に示すように、NMOSトランジスタ4Lは、出力端子8の電圧が入力端子2の電圧よりも高い場合には、その電圧差が増大しても通電電流を一定値以下に制限する特性を備えている。図3(1)の直線a1に示すように、NMOSトランジスタ4Rは、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高い場合には、その電圧差が増大しても通電電流値を一定値以下に制限する特性を備えている。NMOSトランジスタ4RとNMOSトランジスタ4Lのゲート外電極を逆向きにして直列に接続しておけば、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高い場合でも低い場合でも、通電電流値を一定電流以下に制限することができる。
FIG. 3 (1) shows the relationship between the voltage and current between the drain and source of the NMOS transistor 4R in which the outer gate electrode is connected to the output terminal side, and FIG. The relationship between the voltage and current between the drain and source of the NMOS transistor 4L connected to the terminal side is also shown.
As shown by the straight line b1 in FIG. 3 (2), the NMOS transistor 4L has an energization current below a certain value even when the voltage difference increases when the voltage at the output terminal 8 is higher than the voltage at the input terminal 2. It has the characteristic to limit to. As indicated by the straight line a1 in FIG. 3A, the NMOS transistor 4R has a constant current value even when the voltage difference increases when the voltage at the input terminal 2 is higher than the voltage at the output terminal 8. It has the following characteristics. If the outer gate electrodes of the NMOS transistor 4R and the NMOS transistor 4L are connected in series in the opposite direction, the current value can be kept constant regardless of whether the voltage at the input terminal 2 is higher or lower than the voltage at the output terminal 8. The following can be limited.

図3(1)は、ゲート外電極が入力端子側に接続されているPMOSトランジスタ6Lのドレイン・ソース間の電圧と電流の関係をも示しており、図3(2)は、ゲート外電極が出力端子側に接続されているPMOSトランジスタ6Rのドレイン・ソース間の電圧と電流の関係を示している。
図3(2)の直線b1に示すように、PMOSトランジスタ6Rは、出力端子8の電圧が入力端子2の電圧よりも高い場合には、その電圧差が増大しても通電電流を一定値以下に制限する特性を備えている。図3(1)の直線a1に示すように、PMOSトランジスタ6Lは、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高い場合には、その電圧差が増大しても通電電流値を一定値以下に制限する特性を備えている。PMOSトランジスタ6RとPMOSトランジスタ6Lのゲート外電極を逆向きにして直列に接続しておけば、入力端子2の電圧が出力端子8の電圧よりも高い場合でも低い場合でも、通電電流値を一定電流以下に制限することができる。
FIG. 3 (1) also shows the relationship between the drain-source voltage and current of the PMOS transistor 6L in which the outer gate electrode is connected to the input terminal side, and FIG. The relationship between the voltage and current between the drain and source of the PMOS transistor 6R connected to the output terminal side is shown.
As shown by the straight line b1 in FIG. 3B, when the voltage at the output terminal 8 is higher than the voltage at the input terminal 2, the PMOS transistor 6R reduces the energization current below a certain value even if the voltage difference increases. It has the characteristic to limit to. As indicated by the straight line a1 in FIG. 3A, when the voltage at the input terminal 2 is higher than the voltage at the output terminal 8, the PMOS transistor 6L has a constant current value even if the voltage difference increases. It has the following characteristics. If the outer gate electrodes of the PMOS transistor 6R and the PMOS transistor 6L are connected in series in the opposite direction, the energization current value is kept constant regardless of whether the voltage at the input terminal 2 is higher or lower than the voltage at the output terminal 8. The following can be limited.

図3(1)の特性のMOSトランジスタを入力端子側に接続するとともに、図3(2)の特性のMOSトランジスタを出力端子側に接続してもよい。逆に、図3(1)の特性のMOSトランジスタを出力端子側に接続するとともに、図3(2)の特性のMOSトランジスタを入力端子側に接続してもよい。いずれにしても双方向の電流制限回路となる。   The MOS transistor having the characteristics shown in FIG. 3A may be connected to the input terminal side, and the MOS transistor having the characteristics shown in FIG. 3B may be connected to the output terminal side. Conversely, the MOS transistor having the characteristics shown in FIG. 3A may be connected to the output terminal side, and the MOS transistor having the characteristics shown in FIG. 3B may be connected to the input terminal side. In any case, a bidirectional current limiting circuit is obtained.

図4は、実施例の電流制限回路10をオペアンプ14の帰還抵抗に用いた適用例を示している。図4の場合、2入力2出力のオペアンプ14を例示しており、帰還抵抗10a,10bの双方が、図1の電流制限回路10で構成されている。この場合、図6を参照して説明したように、(条件1)ゲート外電極を出力端子8側に向けたNMOSトランジスタ4Rと、ゲート外電極を出力端子8側に向けたPMOSトランジスタ6Rで電流制限回路10,10aを構成し、(条件2)帰還抵抗10aにおけるNMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rの接続順序と、帰還抵抗10bにおけるNMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rの接続順序を一致させることが好ましい。すなわち、図6の(A),(B)に示す電流制限回路を用いることが好ましい。
帰還容量12a,12bが接続されているオペアンプ14は、チャージアンプとして機能する。帰還抵抗10a,10bの抵抗値が高いと、チャージアンプ14の出力電圧が経過時間とともに変化する速度を低速化することができる。このために、復調後の出力電圧に生じるチョッパクロックの1/2周期のノイズの大きさを抑制することができる。
PMOSトランジスタ4とNMOSトランジスタ6の直列回路で帰還抵抗10a,10bを実現すると、高抵抗に調整できることから、チャージアンプ14をチョッパンアンプに用いた場合に、復調後の出力電圧に現れるノイズ(チョッパクロックの1/2周期に同期した電圧変化)を小さく抑えることができる増幅後電圧が得られる。また、ボディに接続されているゲート外電極を出力端子8側に向けたNMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rを用いると、ノイズの影響を受けにくいチョッパンアンプを実現できる。また、同一の接続順序で接続したPMOSトランジスタ4RとNMOSトランジスタ6Rの直列回路で帰還抵抗10a,10bを実現すると、ゲート・ソース間電圧調整回路5,7等からMOSトランジスタ4R,6R等を介してオペアンプ14の2つの入力端子2a,2bに、異なる大きさの電流が流れることがない。このために、オペアンプ14の2つの出力端子8a,8bからアンバランスな電圧が出力されることがない。オペアンプ14の2つの出力端子8a,8bからアンバランスな電圧が出力されると、復調後電圧にチョッパクロックの1/2周期で変動する凹凸が現れる。同一の接続順序で接続したNMOSトランジスタ4RとPMOSトランジスタ6Rの直列回路で帰還抵抗10a,10bを実現すると、復調後電圧に生じる凹凸の大きさを減少することができる。
FIG. 4 shows an application example in which the current limiting circuit 10 of the embodiment is used as the feedback resistor of the operational amplifier 14. In the case of FIG. 4, a two-input two-output operational amplifier 14 is illustrated, and both the feedback resistors 10a and 10b are configured by the current limiting circuit 10 of FIG. In this case, as described with reference to FIG. 6, (Condition 1) the current flows between the NMOS transistor 4R with the outer gate electrode facing the output terminal 8 and the PMOS transistor 6R with the outer gate electrode facing the output terminal 8. It is preferable that the limiting circuits 10 and 10a are configured, and (Condition 2) the connection order of the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R in the feedback resistor 10a and the connection order of the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R in the feedback resistor 10b be matched. That is, it is preferable to use the current limiting circuit shown in FIGS.
The operational amplifier 14 to which the feedback capacitors 12a and 12b are connected functions as a charge amplifier. When the resistance values of the feedback resistors 10a and 10b are high, the rate at which the output voltage of the charge amplifier 14 changes with the elapsed time can be reduced. For this reason, it is possible to suppress the magnitude of the noise of 1/2 period of the chopper clock generated in the output voltage after demodulation.
If the feedback resistors 10a and 10b are realized by the series circuit of the PMOS transistor 4 and the NMOS transistor 6, the resistance can be adjusted to a high resistance. Therefore, when the charge amplifier 14 is used as a chopper amplifier, noise (chopper) appearing in the output voltage after demodulation. A post-amplification voltage can be obtained that can suppress a change in voltage in synchronization with a half cycle of the clock. In addition, when the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R having the outer gate electrode connected to the body facing the output terminal 8 are used, a chopping amplifier that is less susceptible to noise can be realized. Further, when the feedback resistors 10a and 10b are realized by the series circuit of the PMOS transistor 4R and the NMOS transistor 6R connected in the same connection order, the gate-source voltage adjusting circuits 5 and 7 etc. are connected via the MOS transistors 4R and 6R etc. Different currents do not flow through the two input terminals 2 a and 2 b of the operational amplifier 14. For this reason, an unbalanced voltage is not output from the two output terminals 8a and 8b of the operational amplifier 14. When an unbalanced voltage is output from the two output terminals 8a and 8b of the operational amplifier 14, irregularities appearing in the demodulated voltage that fluctuate in a half cycle of the chopper clock. When the feedback resistors 10a and 10b are realized by a series circuit of the NMOS transistor 4R and the PMOS transistor 6R connected in the same connection order, the size of the unevenness generated in the demodulated voltage can be reduced.

図5は、ゲート・ソース間電圧調整回路5,7の回路構成を示している。参照番号22は、基準電流を流す電流回路を示しており、PMOS(P4)とPMOS(P5)のゲート・ソース間電圧、ならびにNMOS(N4)とNMOS(N5)のゲート・ソース間電圧を、PMOS(P4)のドレイン・ソース間と、NMOS(N4)のドレイン・ソース間と、抵抗Rを流れる電流が基準値Irefとなり、PMOS(P5)のドレイン・ソース間と、NMOS(N5)のドレイン・ソース間を流れる電流が基準値Irefとなるゲート・ソース間電圧に調整する。回路22は、MOSトランジスタのドレイン・ソース間を基準電流Irefが流れるだけのゲート・ソース間電圧に調整する定電流回路を構成している。後記するように、参照番号20は起動回路であり、参照番号24はカレントミラー回路である。
図3の帰還抵抗10a、10bに対して、図5の起動回路20と定電流回路22の組を一組使用する。また、図3の帰還抵抗10aに対して、1個のカレントミラー回路24を使用し、帰還抵抗10bに対して他の1個のカレントミラー回路24を使用する。
FIG. 5 shows the circuit configuration of the gate-source voltage adjusting circuits 5 and 7. Reference numeral 22 denotes a current circuit for supplying a reference current. The gate-source voltage of PMOS (P4) and PMOS (P5) and the gate-source voltage of NMOS (N4) and NMOS (N5) are represented by The current flowing through the resistor R between the drain and source of the PMOS (P4), between the drain and source of the NMOS (N4) becomes the reference value Iref, between the drain and source of the PMOS (P5), and the drain of the NMOS (N5) -Adjust the gate-source voltage so that the current flowing between the sources becomes the reference value Iref. The circuit 22 constitutes a constant current circuit that adjusts the voltage between the gate and the source so that the reference current Iref flows between the drain and the source of the MOS transistor. As will be described later, reference numeral 20 is an activation circuit, and reference numeral 24 is a current mirror circuit.
For the feedback resistors 10a and 10b in FIG. 3, one set of the starting circuit 20 and the constant current circuit 22 in FIG. 5 is used. Further, one current mirror circuit 24 is used for the feedback resistor 10a of FIG. 3, and another current mirror circuit 24 is used for the feedback resistor 10b.

PMOS(P5)とPMOS(P6)はカレントミラー回路を構成し、NMOS(N6)とNMOS(N9)はカレントミラー回路を構成している。図5の(b)は、各MOSトランジスタのチャネル幅をWとし、チャネル長をLとしたときの、W/Lの比率を示している。PMOS(P5)とPMOS(P6)のカレントミラー回路では、W/Lの比率が20:1であり、NMOS(N6)とNMOS(N9)はカレントミラー回路では、W/Lの比率が1:0.2である。結局、NMOS(N9)のドレイン・ソース間には、PMOS(P5)のドレイン・ソース間を流れる電流の1/100の電流が流れる。PMOS(P5)のドレイン・ソース間を流れる電流は、定電流回路22によって基準電流Irefに制限されていることから、NMOS(N9)のドレイン・ソース間を流れる電流も、一定電流に制限される。ただし、NMOS(N9)を流れる電流は、PMOS(P5)を流れる基準電流Irefの1/100という微弱なものである。NMOS(N9)は、実質的に非常に大きな抵抗値を持つ抵抗素子として機能する。
なお、W/Lの比率は必要に応じて選択することができる。例えばMOS(P5)とPMOS(P6)とNMOS(N6)とNMOS(N9)のW/Lの比率を、20:0.2:0.2:0.2としてもよい。
PMOS (P5) and PMOS (P6) constitute a current mirror circuit, and NMOS (N6) and NMOS (N9) constitute a current mirror circuit. FIG. 5B shows the ratio of W / L when the channel width of each MOS transistor is W and the channel length is L. In the current mirror circuit of PMOS (P5) and PMOS (P6), the ratio of W / L is 20: 1, and in the current mirror circuit of NMOS (N6) and NMOS (N9), the ratio of W / L is 1: 0.2. Eventually, a current 1/100 of the current flowing between the drain and source of the PMOS (P5) flows between the drain and source of the NMOS (N9). Since the current flowing between the drain and source of the PMOS (P5) is limited to the reference current Iref by the constant current circuit 22, the current flowing between the drain and source of the NMOS (N9) is also limited to a constant current. . However, the current flowing through the NMOS (N9) is as weak as 1/100 of the reference current Iref flowing through the PMOS (P5). The NMOS (N9) functions as a resistance element having a substantially very large resistance value.
The W / L ratio can be selected as necessary. For example, the W / L ratio of MOS (P5), PMOS (P6), NMOS (N6), and NMOS (N9) may be 20: 0.2: 0.2: 0.2.

PMOS(P5)とPMOS(P6)はカレントミラー回路を構成し、PMOS(P6)とPMOS(P7)はカレントミラー回路を構成し、PMOS(P7)とPMOS(P8)はカレントミラー回路を構成し、PMOS(P8)とPMOS(P9)はカレントミラー回路を構成している。PMOS(P5)とPMOS(P6)のカレントミラー回路ではW/Lの比率が20:1であり、PMOS(P6)とPMOS(P7)のカレントミラー回路ではW/Lの比率が1:1であり、PMOS(P7)とPMOS(P8)のカレントミラー回路ではW/Lの比率が1:1であり、PMOS(P8)とPMOS(P9)のカレントミラー回路ではW/Lの比率が1:0.2である。結局、PMOS(P9)のドレイン・ソース間には、PMOS(P5)のドレイン・ソース間を流れる電流の1/100の電流が流れる。PMOS(P5)のドレイン・ソース間を流れる電流は、定電流回路22によって基準電流Irefに制限されていることから、PMOS(P9)のドレイン・ソース間を流れる電流も一定電流に制限される。ただし、PMOS(P9)を流れる電流は、PMOS(P5)を流れる基準電流Irefの1/100という微弱なものである。PMOS(P9)は、実質的に非常に大きな抵抗値を持つ抵抗素子として機能する。
ここでもW/Lの比率は必要に応じて選択することができる。PMOS(P9)を流れる電流を非常に微弱なものとし、PMOS(P9)の抵抗値を増大させることができる。
PMOS (P5) and PMOS (P6) constitute a current mirror circuit, PMOS (P6) and PMOS (P7) constitute a current mirror circuit, and PMOS (P7) and PMOS (P8) constitute a current mirror circuit. PMOS (P8) and PMOS (P9) constitute a current mirror circuit. In the current mirror circuit of PMOS (P5) and PMOS (P6), the W / L ratio is 20: 1, and in the current mirror circuit of PMOS (P6) and PMOS (P7), the W / L ratio is 1: 1. In the current mirror circuit of PMOS (P7) and PMOS (P8), the W / L ratio is 1: 1, and in the current mirror circuit of PMOS (P8) and PMOS (P9), the W / L ratio is 1: 0.2. Eventually, a current 1/100 of the current flowing between the drain and source of the PMOS (P5) flows between the drain and source of the PMOS (P9). Since the current flowing between the drain and source of the PMOS (P5) is limited to the reference current Iref by the constant current circuit 22, the current flowing between the drain and source of the PMOS (P9) is also limited to a constant current. However, the current flowing through the PMOS (P9) is as weak as 1/100 of the reference current Iref flowing through the PMOS (P5). The PMOS (P9) functions as a resistance element having a substantially very large resistance value.
Again, the W / L ratio can be selected as needed. The current flowing through the PMOS (P9) can be made very weak, and the resistance value of the PMOS (P9) can be increased.

回路20は、起動回路である。仮に起動回路20がなければ、電源投入時に定電流回路22のPMOS(P4)とPMOS(P5)のゲート・ソース間電圧が電源電圧Vccで安定してしまい、定電流回路22が本来の動作モードにはいらない。起動回路20が用意されていると、そのなかのトランジスタが順々にオンしていく動作が得られ、電源投入時に定電流回路22のPMOS(P4)とPMOS(P5)のゲート・ソース間電圧が電源電圧Vccで安定してしまう現象を発生させない。その状態で定電流回路22が動作し始めると、定電流回路22は定電流回路22を流れる電流を定電流に調整するという本来の動作モードにはいることができる。   The circuit 20 is a startup circuit. If the starter circuit 20 is not provided, the gate-source voltage of the PMOS (P4) and PMOS (P5) of the constant current circuit 22 is stabilized at the power supply voltage Vcc when the power is turned on, and the constant current circuit 22 operates in the original operation mode. Don't enter. When the starter circuit 20 is prepared, an operation in which the transistors in the starter circuit 20 are sequentially turned on is obtained, and the gate-source voltage of the PMOS (P4) and PMOS (P5) of the constant current circuit 22 when the power is turned on. Does not stabilize at the power supply voltage Vcc. When the constant current circuit 22 starts to operate in this state, the constant current circuit 22 can enter the original operation mode in which the current flowing through the constant current circuit 22 is adjusted to a constant current.

図2に示す電流制限回路の場合、図5に示したゲート・ソース間電圧調整回路にも変形を必要とする。図2に示す電流制限回路の場合は、図5に示されているNMOSトランジスタN9のボディをGND電圧に落とす。その場合、N9とミラーを構成するNMOSトランジスタN6のボディもGND電圧に落とす。また、図2に示す電流制限回路の場合、図5のPMOSトランジスタP9のボディをVcc電圧とする。その場合、P9とミラーを構成するPMOSトランジスタP8のボディもVcc電圧とする。   In the case of the current limiting circuit shown in FIG. 2, the gate-source voltage adjusting circuit shown in FIG. 5 needs to be modified. In the case of the current limiting circuit shown in FIG. 2, the body of the NMOS transistor N9 shown in FIG. 5 is dropped to the GND voltage. In that case, the body of the NMOS transistor N6 that forms a mirror with N9 is also dropped to the GND voltage. In the case of the current limiting circuit shown in FIG. 2, the body of the PMOS transistor P9 shown in FIG. In this case, the body of P9 and the PMOS transistor P8 constituting the mirror is also set to the Vcc voltage.

本実施例の電流制限回路は、前記したように、オペアンプの帰還抵抗を提供するために利用することができるが、その適用例はそれに限られない。例えば、図7は、本実施例の電流制限回路を利用してローパスフィルタ回路を構成した場合を例示している。電流制限回路を利用することで、入力端子2の入力電圧から高周波を除去した電圧を出力端子8から出力するローパスフィルタ回路を構成することができる。なお、30は基準電圧線であり、32はコンデンサである。
図8は、本実施例の電流制限回路を利用してハイパスフィルタ回路を構成した場合を例示している。端子34に入力する入力電圧から低周波を除去した電圧を端子38から出力するハイパスフィルタ回路を構成することができる。なお、40は基準電圧線であり、36はコンデンサである。
図4、図7、図8は、本実施例の電流制限回路の適用例を例示するものであり、これらに限られるものでない。また、図7、図8の用途に用いる場合には、図1に例示した種々の電流制限回路を利用することができる。図4の用途に用いる場合には、図6(A)(B)に例示した種々の電流制限回路を利用することができる。
As described above, the current limiting circuit of this embodiment can be used to provide a feedback resistor of an operational amplifier, but the application example is not limited thereto. For example, FIG. 7 illustrates a case where a low-pass filter circuit is configured using the current limiting circuit of this embodiment. By using the current limiting circuit, a low-pass filter circuit that outputs from the output terminal 8 a voltage obtained by removing a high frequency from the input voltage at the input terminal 2 can be configured. Reference numeral 30 is a reference voltage line, and 32 is a capacitor.
FIG. 8 illustrates a case where a high-pass filter circuit is configured using the current limiting circuit of this embodiment. A high-pass filter circuit that outputs from the terminal 38 a voltage obtained by removing low frequencies from the input voltage input to the terminal 34 can be configured. Reference numeral 40 is a reference voltage line, and 36 is a capacitor.
4, 7, and 8 exemplify application examples of the current limiting circuit of the present embodiment, and the present invention is not limited to these. Further, when used in the applications of FIGS. 7 and 8, various current limiting circuits illustrated in FIG. 1 can be used. When used in the application of FIG. 4, various current limiting circuits illustrated in FIGS. 6A and 6B can be used.

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
また下記に記載する特許請求の範囲の技術的範囲は、実施例に限定されない。実施例はあくまで実施例を例示するものである。
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
The technical scope of the claims described below is not limited to the examples. The examples are merely illustrative.

2:入力端子
4:NMOS
5:ゲート・ソース間電圧調整回路
6:PMOS
7:ゲート・ソース間電圧調整回路
8:出力端子
10:帰還抵抗
12:帰還容量
14:オペアンプ
2: Input terminal 4: NMOS
5: Gate-source voltage adjustment circuit 6: PMOS
7: Voltage adjustment circuit between gate and source 8: Output terminal 10: Feedback resistor 12: Feedback capacitor 14: Operational amplifier

Claims (2)

チョッパ方式で用いる2入力・2出力のオペアンプの第1入力端子と第1出力端子の間と、前記オペアンプの第2入力端子と第2出力端子の間の夫々に、NMOSトランジスタとPMOSトランジスタが直列に接続されており、
前記第1入力端子と第1出力端子の間に接続されている前記NMOSトランジスタとPMOSトランジスタの接続順序と、前記第2入力端子と第2出力端子の間に接続されている前記NMOSトランジスタとPMOSトランジスタの接続順序が同一であり、
前記各MOSトランジスタの前記出力端子側の電極とゲート電極に、前記各MOSトランジスタのドレイン・ソース間に流れる電流を一定電流以下に制限するゲート・ソース間電圧を印加するゲート・ソース間電圧調整回路が接続されていることを特徴とするチャージアンプ。
An NMOS transistor and a PMOS transistor are connected in series between the first input terminal and the first output terminal of the two-input / two-output operational amplifier used in the chopper method, and between the second input terminal and the second output terminal of the operational amplifier. Connected to
Connection order of the NMOS transistor and the PMOS transistor connected between the first input terminal and the first output terminal, and the NMOS transistor and the PMOS connected between the second input terminal and the second output terminal The transistor connection order is the same,
Wherein the output terminal side of the electrodes and the gate electrodes of the MOS transistors, each MOS transistor gate-source voltage adjusting circuit for applying a gate-source voltage to limit the current flowing between the drain and source below a predetermined current charge amplifier but wherein the connected Tei Rukoto.
前記各MOSトランジスタのボディが前記出力端子側の電極を介して前記ゲート・ソース間電圧調整回路に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のチャージアンプ。 2. The charge amplifier according to claim 1, wherein the body of each MOS transistor is connected to the gate-source voltage adjustment circuit via the electrode on the output terminal side .
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JP4297748B2 (en) * 2003-08-21 2009-07-15 日置電機株式会社 Limiter circuit
DE102006008824A1 (en) * 2006-02-25 2007-08-30 Fallot-Burghardt, Wolfgang, Dr. Electronic circuit has primary field-effect transistor with circuit point drain, gate, source and bulk, where circuit point drain and source are connected to circuit points, when change over switch is connected to two primary inputs
JP2008135827A (en) * 2006-11-27 2008-06-12 Yokogawa Electric Corp Current clamp circuit

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