JP2000068759A - Inverting amplifier circuit - Google Patents
Inverting amplifier circuitInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は反転増幅回路に係
り、特に入力電圧に接続された入力キャパシタンスと、
この入力キャパシタンスの出力に接続された奇数段直列
のCMOSインバータよりなるインバータ回路と、この
インバータ回路の出力をその入力に接続する帰還キャパ
シタンスとを備えた反転増幅回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverting amplifier circuit, and more particularly to an input amplifier connected to an input voltage.
The present invention relates to an inverting amplifier circuit including an inverter circuit composed of odd-numbered series CMOS inverters connected to the output of the input capacitance and a feedback capacitance connecting the output of the inverter circuit to the input.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンピュータ科学におけるデジタル技術
は、微細加工技術の進歩にともなって著しい発展を遂げ
てきたが、その設備投資金額は加速度的に増加しつつあ
り、現在アナログ技術およびアナログ・デジタル混在技
術が注目されている。そこで出願人はアナログ電圧入力
を充分な線形性および駆動能力をもって後段に伝達する
反転増幅回路を出願している(特開平07−09495
7号等)。2. Description of the Related Art Digital technology in computer science has been remarkably developed with the advance of microfabrication technology, but the amount of capital investment is increasing at an accelerating rate, and at present analog technology and analog / digital mixed technology are being developed. Is attracting attention. Accordingly, the applicant has filed an inverting amplifier circuit for transmitting an analog voltage input to a subsequent stage with sufficient linearity and driving capability (Japanese Patent Laid-Open No. 07-09495).
No. 7).
【0003】図4に示すように、出願人の提案した反転
増幅回路INVCは、CMOSインバータI1、I2、
I3を直列に接続し、入力電圧Vinを入力キャパシタ
ンスC1を介して初段インバータI1に入力し、最終段
インバータI3の出力を帰還キャパシタンスCoを介し
て初段インバータI1の入力に接続したもので、これら
インバータのゲイン積による高いゲイン、および帰還キ
ャパシタンスCoによる帰還路によって入力電圧Vin
の反転出力Voutを高い線形特性および駆動能力をも
って生成する。またI2の入出力間には、レジスタンス
RPおよびキャパシタンスCPの直列回路が接続され、
その位相補償機能によりVoutの発振が防止されてい
る。As shown in FIG. 4, the inverting amplifier circuit INVC proposed by the present applicant has CMOS inverters I1, I2,
I3 is connected in series, the input voltage Vin is input to the first-stage inverter I1 via the input capacitance C1, and the output of the last-stage inverter I3 is connected to the input of the first-stage inverter I1 via the feedback capacitance Co. Input voltage Vin due to the high gain due to the gain product of
Is generated with high linear characteristics and driving capability. A series circuit of a resistance RP and a capacitance CP is connected between the input and output of I2.
The phase compensation function prevents Vout from oscillating.
【0004】以上の反転増幅回路においてCMOSイン
バータのオフセット電圧をVb、初期電荷をQoとする
と、式(1)の関係が成立し、In the above inverting amplifier circuit, if the offset voltage of the CMOS inverter is Vb and the initial charge is Qo, the relationship of equation (1) is established,
【数1】 この式(1)における右辺は、(Equation 1) The right side of this equation (1) is
【数2】 の項がQoおよびオフセット電圧のばらつきによって変
化するため出力精度が低下した。この精度確保のために
は、従来Qoを消去するためのリフレッシュ回路や、V
bを相殺する付加回路が必要であった。(Equation 2) Changes due to variations in Qo and offset voltage, the output accuracy is reduced. In order to secure this accuracy, a refresh circuit for erasing Qo and a V
An additional circuit for canceling b was required.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような背
景の下に創案されたもので、リフレッシュ回路を設ける
ことなく、従来よりも出力精度が高い反転増幅回路を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under such a background, and has as its object to provide an inverting amplifier circuit having a higher output accuracy than the conventional one without providing a refresh circuit. .
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る反転増幅回
路は、前記インバータ回路の入力に、第1入力キャパシ
タンスと並列に第2入力キャパシタンスを接続し、この
第2入力キャパシタンスの入力にサンプルホールド回路
を接続し、第2スイッチを介して第2入力キャパシタン
スに基準電圧を入力し、同時に第3スイッチを介して第
1入力キャパシタンスに基準電圧を入力し、このときサ
ンプルホールド回路に保持された電荷によってオフセッ
トを解消するものである。An inverting amplifier circuit according to the present invention has a second input capacitance connected to an input of the inverter circuit in parallel with a first input capacitance, and a sample hold circuit connected to the input of the second input capacitance. Circuit, a reference voltage is input to a second input capacitance via a second switch, and a reference voltage is simultaneously input to a first input capacitance via a third switch. Offset to eliminate the offset.
【0007】[0007]
【発明の実施の態様】次に本発明に係る反転増幅回路の
第1実施例を図面に基づいて説明する。Next, a first embodiment of the inverting amplifier circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【0008】[0008]
【実施例】図1において、第1実施例の反転増幅回路I
NVは従来と同様の反転増幅回路と同様の反転増幅回路
INVCを含み、この回路INVは入力キャパシタンス
C1(「第1入力キャパシタンス」という。)、3段C
MOSインバータI1〜I3よりなるインバータ回路、
および帰還キャパシタンスCoによって構成されてい
る。インバータ回路の入力には第1入力キャパシタンス
C1と並列に第2入力キャパシタンスC2が接続され、
このキャパシタンスC2の入力とインバータ回路出力の
間にはサンプルホールド回路SHが接続されている。第
1入力キャパシタンスC1の入力には入力電圧Vinを
接続する第1スイッチS1が接続され、第2入力キャパ
シタンスC2の入力には基準電圧Vrefを接続する第
2スイッチS2が接続されている。さらに第1入力キャ
パシタンスC1の入力には基準電圧Vrefを接続する
第3スイッチS3が接続されている。FIG. 1 shows an inverting amplifier circuit I of a first embodiment.
The NV includes an inverting amplifier circuit INVC similar to the conventional inverting amplifier circuit, and the circuit INV has an input capacitance C1 (referred to as “first input capacitance”) and a three-stage C.
An inverter circuit including MOS inverters I1 to I3,
And the feedback capacitance Co. A second input capacitance C2 is connected to the input of the inverter circuit in parallel with the first input capacitance C1,
A sample and hold circuit SH is connected between the input of the capacitance C2 and the output of the inverter circuit. A first switch S1 for connecting an input voltage Vin is connected to an input of the first input capacitance C1, and a second switch S2 for connecting a reference voltage Vref is connected to an input of the second input capacitance C2. Further, a third switch S3 for connecting the reference voltage Vref is connected to the input of the first input capacitance C1.
【0009】反転増幅回路INVを動作させる前に、ス
イッチS1を開放して入力電圧を印加しないようにし、
ここでスイッチS2、S3を閉成する。このとき反転増
幅回路INVの出力Voは式(3)のとおりであり、サ
ンプルホールド回路SHにはオフセット電圧Vbに対応
した電荷が保持される。Before operating the inverting amplifier circuit INV, the switch S1 is opened so that no input voltage is applied,
Here, the switches S2 and S3 are closed. At this time, the output Vo of the inverting amplifier circuit INV is as shown in Expression (3), and the charge corresponding to the offset voltage Vb is held in the sample hold circuit SH.
【数3】 次に、スイッチS2、S3を開放し、S1を閉成して通
常の動作状態に入る。このときの出力電圧Voutは式
(4)のとおりであり、式(4)に式(3)代入すると
式(5)が得られる。ここにC2=Coとする。(Equation 3) Next, the switches S2 and S3 are opened and S1 is closed to enter a normal operation state. The output voltage Vout at this time is as shown in Expression (4), and Expression (5) is obtained by substituting Expression (3) into Expression (4). Here, it is assumed that C2 = Co.
【数4】 式(5)から明らかなように、出力電圧Voutからオ
フセット電圧Vbの項が消去され、従ってオフセットが
解消されてことが分る。(Equation 4) As is apparent from the equation (5), it is found that the term of the offset voltage Vb is eliminated from the output voltage Vout, and thus the offset is eliminated.
【0010】前記サンプルホールド回路SHとしては図
2に示すように、従来の反転増幅回路INVCと同様の
回路INVC1、INVC2を直列に接続し、その前
段、後段にスイッチSWS1、SWS2を接続した回路
を使用し得る。サンプルホールドに際しては、前段のS
WS1を閉成して後段のSWS2を開放し、また出力に
際しては、前段のSWS1を開放して後段のSWS2を
閉成する。これによって入力電圧SHiを一旦保持し、
その後これを出力電圧SHoとして出力し得る。As shown in FIG. 2, the sample-and-hold circuit SH includes a circuit in which circuits INVC1 and INVC2 similar to the conventional inverting amplifier circuit INVC are connected in series, and switches SWS1 and SWS2 are connected before and after the same. Can be used. When holding the sample,
WS1 is closed to open the subsequent SWS2, and for output, the preceding SWS1 is opened and the subsequent SWS2 is closed. This temporarily holds the input voltage SHi,
This can then be output as output voltage SHo.
【0011】図3は本発明の第2実施例を示し、第1実
施例のサンプルホールド回路に替えてキャパシタンスC
refを用いている。キャパシタンスCrefは1端子
がスイッチS4を介してキャパシタンスC2の入力に接
続され、他端子が基準電圧Vrefに接続されている。
スイッチS2、S3、S5を閉成すると前記サンプルホ
ールド回路に替ってキャパシタンスCrefがオフセッ
ト電圧に対応した電荷を保持し、前記式(3)が成立す
る。ここでスイッチS2、S3、S5を開放し、スイッ
チS1、S4を閉成することにより通常の動作状態にな
る。このときの出力は前記式(4)と同様であり、結果
的に、式(5)に示すオフセットを解消した出力が得ら
れる。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, in which a capacitance C is used in place of the sample and hold circuit of the first embodiment.
ref is used. The capacitance Cref has one terminal connected to the input of the capacitance C2 via the switch S4, and the other terminal connected to the reference voltage Vref.
When the switches S2, S3, and S5 are closed, the capacitance Cref holds the charge corresponding to the offset voltage instead of the sample and hold circuit, and the above equation (3) is established. Here, the switches S2, S3, and S5 are opened, and the switches S1 and S4 are closed, thereby returning to a normal operation state. The output at this time is the same as in the above equation (4), and as a result, an output in which the offset shown in equation (5) is eliminated is obtained.
【0012】[0012]
【発明の効果】前述のとおり、本発明に係る反転増幅回
路は、前記インバータ回路の入力に、第1入力キャパシ
タンスと並列に第2入力キャパシタンスを接続し、この
第2入力キャパシタンスの入力にサンプルホールド回路
を接続し、第2スイッチを介して第2入力キャパシタン
スに基準電圧を入力し、同時に第3スイッチを介して第
1入力キャパシタンスに基準電圧を入力し、このときサ
ンプルホールド回路に保持された電荷によってオフセッ
トを解消するので、リフレッシュ回路を設けることな
く、従来よりも出力精度が高いという優れた効果を有す
る。As described above, in the inverting amplifier circuit according to the present invention, the input of the inverter circuit is connected to the second input capacitance in parallel with the first input capacitance, and the sample and hold is connected to the input of the second input capacitance. Circuit, a reference voltage is input to a second input capacitance via a second switch, and a reference voltage is simultaneously input to a first input capacitance via a third switch. Thus, since the offset is eliminated, there is an excellent effect that the output accuracy is higher than before without providing a refresh circuit.
【図1】 本発明に係る反転増幅回路の第1実施例を示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an inverting amplifier circuit according to the present invention.
【図2】 同実施例のサンプルホールド回路を示すブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a sample and hold circuit of the embodiment.
【図3】 本発明の第2実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図4】 従来の反転増幅回路を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional inverting amplifier circuit.
INV、INVC...反転増幅回路 I1、I2、I3...CMOSインバータ C1、C2、Co、CP、Cref...キャパシタン
ス RP...レジスタンス S1〜S5、SWS1、SWS2...スイッチ Vin、SHi...入力電圧 Vout、SHo...出力電圧 Vref...基準電圧 Vb...オフセット電圧。INV, INVC. . . Inverting amplifier circuits I1, I2, I3. . . CMOS inverter C1, C2, Co, CP, Cref. . . Capacitance RP. . . Resistance S1 to S5, SWS1, SWS2. . . Switch Vin, Shi. . . Input voltage Vout, SHo. . . Output voltage Vref. . . Reference voltage Vb. . . Offset voltage.
Claims (3)
タンスと;この入力キャパシタンスの出力に接続された
奇数段直列のCMOSインバータよりなるインバータ回
路と;インバータ回路の出力をその入力に接続する帰還
キャパシタンスと;を備えた反転増幅回路において、前
記入力キャパシタンスと入力電圧との間に接続された第
1スイッチと;前記インバータ回路の入力に、入力キャ
パシタンスと並列に接続された第2入力キャパシタンス
と;この第2入力キャパシタンスの入力に接続されたサ
ンプルホールド回路と;前記第2入力キャパシタンスの
入力に基準電圧を接続する第2スイッチと;前記第1入
力キャパシタンスの入力に前記基準電圧を接続し得る第
3スイッチと;がさらに設けられ、基準電圧は前記CM
OSインバータの閾値電圧であることを特徴とする反転
増幅回路。A first input capacitance connected to the input voltage; an inverter circuit comprising an odd-numbered series CMOS inverter connected to the output of the input capacitance; and a feedback capacitance connecting the output of the inverter circuit to its input. A first switch connected between the input capacitance and the input voltage; a second input capacitance connected to the input of the inverter circuit in parallel with the input capacitance; A sample and hold circuit connected to an input of a second input capacitance; a second switch connecting a reference voltage to an input of the second input capacitance; a third switch capable of connecting the reference voltage to an input of the first input capacitance. And a switch; wherein the reference voltage is the CM
An inverting amplifier circuit, which is a threshold voltage of an OS inverter.
のインバータ回路を2段直列に接続してなることを特徴
とする請求項1記載の反転増幅回路。2. The inverting amplifier circuit according to claim 1, wherein the sample and hold circuit includes the inverter circuit according to claim 1 connected in two stages in series.
入力キャパシタンスに接続され、他端子が基準電圧に接
続されたキャパシタンスであることを特徴とする請求項
1記載の反転増幅回路。3. The sample-and-hold circuit has one terminal connected to the second terminal.
2. The inverting amplifier circuit according to claim 1, wherein the input terminal is connected to an input capacitance, and the other terminal is connected to a reference voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10238184A JP2000068759A (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Inverting amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10238184A JP2000068759A (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Inverting amplifier circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000068759A true JP2000068759A (en) | 2000-03-03 |
Family
ID=17026425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10238184A Pending JP2000068759A (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Inverting amplifier circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000068759A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018032538A1 (en) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Cmos inverter and electronic device applying same |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP10238184A patent/JP2000068759A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018032538A1 (en) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Cmos inverter and electronic device applying same |
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