JP2895663B2 - 差動増幅回路 - Google Patents

差動増幅回路

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JP2895663B2
JP2895663B2 JP3171337A JP17133791A JP2895663B2 JP 2895663 B2 JP2895663 B2 JP 2895663B2 JP 3171337 A JP3171337 A JP 3171337A JP 17133791 A JP17133791 A JP 17133791A JP 2895663 B2 JP2895663 B2 JP 2895663B2
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transistor
transistors
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幸久 折坂
淳志 田中
利男 渡部
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の入力信号が選択
的に入力される差動増幅回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の差動増幅回路からなるボ
ルテージフォロワ回路の一例を図3に示す。この回路
は、PチャネルMOSトランジスタP1〜P3、Pa1
〜Pan、Pb1〜Pbn、NチャネルMOSトランジ
スタN1〜N6、及び発振防止用容量Csにより構成さ
れている。トランジスタP1は定電流回路を構成し、ト
ランジスタN1,N2はカレントミラー回路を構成して
いる。トランジスタP1のゲートにはカレントミラー回
路に流れる電流を設定するためのバイアス電圧Vb1が
印加されている。トランジスタN5,N6は容量性駆動
負荷CFに充電された電荷を放電させるためのものであ
る。
【0003】トランジスタPb1〜Pbnはゲートに夫
々入力信号が印加される非反転入力側の入力トランジス
タであり、トランジスタPa1〜Panは入力信号を選
択するためのスイッチングトランジスタである。トラン
ジスタP3は反転入力側の入力トランジスタであり、ゲ
ートがボルテージフォロワ回路の出力に接続されてい
る。トランジスタN3,N4はバッファとして機能す
る。トランジスタN4のゲートにはバッファのバイアス
電流を設定するためのバイアス電圧Vb2が印加されて
いる。
【0004】トランジスタN3のゲートはトランジスタ
P3,N2の接続点に接続されており、トランジスタN
3,N4の接続点はトランジスタP3のゲートに接続さ
れている。
【0005】また、負荷CFを放電させるためのトラン
ジスタN6はボルテージフォロワ回路の出力とグランド
との間に接続され、一方、トランジスタN5はトランジ
スタP3,N2の接続点とグランドとの間に接続されて
いる。トランジスタN5,N6のゲートにはディスチャ
ージ信号DISが印加される。
【0006】各入力トランジスタPb1〜Pbnは、直
列に接続されているスイッチングトランジスタpa1〜
panがオンしたとき、トランジスタP1とトランジス
タN1との間に接続される。図4に示すように、スイッ
チングトランジスタPa1〜Panのゲートにローレベ
ルの入力選択信号C1〜Cnが順次入力されると、各ス
イッチングトランジスタはその都度オンし、入力トラン
ジスタPb1〜PbnがトランジスタP1とトランジス
タN1との間に順次接続される。その結果、各入力トラ
ンジスタPb1〜Pbnのゲートに入力されている入力
信号V1〜Vnが出力信号OUTとして出力される。
【0007】ディスチャージ信号DISは、負荷CFを
放電させるためのものであり、この信号がハイレベル
(VDDレベル)になると、トランジスタN5,N6は
オンとなり、負荷CFの電荷が放電される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の差動増幅回路を用いたボルテージフォロワ回路には
次のような問題がある。すなわち、いずれの入力信号V
1〜Vnも選択されず、すべてのスイッチングトランジ
スタPa1〜Panがオフの状態になると、非反転入力
側の入力トランジスタPb1〜Pbnには一切電流が流
れなくなる。トランジスタP1〜P3はトランジスタN
2と比較してインピーダンスが低いため、入力トランジ
スタPb1〜Pbnに電流が流れない状態では、トラン
ジスタN2のドレインの電位がVDD側に引っ張られて
しまい、その結果、負荷CFがVDDレベルで充電され
てしまう。例えば、図4に示す場合には期間T1におい
て、すべての入力選択信号C1〜Cnがハイレベルとな
るため、スイッチングトランジスタはすべてオフとな
り、ボルテージフォロワ回路の出力信号OUTはVDD
レベルに上昇する。期間T1の後はスイッチングトラン
ジスタPb1がオンするので、回路は正常な状態に戻る
が、負荷CFの電荷はすぐには放電されないので、出力
信号OUTの電圧は徐々に低下する。このように、期間
T2の間、出力が安定しない状態が続く。
【0009】本発明の目的は、このような問題を解決
し、複数の入力信号が選択的に入力されるボルテージフ
ォロワ回路を構成する差動増幅回路であって、複数の入
力信号のいずれもが選択されない状態においてその駆動
負荷がハイレベルの電圧で不必要に充電されることを防
止し得る差動増幅回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、複数の
入力信号が選択的に印加される非反転入力と、出力に接
続された反転入力と、前記非反転入力に接続されたトラ
ンジスタ及び前記反転入力に接続されたトランジスタに
一定の電流を供給するための定電流回路と、前記出力に
接続された容量性駆動負荷と、前記非反転入力に前記複
数の入力信号のいずれもが入力されない間、前記容量性
駆動負荷への充電を防止すべく前記定電流回路による電
流の供給を停止させる手段とを備えたことを特徴とする
差動増幅回路によって達成される。
【0011】
【作用】非反転入力には複数の入力信号が順次印加さ
れ、出力には印加された信号の電圧に等しい電圧が現れ
る。非反転入力に複数の入力電圧のいずれもが印加され
ない間は、非反転入力に接続されたトランジスタ及び反
転入力に接続されたトランジスタに一定の電流を供給す
るための定電流回路による電流の供給が停止され、、こ
の間、出力に接続された容量性負荷への不必要な充電が
防止され、出力が上昇して不安定になることが防止され
る。
【0012】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図1
に本発明による差動増幅回路を用いて構成したボルテー
ジフォロワ回路の一例を示す。この回路は、トランジス
タP1のゲート電圧を制御する回路として、アナログス
イッチS1、S2及びインバータ11からなるバイアス
電圧切替回路10が設けられている点で図3の回路と異
なっている。
【0013】アナログスイッチS1、S2の一方の制御
端子にはバイアス電圧切替信号STBが印加される。ま
た、バイアス電圧切替信号STBはインバータ11を介
してアナログスイッチS1、S2の他方の制御端子にも
印加される。電源電圧VDDはアナログスイッチS1を
介してトランジスタP1のゲートに印加され、一方バイ
アス電圧Vb1はアナログスイッチS2を介してトラン
ジスタP1のゲートに印加される。
【0014】その他の部分については図3の回路と同じ
構成を有している。
【0015】即ち、トランジスタP1は定電流回路を構
成し、トランジスタN1,N2はカレントミラー回路を
構成している。トランジスタPb1〜Pbnはゲートに
夫々入力信号が印加される非反転入力側の入力トランジ
スタであり、トランジスタPa1〜Panは入力信号を
選択するためのスイッチングトランジスタである。トラ
ンジスタP3は反転入力側の入力トランジスタであり、
ゲートがボルテージフォロワ回路の出力に接続されてい
る。トランジスタN3,N4はバッファとして機能す
る。トランジスタN4のゲートにはバッファのバイアス
電流を設定するためのバイアス電圧Vb2が印加されて
いる。
【0016】トランジスタN3のゲートはトランジスタ
P3,N2の接続点に接続されており、トランジスタN
3,N4の接続点はトランジスタP3のゲートに接続さ
れている。
【0017】また、負荷CFを放電させるためのトラン
ジスタN6はボルテージフォロワ回路の出力とグランド
との間に接続され、一方、トランジスタN5はトランジ
スタP3,N21の接続点とグランドとの間に接続され
ている。トランジスタN5,N6のゲートにはディスチ
ャージ信号DISが印加される。
【0018】次にこのボルテージフォロワ回路の動作を
説明する。図2に示すように期間T1において入力選択
信号C1〜Cnがすべてハイレベルとなり、入力信号V
1〜Vnのいずれも選択されず、従ってすべてのスイッ
チングトランジスタPa1〜Panがオフとなる。この
ときバイアス電圧切替信号STBがハイレベルに設定さ
れるのでアナログスイッチS1がオンとなり、アナログ
スイッチS2がオフとなる。この結果、電圧VDDがト
ランジスタP1のゲートに印加され、トランジスタP1
はオフとなる。従ってトランジスタP3及びN2の接続
点の電位がグランドレベルとなるのでボルテージフォロ
ワ回路の出力もグランドレベルとなり、従って負荷CF
が不必要に充電されることはない。
【0019】期間T1の後、バイアス電圧切替信号ST
Bがローレベルに設定される。これにより、トランジス
タP1のゲートにはバイアス電圧Vb1が印加され、カ
レントミラー回路には一定の電流が供給される。この状
態で、各スイッチングトランジスタPa1〜Panのゲ
ートに順次、ローレベルの入力選択信号C1〜Cnが入
力されると、各スイッチングトランジスタはその都度オ
ンし、入力トランジスタPb1〜Pbnがトランジスタ
P1とトランジスタN1との間に順次接続される。その
結果、各入力トランジスタPb1〜Pbnのゲートに入
力されている入力信号V1〜Vnが出力信号OUTとし
て出力される。
【0020】なお、この実施例では差動増幅回路の入力
部分にPチャネルのトランジスタを用いているが、入力
トランジスタPb1〜Pbn、スイッチングトランジス
タPa1〜Pan、ならびにトランジスタP1〜P3を
Nチャネルのトランジスタに置き換え、トランジスタN
1,N2をPチャネルのトランジスタに置き換えて構成
した差動増幅回路に対しても本発明は適用可能であり、
この場合にも上記同様に出力電圧が安定化される。
【0021】
【発明の効果】本発明の差動増幅回路は、その非反転入
力に複数の入力信号のいずれもが印加されない間、非反
転入力に接続されたトランジスタ及び反転入力に接続さ
れたトランジスタに一定の電流を供給するための定電流
回路による電流の供給を停止する手段とを備えているの
で、負荷がハイレベルの電圧で不必要に充電されること
を防止でき、従って、出力レベルを安定させることがで
るという効果を有する。また、本発明の差動増幅回路
を複数用いる場合にも上記手段を増設する必要がないの
で占有面積の増加を最小限に押えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による差動増幅回路を用いて構成したボ
ルテージフォロワ回路の回路図である。
【図2】図1のボルテージフォロワ回路の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【図3】従来の差動増幅回路を用いて構成したボルテー
ジフォロワ回路の回路図である。
【図4】図3のボルテージフォロワ回路の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
10 バイアス電圧切替回路 S1、S2 アナログスイッチ 11 インバータ N1〜N6 NチャネルMOSトランジスタ P1〜P3、Pa1〜Pan、Pb1〜Pbn Pチャ
ネルMOSトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−67005(JP,A) 特開 昭57−50131(JP,A) 特開 昭62−107516(JP,A) 実開 昭55−74115(JP,U) 実開 昭55−74116(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03F 3/45 H03F 1/52 H03K 17/62 H03K 19/0175

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の入力信号が選択的に印加される非
    反転入力と、出力に接続された反転入力と、前記非反転
    入力に接続されたトランジスタ及び前記反転入力に接続
    されたトランジスタに一定の電流を供給するための定電
    流回路と、前記出力に接続された容量性駆動負荷と、
    記非反転入力に前記複数の入力信号のいずれもが印加さ
    れない間、前記容量性駆動負荷への充電を防止すべく前
    記定電流回路による電流の供給を停止させる手段とを備
    えたことを特徴とする差動増幅回路。
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