JPH04356816A - バッファ回路 - Google Patents

バッファ回路

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JPH04356816A
JPH04356816A JP3208564A JP20856491A JPH04356816A JP H04356816 A JPH04356816 A JP H04356816A JP 3208564 A JP3208564 A JP 3208564A JP 20856491 A JP20856491 A JP 20856491A JP H04356816 A JPH04356816 A JP H04356816A
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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】
【0001】〔発明の目的〕
【産業上の利用分野】本発明は容量性負荷等を駆動する
バッファ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】バッファ回路にとってスルーレートは回
路の性能を決める大きなファクタの一つであり、高スル
ーレートを得ることはバッファ回路にとって極めて重要
な事項である。このスルーレートは増幅段に供給するバ
イアス電流を増加することにより向上させることができ
るものの、バイアス電流を増加すればそれだけ消費電力
も増大することとなるために、従来、この点を解決すべ
く種々の試みがなされている。
【0003】容量性負荷等を駆動するバッファ回路とし
ては、スイッチト・キャパシタ・ネットワーク等、時間
的に標本化され一定周期でレベル変動が起きる信号を対
象とするものや、まったく不定期にレベル変動が起きる
信号を対象とするものの2種類がある。
【0004】前者のタイプのバッファ回路に関する従来
の技術としては、”Analog MOS Integ
rated Circuits For SIGNAL
 PROCESSING”, Roubik Greg
orian,et al,John Wiley & 
Sons 1986 のpp257(最後の段落)〜p
p259において、時間的に変化し、クロックにより制
御されるバイアス手段を有するオペアンプについて、F
ig4.129とFig4.130に回路図とその動作
説明がなされている。
【0005】これら従来回路では、クロック周期の初め
は出力電流駆動能力が高くなり、クロック周期の終りの
方では動作電流が零になるようにバイアス電流をコント
ロールし、信号のレベル変動があって高い応答性が必要
とされるときのみ出力電流駆動能力を増大させ、信号の
レベル変動が無いときには動作電流を零として高スルー
レートと低消費電力との双方のメリットを得るようにし
ている。
【0006】しかしながら、信号のレベル変動が無いと
きに動作電流が零になっているということは、出力がハ
イ・インピーダンス状態となっているということであり
、出力レベルがハイ・インピーダンス状態の時において
負荷側で外乱の影響を受けやすいという欠点を有してい
た。
【0007】これを回避するためにUSP450201
9に示されるように定電流源を付加し、入力信号のレベ
ル変動が無いときであっても少量の動作電流を流して出
力がハイ・インピーダンス状態にならないようにする方
式が提案されている。
【0008】しかし、このような回路の工夫はしても、
例えば液晶ディスプレイの駆動ICのように1チップで
多くの増幅器を内蔵し、同じタイミングで出力されるよ
うな用途においては、クロック周期の最初で大きな瞬時
電流のためIC内外の電源ラインの電圧降下などにより
インパルス的なノイズとなり、誤動作を引き起こしたり
、IC内の電源ライン等のマイグレーションによる信頼
性劣化となる欠点を有し、IC化に不利な点を有してい
る。
【0009】次に、まったく不定期にレベル変動が起き
る信号を対象とするバッファ回路としては、従来、消費
電流を小さくするため、”Class AB CMOS
 Operational Amplifiers w
ithVeryHigh Effeciency”,L
.Callewaert,Katholieke Un
ivesiteit Leuven,Elec.Eng
.Dept.Annual Report−1188の
Fig.3に示されている回路(第1の従来例)や、”
Low−Power High−Drive CMOS
 Operational Amplifiers”,
V.R.Saari,IE3 JSSC vol SC
−18,No.1,Feb.,1983のFig.1に
示されている回路(第2の従来例)、あるいは、”Ad
aptive Biasing CMOSAmplif
iers”,M.G.Degrauweel IE 3
   JSSC vol.SC−17,No.3 Ju
ne1982のFig.3 に示される回路(第3の従
来例)等がある。
【0010】これらの回路は差動入力振幅の大きさ、あ
るいはバッファ回路の中の差動振幅の大きさにより回路
の動作電流を制御しており、差動入力振幅が大きいとき
に出力電流駆動能力を増加させ、差動入力が小さいとき
に駆動能力を小さくし、消費電力の低減を図っている。
【0011】しかし、第1と第3の従来例では素子数の
増加が著しく、回路規模が大きくなり、これもIC化に
不利である。また、第2の従来例ではコンデンサの数が
多いために、IC化したとき大面積が必要となり、やは
りIC化に不利であった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
のバッファ回路は、低消費電力で高スルーレートを得ら
れるものの、IC化に不利な回路構成を有するという問
題がある。
【0013】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、IC
化に不利な回路構成とすることなく低消費電力で高スル
ーレートが得られるバッファ回路を提供することにある
【0014】〔発明の構成〕
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
バッファ回路は、入力増幅段と出力段とにより構成され
バイアス電流によりその出力電流駆動能力を制御可能な
増幅回路手段と、この増幅回路手段に対し常時一定のバ
イアス電流を供給する第1のバイアス手段と、上記増幅
回路手段に対し制御信号により断続的に一定のバイアス
電流を第1のバイアス手段と並列的に供給する第2のバ
イアス手段とを備えている。
【0016】請求項2記載の本発明のバッファ回路は、
入力増幅段によって駆動される第1から第n(nは2以
上)の複数の出力駆動素子を並列的に有し、第1の出力
駆動素子は上記入力増幅段により常時駆動され、第2か
ら第nの出力駆動素子は上記入力増幅段により断続的に
駆動されるように構成された増幅回路手段と、制御信号
により第2から第nの出力駆動素子の断続制御を行うこ
とにより上記入力信号のレベル変動時のみ第2の出力駆
動素子を動作させる出力駆動素子制御手段とを備えてい
る。
【0017】請求項3記載の本発明のバッファ回路は、
制御信号が定期的に変化する入力信号に同期しているこ
とを特徴とする。
【0018】請求項4記載の本発明のバッファ回路は、
制御信号が入力増幅段の出力を入力とする制御信号発生
手段により発生することを特徴とする。
【0019】請求項5記載の本発明のバッファ回路は、
第1のバイアス手段により供給されるバイアス電流と第
2のバイアス手段により供給されるバイアス電流のうち
少なくとも該第2のバイアス手段により供給されるバイ
アス電流は入力増幅段の出力により制御されることを特
徴とする。
【0020】請求項6記載の本発明のバッファ回路は、
入力増幅段は差動増幅回路により構成されていることを
特徴とする。
【0021】請求項7記載の本発明のバッファ回路は、
入力信号のレベル変動にその出力信号が追従する増幅回
路手段と、上記入力信号と上記出力信号との電位差が閾
値を越えているか否かを検出しその電位差が閾値を越え
ているときオンとなって増幅回路手段の出力電流にその
動作電流を加える電位差検出回路手段とを備えている。
【0022】請求項8記載の本発明のバッファ回路は、
上記出力駆動能力制御手段が、そのゲートに入力信号を
受け、ソースに出力信号を受けて、上記入力信号と上記
出力信号との電位差がそのゲート−ソース間の閾値を越
えるときにオンとなってそのソース電流およびドレイン
電流のうち少なくとも一方を増幅回路手段の出力電流に
加算する電界効果トランジスタにより構成されている。
【0023】請求項9記載の本発明のバッファ回路は、
上記出力駆動能力制御手段が、そのベースに入力信号を
受け、エミッタに出力信号を受けて、上記入力信号と上
記出力信号との電位差がそのベース−エミッタ間の閾値
を越えるときにオンとなってそのエミッタ電流およびコ
レクタ電流のうち少なくとも一方を増幅回路手段の出力
電流に加算するバイポーラトランジスタにより構成され
ている。
【0024】請求項10記載のバッファ回路は、入力信
号の電位を閾値に近付ける方向に入力信号及び出力信号
のうちいずれか一方の信号の電位をシフトさせて電位差
検出回路手段に与える電位シフト手段を備えている。
【0025】
【作用】請求項1〜6記載の本発明のバッファ回路によ
れば、一定電流を動作電流に与えるか否かで増幅回路手
段の駆動能力の制御を行っているため、バイアス電流を
従来方式における初期値より小さくすることができ、瞬
時電流を小さくすることができることとなるので、動作
の信頼性を向上させ、IC化に有利となる。
【0026】つまり、増幅回路手段へのバイアス手段と
して定電流源として動作する第1、第2のバイアス手段
を並列的に設け、第1のバイアス手段からは常時増幅回
路手段へバイアス電流を与え、第2のバイアス手段から
は制御信号により断続的にバイアス電流を与えるように
制御する、つまり、定電流源回路として動作する第2バ
イアス回路のオン・オフ制御により定電流を供給するか
否かで増幅回路手段の駆動能力の制御を行っているため
、バイアス電流を従来方式における初期値より小さくす
ることができ、瞬時電流を小さくすることができること
となる。
【0027】また特に、請求項2記載の本発明のバッフ
ァ回路は、入力増幅段によって駆動される出力駆動素子
として第1から第n(nは2以上)の出力駆動素子を並
列的に設け、第1の出力駆動素子は上記入力増幅段によ
り常時駆動され、第2から第nの出力駆動素子は上記入
力増幅段により制御信号により断続的に駆動されるよう
に構成しているので、駆動電流が最大となる両駆動素子
で駆動している期間中の駆動能力は一定でありこの時の
電流値は制限されており、USP502019などの従
来方式のバイアス電流の初期値で決まる瞬時電流より小
さくすることができることとなるので、動作の信頼性を
向上させ、IC化に有利となる。
【0028】さらに、請求項3記載のバッファ回路によ
れば、制御信号は、周期的に変化する入力信号の周期に
同期してクロック等により、バッファ回路外部で容易に
発生することができるので、回路規模はほとんど増大せ
ず、IC化に有利である。
【0029】さらにまた、請求項4記載のバッファ回路
によれば、制御信号は、周期的に変化する入力信号の周
期に同期した制御信号の場合であっても、入力増幅段の
出力に応じてバイアス電流の大きさを制御しているので
、入力信号のレベル変化量が小さい時には、制御信号に
より出力電流駆動能力を上げる期間中でも不必要にバイ
アス電流を大きくすることがなく、より低消費電力化を
はかることができる。
【0030】次に請求項7〜10記載の本発明のバッフ
ァ回路によれば、入力信号のレベル変動時のみ動作電流
が大きくする手段として、入出力間の電位差が閾値を越
えるとオンとなりその動作電流を増幅回路の出力電流に
加えるという簡単な入出力間電位差検出回路を設けたも
のであるから、大幅な素子数の増加や、回路規模の大型
化を招くことがないため、IC化に有利となる。
【0031】そして特に、請求項10記載の本発明のバ
ッファ回路によれば、入力信号の電位を閾値に近付ける
方向に入力信号及び出力信号のうちいずれか一方の信号
電位をシフトさせて電位差検出回路手段に与えることに
より、見掛上、閾値を小さくするようにしたことから、
それだけ長く入出力信号電位差が閾値を越えていること
となり、より高スルーレートが得られることとなる。
【0032】
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。
【0033】図1は本発明に係るバイアス制御により出
力電流駆動能力を制御するようにしたバッファ回路のブ
ロック図である。
【0034】この図に示すバッファ回路は、入力信号と
して定期的にレベル変動するものを対象としており、増
幅回路1と第1バイアス回路2と第2バイアス回路3と
から構成されている。
【0035】増幅回路1はバイアス電流などのバイアス
条件によって出力電流駆動能力を制御することが可能な
もので、入力増幅段1aと出力段1bとから構成されて
いる。第1バイアス回路2はこの増幅回路1へ常時定電
流を供給するものである。第2バイアス回路3は第1バ
イアス回路2と並列に設けられ増幅回路1へ断続的に定
電流を供給するものであり、φはその断続制御を行う制
御信号である。この制御信号φは上記入力信号のレベル
変動周期と同一周期を持ち、第2バイアス回路3を入力
信号の周期に応じて入力信号がそのレベル維持する時間
より短い一定期間だけオン状態とし他の期間はオフ状態
として増幅回路1へバイアス電流を供給するようになっ
ている。これにより、増幅回路1は上記一定期間だけ出
力駆動能力が上げられてスルーレートが向上するように
なっている。
【0036】本実施例によれば、第2バイアス回路3が
増幅回路1の動作に寄与することがなくても、第1バイ
アス回路2によって増幅回路1は常に動作状態となって
出力はハイインピーダンス状態とはならないために、出
力電位は外乱の影響を受けることなく安定する。なお、
この第1バイアス回路2の供給バイアスによって決定さ
れる増幅回路1の消費電力を小さくするように、この第
1バイアス回路2の供給電流値を選ぶことにより、消費
電力の大幅な増加を防ぐことができる。
【0037】また、従来は第2はバイアス回路で与えら
れるバイアス電流が時間とともに小さくなるようにし、
増幅回路の初期の駆動能力を最大にしてスルーレートを
上げるようにしているが、本実施例によれば、第2バイ
アス回路3のオン・オフ制御により定電流を供給するか
否かで増幅回路1の駆動能力の制御を行っているため、
バイアス電流を上記従来方式における初期値より小さく
することができることとなる。よって、瞬時電流を小さ
くすることができることとなるので、動作の信頼性を向
上させることができる。
【0038】図2は図1に示す回路の第1具体例を示す
ものである。
【0039】この図において、トランジスタM1 〜M
8 及びコンデンサCC1 は2段オペアンプを構成し
て増幅回路1に対応するものである。
【0040】トランジスタM1 ,M2 はpチャネル
FETからなり、トランジスタM3 ,M4 はnチャ
ネルFETからなっており、トランジスタM1 ,M2
 が差動入力を構成するとともに、トランジスタM3 
,M4 は、カレントミラー回路を用いた能動負荷構成
しており、M1〜M4で第1の増幅段(入力増幅段1a
)を構成している。
【0041】トランジスタM5 はnチャネルFETか
らなり、そのゲートがトランジスタM4 のドレインに
接続されて第2の増幅段(出力段1b)を構成している
【0042】トランジスタM6 ,M7 はpチャネル
FETからなるもので、これらトランジスタM6 及び
トランジスタM7 はそれぞれ第1段目及び第2段目の
増幅段にバイアス電流を供給する。
【0043】ここで、トランジスタM1 への入力信号
の電位Vin−と、トランジスタM2 への入力信号の
電位Vin+とがVin+=Vin−の関係になるとき
には、次のような状態でバランスが取られた状態になる
。つまり第1の増幅段を構成するトランジスタM1 〜
M4 が全てオンとなり、トランジスタM7 からのバ
イアス電流Im7が半分ずつトランジスタM1 ,M2
 に流れる。トランジスタM5 もオンとなっており、
トランジスタM6 からの電流Im6が、そのトランジ
スタM5 に流れ、そのドレインに接続されている容量
性負荷CLには流れ込まないこととなる。
【0044】次に、Vin+>Vin−の関係になると
、トランジスタM1 がオン、トランジスタM2 がオ
フとなるために、トランジスタM7 からのバイアス電
流Im7はすべてトランジスタM1 ,M3 に流れ、
トランジスタM2 には流れない。
【0045】トランジスタM3 ,M4 によるカレン
トミラー回路により、トランジスタM4にはそのドレイ
ン電位がゼロとなるまで電流が流れる。
【0046】これにより、トランジスタM5 はオフと
なるために、トランジスタM6 からの電流Im6が容
量性負荷CL に流れ込み、その電位が上昇することと
なる。
【0047】さらに、次に、Vin+<Vin−の関係
になると、トランジスタM2 がオン、トランジスタM
1 がオフとなるために、トランジスタM7 からのバ
イアス電流Im7はすべてトランジスタM2に流れ、ト
ランジスタM1 ,M3 ,M4 には流れない。
【0048】これにより、トランジスタM5 のゲート
電位が上昇し、トランジスタM5 はオンとなるために
、トランジスタM6 からの電流Im6より大きな電流
がトランジスタM5 に流れ、容量性負荷CL の放電
を促し、その電位が下がることとなる。
【0049】定電流源回路i0 は第1バイアス回路2
に対応し、定電流源回路i1 とスイッチSW1 との
直列回路は第2バイアス回路3に対応するもので、定電
流源回路i0 と並列に接続されている。
【0050】トランジスタM8 はpチャネルFETか
らなり、このトランジスタM8 が基準電流入力端、上
記トランジスタM6 ,M7 が出力端となってカレン
トミラー回路を構成している。定電流源回路i0 ,i
1 からのバイアス電流はトランジスタM8 に与えら
れ、トランジスタM6 ,M7 には、M8 とのW/
L の比に応じた電流が、それぞれ流れる。
【0051】よって、スイッチSW1 がオフのときに
は定電流源回路i0 からの電流I0 で決まる電流が
トランジスタM6 ,M7 に流れ、スイッチSW1 
がオンのときには定電流源回路i0 からの電流I0 
と定電流源回路i1 からの電流I1 との合成電流で
決まる電流がトランジスタM6 ,M7 に流れる。
【0052】よって、本実施例によれば、スイッチSW
1 のオン・オフ制御により、スイッチSW1 がオン
のときは、スイッチSW1 がオフのときよりも、バイ
アス電流が電流I1 分だけ増加され、出力電流駆動能
力を大きくし、スルーレートの向上が図れるとともに、
スイッチSW1 がオフのときは、電流I1 分は少な
くなるものの電流I0 の存在により零にはならず、出
力がハイインピーダンス状態になることはない。
【0053】また、スイッチSW1 がオンとなったと
きに流れる電流値は定電流源i1 により抑えられるた
めに、瞬時電流が過大になることはない。よって、トラ
ンジスタのパワーが従来に比べ余り要求されることなく
高信頼性を得ることができるためにIC化に有利なもの
となっている。
【0054】図3は図1に示す回路の第2具体例を示す
ものである。
【0055】この図において、トランジスタM9 〜M
13及びコンデンサCC2 は2段オペアンプを構成し
増幅回路1に対応するものである。
【0056】トランジスタM9 ,M10はpチャネル
FETからなり、トランジスタM11,M12はnチャ
ネルFETからなっており、トランジスタM9 ,M1
0が差動入力を構成するとともに、トランジスタM11
,M12は、カレントミラー回路を用いた能動負荷を構
成しており、トランジスタM9 〜M12で第1の増幅
段(入力増幅段1a)を構成している。
【0057】トランジスタM13はnチャネルFETか
らなり、そのゲートがトランジスタM12のドレインに
接続されて第2段の増幅段(出力段1b)を構成してい
る。
【0058】定電流源回路i2 ,i4 は第1バイア
ス回路2に対応する。定電流源回路i3とスイッチSW
2 との直列回路、及び定電流源回路i5 とスイッチ
SW3 との直列回路は第2バイアス回路3に対応し、
前者は定電流源回路i2 と並列に、後者は定電流源回
路i4 と並列に、それぞれ設けられている。定電流源
回路i2 ,i4 からの電流は上記第1の増幅段をバ
イアスし、定電流源回路i3 ,i5 からの電流は上
記第2の増幅段をバイアスするようになっている。
【0059】つまり、本実施例の回路はオペアンプの第
1増幅段(入力増幅段1a)、第2の増幅段(出力段1
b)それぞれに第1、第2のバイアス回路を設けたもの
で、スイッチSW2 ,SW3 は同期してオン・オフ
制御される。
【0060】以上のように構成された回路におけるオペ
アンプの部分は電流源回路から直接的にバイアス電流が
供給される点を除けば図2に示す回路と同様に動作する
【0061】よって、スイッチSW2 ,SW3 がオ
フのときには定電流源回路i2 からの電流I2 が第
1の増幅段(入力増幅段1a)に、定電流源回路i4 
からの電流I4からの電流が第2の増幅段(出力段1b
)に、それぞれ供給される。
【0062】そして、スイッチSW2 ,SW3 がオ
ンのときには定電流源回路i2 からの電流I2 と定
電流源回路i3 からの電流I3 との合成電流が第1
の増幅段(入力増幅段1a)に、定電流源回路i4 か
らの電流I4 と定電流源回路i5 からの電流I5 
との合成電流が第2の増幅段(入力増幅段1a)に、そ
れぞれ供給される。
【0063】よって、本実施例によれば、スイッチSW
2 ,SW3 のオン・オフ制御により、スイッチSW
2 ,SW3 がオンのときは、スイッチSW2 ,S
W3 がオフのときよりも、バイアス電流がそれぞれ電
流I3 あるいはI5 分だけ増加され、出力電流駆動
能力が大きくされる。また、スイッチSW2 ,SW3
 がオフのときは、電流I3 あるいはI5 分は少な
くなるものの電流I2 あるいはI4 の存在により零
にはならず、出力がハイインピーダンス状態になること
はない。
【0064】また、スイッチSW2 ,SW3 がオン
となったときに流れる電流値は定電流源i3 ,i5 
により抑えられるために、瞬時電流が過大になることも
ない。
【0065】つまり、本実施例によっても図2に示すも
のと同様の作用効果が得られることとなる。
【0066】さらに本実施例によれば、オペアンプの第
1増幅段(入力増幅段1a)、第2の増幅段(出力段1
b)それぞれに第1、第2のバイアス回路を設けたから
、その定電流源回路i2 ,i3 のペアと定電流源回
路i4,i5 のペアとで電流の設定値を変えられ、動
作電流の設定の自由度が向上することとなる。
【0067】図4は本発明に係る出力段駆動素子の断続
制御により出力駆動能力を制御するようにしたバッファ
回路のブロック図である。
【0068】この図に示すバッファ回路は、図1〜図3
に示すものと同様、入力信号として定期的にレベル変動
するものを対象としており、バイアス手段としては、図
1に示す常時定電流を供給する第1バイアス回路2のみ
を備え、時間的にオン・オフされるものは備えていない
。そして本実施例の要部を構成する増幅回路は、増幅回
路部4及び駆動能切換え回路5とから大略構成されてい
る。
【0069】増幅回路部4は入力増幅段6と2つの出力
駆動素子7,8とを備え、駆動能切換え回路5はスイッ
チ9を備えている。このスイッチ9は一つの出力駆動素
子8と出力端との間に直列に挿入されている。
【0070】これにより、出力駆動素子7は常に駆動さ
れ、出力駆動素子8はスイッチ9がオンのときのみ駆動
されるようになっている。このスイッチ9は制御信号φ
によりオン・オフ制御されるようになっている。
【0071】よって、スイッチ9がオフのときは出力駆
動能力が出力駆動素子7のみで決まり、スイッチ9がオ
ンのときは出力駆動能力が出力駆動素子7と出力駆動素
子8との2つによって決まるようになるため、スイッチ
9のオン・オフ制御によりスイッチ9がオンとなってい
る期間だけ出力駆動能力が上げられてスルーレートが向
上するようになっている。
【0072】また出力駆動素子8が増幅回路の動作に寄
与することがなくても、出力駆動素子7によって増幅回
路は常に動作状態となり、出力はハイインピーダンス状
態とはならないため、出力電位は外乱の影響を受けるこ
となく安定する。なお、この出力駆動素子7により決ま
る消費電力を小さくするように、この出力駆動素子7を
選ぶことにより、消費電力の大幅な増加を防ぐことがで
きる。
【0073】さらに、本実施例によれば、出力駆動素子
8の断続制御により駆動能力の制御を行っており、両駆
動素子7,8で駆動している期間中の駆動能力は一定で
あるために、このときの電流値は従来方式のバイアス電
流の初期値で決まる瞬時電流より小さくすることができ
ることとなる。
【0074】なお、図4の回路においては、出力段駆動
素子8の出力側にスイッチ9を設けたが、同素子8の入
力側に設けても同様の作用効果が得られる。
【0075】図5は図4に示す回路の第1具体例を示す
ものである。
【0076】この図において、トランジスタM14〜M
19は入力増幅段6に対応し、トランジスタM20,M
21は出力段駆動素子7に対応し、トランジスタM22
,M23は出力段駆動素子8に対応しており、これによ
って1段構成のオペアンプが形成されている。
【0077】スイッチSW4 はトランジスタ22のゲ
ートに接続され、スイッチSW6 はトランジスタ23
のゲートに接続されており、両スイッチSW4 ,SW
6 はスイッチ9に対応するものである。
【0078】トランジスタM14,M15は、pチャネ
ルFETからなり、差動入力端を構成している。すなわ
ち、トランジスタM14への入力信号の電位Vin−と
トランジスタM15への入力信号の電位Vin+とが、
Vin+=Vin−のときには両トランジスタM14,
M15がオンとなり、Vin+>Vin−のときにはト
ランジスタM14のみオンとなり、Vin+>Vin−
のときにはトランジスタM15のみオンとなる。
【0079】トランジスタM16,M18はnチャネル
FETからなり、これらは、トランジスタM16が基準
電流入力端、トランジスタM18が出力端となるカレン
トミラー回路を構成している。トランジスタM16には
トランジスタM14からの電流が基準電流として入力さ
れる。
【0080】トランジスタM19,M20,M22はp
チャネルFETからなり、トランジスタM19が基準電
流入力端、トランジスタM20,M22が出力端となる
カレントミラー回路が形成されている。トランジスタM
19にはトランジスタM18の出力電流が基準電流とし
て与えられている。
【0081】トランジスタM17,M21,M23はn
チャネルFETからなり、これらは、トランジスタM1
7が基準電流入力端、トランジスタM21,M23が出
力端となるカレントミラー回路を構成している。
【0082】トランジスタM22のゲート−ソース間に
はスイッチSW5が接続され、トランジスタM23のゲ
ート−ソース間にはスイッチSW7 が接続されている
。これらのスイッチSW5 ,SW7 は、スイッチS
W4 ,SW6 がオンのときオフ、スイッチSW4 
,SW6 がオフのときオンとなり、M22及びM23
が完全にオフするようにしている。
【0083】以上のように構成された本実施例の回路に
おいて、入力信号の電位Vin−,Vin+の大小関係
に応じて、スイッチSW4 ,SW6 がオフのときに
はトランジスタM20,M21で出力駆動能力は決まり
、トランジスタM20,M21が常に動作しているので
出力がハイ・インピーダンス状態になることはない。ま
たスイッチSW4 ,SW6 がオンのときにはトラン
ジスタM20,M21にトランジスタM22,M23の
駆動能力をも加わって決まることとなる。
【0084】また、スイッチSW4 ,SW6 がオン
となったときに出力に流れる電流値は定電流源i6 に
より抑えられるために、瞬時電流が過大になることもな
い。
【0085】ここで、スイッチSW4 ,SW6 がオ
フのときの最大出力電流駆動能力は、 I6 ・(W/L)M21 /(W/L)M17 =I
6 ・(W/L)M18 ・(W/L)M20 /  
{(W/L)M16 ・(W/L)M19 }    
                  …(1)で与え
られる。この式中、Wは各トランジスタのゲート幅、L
はゲート長を表し、サフィックスは各トランジスタの符
号に対応する。
【0086】またスイッチSW4 ,SW5 がオンの
ときに、その最大出力電流駆動能力は、 I6 ・{(W/L)M21 +(W/L)M23 }
/(W/L)M17 =I6 ・{(W/L)M18 
・{(W/L)M20 +(W/L)M22 }/  
{(W/L)M16 ・(W/L)M19 }    
                  …(2)で与え
られる。
【0087】よって、(W/L)M21 と(W/L)
M23 との比、及び(W/L)M20 と(W/L)
M22 との比を(1)が(2)に比べ充分小さくなる
ように選定することにより、消費電力が大幅に増加する
ことがない。
【0088】そして、本実施例によれば、更に、スイッ
チ  SW4 ,SW6 がオフしたときにスイッチS
W5 ,SW7 がオンとなり、トランジスタM22の
ゲート電位が電源電位に、またトランジスタM23のゲ
ート電位がグランド電位にされ、各トランジスタM22
,M23のゲートの寄生容量による電荷が放電されるた
めに、各トランジスタM22,M23はスイッチSW4
 ,SW6 がオフしたときに確実にオフされることと
なる。
【0089】図6は図4に示す回路の第2具体例であっ
て図5の回路の変形例に当たるものを示している。
【0090】この図に示すように第2出力駆動素子とス
イッチ部を第2出力駆動素子であるトランジスタM22
及びM23のドレインに直列に入れても図5に示す回路
と同等の作用効果が得られるものである。
【0091】また、本実施例によれば、スイッチSW4
 ,SW6 がトランジスタM22,M23の各電流路
を遮断する構成となっていることから、これらスイッチ
ングSW4 ,SW6 がOFFとなれば、トランジス
タM22,M23からの電流の影響を確実に除くことが
でき、図5に示すようなスイッチングSW5 ,SW7
 は不要となる。
【0092】図7は図4に示す回路の第3具体例であっ
て図5の回路の他の変形例にあたるものを示している。
【0093】この図に示すように、直接出力に並列に第
2出力駆動素子を接続せず、トランジスタM16とM1
8によるカレントミラー回路において、トランジスタM
18に並列に該第2出力駆動素子としてのトランジスタ
M22を接続して電流増幅しても同様の効果が得られる
【0094】すなわち、スイッチSW4 がOFFのと
きは、トランジスタM18から電流のみがトランジスタ
M19,M20を介して増幅に供されるが、スイッチS
W4 がONのときは、トランジスタM18からの電流
に加えトランジスタM22からの電流もトランジスタM
19に流れるために出力電流駆動能力が増大することと
なるものである。
【0095】図8は図1に示すバイアスによる駆動能力
制御と図4に示す駆動素子による駆動能力制御とを組み
合わせて出力駆動能力を制御するように構成したバッフ
ァ回路のブロック図である。
【0096】つまり、本回路は、まずバイアス回路とし
て図1に示す第1バイアス回路2及び第2バイアス回路
3を備え、また出力駆動素子として図4に示す第1駆動
素子7及び第2駆動素子8を備え、第2バイアス回路3
及び第2駆動素子8が同一の制御信号φによりオン・オ
フ制御されるようになっている。
【0097】このように構成すれば、上記図1及び図4
に示す実施例の両要素を備えていることから、上記と同
等の作用効果が得られることは勿論のこと、さらに、出
力電流駆動能力を大きくするときと小さくするときとの
比率をバイアス回路2,3と出力駆動素子7,8との両
者で決定するので、出力電流駆動能力の大きいときと小
さいときとの比率を大きくするのが容易になる。
【0098】図9は図8に示す回路の第1具体例を示す
ものである。
【0099】この図に示す回路は、第2バイアス回路3
を構成する定電流回路i7 とスイッチSW8 との直
列回路を、図4に示す回路の定電流源回路i6 に対し
並列に接続したものに相当する。スイッチSW8 はス
イッチSW4 ,SW6 と同じ制御信号φによりオン
・オフ制御される。I7 は定電流回路i7 からのバ
イアス電流である。
【0100】このように構成することにより、スイッチ
SW4 ,SW6,SW8 がオフのときの最大出力電
流駆動能力は、上記式(1)で示すものとなる。  ま
た、スイッチSW4 ,SW6 ,SW8 がオンのと
きの最大出力電流駆動能力は、 (I6 +I7 )・{(W/L)M21 +(W/L
)M23 }/(W/L)M17 =(I6 +I7 
)・[(W/L)M18 ・{(W/L)M20 +(
W/L)M22 }/  {(W/L)M16 ・(W
/L)}M19 ]                
      …(3)で与えられる。
【0101】よって、(1)<(3)の関係を決定付け
るのは、(W/L)M21 と(W/L)M23 との
比、及び(W/L)M20と(W/L)M22 との比
のみではなく、I6とI6 +I7 との比も係わるた
め、図4の回路と同一の駆動能力を得ることを考えれば
トランジスタM22,M23のサイズをより小さくする
ことが可能となる。
【0102】図10は図8に示す回路の第2具体例を示
すもので、図6に示す回路に第2バイアス回路を加えた
ものである。この回路によっても図9に示すものと同様
の効果が得られる。
【0103】また、図11は図8に示す回路の第3具体
例を示すもので、図7に示す回路に第2バイアス回路を
加えたもので、この回路でも図9に示すものと同様の効
果が得られるものである。
【0104】図12は制御信号φによりオン・オフ制御
され第2バイアス回路を構成する電流源回路の具体回路
を示すものである。
【0105】図12中の(a)は当該定電流源回路を上
記図2、図3、図9と同じレベルで示した回路図で、(
b)〜(e)がその具体化回路である。
【0106】まず、図12(b)に示すものは、2つの
pチャネルFETからなるトランジスタM47,M48
の直列回路からなっており、トランジスタM47のゲー
トには一定のバイアス電圧Vb を印加して、トランジ
スタM48がオンとなったときに流れる電流値を規定す
るとともに、トランジスタM48のゲートに制御信号φ
の反転信号を与えるようにしたもので、トランジスタM
48がオンとなると、トランジスタM47から定電流I
m47が得られることとなる。
【0107】図12(c)に示すものは、3つのpチャ
ネルFETからなるトランジスタM49〜M51からな
っている。トランジスタM49のドレイン(またはソー
ス)に定電圧Vb が印加され、同ゲートには制御信号
φの反転信号が与えられている。トランジスタM49の
ソース(またはソース)はトランジスタM51のゲート
に接続され、トランジスタM49のオン時に電圧Vb 
がトランジスタM51のゲートに印加され、これにより
トランジスタM51がオンとなって、このトランジスタ
M51から定電流Im51が得られる。
【0108】トランジスタM50のソース−ドレインは
トランジスタM51のソース−ゲート間に接続され、同
トランジスタM50のゲートには制御信号φが印加され
ている。これにより、トランジスタM50はトランジス
タM49がオフのときにオンとなるようになっており、
このトランジスタM50がオンとなることにより、トラ
ンジスタM51のゲートが電源によって“H”(ハイレ
ベル)とされて、このトランジスタM51がオフとなる
ようにされている。
【0109】これら図12(b)、(c)はスイッチS
W17をトランジスタM48,M49によるアナログス
イッチにより構成した回路を示したものである。
【0110】次に、同図(d)に示すものは、スイッチ
SW17に相当するスイッチSW18,SW19と、p
チャネルFETからなるトランジスタM52と、抵抗器
R1 及び容量C1 からなる時定数回路とを備えてい
る。
【0111】トランジスタM52のゲートには抵抗器R
1 とスイッチSW18とを直列に介して定電圧Vb 
が印加され、スイッチSW18は制御信号φによりオン
・オフ制御される。トランジスタM52はスイッチSW
18がオンのときにオンとなって定電圧Vbが抵抗器R
1 を通じてM52のゲートに印加され、オンとなって
、定電流Im52がトランジスタM52から得られるこ
ととなる。
【0112】容量C1 はトランジスタM52のソース
−ゲート間に接続されており、抵抗器R1 と容量C1
 とで決まる時定数でトランジスタM52がオン及びオ
フするようになっている。
【0113】スイッチSW19は抵抗器R1 を挟んで
容量C1 と並列に接続されており、制御信号φの反転
信号によりオン・オフ制御されるようになっている。こ
れによりスイッチSW19はスイッチSW18がオフの
ときにオンとなり、このスイッチSW18がオンとなる
ことにより、トランジスタM52のゲートが電源により
“H”とされ、このトランジスタM52がターンオフさ
れて、電流Im52が遮断される。
【0114】以上説明した回路では、時定数回路によっ
てトランジスタM52から得られる電流Im52の立上
がり及び立下がりが緩やかにされるため、この回路を用
いることにより、バッファ回路の出力電流駆動能力が急
激に上がったり下がったりしないようにすることができ
る。
【0115】図12(e)に示す回路は図12(d)に
示す回路のスイッチSW18,SW19及び抵抗器R1
 をトランジスタにより構成したものである。
【0116】すなわち、この回路はpチャネルFETか
らなるトランジスタM53〜56と容量C2 とを備え
ている。トランジスタM53は制御信号φの反転信号に
よりオン・オフ制御されるように構成されてスイッチS
W18に対応し、トランジスタM54は制御信号φによ
りオン・オフ制御されるようにされてスイッチSW19
に対応するものとなる。トランジスタM55はそのゲー
トがグランドに接続されてオン抵抗として構成され、抵
抗器R1 に対応するものとされて、トランジスタM5
6のゲートにはトランジスタM55を通じて電圧Vb 
が印加されてオンされる。
【0117】容量C2 はトランジスタM56のソース
−ゲート間に接続され、容量C1 に対応するものとさ
れている。よって、トランジスタM53がターンオンす
るとき、このトランジスタM56からの電流Im56は
トランジスタM55のオン抵抗値と容量C2により決ま
る時定数で立ち上がったり立ち下がったりするようにな
っている。
【0118】トランジスタM54はトランジスタM55
を挟んで容量C2 と並列に接続され、トランジスタM
53のオフ時にオンとなってトランジスタM56のゲー
トを電源により“H”として、このトランジスタM56
をオフさせるようになっているものである。
【0119】図13は第1バイアス回路と第2バイアス
回路とを組み合わせた回路の各種具体例を示すものであ
る。
【0120】図13(a)は当該バイアス回路を上記図
2、図3、図9等と同じレベルで示した回路図で、同図
(b),(c)がその具体化回路である。
【0121】まず図13(b)に示すものは、pチャネ
ルFETからなるトランジスタM57〜M59を備えて
いる。トランジスタM57のゲートには定電圧Vb1が
印加され、このトランジスタM57からは、常時、定電
流Im57が得られる。トランジスタM58のゲートに
は定電圧Vb2が印加され、トランジスタM59はトラ
ンジスタ58と直列に接続されている。このトランジス
タ59のゲートには制御信号φの反転信号が与えられて
おり、トランジスタM58からはトランジスタM59が
オンのときのみ定電流Im58が得られる。つまり、ト
ランジスタM57が第1バイアス回路を構成し、トラン
ジスタM58,M59が第2バイアス回路を構成する。
【0122】このような構成によれば、トランジスタM
58,M59のW/L及び定電圧Vb1,Vb2を変え
ることによりそれぞれ異なる出力電流値を持つ電流源回
路が実現できる。
【0123】次に、図13(c)に示すものは、pチャ
ネルFETからなるトランジスタM60〜M64と定電
流源回路i14とを有し、トランジスタM60を基準電
流入力端、トランジスタM62を出力端とするカレント
ミラー回路と、トランジスタM61を基準電流入力端、
トランジスタM63を出力端とするカレントミラー回路
とを含んでいる。トランジスタM60,M61は直列に
接続され、共に定電流源回路i14からの電流I14が
基準電流として供給されている。
【0124】トランジスタM64はトランジスタM63
と直列に接続され、その直列回路はトランジスタM62
と並列に接続されており、トランジスタM62からは常
時定電流Im62が得られ、トランジスタM63からは
スイッチM64がオンのときに定電流Im63が得られ
るものである。
【0125】これまで説明した回路は全てMOSFET
で構成しているが、バイポーラトランジスタを使っても
同様の機能が得られるバッファ回路を構成することがで
きる。
【0126】図14は入力増幅段1aの出力を用いて発
生した制御信号により出力電流駆動能力を制御するよう
にしたバッファ回路のブロック図であり、図1に示した
本発明のブロック図において入力増幅段1aの出力を用
いた制御信号発生手段11を加えたものである。
【0127】図1において、制御信号は、例えば定期的
に変化する入力信号に同期させた周期パルスで入力信号
が変化するタイミングで与えられるため、入力信号の電
位変化が小さく出力電流駆動能力を上げる必要がない場
合でも、制御信号で制御される一定期間だけ出力電流駆
動能力を上げていることとなっていた。
【0128】図14に示すバッファ回路においては、入
力増幅段1aの出力の電位変化あるいは電流変化が大き
い時のみ制御信号を発生している、つまり、入力信号の
電位変化が小さく出力電流駆動能力を上げる必要がない
場合には入力増幅段1aの出力の電位変化あるいは電流
変化は小さいので制御信号を発生することはなく、不必
要に出力電流駆動能力を上げず、より低消費電力化を実
現している。
【0129】図15は図14に示す回路の第1具体例を
示すもので、この図に示す回路は図2に示す回路におい
て制御信号発生手段を加えたものに相当する。
【0130】前に説明した通りトランジスタM1 〜M
8 及びCC1は2段オペアンプを構成しており増幅回
路1に対応している。このうち、トランジスタM1 〜
M4 で入力増幅段1aを、トランジスタM5 で出力
段1bをそれぞれ構成しており。トランジスタM6 ,
M7 は各々入力増幅段1a及び出力段1bにバイアス
電流を供給している。また、図2のSW1 はトランジ
スタMSW1 により実現されている。
【0131】このような構成の増幅回路においては、立
上がりのスルーレートは入力増幅段1aに供給されるバ
イアス電流および位相補償用コンデンサCC1の容量で
決定されるレートと、トランジスタM6 より供給され
る電流および出力の容量性負荷CL の容量で決定され
るレートとのうち低い方のレートになる。また、立下が
りのスルーレートは入力増幅段1aに供給されるバイア
ス電流と位相補償用コンデンサCC1で決定されるレー
トとによってのみ決定される。したがって、Vin+が
Vin−より低い電位のときには、トランジスタM5 
により電流を吸い取って出力電位を下げる動作となるの
で、トランジスタM6 により供給される電流を上げて
も全てトランジスタM5 により吸い取られてしまうた
め、トランジスタM5 の出力電流駆動能力を上げる必
要はないこととなる。 この点に着目し、制御信号発生手段は次述するように形
成されている。
【0132】すなわち、この制御信号発生手段は、トラ
ンジスタMPC1 及びMNC1 により構成され、(
W/L)MPC1/(W/L)M7>[(W/L)MN
C1/(W/L)M4]/2、つまり、Vin−とVi
n+が同電位となったときには、トランジスタMPC1
 のドレインより供給される電流がトランジスタMNC
1 のドレインに吸収される電流より大きくなるように
設定することにより、Vin+がVin−よりある程度
高い電位となったときのみトランジスタMNC1 のド
レイン電流がトランジスタMPC1 のドレイン電流よ
り大きくなりトランジスタMSW1 のゲート電位を下
げてオンさせるように動作し、トランジスタM6 の出
力電流駆動能力を上げる。
【0133】このようにVin+がVin−よりある程
度高い電位となったときのみトランジスタMSW1 が
オンとなってトランジスタM6 の出力電流駆動能力を
上げるように動作するので低消費電力化を図ることがで
きる。
【0134】図16は図14に示す回路の第2具体例を
示すものである。
【0135】この図16に示す回路は、図15に示す回
路においてトランジスタM8 をトランジスタM8Aと
M8Bとに分けることにより、入力増幅段1aと出力段
1bへのバイアス電流供給の経路を分け、入力増幅段1
aに供給するバイアス電流を、このバイアス電流と位相
補償用コンデンサCC1で決まるレートが常に高くなる
ように設定しておき、消費電力に最も関係する出力段1
bへのバイアス電流のみ制御するようにした変形例であ
り、図15に示す回路と同様の効果が得られる。
【0136】図17は図14に示す回路の第3具体例を
示すものである。
【0137】この図に示す回路は、図15に示す回路に
おける制御信号発生手段の構成の変形例に相当するもの
である。図15に示す回路では、制御信号発生手段の入
力となる入力増幅段1aの出力としてトランジスタM3
 のドレイン電位を用いているが、図17に示す回路で
は、トランジスタM4 のドレイン電位を用いている。 制御信号発生手段は、トランジスタMPC2 及びMN
C2 とトランジスタMPI及びMNIとで構成してい
る反転回路により構成され、(W/L)MPC2/(W
/L)M7<[(W/L)MNC2/(W/L)M4]
/2、つまり、Vin+とVin−とが同電位となった
ときには、トランジスタMNC2 へ吸収される電流が
トランジスタMPC2 より供給される電流より大きく
なるように設定することにより、Vin+がVin−よ
りある程度高い電位となったときのみトランジスタMP
C2 のドレイン電流がトランジスタMNC2 のドレ
イン電流より大きくなり、トランジスタMPIびMNI
で構成している反転回路の出力電位が下がり、トランジ
スタMSW1 をオンさせるように動作する。これによ
り、トランジスタM5 の出力電流駆動能力を上げてお
り、図15と同様の効果が得られる。
【0138】図18は図14に示す回路の第4具体例を
示すものである。
【0139】この図に示す回路は、図16の実施例にお
いて制御信号発生手段により発生した制御信号により、
入力増幅段1aのバイアス電流も制御するようにした変
形例である。制御信号発生手段は、トランジスタMPC
1 ,MNC1 ,MPC2 ,MNC2 により構成
されており、出力段1bへのバイアス電流の制御は図1
6で説明した通りである。入力増幅段1aのバイアス電
流はスルーレートの決定要因の一つであるので、この制
御は、Vin+がVin−よりある程度高い電位となっ
た時、及びVin−がVin+よりある程度高い電位と
なった時に入力増幅段1aのバイアス電流が大きくなる
ように行う。このため、トランジスタMPC1 及びM
NC1 によりVin+がVin−よりある程度高い電
位となった時にトランジスタMSW2Aをオンさせて、
定電流源i3 からの電流I3 を加えるだけでなく、
トランジスタMPC2 及びMNC2 によりVin−
がVin+よりある程度高い電位となった時にトランジ
スタMSW2Bをオンさせて、定電流源i3 からの電
流I3 を加えるように制御している。これにより、わ
ずかではあるが、入力増幅段1aで不必要に電流が消費
されるのを防いでいる。ここでは、トランジスタMPC
2 及びMNC2 の(W/L)は、(W/L)MPC
2/(W/L)M7>[(W/L)MNC2/(W/L
)M4]/2となるように設定しており、図17に示す
回路例のときと異なる。
【0140】図19は図14に示す回路の第5具体例を
示すものである。
【0141】この図に示す回路は、図18に示す回路に
おいて入力増幅段1aのバイアス電流制御を図3で示し
たように、定期的に変化する入力信号に同期させた周期
パルスφで行っているもので、図18に示す回路の場合
と同様の効果がある。
【0142】図20は図14に示す回路の第6具体例を
示すものである。
【0143】この図に示す回路は、図5〜図7に示した
トランジスタM14〜M21で構成された増幅回路にお
いて、制御信号発生手段を加えた実施例である。トラン
ジスタM14〜M19が入力増幅段を構成し、トランジ
スタM20及びM21が出力段を構成している(その図
5等においては第1の出力段駆動素子と見なしている)
制御信号発生手段は、トランジスタMPC1 ,MNC
1 ,MPC2 及びMNC2 より構成されている。 トランジスタMPC1 ,MNC1 ,MPC2 ,M
NC2 の各(W/L)は、図18で説明した通りで、
Vin+がVin−よりある程度高い電位となった時に
は、トランジスタMSWB をオンさせるように制御し
ている。よって、Vin+がVin−よりある程度高い
電位となった時、およびVin−がVin+よりある程
度高い電位となった時に、制御信号発生手段はトランジ
スタMSWA またはMSWB をオンさせて、増幅回
路に供給するバイアス電流をI6 からI6 +I61
に増加し、スルーレートを上げている。
【0144】図21は図14に示す回路の第7具体例を
示すものである。
【0145】この図において、トランジスタM1 〜M
4 は入力増幅段1aを構成し、トランジスタM7 は
入力増幅段1aにバイアス電流を供給しており、トラン
ジスタMP6A ,MP6B で構成されるソース・フ
ォロアにより構成される増幅回路では、立上がりスルー
レートは、ほとんどトランジスタMP6B により供給
される電流により決定され、立下がりのスルーレートは
トランジスタMP6A の(W/L)による。
【0146】制御信号発生手段は、トランジスタMPC
2 ,MNC2 により構成され、各々のトランジスタ
の(W/L)は、(W/L)MPC2/(W/L)M7
>[(W/L)MNC2/(W/L)M4]/2、つま
り、Vin+がVin−よりある程度高い電位となった
時に、トランジスタMSW1 をオンさせ、バイアス電
流を電流原i0 の電流I0 に電流原i1 の電流I
1 を加えるように設定してある。 よって、Vin+がVin−よりある程度高い電位とな
ったときにのみトランジスタMP6B より供給される
電流を大きくし、出力電流駆動能力を上げている。
【0147】図22は図14に示す回路の第8具体例を
示すものである。
【0148】この図に示す回路は、図15に示す回路に
おいて、図12及び図13に示したバイアス回路の具体
例を適用した変形例であり、前述の通りトランジスタM
1 〜M4 は入力増幅段1aを、トランジスタM5 
は出力段1bを構成しており、トランジスタM7 は入
力増幅段1aへバイアス電流を、トランジスタM6C,
M6Dは出力段1bへバイアス電流を供給している。制
御信号発生手段は、トランジスタMPC1 及びMNC
1で構成され、その(W/L)は図15に示す回路の説
明で述べた通りである。トランジスタMPI及びMNI
は反転回路を構成し、制御信号の反転信号を発生してい
る。
【0149】この構成において、Vin+がVin−よ
りある程度電位が高くなった時に発生した制御信号によ
り、トランジスタMSW1Dはオフとなり、また、トラ
ンジスタMSW1Cがオンとなり、トランジスタM8D
のゲート電位をトランジスタM6Dのゲートに印加する
ことにより、出力電流駆動能力を上げている。この時、
トランジスタM6DのゲートにはトランジスタM8Dの
ゲート・ソース電圧とトランジスタM8Cのゲート・ソ
ース電圧の和が印加されているので、出力電流駆動能力
を上げるための必要な電流を供給するトランジスタM6
Dの(W/L)を小さく、つまり面積を小さくすること
ができる。
【0150】図23は図14に示す回路の第9具体例を
示すものである。
【0151】この図に示す回路は、図22に示す回路に
おける制御信号発生手段の変形例で、図17に示す回路
の場合と同じく、入力増幅手段1aの他方の出力を使っ
ている。制御信号発生手段を構成するトランジスタMP
C2 及びMNC2 の(W/L)は図17に示す回路
で説明した通りである。
【0152】図24は図14に示す回路の第10具体例
を示すものである。
【0153】この図に示す回路は、図22に示す回路に
おける制御信号発生手段の他の変形例で、制御信号の反
転回路を用いる代わりに、トランジスタMPC1 ,M
NC1 ,MPC2 ,MNC2 により構成され、入
力増幅手段1aの正負の出力を用いた実施例である。ト
ランジスタMPC1 ,MNC1 ,MPC2 ,MN
C2 の(W/L)は、図15および図17に示す回路
で説明した通りである。
【0154】図25は図14に示す回路の第11具体例
を示すものである。
【0155】この図に示す回路は、図24に示す回路の
変形例で、スイッチとして用いているトランジスタMS
W1Cの接続を変えたもので、そのゲートはそのままで
、ソース・ドレインをトランジスタM8Dのドレインに
直列に接続したものであり、図24に示す回路と同様の
効果が得られる。
【0156】図26は本発明に係る入力増幅段6の出力
を用いて発生した制御信号により出力電流駆動能力を制
御するようにしたバッファ回路のブロック図であり、図
4に示した本発明のバッファ回路において入力増幅段6
の出力を用いた制御信号発生手段11を加えたものであ
る。
【0157】図14の回路説明で述べたように、入力信
号の電位変化が小さく出力電流駆動能力を上げる必要が
ない場合には、入力増幅段6の出力の電位変化あるいは
電流変化が小さいので制御信号を発生することはなく、
不必要に出力電流駆動能力を上げず、より低消費電力化
を実現している。
【0158】図27は図26に示す回路の一具体例を示
すものである。
【0159】この図に示す回路は、図5に示す実施例に
おいて入力増幅段の出力を用いた制御信号発生手段を加
えたものであり、図5中のSW4 〜SW7 は各々ト
ランジスタMSW4 〜MSW7 で実現されている。 制御信号発生手段は、トランジスタMPC1,MNC1
 ,MPC2,MNC2 により構成され、各々のトラ
ンジスタの(W/L)は、(W/L)MPC1/(W/
L)M25 >[(W/L)MNC1/(W/L)M1
6 ]/2、また、(W/L)MPC2/(W/L)M
25 >[(W/L)MNC2/(W/L)M17 ]
/2と設定されている。つまり、Vin+がVin−よ
りある程度電位が高くなったときに、トランジスタMP
C1 ,MNC1 で発生した制御信号により、トラン
ジスタMSW4 はオンとなり、トランジスタMSW5
 はオフとなって第2出力段駆動素子であるトランジス
タM22も動作させて、出力電流駆動能力を上げる。ま
た、Vin−がVin+よりある程度電位が高くなった
ときには、トランジスタMPC2 ,MNC2 で発生
した制御信号により、トランジスタMSW6 はオンと
なり、トランジスタMSW7 はオフとなって、第2出
力段駆動素子であるトランジスタM23も動作させ、出
力電流駆動能力を上げる。よって、入力信号の電位変化
が小さく出力電流駆動能力を上げる必要がない場合には
、制御信号を発生することはなく、不必要に出力電流駆
動能力を上げず、より低消費電力化を実現している。
【0160】図28は本発明に係る入力増幅段の出力を
用いて発生した制御信号により出力電流駆動能力を制御
するようにしたバッファ回路のブロック図であり、図4
に示した本発明のブロック図において入力増幅段6の出
力を用いた制御信号発生手段11を加えたものである。
【0161】図14に示す回路説明で述べたように、入
力信号の電位変化が小さく出力電流駆動能力を上げる必
要がない場合には、入力増幅段6の出力の電位変化ある
いは電流変化が小さいので制御信号を発生することはな
く、不必要に出力電流駆動能力を上げず、より低消費電
力化を実現している。
【0162】図29は図28に示す回路の一具体例を示
したものである。
【0163】この図29に示す回路は、図27に示す回
路において、制御信号発生手段により制御される第2バ
イアス回路を追加した実施例である。第2バイアス回路
は電流源i7 とトランジスタMSW8A,MSW8B
により構成されており、Vin−がVin+よりある程
度高くなったときに、トランジスタMPC1 ,MNC
1 ,MPC2 ,MNC2により構成される制御信号
発生手段より発生した制御信号でトランジスタMSW8
AあるいはトランジスタMSW8Bをオンさせて、バイ
アス電流をI6 からI6 +I7に増加させる。
【0164】図30は本発明に係るバイアス制御により
出力電流駆動能力を制御するようにしたバッファ回路の
ブロック図である。
【0165】この図に示すバッファ回路は、入力信号と
して定期的にレベル変動するものを対象としており、増
幅回路1と、第1バイアス回路2と、増幅回路1内の入
力増幅段1aの出力によりバイアス電流が決定され且つ
外部よりの制御信号により増幅回路1への接続が断続的
に制御される第2バイアス回路3とから構成される。
【0166】図1において、制御信号は、例えば定期的
に変化する入力信号に同期させた周期パルスで入力信号
が変化するタイミングで与えられるため、入力信号の電
位変化が小さくその必要が無いときでもく出力駆動能力
を上げていることとなっていた。
【0167】図30に示す回路においては、入力増幅段
1aの出力電位あるいは出力電流の変化の大きさに応じ
て第2バイアス回路3のバイアス電流を決定しているの
で、入力信号の電位変化が小さく外部から与えられる制
御信号の全期間において出力電流駆動能力を上げる必要
のない場合も小さくなり、不必要に出力電流駆動能力を
上げず、より低消費電力化を実現している。
【0168】図31は図30に示す回路の一具体例を示
すものである。
【0169】この図に示す回路は、図2に示す回路にお
いてトランジスタM8をトランジスタM8AとM8Bと
分けることにより、入力増幅段1aと出力段1bへのバ
イアス電流供給の経路を分け、入力増幅段1aに供給す
るバイアス電流を、第1バイアス回路から供給されるバ
イアス電流のみとし、このバイアス電流と位相補償用コ
ンデンサCC1で決まるレートが常に高くなるように設
定しておき、また、消費電力に最も関係する出力段1b
への第2バイアス回路より供給されるバイアス電流のみ
制御するようにした変形した例において、この第2バイ
アス回路より供給されるバイアス電流を入力増幅段1a
の出力に応じて決定している。
【0170】図2におけるSW1 はトランジスタMS
W1 で構成され、制御信号φでその開閉が制御されて
いる。 第2バイアス回路の電流源部分はトランジスタMB1で
構成されており、このバイアス電流値は、トランジスタ
M1 〜M4 で構成される入力増幅段1aのトランジ
スタM3 のドレイン端側の出力をトランジスタMB1
のゲート電位として用いることにより、Vin+がVi
n−より電位が高くなったときにバイアス電流が増え、
Vin+がVin−より電位が低くなったときにバイア
ス電流が減るように決定される。このように、制御信号
φの期間全てに渡って出力電流駆動能力を一様に上げる
わけではなく、入力差動信号の大きさにより出力段の出
力電流を決定しているので、より低消費電力化を実現で
きる。
【0171】図32は、図8に示した本発明のブロック
図において、第2バイアス回路のバイアス電流を入力増
幅段6の出力を用いて発生したバッファ回路のブロック
図である。
【0172】この図に示す回路は、入力信号として定期
的にレベル変動するものを対象としており、増幅回路4
と、第1バイアス回路2と、増幅回路4内の入力増幅段
6の出力によりバイアス電流が決定され且つ外部よりの
制御信号により増幅回路4への接続を断続的に制御され
る第2バイアス回路3と、増幅回路4内の第2出力駆動
素子の接続を切換える駆動能力切換回路5とから構成さ
れる。
【0173】図8において、制御信号は、例えば、定期
的に変化する入力信号に同期させた周期パルスで入力信
号が変化するタイミングで与えられるため、入力信号の
電位変化が小さく出力電流駆動能力を上げる必要がない
場合でも、制御信号で制御される一定期間出力電流駆動
能力を上げることとなっていた。
【0174】図32に示す回路においては、入力増幅段
6の出力電位あるいは出力電流の変化の大きさに応じて
第2バイアス回路3のバイアス電流を決定しているので
、入力信号の電位変化が小さく外部から与えられる制御
信号の全期間において出力電流駆動能力を上げる必要が
ない場合には、入力増幅段6の出力変化も小さいので、
出力電流駆動能力を上げる割合も小さくなり、不必要に
出力電流駆動能力を上げず、より低消費電力化を実現し
ている。
【0175】図33は図32に示す回路の一具体例を示
すものである。
【0176】この図に示す回路は、図8における第2バ
イアス回路のバイアス電流を入力増幅段の出力電流によ
り決定している実施例である。図8におけるSW4 〜
SW7は、各々トランジスタMSW4 〜MSW7 か
らなり、第2バイアス回路はトランジスタMPB1 ,
MPB2 ,MNB1 〜MNB6 ,MSW8A,M
SW8Bより構成され、各トランジスタの(W/L)は
、(W/L)MPB1/(W/L)M25 ≦[(W/
L)MNB1/(W/L)M16 ]/2、また、(W
/L)MPB2/(W/L)M25 ≦[(W/L)M
NB2/(W/L)M17 ]/2と設定されている。 つまり、制御信号によりトランジスタMSW8A,MS
W8Bがオフのとき、Vin+がVin−より電位が低
いとき、トランジスタMNB2 のドレイン電位は、ほ
ぼVss電位となりトランジスタMNB4 及びMNB
6 には電流は流れないが、トランジスタMPB1 の
ドレイン電流はトランジスタMNB1 のドレイン電流
より大きくなり、電流の大きい分トランジスタMNB4
 に流れ、トランジスタMNB6とのカレントミラーに
より、バイアス電流I6 に加算され、出力電流駆動能
力が増すこととなる。Vin−がVIN+より電位が低
いときも同様に出力電流駆動能力が増す。いずれの場合
も、Vin+=Vin−となると、トランジスタMPB
1 のドレイン電流とトランジスタMNB1のドレイン
、及びトランジスタMPB2 のドレイン電流とトラン
ジスタMNB2 のドレイン電流は等しくなり、トラン
ジスタMNB3 、MNB4 には電流が流れず、よっ
て、バイアス電流は加算されることなくI6 のみとな
り、不必要に出力電流駆動能力が上げられることはない
。また、制御信号によりトランジスタMSW8A,MS
W8Bがオンのときは、トランジスタMNB5 ,MN
B6 は常にオフであり、バイアス電流が増加すること
はない。図33に示す回路のトランジスタM22,M2
3,MSW4 〜MSW7 の動作については図5で述
べた通りである。
【0177】図34は図14に示す実施例において、第
2バイアス回路3を図30に示す実施例のように入力増
幅段1aの出力によりバイアス電流を決定するようにし
た回路のブロック図である。
【0178】この図に示す回路によれば、図14に示す
回路の要素と図30に示す回路の要素を兼ね備えている
ので、より低消費電力化を実現できる。
【0179】図35は図34に示す回路の第1具体例を
示すものである。
【0180】この図に示す回路は、図14に示す回路の
具体例としてあげた図16に示した回路において、第2
バイアス回路の定電流源i1 の代わりにトランジスタ
M1 〜M4 で構成した入力増幅段1aの出力で電流
値が決定される電流源を用いている。この第2バイアス
回路の電流源はトランジスタMB1より構成され、入力
増幅段1aのトランジスタM3 のドレイン端側の出力
電位をトランジスタMB1のゲートに印加することによ
り入力増幅段1aの出力に応じて電流値が決定されてい
る。よって、図16に示す回路の要素と図31に示す回
路の要素を兼ね備えているので、より低消費電力化を実
現できる。
【0181】図36は図34に示す回路の第2具体例を
示すものである。
【0182】この図に示す回路は、図35に示した回路
において、出力段1bを構成しているトランジスタM5
 にバイアス電流を供給しているトランジスタM6 を
2個のトランジスタM6C,M6Dに分け、また、出力
段1bへのバイアス電流を伝達する入力部であるトラン
ジスタM8Bも2個のトランジスタM8B1 ,M8B
2 に分けて直列に接続し、トランジスタM6Cのゲー
トにはトランジスタM8B1 のゲート電位を印加し、
トランジスタM6DのゲートにはトランジスタM8B2
 のゲート電位を印加するようにした例である。この構
成により、出力電流駆動能力を上げるために必要な電流
を供給するトランジスタM6Dの(W/L)が小さく、
つまり、面積を小さくすることができる。
【0183】また、トランジスタMSW1Cのソースを
VDDではなく、トランジスタM8B1 のゲートに接
続し出力電流駆動能力を上げないときでも、トランジス
タM6Dを完全にオフさせないように設定しても良い。
【0184】図37は図34に示す回路の第3具体例を
示すものである。
【0185】この図に示す回路は、図14に示す回路の
具体例としてあげた図18に示した回路において、第2
バイアス回路の定電流源i5 の代わりにトランジスタ
M1 〜M4 で構成した入力増幅段1aの出力で電流
値が決定される電流源を用いた例をである。この第2バ
イアス回路の電流源はトランジスタMB1より構成され
、入力増幅段1aのトランジスタM3 のドレイン端側
の出力電位をトランジスタMB1のゲートに印加するこ
とにより入力増幅段1aの出力に応じて電流値が決定さ
れている。よって、図18に示す回路の要素と図31に
示す回路の要素とを兼ね備えているので、より低消費電
力化を実現できる。
【0186】図38は図34に示す回路の第4具体例を
示すものである。
【0187】この図に示す回路は、図37に示した回路
における第1バイアス回路のうち、出力段をバイアスす
る電流源i4 を第2バイアス回路の電流源同様入力増
幅段1aの出力で電流値が決定されるようにしたもので
、この回路において電流源i4はトランジスタMB2に
より構成される。よって、Vin+とVin−の電位が
ほぼ等しく出力電流駆動能力を上げない時でも、入力電
位Vin+とVin−の差に応じて出力電流が制御され
ているので、より低消費電力化を実現できる。
【0188】図39は図34に示す回路の第5具体例を
示すものである。
【0189】この図に示すものは、図14に示す回路の
具体例としてあげた図19に示した回路において、第2
バイアス回路の定電流源i5 の代わりにトランジスタ
M1 〜M4 で構成した入力増幅段1aの出力で電流
値が決定される電流源を用いた例を示すものである。第
2バイアス回路の電流源はトランジスタMB1より構成
され、入力増幅段1aのトランジスタM3 のドレイン
端側の出力電位をトランジスタMB1のゲートに印加す
ることにより入力増幅段1aの出力に応じて電流値が決
定されている。よって、図19に示す回路の要素と図3
1に示す回路の要素を兼ね備えているので、より低消費
電力化を実現できる。
【0190】図40は図34に示す回路の第6具体例を
示すものである。
【0191】この図に示す回路は、図14に示す回路の
具体例としてあげた図21に示した回路において、トラ
ンジスタM8 をトランジスタM8AとM8Bに分ける
ことにより、入力増幅段1aとソース・フォロアで構成
される出力段1bへのバイアス電流供給の経路を分け、
入力増幅段1aに供給するバイアス電流を第1バイアス
回路から供給されるバイアス電流I01のみとし、また
、スルーレートと消費電力に最も関係する出力段1bへ
の第2バイアス回路より供給されるバイアス電流を入力
増幅段1aの出力に応じて決定している具体例を示すも
のである。第2バイアス回路の電流源は、トランジスタ
MB1で構成され、そのゲートは入力増幅段1aの出力
に接続されており、トランジスタMB1より供給される
バイアス電流は、入力増幅段1aの出力レベルで決定さ
れている。 つまり、Vin+がVin−よりある程度電位が高くな
ると、図21で説明したように、トランジスタMSW1
 はONとなり、出力段にVin+とVin−の差に応
じたバイアス電流が供給され、ソース・フォロアの電流
源を構成しているトランジスタMP6B から供給され
る電流を大きくし、出力電流駆動能力を上げる。
【0192】また、図40中に点線の配線で示したよう
に、例えば、Vin+とVin−の電位が等しくなった
ときにトランジスタMB1に流れる電流をトランジスタ
M8Cで吸い取るようにし、出力電流駆動能力を上げて
いる状態から出力電流駆動能力を上げない状態に移った
時の出力段1bのソース・フォロアのバイアス電流の変
化を小さくすることにより、トランジスタMP6A の
ゲート・ソース電圧変化を小さくし、トランジスタMP
6A のゲート・ソース電圧変化分の追従時間を短くす
ることもできる。
【0193】図41は図34に示す回路の第7具体例を
示すものである。
【0194】この図に示す回路は、図14に示す回路の
具体例として上げた図21に示した回路において、第2
バイアス回路の電流源i1 を入力増幅段1aの出力を
用いて決定している例を示すものである。ここで、第2
バイアス回路の電流源は、トランジスタMNB1 ,M
NB3 ,MNB5 ,MPB1 で構成され、第2バ
イアス回路の電流源からのバイアス電流の断続スイッチ
はトランジスタMSW1 にて構成されている。図21
で説明した通り、Vin+がVin−よりある程度電位
が高くないときは、トランジスタMPC2 及びMNC
2 で構成される制御信号発生手段より発生した制御信
号によりトランジスタMSW1 はオフとなり、第2バ
イアス回路のバイアス電流は切断される。 Vin+がVin−よりある程度電位が高いときは、制
御信号発生手段より発生した制御信号によりトランジス
タMSW1 はオンとなって第2バイアス回路のバイア
ス電流を第1バイアス回路のバイアス電流I0 に加算
する。Vin+がVin−より電位が高いときは、トラ
ンジスタM3 に流れる電流はVin+とVin−が同
電位のときより少なく、トランジスタM3 のドレイン
電位は低くなり、トランジスタMNB1 に流れる電流
も少なくなり、よってトランジスタMNB3 に流れる
電流はトランジスタMPB1 より供給される電流とト
ランジスタMNB1 に流れる電流の差であるため多く
なり、第2バイアス回路のバイアス電流、つまり、トラ
ンジスタMNB5 に流れる電流は多くなるように動作
する。このようにトランジスタMNB5 に流れる電流
の大きさは入力増幅段1aの出力であるトランジスタM
3のドレイン電位により決定されている。
【0195】出力電流駆動能力を上げている状態から出
力電流駆動能力を上げない状態に移ったときの出力段1
bのソース・フォロアのバイアス電流の変化を小さくし
てトランジスタMP6A のゲート・ソース電圧変化を
小さくし、トランジスタMP6A のゲート・ソース電
圧変化分の追従時間を短くするためには、例えば、Vi
n+とVin−の電位が等しくなったときにトランジス
タMNB1 に流れる電流をトランジスタMPB1 か
ら供給される電流と等しくしておけば良い。
【0196】また、第2バイアス回路のバイアス電流の
断続は、図41中に点線で示すようにNMOSタイプの
トランジスタを用いても良い。
【0197】図42は、図28に示す実施例において、
第2バイアス回路を図32に示す実施例のように入力増
幅段1aの出力によりバイアス電流を決定するようにし
た例を示すブロック図である。
【0198】この図に示すようにすれば、図28に示す
回路の要素と図32に示す回路の要素とを兼ね備えてい
るので、より低消費電力化を実現できる。
【0199】図43は図42に示す回路の一具体例を示
すものである。
【0200】この図に示す回路は図28に示す回路の具
体例としてあげた図29に示した回路において、図32
で示した回路のように第2バイアス回路の定電流源i7
 の代わりにトランジスタM14〜M17で構成した入
力増幅段1aの出力で電流値が決定される電流源を用い
た例を示すものである。この第2バイアス回路の電流源
は、図32に示す回路の具体例としてあげた図33に示
した回路で説明したように、トランジスタMPC1 ,
MPC2 ,MNB1 〜MNB6 より構成されてい
る。よって、図29に示す回路の要素と図33に示す回
路の要素とを兼ね備えているので、より低消費電力化を
実現できる。
【0201】図44は本発明に係る入出力間の電位差検
出により出力駆動能力を制御するようにしたバッファ回
路のブロック図である。
【0202】この図に示すバッファ回路は、入力信号と
して不定期にレベル変動するものを対象としており、増
幅回路12と電位差検出回路13とを有している。
【0203】電位差検出回路13は増幅回路12の入出
力間の電位差を検出しその検出信号を増幅回路12に与
える。この電位差検出信号は、入力信号電位が出力信号
電位より大きくなると増幅回路12が出力信号電位を入
力信号電位に応じて大きくする方向の出力電流駆動能力
を大きくするように作用し、逆に入力信号電位が出力信
号電位より小さくなると増幅回路12が出力信号電位を
入力信号電位に応じて小さくする方向の出力電流駆動能
力を大きくするように作用する。
【0204】これにより、入出力間の電位差が検出され
たときのみ出力電流駆動能力が大きくするようにし、入
出力間の電位差検出がないときには出力電流駆動能力を
小さくしていることから、低消費電力で高スルーレート
を実現できる。
【0205】このように、本実施例のバッファ回路によ
れば、入力信号のレベル変動時のみ動作電流が大きくす
る手段として、入出力間の電位差が閾値を越えるとオン
となりその動作電流を増幅回路12の出力電流に加える
あるいは、増幅回路12の電流駆動能力を決定するバイ
アス電流に加えるという簡単な入出力間電位差検出回路
を設けたものであるから、大幅な素子数の増加や、回路
規模の大型化を招くことがないため、IC化に有利とな
る。
【0206】図45は図44に示す電位差検出回路の具
体的構成を示すものである。
【0207】この図に示す電位差検出回路はトランジス
タM75,M76を有する。
【0208】トランジスタM75はnチャネルFETか
らなり、トランジスタM76はpチャネルFETからな
っており、両トランジスタM75,M76のゲートは増
幅回路12の入力端子に接続され、同ソースは増幅回路
12の出力端子に接続されている。
【0209】これにより、トランジスタM75は、入力
端子の電位が出力端子の電位よりも上がり、その電位差
がトランジスタ75のゲート−ソース間スレッショルド
を越えるとオンとなり、逆に、トランジスタM76は入
力端子の電位が出力端子の電位よりも下がり、その電位
差がトランジスタM76のゲート−ソース間スレッショ
ルドを越えるとオンとなって、それぞれがオンのとき各
トランジスタM75,M76から電位差に応じた電流I
75,I76が得られることとなる。
【0210】よって、入力端子の電位が出力端子の電位
よりも上がり、これがトランジスタM75により検出さ
れると、このトランジスタM75からの電流Im75が
増幅回路12の出力電流に加わり、出力電流駆動能力が
大きくなる。
【0211】また、入力端子の電位が出力端子の電位よ
りも下がった場合も、これがトランジスタM76により
検出されると、このトランジスタM76からの電流Im
76が増幅回路12の出力電流に加わり、出力電流駆動
能力が大きくなる。
【0212】このように、入出力間の電位差がトランジ
スタM75,M76により検出され、その検出時にのみ
出力電流駆動能力が大きくなるようになっているため、
低い消費電力で高スルーレート特性が得られる。
【0213】図46はそのスルーレート特性を示したも
のであり、この図において、■は入力信号、■は電位差
検出による出力駆動能力の制御なしで増幅回路12のみ
のときの出力信号、■は本実施例の制御を行ったときの
出力信号である。
【0214】この図の■に示すように、入力信号のレベ
ルが上昇し、その結果、入出力間の電位差電圧Vioが
トランジスタM75のスレッショルド電圧Vth1 を
越えている期間は電流Im75の作用により、■の傾斜
が■の傾斜よりも急瞬になり、電圧Vioがスレッショ
ルド電圧Vth1以下になると■の傾斜が■の傾斜と同
じになる。
【0215】同様に、入力信号のレベルが下降し、その
結果、入出力間の電位差電圧VioがトランジスタM7
6のスレッショルド電圧Vth2 を越えている期間は
電流Im75の作用により、■の傾斜が■の傾斜よりも
急瞬になり、電圧Vioがスレッショルド電圧Vth2
 以下になると■の傾斜が■の傾斜と同じになっている
【0216】図47は図45に示す回路の一具体例を示
すものである。
【0217】この図において、トランジスタM77〜M
84は増幅回路12に対応し1段オペアンプを用いたボ
ルテージフォロアを構成するものである。
【0218】トランジスタM77,M78は、pチャネ
ルFETからなっており、トランジスタM77のゲート
は出力端に、トランジスタM78のゲートは入力端にそ
れぞれ接続されている。
【0219】トランジスタM75,M76は、そのゲー
トが共通に入力端、つまりトランジスタM78のゲート
に接続され、ソースは共通に出力端に接続され、これに
より入出力間の電位差をゲート−ソース間電圧として検
出するようになされている。
【0220】以上のように構成された本実施例の回路に
おいて、まず、入出力間電位差が零のときには、トラン
ジスタM75, M76はともにオフしており、消費電
流は、T電流I15で決定される増幅回路12の消費電
流のみである。  入力電位が出力電位より高くなると
入出力間の電位差がトランジスタM75のスレッショル
ドレベルを越えている限り、このトランジスタM75が
オンとなり、その電流Im75が増幅回路12の出力電
流に加えられて容量性負荷CL に流れ込むために、そ
の分、出力電位の上昇が早められることとなる。
【0221】入力電位が出力電位よりも低くなると、入
出力間の電位差がトランジスタM76のスレッショルド
レベルを越えている限り、このトランジスタM76がオ
ンとなり、その電流Im76が増幅回路12の出力電流
に加えられて容量性負荷CL の放電を促すこととなり
、その分、出力電位の下降が早められることとなる。
【0222】図48はトランジスタM75,M76に入
力信号をレベルシフトして与えるようにしたバッファ回
路の第1例を示すものである。
【0223】つまり、この図に示す回路は図45に示す
回路にレベルシフト回路v1 ,v2が追加されている
もので、レベルシフト回路v1 は増幅回路12の入力
端子とトランジスタM75のゲートとの間にその+側を
該ゲート側にして直列に挿入され、レベルシフト回路v
2 は増幅回路12の入力端子とトランジスタM76の
ゲートとの間にそのマイナス側をゲート側にして直列に
挿入されている。
【0224】したがって、トランジスタM75,M76
には入力信号がそれぞれV1 ,V2 だけシフトして
与えられ、見掛上、トランジスタM75,M76のスレ
ッショルド電圧が小さくされた状態を実現していること
となる。
【0225】これにより、トランジスタM75,M76
は、入出力間電圧Vioがそのスレッショルド電圧Vt
h1 ,Vth2 以下になっても、レベルシフトされ
ている分だけ長い期間、オンとなっていることとなり、
図45の回路に比べ、その分の期間だけ余分に出力電流
駆動能力が大きく維持されることとなる。
【0226】図49はその特性を示すもので、この図中
、■は本実施例による出力信号の特性であり、その他、
■〜■は図46と対応している。
【0227】曲線■を見ると、VioがVth以下とな
っても、レベルシフト電圧V1 ,V2 によって入力
レベルが上げられている分だけトランジスタM75,M
76がオンし続け、その間は高スルーレートが維持され
ている。
【0228】このように本実施例のバッファ回路によれ
ば、入力信号の電位を閾値に近付ける方向に入力信号及
び出力信号のうちいずれか一方の信号電位をシフトさせ
て電位差検出回路に与えることにより、見掛上、閾値を
小さくするようにしたことから、それだけ長く入出力信
号電位差が閾値を越えていることとなり、より高スルー
レートが得られることとなる。
【0229】図50は図48に示す回路の第1具体例を
示すものである。
【0230】この図に示す回路は、図47に示す回路に
nチャネルFETからなるトランジスタM87とpチャ
ネルFETからなるトランジスタM88と定電流源回路
i17,i18とを加えたものに相当する。
【0231】トランジスタM87と定電流源回路i17
とは図45に示すレベルシフト回路v1に対応し、トラ
ンジスタM88と定電流源回路i18とはレベルシフト
回路v2 に対応している。
【0232】つまり、トランジスタM87のゲート−ド
レインは、共通に定電流源回路i17に接続され、かつ
、この定電流源回路i17に対し並列にトランジスタM
75のゲートに接続され、トランジスタM87のソース
は入力端に接続されている。これにより、入力信号はト
ランジスタM87のゲート−ソース間を直列に介してト
ランジスタM75のゲートに入力され、入力信号はその
トランジスタM87のゲート−ソース間電圧VGS87
分だけレベルアップされてトランジスタM75に印加さ
れるようになっている。
【0233】また、トランジスタM88のゲート−ドレ
インは、共通に定電流源回路i18に接続され、かつ、
この定電流源回路i18に対し並列にトランジスタM7
6のゲートに接続され、トランジスタM88のソースは
入力端に接続されている。これにより、入力信号はトラ
ンジスタM88のゲート−ソース間を直列に介してトラ
ンジスタM76のゲートに入力され、入力信号はそのト
ランジスタM88のゲート−ソース間電圧VGS88分
だけレベルダウンされてトランジスタM76に印加され
るようになっている。
【0234】よって、トランジスタM75,M76は、
入出力間電圧Vioがそのスレッショルド電圧Vth1
 ,Vth2 以下になっても、レベルシフトされてい
る電圧VGS87,VGS88分だけ長い期間オン状態
を維持し、高スルーレートが得られる。
【0235】図51は図48に示す回路の第2具体例を
示すものである。
【0236】この図に示す回路は、図47に示す回路に
nチャネルFETからなるトランジスタM88と、pチ
ャネルFETからなるトランジスタM87と定電流源回
路i17,i18とを加えたものに相当する。
【0237】トランジスタM87と定電流源回路i17
,i18とは図48に示すレベルシフト回路v1 に対
応し、トランジスタM88と定電流源回路i18とはレ
ベルシフト回路v2 に対応している。
【0238】つまり、トランジスタM87のドレインは
グランド端GNDに、ソースは定電流源回路i17に、
ゲートは入力端に接続され、またトランジスタM75の
ゲートは、トランジスタM87のソースに接続されてい
る。これにより、入力信号はトランジスタM87のゲー
ト・ソース間を直列に介してトランジスタM75のゲー
トに入力され、入力信号はトランジスタM87のゲート
・ソース間電圧VGS87分だけレベル・アップされて
トランジスタM75のゲートに印加されるようになって
いる。
【0239】また、トランジスタM88のドレインは電
源端VDDに、ソースは定電流源回路i18に、ゲート
は入力端に接続され、またトランジスタM76は、トラ
ンジスタM88のソースに接続されている。これにより
、入力信号はトランジスタM88のゲート・ソース間を
直列に介してトランジスタM76のゲートに入力され、
入力信号は、トランジスタM88のゲート・ソース間電
圧VGS88分だけレベルダウンされてトランジスタM
76に印加されるようになっている。
【0240】よって、トランジスタM75,M76は、
入出力間電圧VIDがそのスレッショルド電圧Vth1
 ,Vth2 以下になっても、レベルシフトされてい
る電圧VGS87,VGS88分だけ長い期間オン状態
を維持し、高スルーレートが得られる。
【0241】図52はトランジスタM75,M76に入
力信号をレベルシフトして与えるようにしたバッファ回
路の第2例を示すものである。
【0242】この図に示す回路は、2つの定電圧源回路
v3 ,v4 を備え、これらは、定電圧源回路v3 
の−端子と定電圧源回路v4 の+端子とを共通にした
直列回路を形成している。
【0243】トランジスタM75のゲートには入力信号
がそのまま入力され、このトランジスタM75のゲート
には定電圧源回路v3 の+端子が接続され、増幅回路
12の入力端には定電圧源回路v3 と定電圧源回路v
4 との共通接続端に接続され、トランジスタM76の
ゲートには定電圧源回路v4 の−端子が接続されてい
る。
【0244】このような構成としたことにより、まず増
幅回路12の入力端には入力信号の電位Vi から定電
圧源回路v3 の電圧V3 分だけレベルダウンした信
号が入力されることとなるために、増幅回路12の出力
電位Vo はその(Vi −V3 )に追従することと
なる。
【0245】これに対し、トランジスタM75には入力
信号の電位Vi がそのまま与えられているために、ト
ランジスタM75のゲート−ソース間電圧としてはV3
 分のレベルシフトが与えられていることとなる。
【0246】また、トランジスタM76には入力信号の
電位Vi から定電圧源回路v3 ,v4の電圧V3 
+V4 だけレベルダウンされた信号が与えられている
ために、トランジスタM76のゲート−ソース間電圧と
しては、(Vi −V3 )−(Vi −V3 −V4
 )=V4 分のレベルシフトが与えられていることと
なる。
【0247】図52に示す回路では、定電流源回路v3
 の+側に入力を印加する構成をとっているが、定電流
源V4 の−側に入力を印加しても同様の効果が得られ
る。
【0248】図53は図52の一具体例を示すものであ
る。
【0249】この図に示す回路は図47に示す回路にn
チャネルFETからなるトランジスタM85とpチャネ
ルFETからなるトランジスタM86と定電流源回路i
16とが追加されているものに相当する。
【0250】トランジスタM85は図52の定電圧源回
路v3 に対応し、トランジスタM86は同図の定電圧
源回路v4 に対応する。
【0251】すなわち、トランジスタM85のゲートは
入力端子に接続され、そのソースは、増幅回路12の入
力端を構成するトランジスタM78のゲートに接続され
、入力信号がその電位Vi よりトランジスタM85の
ゲート−ソース間電圧VGS85分だけレベルダウンさ
れた形でトランジスタM78のゲートに入力されるよう
になっている。
【0252】トランジスタM75のゲートはトランジス
タM85のゲートと共通に入力端子に接続され、入力電
位Vi がそのままで入力される。
【0253】また、トランジスタM86のゲートとドレ
インとは共通にトランジスタM76のゲートに接続され
、同トランジスタM86のソースはトランジスタM85
のソースに接続され、入力信号がトランジスタM85,
M86のゲート−ソース間電圧VGS85,VGS86
分だけレベルダウンされた形でトランジスタ76のゲー
トに入力されるようになっている。
【0254】よって、トランジスタM77のゲート電位
に相当する出力電位Vo は(Vi −VGS85)に
追従し、トランジスタM75のゲート電位はVi とな
り、トランジスタM76のゲート電位は(Vi −VG
S85−VGS86)となるために、トランジスタM7
5のゲート−ソース間電圧としてはその電位Vi より
も電圧VGS85だけレベルアップが与えられた形とな
り、トランジスタM76のゲート−ソース間電圧として
はその電位Vi よりも電圧VGS86だけレベルダウ
ンが与えられた形となる。
【0255】図54はトランジスタM75,M76の第
2の出力としてドレイン電流を用いるようにしたバッフ
ァ回路の第3例を示すものである。
【0256】つまり、最も基本的な図44に示す回路に
ついて考えると、この図に示す回路の場合、各トランジ
スタM75,M76のソース電流を出力として用いてい
る。 図54に示すものの場合には、そのソース電流が増幅回
路12の出力電流に加算されるのに加えて、ドレイン電
流を増幅回路12の出力電流駆動能力を決定するバイア
ス電流に加算することとして用いるようにしたものであ
る。
【0257】この構成によると増幅回路12の出力電流
駆動能力も、入出力間の電位差に応じて大きくするので
全体として、さらに出力電流駆動能力を向上させること
ができる。
【0258】図55は図54に示す回路の一具体例を示
すものである。
【0259】トランジスタM89〜M96は既知2段構
成のオペアンプをボルテージ・フォロアとして用いた増
幅回路12を構成するものである。
【0260】トランジスタM75のドレインがトランジ
スタM94の増幅回路12の出力電流駆動能力を決定す
るバイアス電流入力端に接続され、トランジスタM75
がオンしたときにはそのドレイン電流をも増幅回路12
の出力電流駆動能力を決定するバイアス電流I19に加
えられてトランジスタM94へ供給されるようになって
いる。
【0261】また、トランジスタM971 ,M981
 は、トランジスタM971 が基準電流入力端、トラ
ンジスタM981 が出力端となるカレントミラー回路
を構成しており、トランジスタM76のドレイン電流は
、このトランジスタM971 に基準電流として供給さ
れるようになっている。 トランジスタM981 のドレインはトランジスタM9
4のバイアス電流入力端に接続され、トランジスタM7
6がオンとなったときには、そのドレイン電流Im76
(=Im981 )も増幅回路12の出力電流駆動能力
を決定するバイアス電流I19に加えられてトランジス
タM94へ供給されるようになっている。
【0262】以上のように構成された回路は次のように
動作する。
【0263】まず、Vi >Vo で、入出力電位差V
ioがトランジスタM75のスレッショルドレベルを越
えている場合、このトランジスタM75がオンとなるた
めに、そのドレイン電流がバイアス電流I19に加えら
れてトランジスタM94に与えられることとなり、その
分増幅回路12の分出力電流駆動能力が高められている
こととなる。勿論、トランジスタM75のソース電流I
m75も、出力電流に加えられることとなるから、トラ
ンジスタM75のドレイン電流を用いない図45の構成
に比べて、トランジスタM75のドレイン電流によって
増加する増幅回路12の出力電流駆動能力分だけ高くな
っている。次に、Vi <Vo で、入出力電位差Vi
oがトランジスタM76のスレッショルドレベルを越え
ている場合、このトランジスタM76がオンとなるため
に、そのドレイン電流がトランジスタM971 ,M9
81 のカレントミラー回路により、トランジスタM9
81 のドレイン電流Im981として折り返しトラン
ジスタM94へバイアス電流I19に加算されて供給さ
れる。これにより、Im981に応じて増加する増幅回
路12の出力電流駆動能力が高められていることとなる
。勿論、トランジスタM76のソース電流Im76も、
出力電流に加えられることとなるから、トランジスタM
76のドレイン電流を用いない図45の構成に比べて、
トランジスタM76のドレイン電流の分だけ出力電流駆
動能力が高められていることとなる。
【0264】図56は図54に示す回路の第2具体例を
示すものであるこの図に示す回路の特徴は、トランジス
タM76のドレインをトランジスタM89のドレインと
共通に接続したものである。
【0265】つまり図55に示す回路では、トランジス
タM76のドレイン電流をトランジスタM971 ,M
981 からなるカレントミラー回路、トランジスタM
94,M93からなるカレントミラー回路を通じてトラ
ンジスタM89のドレインに流すようにしている。
【0266】本実施例は、トランジスタM76のドレイ
ン電流をトランジスタM89のドレインで直接加算する
ようにしたものである。この場合、トランジスタM97
1 ,M981からなるカレントミラー回路を省略でき
る。
【0267】図57は図56の回路動作を示しており、
■は入力信号波形、■は増幅回路12に相当する部分の
みの回路の出力信号波形、■は増幅回路12に出力電流
駆動能力を高める手段を付加したときの出力信号波形を
それぞれ示すものである。
【0268】図58は電位差検出回路に入力信号をレベ
ルシフトして与えるバッファ回路の第4例を示すもので
ある。
【0269】この図に示す回路は図54に示す回路に第
13図に示すようなレベルシフト手段を付加した回路を
示すもので、この回路によっても第13図に示す回路と
同等の効果が得られ、しかも増幅回路12の駆動能力も
アップされている分だけ出力電流駆動能力が更に向上し
ている。
【0270】図59は図58に示す回路の第1具体例を
示すものである。ただし、タイプとしては第17図およ
び第18図に示す回路に属するものである。
【0271】すなわち、この図59において、まずトラ
ンジスタM97,M98がレベルシフト手段を構成して
いる。トランジスタM97はnチャネルFETからなり
、トランジスタM98はpチャネルFETからなる。
【0272】増幅回路12の入力端子を構成するトラン
ジスタM89のゲートには、このトランジスタM97の
ゲート−ソース間電圧VGS97分だけ電圧降下された
入力信号が与えられ、増幅回路12の出力信号の電位V
oは入力信号の電位Vi から電圧VGS97分を差し
引いた電圧(Vi −VGS97)に追従する。
【0273】トランジスタM75には入力信号の電位V
i がそのまま印加されるために、トランジスタM75
のゲート−ソース間電圧としてはVGS97分のレベル
シフトが与えられていることとなる。
【0274】また、トランジスタM76には入力信号の
電位Vi から、電圧VGS97とトランジスタM98
のゲート−ソース間電圧VGS98とを加えた電圧(V
GS97+VGS98)だけ電圧降下された電圧が印加
される。そのため、トランジスタM76のゲート−ソー
ス間電圧としては、(Vi −VGS97)−(Vi 
−VGS97−VGS98)=VGS98分のレベルシ
フトが与えられていることとなる。
【0275】図60は図58に示す回路の第2具体例を
示すものである。
【0276】この図に示す回路は図56に示す回路より
立上がり特性を向上させた回路を示すものである。
【0277】つまり、図56に示す回路の応答特性を示
す図57を見ると、立上がり波形が立下がり波形と異な
り、立上がり時は立下がり時ほど出力電流駆動能力の上
がった状態が長く続いていない。
【0278】これは、立下がり時においては、トランジ
スタM89及びトランジスタM76からの電流が位相補
償用コンデンサCc に充電保持されトランジスタM9
6のゲート電位がM76のない通常の場合に比べ高くな
り、トランジスタM76がオフとなりM76からの電流
がなくなるとこのコンデンサCc にかかる電圧の時間
変化はゆっくりとなるので、トランジスタM96のゲー
ト電位の立下がりはゆっくりとなり、トランジスタM9
6のゲート電位はトランジスタM76の無い通常の場合
より高い電位である時間が続くので、トランジスタM7
6がない通常の時より早く立ち下がる。
【0279】これに対し、立ち上り時においては、トラ
ンジスタM75のドレイン電流とバイアス電流I20が
加算されたものがトランジスタM93,M90,M92
,M91を経て、位相補償用コンデンサCcからトラン
ジスタM91のドレインに流れ、トランジスタM96の
ゲート電位は、すぐにグランド電位付近となりこのため
、出力電位の変化は、コンデンサCc にかかる電圧の
変化のみに等しく、トランジスタM75がオフするとコ
ンデンサCc からトランジスタM91のドレインに流
れる電流は減り、それが、そのまま、出力電位の立ち上
りの時間変化として現われることになる。
【0280】そこで、図60に示す回路にあっては、ト
ランジスタM99およびコンデンサC1 を図に示すよ
うに付加したものである。
【0281】すなわち、トランジスタM99はpチャネ
ルFETからなり、トランジスタM94のゲートとトラ
ンジスタM93,M95との間に挿入されており、その
ゲートはクランドラインに接続されている。これにより
トランジスタM99はオン抵抗を構成している。
【0282】コンデンサC1 はトランジスタM99と
並列に接続され、トランジスタM99と共に時定数回路
を形成している。
【0283】この構成により、トランジスタM75から
のドレイン電流により決まるトランジスタM93,M9
5のゲート電位がトランジスタM99の抵抗値で決まる
時間だけコンデンサC1 に保持され、その分、トラン
ジスタM75がオフとなってもトランジスタM95及び
M93のゲート−ソース間電圧が大きく維持され、図6
1における■に示すように立上がり特性を立下がり時に
ように向上させることができることとなる。
【0284】図62は増幅回路12として図63に示す
既知のプッシュプル構成のオペアンプを用いたときの実
施例を示すものである。
【0285】まず図63において、トランジスタMA0
〜MA9がそのオペアンプを構成し、そのうちトランジ
スタMA0〜MA3は第1の増幅段を、トランジスタM
A4〜MA7は第2の増幅段を、トランジスタMA8,
MA9は出力駆動素子でプッシュプルの出力段を、それ
ぞれ構成している。
【0286】定電流源回路i24は第1の増幅段をバイ
アスし、定電流源回路i25は第2の増幅段をバイアス
する。
【0287】このような構成において、入出力の電位の
関係がVi >Vo のときには第1の増幅段において
はトランジスタMA1がオン、トランジスタMA0がオ
フとなり、第2の増幅段においてはトランジスタMA5
がオン、トランジスタMA6がオフとなる。
【0288】よって、トランジスタMB1からの電流I
mB1はトランジスタMA1側に流れ、トランジスタM
A9のゲート電位は下がりオフとなる。
【0289】また、トランジスタMB3からの電流Im
B3はトランジスタMA5に流れ、トランジスタMA8
のゲート電位が下がり、つまり、トランジスタMA8の
ゲート・ソース電圧が大きくなり、オンとなる。
【0290】よって、トランジスタMA8からの電流が
容量性負荷CL に流れ込み、出力電位が上昇する。
【0291】次に、入出力の電位の関係がVi <Vo
 のときには第1の増幅段においてはトランジスタMA
0がオン、トランジスタMA1がオフとなり、第2の増
幅段においてはトランジスタMA4がオン、トランジス
タMA5がオフとなる。
【0292】よって、トランジスタMB1からの電流I
mB1はトランジスタMA0側に流れ、トランジスタM
A9はオンとなる。
【0293】また、トランジスタMB3からの電流Im
B3はトランジスタMA6に流れ、トランジスタMA8
がオフとなる。
【0294】よって、トランジスタMA9に流れる電流
が容量性負荷CLの放電を促進するために、出力電位が
下降する。
【0295】そして図62において、トランジスタMB
0,MB1および定電流源回路i22はその第1の増幅
段へのバイアス回路、トランジスタMB2,B3および
定電流源回路i23は第2の増幅段へのバイアス回路で
ある。
【0296】また、トランジスタMB4〜MB7は入出
力間電位差を検出する手段を構成している。
【0297】入出力の電位の関係がVi >Vo のと
きに、入出力間電位差VioがトランジスタMB4,M
B5のスレッショルドを越えている場合には、両トラン
ジスタMB4,MB5がオンとなり、その両ソース電流
が出力電流に加算されるため、出力電流駆動能力が高ま
る。
【0298】さらに、トランジスタMB5のドレイン電
流はコンデンサC2 に流れ、トランジスタMA8のゲ
ート−ソース間電圧VGSA8が高くなり出力電流駆動
能力が高まる。またMB4のドレイン電流は、第1の増
幅段のバイアス電流に加算され、トランジスタMA9の
ゲート電位を早く下げ、MA9を早くオフさせて、MA
8からMA9にむだな異通電流が流れる時間を短くする
【0299】つぎに、入出力の電位の関係がVi <V
o のときに、入出力間電位差VioがトランジスタM
B6,MB7のスレッショルドを越えている場合には、
両トランジスタMB6,MB7がオンとなり、その両ソ
ース電流が出力電流に加算されるため、出力電流駆動能
力が高る。
【0300】さらに、トランジスタMB7のドレイン電
流はコンデンサCc に流れ、トランジスタMA9のゲ
ート−ソース間電圧VGSA8が高くなり、出力電流駆
動能力が高くなる。また、MB6のドレイン電流は第2
の増幅段のバイアス電流に加算され、トランジスタ、M
A8のゲート電圧を早く下げ、MA8を早くオフさせて
、MA8からMA9にむだな異通電流が流れる時間を短
くする。
【0301】以上、本発明の実施例としてFETを用い
て構成したものを説明してきたが、本発明は図64〜図
67に示すように電流制御バイポーラトランジスタによ
り構成することもできる。
【0302】図64に示す回路はFETによる第11図
に示す回路の機能と同じである。
【0303】すなわち、トランジスタTr1は、npn
型トランジスタからなり、そのベースが増幅回路12の
入力端子に接続され、エミッタは同増幅回路12の出力
端子に接続されている。
【0304】トランジスタTr2は、pnp型トランジ
スタからなり、そのベースは増幅回路12の入力端子に
接続され、エミッタは同増幅回路12の出力端子に接続
されている。
【0305】この構成において、入力電位が出力電位よ
りも高くなり入出力電位差がトランジスタTr1のベー
ス−エミッタ間電圧(通常0.6V〜0.7V程度)を
越えると、このトランジスタTr1がオンとなって、そ
のエミッタ電流が出力電流に加算され、出力電流駆動能
力が上がる。
【0306】他方、入力電位が出力電位よりも低くなっ
て、入出力電位差がトランジスタTr2のベース−エミ
ッタ間電圧(通常0.6V〜0.7V程度)を越えると
、このトランジスタTr2がオンとなって、そのエミッ
タ電流が出力電流に加算され、出力電流駆動能力が上が
ることとなる。
【0307】図65に示す回路は第14図に示す回路に
対応するもので、トランジスタTr1のベース増幅回路
12の入力端子との間に定電圧源回路v1が挿入され、
トランジスタTr2のベースと増幅回路12の入力端子
との間に定電圧源回路v2 が挿入されている。
【0308】図66に示す回路は図54に示す回路に対
応しており、トランジスタTr1,Tr2のコレクタ電
流が増幅回路12に対する制御電流として供給されてい
る。 トランジスタTr1のコレクタ電流は、入力電位が出力
電位よりも上がったときに増幅回路12の駆動能力を上
げるように作用し、トランジスタTr2のコレクタ電流
は、入力電位が出力電位よりも下がったときに増幅回路
12の駆動能力を上げるように作用する。
【0309】図67に示す回路は図58に示す回路に対
応する。つまり、図66に示す回路のトランジスタTr
1のベースと増幅回路12の入力端子との間に定電圧源
回路v1 が挿入され、トランジスタTr2のベースと
増幅回路12の入力端子との間に定電圧源回路v2 が
挿入されているものである。
【0310】
【発明の効果】以上説明したように請求項1〜6記載の
本発明のバッファ回路によれば、定電流を動作電流に与
えるか否かで増幅回路手段の駆動能力の制御を行ってい
るため、バイアス電流を従来方式における初期値より小
さくすることができ、瞬時電流を小さくすることができ
ることとなるので、動作の信頼性を向上させ、IC化に
有利となる。
【0311】請求項3,4のバッファ回路によると、制
御信号の期間や第2バイアス回路からのバイアス電流が
入力増幅段の出力に応じて制御されるので、より低消費
電力化を実現できる。
【0312】また請求項7〜10記載の本発明のバッフ
ァ回路によれば、入力信号のレベル変動時のみ動作電流
が大きくする手段として、入出力間の電位差が閾値を越
えるとオンとなりその動作電流を増幅回路の出力電流に
加えるという簡単な入出力間電位差検出回路を設けたも
のであるから、大幅な素子数の増加や、回路規模の大型
化を招くことがないため、IC化に有利となる。
【0313】そして請求項10記載の本発明のバッファ
回路によれば、入力信号の電位を閾値に近付ける方向に
入力信号及び出力信号のうちいずれか一方の信号電位を
シフトさせて電位差検出回路手段に与えることにより、
見掛上、閾値を小さくするようにしたことから、それだ
け長く入出力信号電位差が閾値を越えていることとなり
、より高スルーレートが得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るバイアス制御により出力駆動能力
を制御するようにしたバッファ回路のブロック図。
【図2】図1に示す回路の第1具体例を示す回路図。
【図3】図1に示す回路の第2具体例を示す回路図。
【図4】本発明に係る出力段駆動素子の断続制御により
出力駆動能力を制御するようにしたバッファ回路のブロ
ック図。
【図5】図4に示す回路の第1具体例を示す回路図。
【図6】図4に示す回路の第2具体例を示す回路図。
【図7】図4に示す回路の第3具体例を示す回路図。
【図8】図1に示すバイアスによる駆動能力制御と図4
に示す駆動素子による駆動能力制御とを組み合わせて出
力駆動能力を制御するように構成したバッファ回路のブ
ロック図。
【図9】図6に示す回路の第1具体例を示す回路図。
【図10】図6に示す回路の第2具体例を示す回路図。
【図11】図6に示す回路の第3具体例を示す回路図。
【図12】制御信号φによりオン・オフ制御され第2バ
イアス回路を構成する電流源回路の各種具体例を示す回
路図。
【図13】第1バイアス回路と第2バイアス回路とを組
み合わせた回路の具体例を示す回路図。
【図14】入力増幅段の出力を用いて発生した制御信号
により第2バイアス回路を制御するようにしたバッファ
回路のブロック図。
【図15】図14に示す回路の第1具体例を示す回路図
【図16】図14に示す回路の第2具体例を示す回路図
【図17】図14に示す回路の第3具体例を示す回路図
【図18】図14に示す回路の第4具体例を示す回路図
【図19】図14に示す回路の第5具体例を示す回路図
【図20】図14に示す回路の第6具体例を示す回路図
【図21】図14に示す回路の第7具体例を示す回路図
【図22】図14に示す回路の第8具体例を示す回路図
【図23】図14に示す回路の第9具体例を示す回路図
【図24】図14に示す回路の第10具体例を示す回路
図。
【図25】図14に示す回路の第11具体例を示す回路
図。
【図26】本発明に係る入力増幅段の出力を用いて発生
した制御信号により駆動能力切換回路を制御するように
したバッファ回路のブロック図。
【図27】図26に示す回路の第1具体例を示す回路図
【図28】本発明に係る入力増幅段の出力を用いて発生
した制御信号により第2バイアス回路と駆動能力切換回
路との両者を制御するようにしたバッファ回路のブロッ
ク図。
【図29】図28に示す回路の一具体例を示す回路図。
【図30】本発明に係る外部からの制御信号により第2
バイアス回路を制御すると共に入力増幅段の出力により
第2バイアス回路の出力を決定するようにしたバッファ
回路のブロック図。
【図31】図30に示す回路の一具体例を示す回路図。
【図32】本発明に係る外部からの制御信号により第2
バイアス回路および駆動能力切換回路を制御すると共に
入力増幅段の出力により第2バイアス回路の出力を決定
するようにしたバッファ回路のブロック図。
【図33】図32に示す回路の一具体例を示す回路図。
【図34】本発明に係る入力増幅段の出力を用いて発生
した制御信号により第2バイアス回路を制御すると共に
入力増幅段の出力により第2バイアス回路の出力を決定
するようにしたバッファ回路のブロック図。
【図35】図34に示す回路の第1具体例を示す回路図
【図36】図34に示す回路の第2具体例を示す回路図
【図37】図34に示す回路の第3具体例を示す回路図
【図38】図34に示す回路の第4具体例を示す回路図
【図39】図34に示す回路の第5具体例を示す回路図
【図40】図34に示す回路の第6具体例を示す回路図
【図41】図34に示す回路の第7具体例を示す回路図
【図42】本発明に係る外部からの制御信号により第2
バイアス回路および駆動能力切換回路を制御すると共に
入力増幅段の出力により第2バイアス回路の出力を決定
するようにしたバッファ回路のブロック図。
【図43】図42に示す回路の一具体例を示す回路図。
【図44】本発明に係る入出力間の電位差検出により出
力駆動能力を制御するようにしたバッファ回路のブロッ
ク図。
【図45】図44に示す電位差検出回路の具体的構成を
示す回路図。
【図46】図45に示す回路のスルーレート特性を示し
た波形図。
【図47】図45に示す回路の一具体例を示す回路図。
【図48】電位差検出回路を構成するトランジスタに入
力信号をレベルシフトして与えるようにしたバッファ回
路を示す回路図。
【図49】図48に示す回路の特性を示す波形図。
【図50】図48に示す回路の第1具体例を示す回路図
【図51】図48に示す回路の第2具体例を示す回路図
【図52】電位差検出回路を構成するトランジスタに入
力信号をレベルシフトして与えるようにしたバッファ回
路の変形例を示す回路図。
【図53】図52に示す回路の一具体例を示す回路図。
【図54】電位差検出回路を構成するトランジスタに入
力信号をレベルシフトして与えるようにしたバッファ回
路の他の変形例を示す回路図。
【図55】図54に示す回路の第1具体例を示す回路図
【図56】図54に示す回路の第2具体例を示す回路図
【図57】図56に示す回路のスルーレート特性を示す
波形図。
【図58】電位差検出回路を構成するトランジスタに入
力信号をレベルシフトして与えるようにしたバッファ回
路の更に他の変形例を示す回路図。
【図59】図58に示す回路の第1具体例を示す回路図
【図60】図58に示す回路の第2具体例を示す回路図
【図61】図60に示す回路のスルーレート特性を示す
波形図。
【図62】増幅回路として既知のプッシュプルオペアン
プを採用したバッファ回路を具体回路で示す回路図。
【図63】図62に示す回路の増幅回路部のみを示す回
路図。
【図64】図45に示す回路と同等の機能を電流制御バ
イポーラトランジスタで構成した場合の回路図。
【図65】図48に示す回路と同等の機能を電流制御バ
イポーラトランジスタで構成した場合の回路図。
【図66】図52に示す回路と同等の機能を電流制御バ
イポーラトランジスタで構成した場合の回路図。
【図67】図58に示す回路と同等の機能を電流制御バ
イポーラトランジスタで構成した場合の回路図。
【符号の説明】
1  増幅回路 1a  入力増幅段 1b  出力増幅段 2  第1バイアス回路 3  第2バイアス回路 4  増幅回路 5  駆動能力切換え回路 6  入力増幅段 7  第1出力駆動素子 8  第2出力駆動素子 9  出力駆動素子断続スイッチ 11  制御信号発生手段 12  増幅回路 13  電位差検出回路 M75,M76  電位差検出回路を構成するトランジ
スタv1 ,v2   電位シフト手段を構成する定電
圧源回路i17,i18  電位シフト手段としての定
電圧源回路を構成する定電流源回路

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力増幅段と出力段とにより構成されバイ
    アス電流によりその出力電流駆動能力を制御可能な増幅
    回路手段と、該増幅回路手段に対し常時一定のバイアス
    電流を供給する第1のバイアス手段と、前記増幅回路手
    段に対し制御信号により断続的に一定のバイアス電流を
    前記第1のバイアス手段と並列的に供給する第2のバイ
    アス手段と、を備えているバッファ回路。
  2. 【請求項2】入力増幅段によって駆動される第1から第
    n(nは2以上)の複数の出力駆動素子を並列的に有し
    、前記第1の出力駆動素子は前記入力増幅段により常時
    駆動され、前記第2から第nの出力駆動素子は前記入力
    増幅段により断続的に駆動されるように形成された増幅
    回路手段と、制御信号により前記第2から第nの出力駆
    動素子の断続制御を行い該第2から第nの出力駆動素子
    を動作させる出力駆動素子制御手段と、を備えているバ
    ッファ回路。
  3. 【請求項3】制御信号は定期的に変化する入力信号に同
    期していることを特徴とする請求項1および請求項2の
    うち何れか1項記載のバッファ回路。
  4. 【請求項4】制御信号は入力増幅段の出力を入力とする
    制御信号発生手段により発生することを特徴とする請求
    項1および請求項2のうち何れか1項記載のバッファ回
    路。
  5. 【請求項5】第1のバイアス手段により供給されるバイ
    アス電流と第2のバイアス手段により供給されるバイア
    ス電流のうち少なくとも該第2のバイアス手段により供
    給されるバイアス電流は入力増幅段の出力により制御さ
    れることを特徴とする請求項1および請求項4のうちい
    ずれか1項記載のバッファ回路。
  6. 【請求項6】入力増幅段は差動増幅回路により構成され
    ていることを特徴とする請求項1、請求項3および請求
    項4のうち何れか1項記載のバッファ回路。
  7. 【請求項7】入力信号のレベル変動にその出力信号が追
    従する増幅回路手段と、前記入力信号と前記出力信号と
    の電位差が閾値を越えているか否かを検出し該電位差が
    閾値を越えているときオンとなってその動作電流を前記
    増幅回路手段の出力電流に加える電位差検出回路手段と
    、を備えているバッファ回路。
  8. 【請求項8】電位差検出回路手段が、そのゲートに入力
    信号を受け、ソースに出力信号を受けて、前記入力信号
    と前記出力信号との電位差が該ゲート−ソース間の閾値
    を越えるときにオンとなってそのソース電流およびドレ
    イン電流のうち少なくとも一方を増幅回路手段の出力電
    流に加算する電界効果トランジスタにより構成されてい
    る請求項7記載のバッファ回路。
  9. 【請求項9】電位差検出回路手段が、そのベースに入力
    信号を受け、エミッタに出力信号を受けて、前記入力信
    号と前記出力信号との電位差が該ベース−エミッタ間の
    閾値を越えるときにオンとなってそのエミッタ電流およ
    びコレクタ電流のうち少なくとも一方を増幅回路手段の
    出力電流に加算するバイポーラトランジスタにより構成
    されている請求項7記載のバッファ回路。
  10. 【請求項10】入力信号の電位を閾値に近付ける方向に
    該入力信号及び出力信号のうちいずれか一方の電位をシ
    フトさせて電位差検出回路手段に与える電位シフト手段
    を備えている請求項7〜9のうちいずれか1項記載のバ
    ッファ回路。
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