[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP5395601B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit Download PDF

Info

Publication number
JP5395601B2
JP5395601B2 JP2009231005A JP2009231005A JP5395601B2 JP 5395601 B2 JP5395601 B2 JP 5395601B2 JP 2009231005 A JP2009231005 A JP 2009231005A JP 2009231005 A JP2009231005 A JP 2009231005A JP 5395601 B2 JP5395601 B2 JP 5395601B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
circuit
source
reference current
main circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009231005A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011082632A (en
Inventor
健一 本木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2009231005A priority Critical patent/JP5395601B2/en
Publication of JP2011082632A publication Critical patent/JP2011082632A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5395601B2 publication Critical patent/JP5395601B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Description

本発明は、電界効果トランジスタを用いた半導体集積回路に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit using a field effect transistor.

MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を用いた回路において、NチャンネルMOSFETのゲートソース間しきい値電圧VthnとPチャンネルMOSFETのゲートソース間しきい値電圧Vthpが一致することはまれであり、半導体製造プロセスのばらつき(以下プロセスばらつきという)によって、VthnとVthpは、デバイス個体ごと、ウエハごと、ロットごとに異なる場合が多い。かかるしきい値電圧Vthn、Vthpのアンバランスは、電源電圧Vddが低下した状態(減電圧状態)において、回路動作に影響を及ぼす。   In a circuit using a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), it is rare that the gate-source threshold voltage Vthn of the N-channel MOSFET and the gate-source threshold voltage Vthp of the P-channel MOSFET coincide with each other. Due to manufacturing process variations (hereinafter referred to as process variations), Vthn and Vthp often differ from device to device, from wafer to wafer, and from lot to lot. Such imbalance between the threshold voltages Vthn and Vthp affects the circuit operation in a state where the power supply voltage Vdd is lowered (a reduced voltage state).

この問題を、図1を参照して説明する。図1(a)、(b)は、フィードフォワードAB級出力回路の構成を示す回路図およびその動作特性を示す図である。出力回路200は、プッシュプル形式で接続された出力トランジスタMO1、MO2と、バイアス回路202を備える。出力回路200の前段には、入力段として差動増幅器(不図示)が接続されるが、説明の簡素化および理解の容易化のために省略されている。バイアス回路202は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)(以下、単にトランジスタという)M11〜M16、上側電流源204、206、下側電流源208、210を含む。   This problem will be described with reference to FIG. FIGS. 1A and 1B are a circuit diagram showing a configuration of a feedforward class AB output circuit and its operating characteristics. The output circuit 200 includes output transistors MO1 and MO2 connected in a push-pull manner, and a bias circuit 202. A differential amplifier (not shown) is connected to the front stage of the output circuit 200 as an input stage, but is omitted for simplification of explanation and easy understanding. The bias circuit 202 includes MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) (hereinafter simply referred to as transistors) M11 to M16, upper current sources 204 and 206, and lower current sources 208 and 210.

上側電流源204は、電源端子側に設けられ、上側バイアス電流Ip1を生成する。上側バイアス電流Ip1は、理想状態において単位電流Iである。トランジスタM11、M16はカレントミラー回路を形成しており、トランジスタM16は、上側電流源204が生成した単位電流Iが流れるようにバイアスされる。トランジスタM13は、トランジスタM11のソース電位と、トランジスタM16のソース電位をバランスさせるために、出力トランジスタMO2に対応づけて設けられている。   The upper current source 204 is provided on the power supply terminal side, and generates an upper bias current Ip1. The upper bias current Ip1 is a unit current I in an ideal state. The transistors M11 and M16 form a current mirror circuit, and the transistor M16 is biased so that the unit current I generated by the upper current source 204 flows. The transistor M13 is provided in association with the output transistor MO2 in order to balance the source potential of the transistor M11 and the source potential of the transistor M16.

下側電流源208は、接地端子側に設けられ、下側バイアス電流In1を生成する。下側バイアス電流In1も、理想状態において単位電流Iである。トランジスタM12、M15はカレントミラー回路を形成しており、トランジスタM15は、下側電流源208が生成した単位電流Iが流れるようにバイアスされる。トランジスタM14は、トランジスタM12のソース電位と、トランジスタM15のソース電位をバランスさせるために、出力トランジスタMO1に対応づけて設けられている。   The lower current source 208 is provided on the ground terminal side and generates a lower bias current In1. The lower bias current In1 is also the unit current I in the ideal state. The transistors M12 and M15 form a current mirror circuit, and the transistor M15 is biased so that the unit current I generated by the lower current source 208 flows. The transistor M14 is provided in association with the output transistor MO1 in order to balance the source potential of the transistor M12 and the source potential of the transistor M15.

上側電流源206が生成した上側バイアス電流Ip2および下側電流源210が生成した下側バイアス電流In2は、いずれも理想状態において単位電流Iの2倍(2I)であり、トランジスタM15、M16に単位電流Iずつ分配される。以上が出力回路200の構成である。この出力回路200は、
Ip1:In1:Ip2:In2=1:1:2:2
が成立するときに、正常に動作する。なお一般的には上側電流源204と206は、カレントミラー回路を用いて形成されるため、Ip1:Ip2=1:2は無条件に成立し、同様の理由からIn1:In2=1:2は無条件に成立するものと考えてもよい。
The upper bias current Ip2 generated by the upper current source 206 and the lower bias current In2 generated by the lower current source 210 are both twice (2I) the unit current I in the ideal state, and the transistors M15 and M16 are united. Each current I is distributed. The above is the configuration of the output circuit 200. The output circuit 200
Ip1: In1: Ip2: In2 = 1: 1: 2: 2
Operates normally when In general, since the upper current sources 204 and 206 are formed using a current mirror circuit, Ip1: Ip2 = 1: 2 is established unconditionally. For the same reason, In1: In2 = 1: 2 is It may be considered that it is established unconditionally.

特開平9−130166号公報JP-A-9-130166

図1(a)の出力回路200の動作電圧範囲を検討する。上側電流源204、トランジスタM11、M12は、
2×Vthn+VdsSAT<Vdd …(1)
なる領域で正常動作する。VdsSATは、上側電流源204が単位電流Iを生成することができる両端間電圧の下限値(飽和電圧)である。同様に、下側電流源208、トランジスタM13、M14は、
2×Vthp+VdsSAT<Vdd …(2)
なる領域で正常動作する。ここでのVdsSATは、下側電流源208が単位電流Iを生成することができる両端間電圧の下限値(飽和電圧)である。
Consider the operating voltage range of the output circuit 200 of FIG. The upper current source 204 and the transistors M11 and M12 are
2 × Vthn + Vds SAT <Vdd (1)
It operates normally in the area. Vds SAT is a lower limit value (saturation voltage) of the voltage between both ends at which the upper current source 204 can generate the unit current I. Similarly, the lower current source 208 and the transistors M13 and M14 are
2 × Vthp + Vds SAT <Vdd (2)
It operates normally in the area. Here, Vds SAT is a lower limit value (saturation voltage) of the voltage between both ends at which the lower current source 208 can generate the unit current I.

ここで、プロセスばらつき等によってVthn<Vthpなる状況を考える。電源電圧Vddが十分に高い領域(I)では、バイアス電流Ip1、In1はいずれも単位電流Iに保たれる。電源電圧Vddが低下すると(領域(II))、式(1)は成立するが、式(2)が成立しなくなるため、バイアス電流In1のみが単位電流Iに保たれ、バイアス電流Ipは目標値の単位電流Iより小さくなる。さらに電源電圧が低下すると(領域(III))、式(1)が成り立たなくなり、バイアス電流Inも単位電流Iより小さくなる。   Here, consider a situation where Vthn <Vthp due to process variations or the like. In the region (I) where the power supply voltage Vdd is sufficiently high, both the bias currents Ip1 and In1 are kept at the unit current I. When the power supply voltage Vdd decreases (region (II)), the formula (1) is satisfied, but the formula (2) is not satisfied. Therefore, only the bias current In1 is maintained at the unit current I, and the bias current Ip Is smaller than the unit current I. When the power supply voltage further decreases (region (III)), equation (1) does not hold and the bias current In becomes smaller than the unit current I.

領域(II)では、出力回路200のバイアス状態が完全にアンバランスとなり、回路動作に問題が生ずる。   In region (II), the bias state of the output circuit 200 is completely unbalanced, causing a problem in circuit operation.

このような問題は、図1(a)の出力回路200のみでなく、上側バイアス電流Ipと下側バイアス電流Inの対称性が要求されるさまざまな回路において生じうる。   Such a problem may occur not only in the output circuit 200 of FIG. 1A but also in various circuits that require symmetry between the upper bias current Ip and the lower bias current In.

本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、減電圧状態の動作を改善した半導体集積回路の提供にある。   The present invention has been made in such a situation, and one of exemplary objects of an embodiment thereof is to provide a semiconductor integrated circuit having improved operation in a reduced voltage state.

本発明のある態様は、半導体集積回路に関する。この半導体集積回路は、上側バイアス電流と下側バイアス電流を受け、それらがバランスした状態において所定の信号処理を行うよう構成されたメイン回路と、第1基準電流を受け、調節された第2基準電流を生成する基準電流調節部と、メイン回路の電源端子側に設けられ、第2基準電流に応じた上側バイアス電流をメイン回路に供給する上側電流源と、メイン回路の接地端子側に設けられ、第2基準電流に応じた下側バイアス電流をメイン回路に供給する下側電流源と、を備える。基準電流調節部は、上側バイアス電流と下側バイアス電流が等しくなるように、第2基準電流を生成する。   One embodiment of the present invention relates to a semiconductor integrated circuit. The semiconductor integrated circuit includes an upper bias current and a lower bias current, a main circuit configured to perform predetermined signal processing in a balanced state, a first reference current, and an adjusted second reference A reference current adjusting unit for generating a current; provided on the power supply terminal side of the main circuit; provided on the ground terminal side of the main circuit; and an upper current source for supplying an upper bias current corresponding to the second reference current to the main circuit. And a lower current source for supplying a lower bias current corresponding to the second reference current to the main circuit. The reference current adjustment unit generates the second reference current so that the upper bias current and the lower bias current are equal.

この態様によると、減電圧状態においても、上側バイアス電流と下側バイアス電流のバランスを保つことができ、メイン回路を安定に動作させることができる。   According to this aspect, the balance between the upper bias current and the lower bias current can be maintained even in the reduced voltage state, and the main circuit can be operated stably.

本発明の別の態様もまた、半導体集積回路である。この半導体集積回路は、上側バイアス電流および下側バイアス電流を受け、それらがバランスした状態において所定の信号処理を行うように構成されたメイン回路であって、少なくとも、上側バイアス電流が供給される経路上に設けられ、ゲートソース間が接続されたM個(Mは自然数)のNチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)と、下側バイアス電流が供給される経路上に設けられ、ゲートソース間が接続されたM個のPチャンネルMOSFETを含むメイン回路と、第1の導電性のMOSFETのペアを含み、所定の電流値を有する第1基準電流をコピーする第1カレントミラー回路と、第2の導電性のMOSFETのペアを含み、第1カレントミラー回路の出力電流をコピーし、第2基準電流を出力する第2カレントミラー回路と、第1カレントミラー回路の入力側のMOSFETと同じ経路上に設けられ、ゲートソース間が接続された(M−1)個の第1の導電性のMOSFETと、第2カレントミラー回路の入力側のMOSFETと同じ経路上に設けられ、ゲートソース間が接続された(M−1)個の第2の導電性のMOSFETと、メイン回路の電源端子側に設けられ、メイン回路に第2基準電流に応じた上側バイアス電流を供給する上側電流源と、メイン回路の接地端子側に設けられ、メイン回路に第2基準電流に応じた下側バイアス電流を供給する下側電流源と、を備える。   Another embodiment of the present invention is also a semiconductor integrated circuit. This semiconductor integrated circuit is a main circuit configured to receive an upper side bias current and a lower side bias current and perform predetermined signal processing in a state where they are balanced, and at least a path through which the upper side bias current is supplied An M channel (M is a natural number) N-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) connected between the gate and the source, and a path to which the lower bias current is supplied. A main circuit including M P-channel MOSFETs connected to each other, a first current mirror circuit including a pair of first conductive MOSFETs and copying a first reference current having a predetermined current value; And a second reference current output circuit that copies the output current of the first current mirror circuit and outputs a second reference current. (M-1) first conductive MOSFETs provided on the same path as the input-side MOSFETs of the current mirror circuit and the first current mirror circuit and connected between the gate and the source, and the second current mirror (M-1) second conductive MOSFETs provided on the same path as the MOSFET on the input side of the circuit and connected between the gate and source, and provided on the power supply terminal side of the main circuit. An upper current source that supplies an upper bias current corresponding to the second reference current; a lower current source that is provided on the ground terminal side of the main circuit and supplies a lower bias current corresponding to the second reference current to the main circuit; .

この態様によると、減電圧状態においても、上側バイアス電流と下側バイアス電流のバランスを保つことができ、メイン回路を安定に動作させることができる。   According to this aspect, the balance between the upper bias current and the lower bias current can be maintained even in the reduced voltage state, and the main circuit can be operated stably.

なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described components, or a conversion of the expression of the present invention between methods, apparatuses, and the like is also effective as an aspect of the present invention.

本発明のある態様によれば、減電圧状態の動作を改善できる。   According to an aspect of the present invention, the operation in the reduced voltage state can be improved.

図1(a)、(b)は、フィードフォワードAB級出力回路の構成を示す回路図およびその動作特性を示す図である。FIGS. 1A and 1B are a circuit diagram showing a configuration of a feedforward class AB output circuit and its operating characteristics. 実施の形態に係る半導体集積回路の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to an embodiment. 図3(a)、(b)は、図2の半導体集積回路の第2基準電流の電源電圧依存性を示す図である。3A and 3B are diagrams showing the power supply voltage dependence of the second reference current of the semiconductor integrated circuit of FIG. 図4(a)、(b)は、基準電流調節部の構成例を示す回路図である。4A and 4B are circuit diagrams illustrating a configuration example of the reference current adjusting unit. 図5(a)、(b)は、上側電流源、下側電流源の具体的な構成例を示す回路図である。FIGS. 5A and 5B are circuit diagrams showing specific configuration examples of the upper current source and the lower current source.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as an electrical condition. It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state.

図2は、実施の形態に係る半導体集積回路100の構成を示すブロック図である。半導体集積回路100は、メイン回路10、上側電流源20H、下側電流源20L、基準電流調節部30を備える。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the semiconductor integrated circuit 100 according to the embodiment. The semiconductor integrated circuit 100 includes a main circuit 10, an upper current source 20H, a lower current source 20L, and a reference current adjusting unit 30.

メイン回路10は、上側バイアス電流Ipと下側バイアス電流Inを受け、それらがバランスした状態において所定の信号処理を行うよう構成される。バイアス電流Ip、Inにアンバランスが生ずると、メイン回路10は動作不能となり、あるいはその特性が悪化する。たとえばメイン回路10は演算増幅器であり、バイアス電流のアンバランスにより、線形性、歪み特性などが悪化する。メイン回路10の構成は特に限定されるものではないが、好ましい具体例としては、たとえば図1のフィードフォワードAB級出力回路や、レイル−レイルアンプが例示される。   The main circuit 10 is configured to receive the upper bias current Ip and the lower bias current In and perform predetermined signal processing in a state where they are balanced. When an imbalance occurs in the bias currents Ip and In, the main circuit 10 becomes inoperable or its characteristics deteriorate. For example, the main circuit 10 is an operational amplifier, and linearity, distortion characteristics, and the like are deteriorated due to imbalance of the bias current. The configuration of the main circuit 10 is not particularly limited, but preferred specific examples include, for example, the feedforward class AB output circuit of FIG. 1 and a rail-rail amplifier.

基準電流調節部30は、第1基準電流IBOを受け、調節された第2基準電流Iを生成する。 The reference current adjusting unit 30 receives the first reference current I BO and generates the adjusted second reference current I B.

上側電流源20Hは、メイン回路10の電源端子側に設けられ、第2基準電流Iに応じた上側バイアス電流Ipをメイン回路10に供給する。下側電流源20Lは、メイン回路10の接地端子側に設けられ、第2基準電流Iに応じた下側バイアス電流Inをメイン回路10に供給する。 Upper current source 20H is provided to the power supply terminal side of the main circuit 10, and supplies the upper bias current Ip corresponding to the second reference current I B in the main circuit 10. Lower current source 20L is provided on the ground terminal side of the main circuit 10 supplies a lower bias current In corresponding to the second reference current I B in the main circuit 10.

たとえばメイン回路10は、上側バイアス電流Ipの供給先に設けられた第1回路10_1と、下側バイアス電流Inの供給先に設けられた第2回路10_2を含む。
上側電流源20Hが所定の上側バイアス電流Ipを生成するためには、その両端間の電圧が、飽和電圧VSATHより大きくなければならない。第1回路10_1の両端間の電圧(第1しきい値電圧という)をVth1と書くとき、上側バイアス電流Ipは、
Vdd>Vth1+VSATH …(3)
が成り立つときに、正常に生成される。電源電圧Vddがそれよりも小さくなると、上側バイアス電流Ipは基準電流Iに応じた目標値よりも小さくなる。
For example, the main circuit 10 includes a first circuit 10_1 provided at the supply destination of the upper bias current Ip and a second circuit 10_2 provided at the supply destination of the lower bias current In.
In order for the upper current source 20H to generate the predetermined upper bias current Ip, the voltage between both ends thereof must be larger than the saturation voltage V SAT H. When the voltage across the first circuit 10_1 (referred to as the first threshold voltage) is written as Vth1, the upper bias current Ip is
Vdd> Vth1 + VSAT H (3)
Is normally generated when When the power supply voltage Vdd is less than the upper bias current Ip is smaller than the target value corresponding to the reference current I B.

同様に下側電流源20Lが所定の下側バイアス電流Inを生成するためには、その両端間の電圧が、飽和電圧VSATLより大きくなければならない。第2回路10_2の両端間の電圧(第2しきい値電圧という)をVth2と書くとき、下側バイアス電流Inは、
Vdd>Vth2+VSATL …(4)
が成り立つときに、正常に生成される。電源電圧Vddがそれよりも小さくなると、下側バイアス電流Inは基準電流Iに応じた目標値よりも小さくなる。以下では、説明の簡易化および理解の容易化のため、VSATH≒VSATLが成り立つものとする。
Similarly, in order for the lower current source 20L to generate a predetermined lower bias current In, the voltage between both ends thereof must be larger than the saturation voltage V SAT L. When the voltage across the second circuit 10_2 (referred to as the second threshold voltage) is written as Vth2, the lower bias current In is
Vdd> Vth2 + V SAT L (4)
Is normally generated when When the power supply voltage Vdd is less than, smaller than the target value corresponding to the lower bias current In reference current I B. In the following, it is assumed that V SAT H≈V SAT L holds for the sake of simplification of explanation and easy understanding.

基準電流調節部30は、上側バイアス電流Ipと下側バイアス電流Inが等しくなるように、第2基準電流Iを生成する。具体的には、第2基準電流Iは以下の性質を有する。図3(a)、(b)は、図2の半導体集積回路100の第2基準電流Iの電源電圧依存性を示す図である。図3(a)は、Vth1>Vth2のときの特性を、図3(b)はVth1<Vth2のときの特性を示す。 Reference current adjusting unit 30, so that the upper bias current Ip and a lower bias current In becomes equal, for generating a second reference current I B. Specifically, the second reference current I B has the following properties. Figure 3 (a), (b) is a diagram showing the power supply voltage dependency of the second reference current I B of the semiconductor integrated circuit 100 of FIG. 3A shows the characteristics when Vth1> Vth2, and FIG. 3B shows the characteristics when Vth1 <Vth2.

(1)Vth1>Vth2のとき
図3(a)を参照する。仮に第2基準電流Iを固定した状態にて電源電圧Vddを変化させると、電源電圧Vddが十分に高い第1領域(I)では、上側バイアス電流Ip、下側バイアス電流Inともに目標値に保たれる。
(1) When Vth1> Vth2 Referring to FIG. When the provisionally changed the second reference current I B power supply voltage at a fixed state Vdd, the power supply voltage Vdd is high enough the first region (I), the upper bias current Ip, to the lower bias current In both target value Kept.

電源電圧Vddを低下させていき、その値がVth1+VSATHより低くなると、上側バイアス電流Ipが減少し始める(第2領域(II))。さらに電源電圧Vddの値がVth2+VSATLより低くなると、下側バイアス電流Inが減少し始める。 When the power supply voltage Vdd is lowered and becomes lower than Vth1 + VSAT H, the upper bias current Ip starts to decrease (second region (II)). Further, when the value of the power supply voltage Vdd becomes lower than Vth2 + VSAT L, the lower bias current In starts to decrease.

この場合、基準電流調節部30は、第2基準電流Iの電源電圧Vddに対する依存性が、上側バイアス電流Ipの電源電圧Vddに対する依存性と等しくなるように、第2基準電流Iを生成する。図3(a)に示すように、第2基準電流Iは、第2基準電流Iを固定した場合の上側バイアス電流Ipよりもわずかに小さいことが好ましい。この場合、後述の上側バイアス電流Ipと下側バイアス電流Inのバランスを最も改善することができる。ただし第2基準電流Iは、第2基準電流Iを固定した場合の上側バイアス電流Ipと完全に一致しても良いし、上側バイアス電流Ipよりわずかに大きくてもよい。 In this case, the reference current adjusting unit 30, as dependent on the power supply voltage Vdd of the second reference current I B becomes equal to the dependency on the power supply voltage Vdd of the upper bias current Ip, generating a second reference current I B To do. As shown in FIG. 3 (a), the second reference current I B is preferably slightly smaller than the upper bias current Ip in the case of fixing the second reference current I B. In this case, the balance between an upper side bias current Ip and a lower side bias current In which will be described later can be most improved. However the second reference current I B may be exactly match the upper bias current Ip in the case of fixing the second reference current I B, it may be slightly larger than the upper bias current Ip.

(2)Vth1<Vth2のとき
図3(b)を参照する。バイアス電流Iを固定した状態にて電源電圧Vddを低下させていき、その値がVth2+VSATLより低くなると、下側バイアス電流Inが減少し始める(第3領域(III))。さらに電源電圧Vddの値がVth1+VSATHより低くなると、上側バイアス電流Ipが減少し始める。
(2) When Vth1 <Vth2 Referring to FIG. Gradually reduce the power supply voltage Vdd in a state of fixing the bias current I B, when the value is lower than Vth2 + V SAT L, the lower bias current In starts to decrease (the third region (III)). Further, when the value of the power supply voltage Vdd becomes lower than Vth1 + V SAT H, the upper bias current Ip starts to decrease.

この場合、基準電流調節部30は、第2基準電流Iの電源電圧Vddに対する依存性が、下側バイアス電流Inの電源電圧Vddに対する依存性と等しくなるように、第2基準電流Iを生成する。 In this case, the reference current adjusting unit 30 is dependent on the power supply voltage Vdd of the second reference current I B is to be equal with the dependency on the power supply voltage Vdd of the lower bias current In, the second reference current I B Generate.

Vth1とVth2の大小関係は、プロセスばらつきや温度変動によって変化する場合がある。基準電流調節部30は、Vth1>Vth2、Vth1<Vth2のいずれの状況においても、適切な第2基準電流Iを発生させる。ある観点から見ると、基準電流調節部30は、図3(a)、(b)に示される上側バイアス電流Ipと下側バイアス電流Inのうち小さい方を第2基準電流Iに設定する最小値選択回路と把握することもできる。 The magnitude relationship between Vth1 and Vth2 may change due to process variations and temperature fluctuations. Reference current adjusting unit 30, Vth1> Vth2, Vth1 <In either situation the Vth2, generates the appropriate second reference current I B. Minimum there From the perspective, the reference current adjusting unit 30, FIG. 3 (a), set to a second reference current I B the smaller of the upper bias current Ip and a lower bias current In shown in (b) It can also be understood as a value selection circuit.

以上が半導体集積回路100の構成である。続いてその動作を説明する。   The above is the configuration of the semiconductor integrated circuit 100. Next, the operation will be described.

(1)Vth1>Vth2のとき
第1領域(I)では、上側電流源20H、下側電流源20Lがいずれも正常に動作し、上側バイアス電流Ipと下側バイアス電流Inのバランスが保たれる。
(1) When Vth1> Vth2 In the first region (I), both the upper current source 20H and the lower current source 20L operate normally, and the balance between the upper bias current Ip and the lower bias current In is maintained. .

第2領域(II)では、上側電流源20Hが正常に動作せず、目標値より小さな上側バイアス電流Ipが生成される。一方、下側電流源20Lは正常に動作するが、第2基準電流Iが減少するため、上側バイアス電流Ipと同程度の、目標値より小さな下側バイアス電流Inが生成される。その結果、上側バイアス電流Ipと下側バイアス電流Inのバランスが保たれる。 In the second region (II), the upper current source 20H does not operate normally, and an upper bias current Ip smaller than the target value is generated. On the other hand, the lower current source 20L to operate normally, the second reference current I B is to reduce, comparable to the upper bias current Ip, the target small lower bias current In from the value is generated. As a result, the balance between the upper bias current Ip and the lower bias current In is maintained.

(2)Vth1<Vth2のとき
第1領域(I)では、上側電流源20H、下側電流源20Lがいずれも正常に動作し、上側バイアス電流Ipと下側バイアス電流Inのバランスが保たれる。
(2) When Vth1 <Vth2 In the first region (I), both the upper current source 20H and the lower current source 20L operate normally, and the balance between the upper bias current Ip and the lower bias current In is maintained. .

第3領域(III)では、下側電流源20Lが正常に動作せず、目標値より小さな下側バイアス電流Inが生成される。一方、上側電流源20Hは正常に動作するが、第2基準電流Iが減少するため、下側バイアス電流Inと同程度の、目標値より小さな上側バイアス電流Ipが生成される。その結果、上側バイアス電流Ipと下側バイアス電流Inのバランスが保たれる。 In the third region (III), the lower current source 20L does not operate normally, and a lower bias current In smaller than the target value is generated. On the other hand, the upper current source 20H to work properly, because the second reference current I B is reduced, the same level as the lower bias current In, small upper bias current Ip than the target value is generated. As a result, the balance between the upper bias current Ip and the lower bias current In is maintained.

このように図2の半導体集積回路100によれば、第1領域(I)はもちろんのこと、減電圧状態である第2領域(II)、第3領域(III)においても、上側バイアス電流Ipと下側バイアス電流Inのバランスを保つことができ、メイン回路10の回路動作を安定化することができる。   As described above, according to the semiconductor integrated circuit 100 of FIG. 2, the upper bias current Ip is applied not only in the first region (I) but also in the second region (II) and the third region (III) in a reduced voltage state. And the lower bias current In can be balanced, and the circuit operation of the main circuit 10 can be stabilized.

図4(a)、(b)は、基準電流調節部30の構成例を示す回路図である。   4A and 4B are circuit diagrams illustrating a configuration example of the reference current adjustment unit 30. FIG.

図4(a)を参照する。メイン回路10aの第1回路10_1は、ソースが接地され、ゲートドレイン間が接続されたひとつのNチャンネルMOSFET(M21)を含む。このときの第1しきい値電圧Vth1は、
Vth1=Vthn
である。Vthnは、トランジスタM21のゲートソース間しきい値電圧である。
Reference is made to FIG. The first circuit 10_1 of the main circuit 10a includes one N-channel MOSFET (M21) whose source is grounded and whose gate and drain are connected. The first threshold voltage Vth1 at this time is
Vth1 = Vthn
It is. Vthn is a gate-source threshold voltage of the transistor M21.

第2回路10_2は、ソースが接地され、ゲートドレイン間が接続されたひとつのPチャンネルMOSFET(M22)を含む。このときの第2しきい値電圧Vth2は、
Vth2=Vthp
である。Vthpは、トランジスタM22のゲートソース間しきい値電圧である。
The second circuit 10_2 includes one P-channel MOSFET (M22) whose source is grounded and whose gate and drain are connected. The second threshold voltage Vth2 at this time is
Vth2 = Vthp
It is. Vthp is a gate-source threshold voltage of the transistor M22.

たとえばトランジスタM21、M22はバイアス電流Ip、Inをコピーするカレントミラー回路の入力側トランジスタであってもよい。   For example, the transistors M21 and M22 may be input side transistors of a current mirror circuit that copies the bias currents Ip and In.

メイン回路10aに対応する基準電流調節部30aは、第1カレントミラー回路32、第2カレントミラー回路34を含む。第1カレントミラー回路32は、第1基準電流IBOをコピーする。第2カレントミラー回路34は、第1カレントミラー回路32の出力電流をコピーし、第2基準電流Iを出力する。 The reference current adjustment unit 30a corresponding to the main circuit 10a includes a first current mirror circuit 32 and a second current mirror circuit 34. The first current mirror circuit 32 copies the first reference current I BO . The second current mirror circuit 34, the output current of the first current mirror circuit 32 copies, and outputs a second reference current I B.

第1カレントミラー回路32と第2カレントミラー回路34の一方(ここでは第1カレントミラー回路32)は、NチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)のペアM41、M42を含む。他方(ここでは第2カレントミラー回路34)はPチャンネルMOSFETのペアM43、M44を含む。   One of the first current mirror circuit 32 and the second current mirror circuit 34 (here, the first current mirror circuit 32) includes an N-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) pair M41 and M42. The other (here, the second current mirror circuit 34) includes a pair of P-channel MOSFETs M43 and M44.

基準電流調節部30aを構成するMOSFETのW/Lは、メイン回路10aの中のカレントミラー回路(不図示)のW/Lよりも小さく設計される。Wはゲート幅、Lはゲート長である。つまり基準電流調節部30aの電流駆動能力はメイン回路10a内部のカレントミラー回路の電流駆動能力よりも意図的に低く設計される。   The W / L of the MOSFET constituting the reference current adjusting unit 30a is designed to be smaller than the W / L of a current mirror circuit (not shown) in the main circuit 10a. W is the gate width and L is the gate length. That is, the current drive capability of the reference current adjusting unit 30a is intentionally designed to be lower than the current drive capability of the current mirror circuit in the main circuit 10a.

基準電流調節部30aの動作原理を説明する。   The operation principle of the reference current adjusting unit 30a will be described.

(1)Vth1>Vth2(つまりVthn>Vthp)のとき
基準電流調節部30aは、
Vthn+VSATH<Vdd
かつ
Vthp+VSATL<Vdd
を満たすとき、第1基準電流IBOに比例した第2基準電流Iを出力することができる。
(1) When Vth1> Vth2 (that is, Vthn> Vthp) The reference current adjusting unit 30a
Vthn + V SAT H <Vdd
And Vthp + VSAT L <Vdd
When the condition is satisfied, the second reference current I B proportional to the first reference current I BO can be output.

電源電圧Vddが
Vthp+VSATL<Vdd<Vthn+VSAT
となる領域まで低下すると、第2カレントミラー回路34は正常に動作するが、第1カレントミラー回路32が正常に動作せず、第1基準電流IBOより小さな第2基準電流Iが生成される。このときの第2基準電流Iの電源電圧Vdd依存性は、上側バイアス電流Ipの電源電圧Vddに対する依存性と等しくなる。
The power supply voltage Vdd is Vthp + VSAT L <Vdd <Vthn + VSAT H
2, the second current mirror circuit 34 operates normally, but the first current mirror circuit 32 does not operate normally, and a second reference current I B smaller than the first reference current I BO is generated. The Supply voltage Vdd dependence of the second reference current I B at this time is equal to the dependency on the power supply voltage Vdd of the upper bias current Ip.

(2)Vth1<Vth2(つまりVthn<Vthp)のとき
基準電流調節部30aは、
Vthn+VSATH<Vdd
かつ
Vthp+VSATL<Vdd
を満たすとき、第1基準電流IBOに比例した第2基準電流Iを出力することができる。
(2) When Vth1 <Vth2 (that is, Vthn <Vthp) The reference current adjusting unit 30a
Vthn + V SAT H <Vdd
And Vthp + VSAT L <Vdd
When the condition is satisfied, the second reference current I B proportional to the first reference current I BO can be output.

電源電圧Vddが
Vthn+VSATH<Vdd<Vthp+VSAT
となる領域まで低下すると、第1カレントミラー回路32は正常に動作するが、第2カレントミラー回路34が正常に動作せず、第1基準電流IBOより小さな第2基準電流Iが生成される。このときの第2基準電流Iの電源電圧Vdd依存性は、下側バイアス電流Inの電源電圧Vddに対する依存性と等しくなる。
The power supply voltage Vdd is Vthn + VSAT H <Vdd <Vthp + VSAT L
The first current mirror circuit 32 operates normally, but the second current mirror circuit 34 does not operate normally, and a second reference current I B smaller than the first reference current I BO is generated. The Supply voltage Vdd dependence of the second reference current I B at this time is equal to the dependency on the power supply voltage Vdd of the lower bias current In.

その結果、図4(a)の基準電流調節部30aによれば、Vth1>Vth2、Vth1<Vth2のいずれの状況においても、図3(a)、(b)に示される適切な第2基準電流Iを生成することができる。 As a result, according to the reference current adjusting unit 30a of FIG. 4A, in any situation of Vth1> Vth2 and Vth1 <Vth2, the appropriate second reference current shown in FIGS. it can generate I B.

補足すると、トランジスタM41はM21と対応づけられ、電源端子と接地端子の間のトランジスタM41を含む経路は、上側電流源20HとトランジスタM21を含む経路の特性を模擬しているといえる。同様にトランジスタM43はM22に対応づけられ、電源端子と接地端子の間のトランジスタM43を含む経路は、下側電流源20LとトランジスタM22を含む経路の特性を模擬しているといえる。   Supplementally, it can be said that the transistor M41 is associated with M21, and the path including the transistor M41 between the power supply terminal and the ground terminal simulates the characteristics of the path including the upper current source 20H and the transistor M21. Similarly, the transistor M43 is associated with M22, and the path including the transistor M43 between the power supply terminal and the ground terminal can be said to simulate the characteristics of the path including the lower current source 20L and the transistor M22.

図4(b)を参照する。メイン回路10bの第1回路10_1は、ソースが接地され、ゲートドレイン間が接続されたふたつのNチャンネルMOSFET(M21、M23)を含む。このときの第1しきい値電圧Vth1は、
Vth1=2×Vthn
である。
Reference is made to FIG. The first circuit 10_1 of the main circuit 10b includes two N-channel MOSFETs (M21 and M23) whose source is grounded and whose gate and drain are connected. The first threshold voltage Vth1 at this time is
Vth1 = 2 × Vthn
It is.

第2回路10_2は、ソースが接地され、ゲートドレイン間が接続されたふたつのPチャンネルMOSFET(M22、M24)を含む。このときの第2しきい値電圧Vth2は、
Vth2=2×Vthp
である。
The second circuit 10_2 includes two P-channel MOSFETs (M22, M24) whose source is grounded and whose gate and drain are connected. The second threshold voltage Vth2 at this time is
Vth2 = 2 × Vthp
It is.

たとえばトランジスタM21、M22はバイアス電流Ip、Inをコピーするカレントミラー回路の入力側トランジスタであってもよい。   For example, the transistors M21 and M22 may be input side transistors of a current mirror circuit that copies the bias currents Ip and In.

図4(a)のメイン回路10bは、図1の出力回路200であってもよい。この場合、図4(b)のトランジスタM21〜M24はそれぞれ、図1のトランジスタM11〜M14に対応する。   The main circuit 10b in FIG. 4A may be the output circuit 200 in FIG. In this case, the transistors M21 to M24 in FIG. 4B correspond to the transistors M11 to M14 in FIG.

メイン回路10bに対応する基準電流調節部30bは、第1カレントミラー回路32、第2カレントミラー回路34を含む。第1カレントミラー回路32は、第1基準電流IBOをコピーする。第2カレントミラー回路34は、第1カレントミラー回路32の出力電流をコピーし、第2基準電流Iを出力する。 The reference current adjustment unit 30b corresponding to the main circuit 10b includes a first current mirror circuit 32 and a second current mirror circuit 34. The first current mirror circuit 32 copies the first reference current I BO . The second current mirror circuit 34, the output current of the first current mirror circuit 32 copies, and outputs a second reference current I B.

トランジスタM45は、第1カレントミラー回路32の入力側のMOSFET(M41)と同じ経路上に設けられ、そのゲートソース間が接続されている。トランジスタM45は、第1回路10_1を構成するトランジスタM23およびM21と同じ導電型である。   The transistor M45 is provided on the same path as the MOSFET (M41) on the input side of the first current mirror circuit 32, and its gate and source are connected. The transistor M45 has the same conductivity type as the transistors M23 and M21 included in the first circuit 10_1.

同様にトランジスタM46は、第2カレントミラー回路34の入力側のMOSFET(M43)と同じ経路上に設けられ、そのゲートソース間が接続されている。トランジスタM46は、第2回路10_2を構成するトランジスタM24およびM22と同じ導電型である。   Similarly, the transistor M46 is provided on the same path as the MOSFET (M43) on the input side of the second current mirror circuit 34, and its gate and source are connected. The transistor M46 has the same conductivity type as the transistors M24 and M22 that form the second circuit 10_2.

すなわちトランジスタM41およびM45は、トランジスタM21およびM23と対応づけられ、電源端子と接地端子の間のトランジスタM41、M45を含む経路は、上側電流源20HとトランジスタM21、M23を含む経路の特性を模擬しているといえる。同様にトランジスタM43およびM46は、トランジスタM22およびM24と対応づけられ、電源端子と接地端子の間のトランジスタM43、M46を含む経路は、下側電流源20LとトランジスタM22、M24を含む経路の特性を模擬しているといえる。   That is, the transistors M41 and M45 are associated with the transistors M21 and M23, and the path including the transistors M41 and M45 between the power supply terminal and the ground terminal simulates the characteristics of the path including the upper current source 20H and the transistors M21 and M23. It can be said that. Similarly, the transistors M43 and M46 are associated with the transistors M22 and M24, and the path including the transistors M43 and M46 between the power supply terminal and the ground terminal has characteristics of the path including the lower current source 20L and the transistors M22 and M24. It can be said that it is simulated.

基準電流調節部30bを構成するMOSFETのW/Lは、メイン回路10bの中のカレントミラー回路(不図示)のW/Lよりも小さく設計される。つまり基準電流調節部30bの電流駆動能力はメイン回路10b内部のカレントミラー回路の電流駆動能力よりも意図的に低く設計される。   The W / L of the MOSFET constituting the reference current adjusting unit 30b is designed to be smaller than the W / L of a current mirror circuit (not shown) in the main circuit 10b. That is, the current drive capability of the reference current adjusting unit 30b is intentionally designed to be lower than the current drive capability of the current mirror circuit in the main circuit 10b.

(1)Vth1>Vth2(つまりVthn>Vthp)のとき
基準電流調節部30bは、
2×Vthn+VSATH<Vdd
かつ
2×Vthp+VSATL<Vdd
を満たすとき、第1基準電流IBOに比例した第2基準電流Iを出力することができる。
(1) When Vth1> Vth2 (that is, Vthn> Vthp) The reference current adjusting unit 30b is
2 × Vthn + V SAT H <Vdd
And 2 × Vthp + V SAT L <Vdd
When the condition is satisfied, the second reference current I B proportional to the first reference current I BO can be output.

電源電圧Vddが
2×Vthp+VSATL<Vdd<2×Vthn+VSAT
となる領域まで低下すると、第2カレントミラー回路34は正常に動作するが、第1カレントミラー回路32が正常に動作せず、第1基準電流IBOより小さな第2基準電流Iが生成される。このときの第2基準電流Iの電源電圧Vdd依存性は、上側バイアス電流Ipの電源電圧Vddに対する依存性と等しくなる。
The power supply voltage Vdd is 2 × Vthp + V SAT L <Vdd <2 × Vthn + V SAT H
2, the second current mirror circuit 34 operates normally, but the first current mirror circuit 32 does not operate normally, and a second reference current I B smaller than the first reference current I BO is generated. The Supply voltage Vdd dependence of the second reference current I B at this time is equal to the dependency on the power supply voltage Vdd of the upper bias current Ip.

(2)Vth1<Vth2(つまりVthn<Vthp)のとき
基準電流調節部30bは、
2×Vthn+VSATH<Vdd
かつ
2×Vthp+VSATL<Vdd
を満たすとき、第1基準電流IBOに比例した第2基準電流Iを出力することができる。
(2) When Vth1 <Vth2 (that is, Vthn <Vthp) The reference current adjusting unit 30b is
2 × Vthn + V SAT H <Vdd
And 2 × Vthp + V SAT L <Vdd
When the condition is satisfied, the second reference current I B proportional to the first reference current I BO can be output.

電源電圧Vddが
2×Vthn+VSATH<Vdd<2×Vthp+VSAT
となる領域まで低下すると、第1カレントミラー回路32は正常に動作するが、第2カレントミラー回路34が正常に動作せず、第1基準電流IBOより小さな第2基準電流Iが生成される。このときの第2基準電流Iの電源電圧Vdd依存性は、下側バイアス電流Inの電源電圧Vddに対する依存性と等しくなる。
The power supply voltage Vdd is 2 × Vthn + VSAT H <Vdd <2 × Vthp + VSAT L
The first current mirror circuit 32 operates normally, but the second current mirror circuit 34 does not operate normally, and a second reference current I B smaller than the first reference current I BO is generated. The Supply voltage Vdd dependence of the second reference current I B at this time is equal to the dependency on the power supply voltage Vdd of the lower bias current In.

このように、図4(a)の基準電流調節部30aによれば、Vth1>Vth2、Vth1<Vth2のいずれの状況においても、適切な第2基準電流Iを生成することができる。 Thus, according to the reference current adjusting portion 30a in Fig. 4 (a), Vth1> Vth2 , Vth1 < In either situation the Vth2, it is possible to generate an appropriate second reference current I B.

図4(a)、(b)の基準電流調節部30a、30bを一般化すると、以下のように把握することができる。
メイン回路10は、電源端子と接地端子の間に上側電流源20Hと直列に設けられた第1回路10_1と、電源端子と接地端子の間に下側電流源20Lと直列に設けられた第2回路10_2を含む。第1回路10_1は、ソースドレイン間が接続されたM個(Mは自然数)のNチャンネルMOSFETを含む。同様に第2回路10_2は、ソースドレイン間が接続されたM個のPチャンネルMOSFETを含む。
When the reference current adjusting units 30a and 30b in FIGS. 4A and 4B are generalized, it can be grasped as follows.
The main circuit 10 includes a first circuit 10_1 provided in series with the upper current source 20H between the power supply terminal and the ground terminal, and a second circuit provided in series with the lower current source 20L between the power supply terminal and the ground terminal. Including the circuit 10_2. The first circuit 10_1 includes M (M is a natural number) N-channel MOSFETs whose source and drain are connected. Similarly, the second circuit 10_2 includes M P-channel MOSFETs whose source and drain are connected.

基準電流調節部30は、第1の導電性のMOSFETのペアを含み、第1基準電流IBOをコピーする第1カレントミラー回路32と、第2の導電性のMOSFETのペアを含み、第1カレントミラー回路32の出力電流をコピーし、第2基準電流Iを出力する第2カレントミラー回路34と、第1カレントミラー回路32の入力側のMOSFETと同じ経路上に設けられ、ゲートソース間が接続された(M−1)個の第1の導電性のMOSFETと、第2カレントミラー回路34の入力側のMOSFETと同じ経路上に設けられ、ゲートソース間が接続された(M−1)個の第2の導電性のMOSFETと、を含む。 The reference current adjusting unit 30 includes a first conductive MOSFET pair, includes a first current mirror circuit 32 that copies the first reference current I BO , and a second conductive MOSFET pair, copy the output current of the current mirror circuit 32, a second current mirror circuit 34 for outputting a second reference current I B, provided on the same path on the input side of the MOSFET of the first current mirror circuit 32, the gate-source Are connected on the same path as the (M−1) first conductive MOSFETs connected to the MOSFET and the MOSFET on the input side of the second current mirror circuit 34 (M−1). ) Second conductive MOSFETs.

基準電流調節部30とメイン回路10をこのように対応づけて構成することにより、適切な第2基準電流Iを生成することができる。 A reference current adjusting unit 30 and the main circuit 10 by constituting thus associated, it is possible to generate an appropriate second reference current I B.

図5(a)、(b)は、上側電流源20H、下側電流源20Lの具体的な構成例を示す回路図である。図5(a)の上側電流源20H、下側電流源20Lは、カスコード型のカレントミラー回路で構成される。図5(b)の上側電流源20H、下側電流源20Lは、1段のカレントミラー回路で構成される。   5A and 5B are circuit diagrams showing specific configuration examples of the upper current source 20H and the lower current source 20L. The upper current source 20H and the lower current source 20L in FIG. 5A are configured by cascode type current mirror circuits. The upper current source 20H and the lower current source 20L in FIG. 5B are configured by a single stage current mirror circuit.

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。   Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many modifications and arrangements can be made without departing from the spirit of the present invention.

100…半導体集積回路、10…メイン回路、20H…上側電流源、20L…下側電流源、30…基準電流調節部、Ip…上側バイアス電流、In…下側バイアス電流、32…第1カレントミラー回路、34…第2カレントミラー回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Semiconductor integrated circuit, 10 ... Main circuit, 20H ... Upper side current source, 20L ... Lower side current source, 30 ... Reference current adjustment part, Ip ... Upper side bias current, In ... Lower side bias current, 32 ... First current mirror Circuit 34 ... second current mirror circuit.

Claims (9)

上側バイアス電流と下側バイアス電流を受け、それらがバランスした状態において所定の信号処理を行うよう構成されたメイン回路と、
第1基準電流を受け、調節された第2基準電流を生成する基準電流調節部と、
前記メイン回路の電源端子側に設けられ、前記第2基準電流に応じた量を目標値とする前記上側バイアス電流を前記メイン回路に供給する上側電流源と、
前記メイン回路の接地端子側に設けられ、前記第2基準電流に応じた量を目標値とする前記下側バイアス電流を前記メイン回路に供給する下側電流源と、
を備え、
前記基準電流調節部は、(i)前記上側電流源が、前記目標値の前記上側バイアス電流を生成できなくなる状態において、前記第2基準電流の電源電圧に対する依存性が、前記上側バイアス電流の電源電圧に対する依存性と等しくなるように、第2基準電流を生成し、(ii)前記下側電流源が、前記目標値の前記下側バイアス電流を生成できなくなる状態において、前記第2基準電流の電源電圧に対する依存性が、前記下側バイアス電流の電源電圧に対する依存性と等しくなるように、第2基準電流を生成するよう構成されることを特徴とする半導体集積回路。
A main circuit configured to receive an upper bias current and a lower bias current and to perform predetermined signal processing in a state where they are balanced;
A reference current adjusting unit that receives the first reference current and generates a regulated second reference current;
An upper current source that is provided on the power supply terminal side of the main circuit and supplies the upper bias current to the main circuit with an amount corresponding to the second reference current as a target value;
A lower current source that is provided on the ground terminal side of the main circuit and supplies the lower bias current to the main circuit with the amount corresponding to the second reference current as a target value;
Bei to give a,
The reference current adjustment unit is configured such that (i) the dependency of the second reference current on the power supply voltage is a power supply of the upper bias current in a state where the upper current source cannot generate the upper bias current of the target value. A second reference current is generated so as to be equal to the dependence on the voltage; and (ii) in a state where the lower current source cannot generate the lower bias current of the target value. A semiconductor integrated circuit , wherein the second reference current is generated so that the dependency on the power supply voltage is equal to the dependency on the power supply voltage of the lower bias current .
上側バイアス電流と下側バイアス電流を受け、それらがバランスした状態において所定の信号処理を行うよう構成されたメイン回路と、  A main circuit configured to receive an upper bias current and a lower bias current and to perform predetermined signal processing in a state where they are balanced;
第1基準電流を受け、調節された第2基準電流を生成する基準電流調節部と、  A reference current adjusting unit that receives the first reference current and generates a regulated second reference current;
前記メイン回路の電源端子側に設けられ、前記第2基準電流に応じた量を目標値とする前記上側バイアス電流を前記メイン回路に供給する上側電流源と、  An upper current source that is provided on the power supply terminal side of the main circuit and supplies the upper bias current to the main circuit with an amount corresponding to the second reference current as a target value;
前記メイン回路の接地端子側に設けられ、前記第2基準電流に応じた量を目標値とする前記下側バイアス電流を前記メイン回路に供給する下側電流源と、  A lower current source that is provided on the ground terminal side of the main circuit and supplies the lower bias current to the main circuit with the amount corresponding to the second reference current as a target value;
を備え、  With
前記基準電流調節部は、(i)前記上側電流源が、前記目標値の前記上側バイアス電流を生成できなくなる状態において、前記下側電流源が生成する前記下側バイアス電流が、減少後の前記上側バイアス電流の電流量と等しくなるように、前記第2基準電流を減少させ、(ii)前記下側電流源が、前記目標値の前記下側バイアス電流を生成できなくなる状態において、前記上側電流源が生成する前記上側バイアス電流が、減少後の前記下側バイアス電流の電流量と等しくなるように、前記第2基準電流を減少させ、それにより、前記上側バイアス電流と前記下側バイアス電流を等しく保つよう構成されることを特徴とする半導体集積回路。  The reference current adjustment unit is configured to (i) the lower bias current generated by the lower current source after the decrease in a state where the upper current source cannot generate the upper bias current of the target value. The second reference current is decreased so as to be equal to the amount of current of the upper bias current, and (ii) in a state where the lower current source cannot generate the lower bias current of the target value. The second reference current is decreased so that the upper bias current generated by the source is equal to the amount of the lower bias current after the decrease, thereby reducing the upper bias current and the lower bias current. A semiconductor integrated circuit characterized by being configured to keep equal.
前記基準電流調節部は、
前記第1基準電流をコピーする第1カレントミラー回路と、
前記第1カレントミラー回路の出力電流をコピーし、前記第2基準電流を出力する第2カレントミラー回路と、
を含み、
前記第1、第2カレントミラー回路の一方は、NチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)のペアを含み、他方はPチャンネルMOSFETのペアを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体集積回路。
The reference current adjuster is
A first current mirror circuit for copying the first reference current;
A second current mirror circuit that copies the output current of the first current mirror circuit and outputs the second reference current;
Including
Wherein one of the first and second current mirror circuit includes a pair of N-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ), the other according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a pair of P-channel MOSFET Semiconductor integrated circuit.
前記メイン回路は、
前記電源端子と前記接地端子の間に前記上側電流源と直列に設けられ、かつソースドレイン間が接続されたM個(Mは自然数)のNチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)と、
前記電源端子と前記接地端子の間に前記下側電流源と直列に設けられ、かつソースドレイン間が接続されたM個(Mは自然数)のPチャンネルMOSFETと、
を含み、
前記基準電流調節部は、
第1の導電性のMOSFETのペアを含み、前記第1基準電流をコピーする第1カレントミラー回路と、
第2の導電性のMOSFETのペアを含み、前記第1カレントミラー回路の出力電流をコピーし、前記第2基準電流を出力する第2カレントミラー回路と、
前記第1カレントミラー回路の入力側のMOSFETと同じ経路上に設けられ、ゲートソース間が接続された(M−1)個の第1の導電性のMOSFETと、
前記第2カレントミラー回路の入力側のMOSFETと同じ経路上に設けられ、ゲートソース間が接続された(M−1)個の第2の導電性のMOSFETと、
を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体集積回路。
The main circuit is
M (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) N-channel MOSFETs (M is a natural number) provided in series with the upper current source between the power supply terminal and the ground terminal and connected between the source and drain;
M (M is a natural number) P-channel MOSFETs provided in series with the lower current source between the power supply terminal and the ground terminal and connected between the source and drain;
Including
The reference current adjuster is
A first current mirror circuit including a pair of first conductive MOSFETs for copying the first reference current;
A second current mirror circuit including a pair of second conductive MOSFETs, copying the output current of the first current mirror circuit, and outputting the second reference current;
(M-1) first conductive MOSFETs provided on the same path as the MOSFET on the input side of the first current mirror circuit and connected between the gate and source;
(M−1) second conductive MOSFETs provided on the same path as the MOSFET on the input side of the second current mirror circuit and connected between the gate and the source;
The semiconductor integrated circuit according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a.
前記第1、第2カレントミラー回路を構成するMOSFETのW/L(ゲート幅/ゲート長)は、前記メイン回路内のカレントミラー回路を構成するMOSFETのW/Lよりも小さいことを特徴とする請求項3または4に記載の半導体集積回路。 The W / L (gate width / gate length) of the MOSFET constituting the first and second current mirror circuits is smaller than the W / L of the MOSFET constituting the current mirror circuit in the main circuit. The semiconductor integrated circuit according to claim 3 or 4 . 前記メイン回路は、フィードフォワードAB級出力回路であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の半導体集積回路。 The main circuit is a semiconductor integrated circuit according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the feed-forward class AB output circuit. 上側バイアス電流および下側バイアス電流を受け、それらがバランスした状態において所定の信号処理を行うように構成されたメイン回路であって、少なくとも、前記上側バイアス電流が供給される経路上に設けられ、ゲートソース間が接続されたM個(Mは自然数)のNチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)と、前記下側バイアス電流が供給される経路上に設けられ、ゲートソース間が接続されたM個のPチャンネルMOSFETを含むメイン回路と、
第1の導電性のMOSFETのペアを含み、所定の電流値を有する第1基準電流をコピーする第1カレントミラー回路と、
第2の導電性のMOSFETのペアを含み、前記第1カレントミラー回路の出力電流をコピーし、第2基準電流を出力する第2カレントミラー回路と、
前記第1カレントミラー回路の入力側のMOSFETと同じ経路上に設けられ、ゲートソース間が接続された(M−1)個の第1の導電性のMOSFETと、
前記第2カレントミラー回路の入力側のMOSFETと同じ経路上に設けられ、ゲートソース間が接続された(M−1)個の第2の導電性のMOSFETと、
前記メイン回路の電源端子側に設けられ、前記メイン回路に前記第2基準電流に応じた前記上側バイアス電流を供給する上側電流源と、
前記メイン回路の接地端子側に設けられ、前記メイン回路に前記第2基準電流に応じた前記下側バイアス電流を供給する下側電流源と、
を備えることを特徴とする半導体集積回路。
A main circuit configured to receive an upper bias current and a lower bias current and perform predetermined signal processing in a state where they are balanced, provided at least on a path to which the upper bias current is supplied, M (M is a natural number) N-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) connected between the gate and the source and a path to which the lower bias current is supplied are connected between the gate and source. A main circuit including M P-channel MOSFETs;
A first current mirror circuit including a first conductive MOSFET pair and copying a first reference current having a predetermined current value;
A second current mirror circuit including a pair of second conductive MOSFETs, copying the output current of the first current mirror circuit and outputting a second reference current;
(M-1) first conductive MOSFETs provided on the same path as the MOSFET on the input side of the first current mirror circuit and connected between the gate and source;
(M−1) second conductive MOSFETs provided on the same path as the MOSFET on the input side of the second current mirror circuit and connected between the gate and the source;
An upper current source that is provided on the power supply terminal side of the main circuit and supplies the upper bias current according to the second reference current to the main circuit;
A lower current source that is provided on the ground terminal side of the main circuit and supplies the lower bias current according to the second reference current to the main circuit;
A semiconductor integrated circuit comprising:
前記第1、第2カレントミラー回路を構成するMOSFETのW/L(ゲート幅/ゲート長)は、前記メイン回路内のカレントミラー回路を構成するMOSFETのW/Lよりも小さいことを特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路。   The W / L (gate width / gate length) of the MOSFET constituting the first and second current mirror circuits is smaller than the W / L of the MOSFET constituting the current mirror circuit in the main circuit. The semiconductor integrated circuit according to claim 7. 前記メイン回路は、フィードフォワードAB級出力回路であることを特徴とする請求項7または8に記載の半導体集積回路。 9. The semiconductor integrated circuit according to claim 7 , wherein the main circuit is a feedforward class AB output circuit.
JP2009231005A 2009-10-02 2009-10-02 Semiconductor integrated circuit Active JP5395601B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009231005A JP5395601B2 (en) 2009-10-02 2009-10-02 Semiconductor integrated circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009231005A JP5395601B2 (en) 2009-10-02 2009-10-02 Semiconductor integrated circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011082632A JP2011082632A (en) 2011-04-21
JP5395601B2 true JP5395601B2 (en) 2014-01-22

Family

ID=44076268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009231005A Active JP5395601B2 (en) 2009-10-02 2009-10-02 Semiconductor integrated circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5395601B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4570128A (en) * 1984-07-05 1986-02-11 National Semiconductor Corporation Class AB output circuit with large swing
JP3343218B2 (en) * 1998-09-09 2002-11-11 株式会社 沖マイクロデザイン Operational amplifier
GB9926956D0 (en) * 1999-11-13 2000-01-12 Koninkl Philips Electronics Nv Amplifier
US7327194B2 (en) * 2005-11-30 2008-02-05 Freescale Semiconductor, Inc. Low voltage low power class A/B output stage
JP5192359B2 (en) * 2008-12-05 2013-05-08 三洋電機株式会社 High voltage output driver and piezoelectric pump

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011082632A (en) 2011-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1908168B1 (en) Temperature-independent amplifier offset trim circuit
JP2009094571A (en) Semiconductor integrated circuit
US20100148857A1 (en) Methods and apparatus for low-voltage bias current and bias voltage generation
JP2008288900A (en) Differential amplifier
US7821296B2 (en) Stacked buffers
JP2007049233A (en) Constant current circuit
JP2007043661A (en) Delay circuit
US20220043471A1 (en) Voltage regulator and method
US7408410B2 (en) Apparatus for biasing a complementary metal-oxide semiconductor differential amplifier
US7119616B2 (en) Method and apparatus for a fully differential amplifier output stage
US8063668B2 (en) Output stage, amplifier control loop and use of the output stage
JP5395601B2 (en) Semiconductor integrated circuit
JP2007067656A (en) Operational amplifier
Ramirez-Angulo et al. Compact implementation of high-performance CMOS current mirror
US20050104574A1 (en) Regulated cascode current source with wide output swing
JP2008289066A (en) Low-voltage voltage follower circuit
JP5974998B2 (en) Operational amplifier
KR100776160B1 (en) Device for generating bandgap reference voltage
US20180059707A1 (en) Proportional to Absolute Temperature Reference Circuit and a Voltage Reference Circuit
US20090039945A1 (en) Bias Current Generator
US20070290740A1 (en) Current Mirror Arrangement
JP2011049945A (en) Push-pull amplification circuit and operational amplification circuit employing the same
US20210075370A1 (en) Amplifer biasing techniques
JP4291658B2 (en) Current mirror circuit
US7365601B2 (en) Amplifier for amplifying a signal

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121002

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130702

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130902

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131001

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131018

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5395601

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250