JPH04130807A - Mos増幅回路 - Google Patents

Mos増幅回路

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JPH04130807A
JPH04130807A JP2250267A JP25026790A JPH04130807A JP H04130807 A JPH04130807 A JP H04130807A JP 2250267 A JP2250267 A JP 2250267A JP 25026790 A JP25026790 A JP 25026790A JP H04130807 A JPH04130807 A JP H04130807A
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JP
Japan
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circuit
load
capacitor
drains
mosfet
Prior art date
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Pending
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JP2250267A
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English (en)
Inventor
Ryotaro Kudo
良太郎 工藤
Ryohei Saga
嵯峨 良平
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Tohbu Semiconductor Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、MOS増幅回路に関するものであり、特に
、比較的大きな容量性負荷を駆動するものに利用して有
効な技術に関するものである。
〔従来の技術〕
PチャンネルMOSFET (絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ、以下同じ)とNチャンネルMOSFETと
からなるCMOS回路により構成された演算増幅回路と
して、例えば特開平1−55771号公報がある。
従来の位相補償回路は、第4図に示すように、出力段M
OSFETQ7のゲートとドレイン、言い換えるならば
、出力端子Voutと差動回路の出力端子との間に位相
補償用キャパシタCFを設けるというものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記第4図に示すような位相補償回路を備えた演算増幅
回路をボルテージフォロワ形態に接続すると、言い換え
るならば、出力端子Voutと反転の入力端子Vin(
−)を接続すると、その高域遮断周波数はゲート・ドレ
イン間の位相補償用キャパシタCFと、入力差動MOS
 F ETQ 2のソース抵抗に太き(依存したものに
なる。よって、高域遮断周波数を位相マージンの大きな
点に設定して、発振マージンを大きくすることができる
。しかしながら、この場合には負荷容量CLの容量値は
非常に小さいものに限定される。
すなわち、第5図に示した特性L4のように、その利得
は高域遮断周波数f1より減衰を始めるが、負荷容量C
Lの容量値を太き(すると、周波数fpにおいて大きな
ピークが現れる。このように、負荷に大容量を接続した
場合に現れる利得のピークが大きいと、演算増幅回路が
発振を生じてしまうという危険性がある。
また、入力差動MOSFETQIのゲートとドレイン間
寄生容量CODにより、周波数f2より高い領域では、
入力信号が位相補償用のキャパシタCFを介して出力側
にリークしてしまうため、利得が十分減衰せず、負荷容
量によっては発振の原因になる危険性がある。
この発明の目的は、大きな容量値を持つ容量性負荷を駆
動しつつ、発振現象の危険性を回避したMOS増幅回路
を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔課題を解決するための手段〕
本■において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、出力回路に大きな容量性負荷が接続されるM
OS増幅回路において、差動増幅MOSFETのドレイ
ン間にキャパシタを設け、及び/又は上記差動増幅MO
SFETのドレインにそれぞれ抵抗手段を設けて負荷回
路に接続する。
〔作 用〕
上記した手段によれば、差動MOSFETのドレインに
設けられたキャパシタや抵抗手段より、寄生容量を介し
てリークした入力信号を減衰できること、及び/又は差
動増幅回路そのものの利得を低下させることにより、高
域遮断周波数より高い領域での利得のピークを抑えるこ
とができ、発振の危険性を回避できる。
〔実施例〕
第1図には、この発明に係るMO5増幅回路の一実施例
の回路図が示されている。同図の各回路素子は、公知の
CMOS集積回路の製造技術よって、特に1iIJII
!されないが、単結晶シリコンのような1個の半導体基
板上において形成される。同図において、Pチャンネル
MOS F ETは、そのチャンネル(パックゲート)
部に矢印が付加されることによって、NチャンネルMO
SFETと区別される。このことは、第2図ないし第4
図に示した回路図においても同様である。
差動形態にされたPチャンネルMOSFETQlとQ2
の共通化されたソースには、定電流源として作用するP
チャンネルMOSFETQ9が設けられる。そして、こ
の実施例においては、前記のように高域遮断周波数f1
以上の高い帯域での利得を低減させるために、ドレイン
間にキャパシタC1が設けられる。また、ボルテージフ
ォロワ形態にした・ときの入力信号Vin(+)を受け
る差動MOSFETQIのゲート、ドレイン間の寄生容
量を介してスルーされた高域信号を減衰させるために差
動MOSFETQ1.Q2のドレインには抵抗R1,R
2が接続される。上記差動MOSFETQI、Q2のド
レインには、上記抵抗R1゜R2を介して、負荷回路を
構成する電流ミラー形態のNチャンネルMOSFETQ
3.Q4が設けられる。
上記差動回路の出力である負荷MOSFETQ3のドレ
インは、Nチャンネル型の駆動MOSFETQ5及び出
力MOS F ETQ 7のゲートに供給される。上記
駆動MOSFETQ5のドレイン側には、定電流負荷と
して作用するPチャンネルMOSFETQI Oが設け
られ、その反転信号信号が上記出力MOSFETQ7と
プッシュプル形態に接続された出力MOSFETQ6の
ゲートに伝えられる。すなわち、この実施例の出力回路
は、いわゆるインパーティフドプッシュブル出力回路が
用いられる。
この実施例では、出力MOSFETQ7のゲートとドレ
イン間に、言い換えるならば、出力端子Voutと差動
回路の出力端子との間に、位相補償用のキャパシタC2
が設けられる。
なお、基準定電流源1oをダイオード形態にされたPチ
ャンネルMOSFETQ8に流し、このPチャンネルM
OSFETQBとMOSFETQ9及びQIOを電流ミ
ラー形態に接続することによって、MOSFETQ9及
びQIOを定電流源として動作させる。
上記差動MOSFETQI、Q2のドレイン間に設けら
れたキャパシタC1は、容量性の負荷CLを接続したと
きに発生するMOS増幅回路の利得のピークを抑え込む
ように作用する。すなわち、キャパシタC1は、上記遮
断周波数f1以上の高域周波数成分の増幅出力を短絡し
て相殺させるように作用する。また、上記のような寄生
容量CODによりリークした高域周波帯からなる入力信
号成分は、抵抗R1,R2の適切な抵抗値の設定により
減衰させることができる。
これにより、第1図に示したMOS増幅回路においては
、その出力端子Voutと反転の入力端子Vin()と
を接読するというボルテージフォロワ形態にして、比較
的大きな容量値を持つ負荷CLを駆動するとき、第5図
の特性Llのように高域遮断周波数f1を越える高域周
波数成分に対しては、上記キャパシタC1と抵抗R1,
R2による信号減衰作用が相乗的に作用して、その周波
数の増大とともに利得を低下させることができる。
これにより、発振現象の生じる危険性を防止することが
できる。
第2図には、この発明に係るMOS増幅回路の他の一実
施例の回路図が示されている。
この実施例においては、上記抵抗R1,R2が省略され
る。このように抵抗R1,R2を省略した場合において
も、キャパシタC1による利得制限作用によって、第5
図の特性L2のように寄生容量CODによって入力信号
がスルーする周波数f2までの周波数帯域では利得を減
衰させることができる。この場合、キャパシタC1によ
り、利得がある程度減衰させられているから、上記のよ
うな寄生容量CODによって入力信号の高域成分のスル
ーがあっても発振の原因にはならない。
上記第1図及び第2図の実施例のように、キャパシタC
1と抵抗R1,R2及び及びキャパシタCIを設ける構
成のMO5増幅回路は、上記のようにボルテージフォロ
ワ形態にし、液晶駆動用電圧発生回路に適したものとな
る。すなわち、図示しないが、直列抵抗回路等により分
圧して形成された電圧をインピーダンス変換して出力す
る。このような電圧は、例えば、薄膜トランジスタを用
いたアクティブマトリックス構成の液晶表示装置の信号
線駆動電圧として用いることができる。上記分圧回路と
ボルテージフォロワ形態のMO5増幅回路によって、液
晶パネルのコモン電極側の電圧を中心にして、正と負の
点灯レベルの駆動電圧、及び非点灯レベルの駆動電圧を
形成しておき、それを表示データに従って選択的に信号
線電極に供給して、選択された走査線の画素電橋に書き
込むようにするものである。この場合、液晶表示装置は
等傷内には大きな容量値を持つ負荷とみなすことができ
るから、上記のような発振対策が必要になるものである
。なお、液晶表示装置としては、上記のようなアクティ
ブマトリックス構成のもの他、走査線と信号との交差部
分に画素を構成するという単純マトリックス構成のもの
であってもよい。
第3図には、この発明に係るMOS増幅回路の他の更に
一実施例の回路図が示されている。
この実施例においては、上記キャパシタC1が省略され
る。このようにキャパシタC1を省略した場合において
も、抵抗R1,R2により周波数12以上の高域周波数
成分が減衰させられるから利得制限作用によって、第5
図の特性L3のように寄生容量CODによって入力信号
がスルーする周波数12以上の周波数帯域では利得を減
衰させることができる。これにより、入力信号がスルー
してしまうことよる発振現象を防止することができる。
なお、同図では、大きな容量値の負荷容量CLにより、
周波数rpで利得のピークが往じるように措かれている
が、このピークは負荷容量が小さくなると低減するので
、上記抵抗R1,R2のみによる発振防止を行うMOS
増幅回路は、比較的軽い負荷容量を用いるような回路に
有効なものとなる。上記抵抗R1,R2による信号減衰
動作は、差動回路の負荷を構成するNチャンネルMOS
FETQ3.Q4のドレイン寄生容量(図示ぜず)も作
用してロウパスフィルタを構成し、高域成分を減衰させ
るようになるものである。
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の遺りであ
る。すなわち、 (1)  出力回路に大きな容量性負荷が接続されるM
O8増幅回路において、差動増幅MOSFETのドレイ
ンのドレイン間にキャパシタを設け、及び/又は上記差
動増4M05FETのドレインにそれぞれ抵抗手段を設
けてこの抵抗手段を介して負荷回路を接続するようにす
ることより、キャパシタや抵抗手段より、差動増幅回路
の増幅出力信号そのものを低下させること、及び/又は
入力寄生容量を通してスルーした高域成分を減衰できる
から遮断周波数以上の高帯域での発振の危険性を回避す
ることができるという効果が得られる。
(2)差動増幅MOSFETのドレインにそれぞれ抵抗
手段を介して負荷回路を設けることによって、差動MO
SFETのゲートとドレイン間の寄生容量を介してスル
ーする高域入力信号成分を減衰させることができるから
、高域周波数での発振を防止することができるという効
果が得られる。
以上本発明者により成された発明を実施例に基づき具体
的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるも
のではな(、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない0例えば、出力回路として
は、上記のようなプツシニブル形態の出力MOSFET
Q6.Q7を用いるもの他、これらを省略してMOSF
ETQ5と定電流負荷MOSFETQI Oとから構成
するものであってもよい、あるいは、0MO8構成のプ
フシェプル出力回路を用いるものであってもよい、この
ように出力回路の構成は、櫂々の実施形態を持つことが
できる。また、差動増幅回路の負荷回路は、電流ミラー
形態にされりアクティブ負荷回路を用いるもの他、負荷
MOSFET等の抵抗手段から構成してもよい、また、
第1図ないし第3図の実施例において、MOS F E
Tの導電型を逆にするものであってもよい、すなわち、
差動MOSFETと、共通ソースに設けられる定電流M
 OS F E T f Nチ中ンネルMOSFETと
し、負荷MOSFETをPチャンネルMOSFETによ
り構成するものであってもよい。
この発明に係るMO5増幅回路は、前記のような液晶駆
動電圧発生回路の他、比較的大きな容量性の負荷を駆動
するもの、あるいは高域までの増幅動作を必要とするも
の等に広く利用することができる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる簡単に説明すれば、下記の通りである。すな
わち、出力回路に大きな容量性負荷が接続されるMOS
増幅回路において、差動増幅MOSFETのドレインの
ドレイン間にキャパシタを設け、及び/又は上記差動増
幅MOSFETのドレインにそれぞれ抵抗手段を設けて
この抵抗手段を介して負荷回路を接続するようにするこ
とより、キャパシタや抵抗手段より、差動増幅回路の増
幅出力信号そのものを低下させること、及び/又は入力
寄生容量を通してスルーした高域成分を減衰できるから
遮断周波数以上の高帯域での発振の危険性を回避するこ
とができる。また、差動増幅MOSFETのドレインに
それぞれ抵抗手段を介して負荷回路を設けることによっ
て、差動MOSFETのゲートとドレイン間の寄生容量
を介してスルーする高域入力信号成分を減衰させること
ができるから、高域周波数での発振を防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係るPwl 0 S増幅回路の一
実施例を示す回路図、 第2図は、この発明に係るMOS増幅回路の他の一実施
例を示す回路図、 第3図は、この発明に係るMOS増幅回路の更に他の一
実施例を示す回路図、 第41j!jは、従来の位相補償回路を用いたMOS増
幅回路の一例を示す回路図、 第5図は、この発明のMOS増幅回路の動作を説明する
ための利得−周波数特性図である。 Q1〜Q7・・MOSFET、R1,R2・・抵抗、C
工・・キャパシタ、C2,CF・・位相補償用キャパシ
タ、CL・・負荷容量。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、差動増幅MOSFETと、これら差動増幅MOSF
    ETのドレインにそれぞれ設けられた抵抗手段と、この
    抵抗手段を介して設けられた負荷回路とを含むことを特
    徴とするMOS増幅回路。 2、差動増幅MOSFETと、これら差動増幅MOSF
    ETのドレイン間に設けられたキャパシタと、上記差動
    増幅MOSFETのドレインに設けられた負荷回路と、
    上記負荷回路から得られる出力信号を受けて比較的大き
    な容量性負荷を駆動する出力回路とを含むことを特徴と
    するMOS増幅回路。 3、差動増幅MOSFETと、これら差動増幅MOSF
    ETのドレインのドレイン間に設けられたキャパシタと
    、上記差動増幅MOSFETのドレインにそれぞれ設け
    られた抵抗手段と、この抵抗手段を介して設けられた負
    荷回路と、上記負荷回路から得られる出力信号を受けて
    比較的大きな容量性負荷を駆動する出力回路とを含むこ
    とを特徴とするMOS増幅回路。 4、上記負荷回路は、電流ミラー形態に接続されたMO
    SFETかららなるものであることを特徴とする特許請
    求の範囲第1、第2又は第3項記載のMOS増幅回路。
JP2250267A 1990-09-21 1990-09-21 Mos増幅回路 Pending JPH04130807A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6316998B1 (en) 1997-11-12 2001-11-13 Nec Corporation Differential amplifier and a method of compensation
US6480178B1 (en) 1997-08-05 2002-11-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Amplifier circuit and liquid-crystal display unit using the same
JP2008092106A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Nec Electronics Corp 差動増幅回路
JP2011135198A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Kyodo Denshi Engineering Co Ltd 電流電圧変換合成出力装置

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