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JPH02887B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH02887B2
JPH02887B2 JP54055406A JP5540679A JPH02887B2 JP H02887 B2 JPH02887 B2 JP H02887B2 JP 54055406 A JP54055406 A JP 54055406A JP 5540679 A JP5540679 A JP 5540679A JP H02887 B2 JPH02887 B2 JP H02887B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mos transistor
voltage
transistor
current
constant
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP54055406A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS55147814A (en
Inventor
Kunihiko Goto
Hisami Tanaka
Masayuki Takahashi
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu 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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP5540679A priority Critical patent/JPS55147814A/en
Publication of JPS55147814A publication Critical patent/JPS55147814A/en
Publication of JPH02887B2 publication Critical patent/JPH02887B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、演算増幅器の出力段等で用いられる
低出力インピーダンス回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a low output impedance circuit used in an output stage of an operational amplifier or the like.

この種の低出力インピーダンス回路には、従来
第1図のように構成されたものがある。同図の
T4,T5はいずれもpチヤネル(またはnチヤネ
ル)のMOSトランジスタで、電源VA,VC間に直
列に接続される。トランジスタT4は定電流源で
あり、そのゲートは定電圧VBを加えられる。ト
ランジスタT5はソースホワロとして用いられ、
そのゲートに入力電圧Vioが印加される。トラン
ジスタT4,T5の接続点の電位V3が出力電圧Vput
であり、負荷(図示せず)に印加される。トラン
ジスタT4,T5の電流増幅率をβ4、β5とし、また
そのスレツシユホールド電圧をVthとし、さらに
トランジスタT4,T5に流れる電流および負荷電
流をそれぞれI0、I2、I1とすると、トランジスタ
T4,T5が飽和状態で動作するものとして次式が
成り立つ。
A conventional low output impedance circuit of this type is constructed as shown in FIG. In the same figure
Both T 4 and T 5 are p-channel (or n-channel) MOS transistors, and are connected in series between power supplies V A and V C . Transistor T 4 is a constant current source, and a constant voltage V B is applied to its gate. Transistor T 5 is used as a source hollow,
An input voltage V io is applied to its gate. The potential V 3 at the connection point of transistors T 4 and T 5 is the output voltage V put
and is applied to a load (not shown). Let the current amplification factors of the transistors T 4 and T 5 be β 4 and β 5 , and let their threshold voltage be V th , and furthermore, the current flowing through the transistors T 4 and T 5 and the load current are I 0 , I 2 , and If I 1 , then the transistor
Assuming that T 4 and T 5 operate in a saturated state, the following equation holds.

I0≒β4/2(VB−VA−Vth2 ……(a) I2≒β5/2(Vio−Vput−Vth2 ……(b) I1+I2=I0(const.) ……(c) これらの式から入出力電圧差は となり、無負荷(I1=0)ならばI2=I0=const.で
あるから Vput−Vio=(const.) ……(e) である。しかし、一般には負荷電流は零ではない
のでI2はI1と逆方向に変化する。I2が変化すると
(d)式から明らかなように、その変化分の平方根に
略比例して入出力電圧差は変化する。そこで負荷
電流I1が変化しても出力電圧Vputを変化させな
い、換言すれば入出力電圧差を変化させない、と
いう低出力インピーダンス回路の要件を満たすた
めには、第1図の回路では(d)式のβ5を大きくする
か、常にI0として大電流を流し、I1の変化従つて
I2の変化が相対的に小になりかつ平方根で利くと
いう特徴からこれが無視できるようにしている。
I 0 ≒β 4 /2 (V B −V A −V th ) 2 ...(a) I 2 ≒β 5 /2 (V io −V put −V th ) 2 ...(b) I 1 +I 2 =I 0 (const.) ……(c) From these formulas, the input/output voltage difference is If there is no load (I 1 = 0), I 2 = I 0 = const., so V put −V io = (const.) ...(e). However, since the load current is generally not zero, I2 changes in the opposite direction to I1 . When I 2 changes
As is clear from equation (d), the input/output voltage difference changes approximately in proportion to the square root of the change. Therefore, in order to satisfy the requirement for a low output impedance circuit that the output voltage Vput does not change even if the load current I1 changes, in other words, the input/output voltage difference does not change, the circuit shown in Figure 1 (d ) by increasing β 5 in the equation, or by always passing a large current with I 0 , the change in I 1 and therefore
This can be ignored because the change in I 2 is relatively small and works as a square root.

このため、この種の回路には次の欠点がある。
(1)負荷電流I1が小さくともI0は常に最大電流であ
るから電力を無駄に消費する。(2)出力インピーダ
ンスが与えられた時、ICにおいて問題となるβ、
Vth等のばらつきを見込んで最悪でも所要とする
I0が得られるようにすると、設計値としてのI0
かなり大きな値となり、上記(1)の欠点を増強する
結果となる。
Therefore, this type of circuit has the following drawbacks.
(1) Even if the load current I 1 is small, I 0 is always the maximum current, so power is wasted. (2) When the output impedance is given, β, which is a problem in IC,
Taking into account variations in V th, etc., it is necessary at the worst.
If I 0 is made to be obtained, I 0 as a design value becomes a considerably large value, which results in aggravating the drawback of (1) above.

本発明は、かゝる欠点のない低出力インピーダ
ンス回路を提案するものであつてその特徴は可変
定電流源となる第1のMOSトランジスタと、ゲ
ートに入力電圧が印加される第2のMOSトラン
ジスタとを直列接続してその接続点を出力端と
し、該出力端に接続された負荷流れる電流と第2
のMOSトランジスタを流れる電流の和が第1の
MOSトランジスタを通つて電源より供給される
ようにした低出力インピーダンス回路において、
第2のMOSトランジスタを流れる電流の変化を
電圧変化に変換する線型電圧発生素子と、該電圧
発生素子の出力電圧をゲートに受け、該電圧変化
をそのソースから該第1のMOSトランジスタの
ゲートへレベルシフトして帰還する第3のMOS
トランジスタと、該第3のMOSトランジスタの
ソースへ接続され、定電流源として動作する第4
のMOSトランジスタとを設け、前記第1乃至第
4のMOSトランジスタを同一導電型とし且つそ
れぞれ飽和状態で動作させ、前記負荷を流れる電
流の変化に応じて第1のMOSトランジスタのゲ
ートに加わる電圧を変化させて、第2のMOSト
ランジスタを流れる電流を負荷電流の変化によら
ず一定に保つことにより、入力電圧と出力電圧と
の電位差が一定に保たれる様にしたことにある。
The present invention proposes a low output impedance circuit free from such drawbacks, and its features include a first MOS transistor that serves as a variable constant current source, and a second MOS transistor to which an input voltage is applied to the gate. are connected in series and the connection point is set as the output terminal, and the current flowing through the load connected to the output terminal and the second
The sum of the currents flowing through the MOS transistors is the first
In a low output impedance circuit that is supplied from a power source through a MOS transistor,
a linear voltage generating element that converts a change in the current flowing through the second MOS transistor into a voltage change; a gate receives the output voltage of the voltage generating element; the voltage change is transferred from the source to the gate of the first MOS transistor; 3rd MOS that returns with level shift
transistor, and a fourth MOS transistor connected to the source of the third MOS transistor and operating as a constant current source.
MOS transistors, the first to fourth MOS transistors are of the same conductivity type and are operated in a saturated state, and the voltage applied to the gate of the first MOS transistor is adjusted according to changes in the current flowing through the load. By changing the current flowing through the second MOS transistor and keeping it constant regardless of changes in the load current, the potential difference between the input voltage and the output voltage is kept constant.

以下、第2図に示す実施例を参照しながら本発
明を詳細に説明する。同図は第1図の回路に抵抗
R、MOSトランジスタT1〜T3を追加したもので
あるが、トランジスタT4(第1のMOSトランジ
スタ)のゲートにはトランジスタT1とトランジ
スタT2の接続点の電位V1が印加される。従つて
第1図とは異なりトランジスタT4は電位V1で制
御される可変定電流源となる。抵抗Rはトランジ
スタT5と電源VCとの間に接続された線形電圧発
生素子であり、トランジスタT5との接続点の電
位V4がトランジスタT3のゲートに印加される。
電源VAとVCの間に直列接続されたトランジスタ
T1〜T3のうちトランジスタT1はゲートに定電圧
VBが印加され、常に一定の電流I3を流す定電流源
として機能する。トランジスタT2は、トランジ
スタT3との接続点の電位V2がゲートに印加され、
レベルシフト用の定電圧素子として機能する。
The present invention will be described in detail below with reference to the embodiment shown in FIG. The figure shows the circuit in Figure 1 with a resistor R and MOS transistors T 1 to T 3 added, but the gate of transistor T 4 (first MOS transistor) is connected to transistors T 1 and T 2 . A point potential V 1 is applied. Therefore, unlike in FIG. 1, the transistor T4 becomes a variable constant current source controlled by the potential V1 . The resistor R is a linear voltage generating element connected between the transistor T5 and the power supply Vc , and the potential V4 at the connection point with the transistor T5 is applied to the gate of the transistor T3 .
Transistor connected in series between power supplies V A and V C
Among T 1 to T 3 , transistor T 1 has a constant voltage on the gate
V B is applied, and it functions as a constant current source that always flows a constant current I 3 . The potential V 2 at the connection point with the transistor T 3 is applied to the gate of the transistor T 2 ,
Functions as a constant voltage element for level shifting.

上記構成において、トランジスタT1〜T5が全
てpチヤネル型であり、そして飽和領域で動作す
るとすれば次式(1)〜(6)が成り立つ。
In the above configuration, assuming that transistors T 1 to T 5 are all p-channel type and operate in a saturation region, the following equations (1) to (6) hold true.

I0=I1+I2 ……(1) I0=β4/2(V1−VA−Vth2 ……(2) V4=VC+I2R ……(3) I3(const)≒β1/2(VB−VA−Vth2 ……(4) ≒β2/2(V2−V1−Vth2……(5) ≒β3/2(V4−V2−Vth2……(6) 以下、出力負荷電流I1がΔI1増加したときの電
流I2の変化分ΔI2を求める。電圧V4の変化分ΔV4
は ΔV4=VC+R(I2+ΔI2)−(VC+RI2) =RΔI2 ……(7) であるから、式(1)〜(7)より ΔV1≒ΔV4=RΔI2 ……(8) なる関係が導き出される。従つて電流I0の変化分
ΔI0は(2)、(8)式から ΔI0=β4/5(V1+RΔI2−VA−Vth2−β4/2(V1
−VA−Vth2……(9) =β4/2・R・ΔI2{2(V1−VA−Vth)+RΔI2
……(10) となる。また(1)式より明らかなように ΔI0=ΔI1+ΔI2 ……(11) であるから(10)(11)式より次式が導びき出される。
I 0 = I 1 + I 2 ... (1) I 0 = β 4 /2 (V 1 − V A − V th ) 2 ... (2) V 4 = V C + I 2 R ... (3) I 3 (const)≒β 1 /2 (V B −V A −V th ) 2 …(4) ≒β 2 /2 (V 2 −V 1 −V th ) 2 …(5) ≒β 3 /2 (V 4 −V 2 −V th ) 2 ...(6) Below, the change ΔI 2 in the current I 2 when the output load current I 1 increases by ΔI 1 is calculated. Change in voltage V 4 ΔV 4
is ΔV 4 =V C +R(I 2 +ΔI 2 )−(V C +RI 2 ) =RΔI 2 ...(7), so from equations (1) to (7), ΔV 1 ≒ΔV 4 =RΔI 2 ... …(8) The following relationship is derived. Therefore, the change ΔI 0 in the current I 0 is calculated from equations (2) and (8) as follows: ΔI 04 /5(V 1 +RΔI 2 −V A −V th ) 2 −β 4 /2(V 1
−V A −V th ) 2 …(9) = β 4 /2・R・ΔI 2 {2(V 1 −V A −V th )+RΔI 2 }
...(10) becomes. Also, as is clear from equation (1), ΔI 0 =ΔI 1 +ΔI 2 ...(11), so the following equation can be derived from equations (10) and (11).

β4RΔI2{V1−VA−Vth+RΔI2/2} =ΔI1+ΔI2 ……(12) pチヤネルのトランジスタT4が導通状態であ
るためには(10)式で、 V1+RΔI2−VA−Vth<0 ……(13) V1−VA−Vth<0 ……(14) であるから、 V1+1/2RΔI2−VA−Vth<0……(15) が導かれ、更に(12)、(15)式により次式が導びき
出せる。
β 4 RΔI 2 {V 1 −V A −V th +RΔI 2 /2} = ΔI 1 +ΔI 2 ...(12) In order for the p-channel transistor T 4 to be in a conductive state, in equation (10), V 1 +RΔI 2 −V A −V th <0 ...(13) V 1 −V A −V th <0 ...(14) Therefore, V 1 +1/2RΔI 2 −V A −V th <0... (15) is derived, and then the following equation can be derived from equations (12) and (15).

1+ΔI1/ΔI2<0 ……(16) (16)式は、 ΔI2・ΔI1<0 ……(17) であり、また |ΔI2|<|ΔI1| ……(18) であることを示している。 1+ΔI 1 /ΔI 2 <0 ...(16) Equation (16) is ΔI 2・ΔI 1 <0 ...(17) and |ΔI 2 |<|ΔI 1 |...(18) It is shown that.

一方、(12)式を変形するとΔI2は次の様に表わさ
れる。
On the other hand, by transforming equation (12), ΔI 2 is expressed as follows.

ΔI2=−ΔI1/1+β4R(VA+Vth−V1)−
β4/2R2ΔI2……(19) ∴|ΔI2|=|ΔI1|/|1+β4/2R(V
A+Vth−V1)β4R/2(VA+Vth−V1−RΔI2)|……(
20) ここで(13)(14)式より 1+β4/2R(VA+Vth−V1)+β4R/2(VA+Vth−V
1−RΔI2)>1+β4/2R(VA+Vth−V1)……(21)
1+β4/2R(VA+Vth−V1)>1 ……(22) ∴|1+β4/2R(VA+Vth−V1)+β4R/2(VA+Vt
h
−V1−RΔI2)| >1+β4/2R(VA+Vth−V1)>0 ……(23) が成り立つので(20)式に(2)式を導入すれば |ΔI2|<|ΔI1|/1+β4/2R(VA+V
th−V1)=|ΔI1|/1+RI0/VA+Vth−V1……(24
) となる。(24)式の不等号右辺でI0を含む項は、
設定値としてのI0を一定と考えれば(i)Rを大きく
するか、(ii)(VA+Vth−V1)を小さくする、こと
によりΔI2を可能な限り小さくできる(ΔI2≒0)
ことを示している。従つて、負荷電流I1が変化し
てもI2を略一定に保持できる、つまり出力電圧
Vputを一定に保ち得るので低出力インピーダンス
回路の条件を満たすことになる。ここで(1)式の関
係にある電流I0は、I2≒(const)であるから(11)式
でΔI2≒0とした値、つまりΔI0≒ΔI1であるよう
に変化する。このことは、負荷電流I1が小さけれ
ば電流I0も小さくてよく、I1の増加に伴いI0が増
加して出力電圧Vputを一定に保つことを意味す
る。従つて、I0として従来のように最大負荷電流
を見込して出力電圧を低下させない様な大電流を
常時流しておく必要がないので、電力を無駄に消
費することが防止される。
ΔI 2 =−ΔI 1 /1+β 4 R(V A +V th −V 1 )−
β 4 /2R 2 ΔI 2 ...(19) ∴|ΔI 2 |=|ΔI 1 |/|1+β 4 /2R(V
A +V th −V 1 ) β 4 R/2 (V A +V th −V 1 −RΔI 2 ) |……(
20) Here, from equations (13) and (14), 1+β 4 /2R(V A +V th −V 1 )+β 4 R/2(V A +V th −V
1 −RΔI 2 )>1+β 4 /2R(V A +V th −V 1 )……(21)
1+β 4 /2R(V A +V th −V 1 )>1 …(22) ∴|1+β 4 /2R(V A +V th −V 1 )+β 4 R/2(V A +V t
h
−V 1 −RΔI 2 ) | >1+β 4 /2R(V A +V th −V 1 )>0 ...(23) holds, so if we introduce equation (2) into equation (20), |ΔI 2 | <|ΔI 1 |/1+β 4 /2R(V A +V
th −V 1 )=|ΔI 1 |/1+RI 0 /V A +V th −V 1 ……(24
) becomes. The term that includes I 0 on the right side of the inequality in equation (24) is
If I 0 as a set value is considered constant, ΔI 2 can be made as small as possible by (i) increasing R or (ii) decreasing (V A + V th − V 1 ) (ΔI 2 ≒ 0)
It is shown that. Therefore, even if the load current I 1 changes, I 2 can be held approximately constant, that is, the output voltage
Since Vput can be kept constant, it satisfies the requirements for a low output impedance circuit. Here, since I 2 ≈(const), the current I 0 in the relationship expressed by equation (1) changes to the value ΔI 2 ≒0 in equation (11), that is, ΔI 0 ≈ΔI 1 . This means that if the load current I 1 is small, the current I 0 may also be small, and as I 1 increases, I 0 increases to keep the output voltage V put constant. Therefore, it is not necessary to constantly flow a large current that does not reduce the output voltage in anticipation of the maximum load current as in the conventional case as I 0 , so that power is prevented from being wasted.

一方、トランジスタ5が飽和領域で動作すれば I2≒β5/2(Vio−Vput−Vth2 ……(25) が成り立つので、入力電圧Vioと出力電圧Vput
電位差は となり、I2が一定であることから(26)式は負荷
電流I1の変化によらず一定である。従つて、本発
明の低出力インピーダンス回路は、レベルシフト
機能、出力インピーダンス変換機能も有するので
演算増幅器の出力段に使用する場合等に極めて有
効である。
On the other hand, if the transistor 5 operates in the saturation region, I 2 ≒ β 5 /2 (V io −V put −V th ) 2 (25) holds, so the potential difference between the input voltage V io and the output voltage V put is Since I2 is constant, equation (26) is constant regardless of changes in load current I1 . Therefore, since the low output impedance circuit of the present invention also has a level shift function and an output impedance conversion function, it is extremely effective when used in the output stage of an operational amplifier.

従来回路(特開昭51−94747)には第3図に示
す回路があり、この回路ではトランジスタT6
制御して、入力電圧V6が加わるトランジスタT7
に流れる電流I5を制御し、入力電圧V6及び負荷Z2
の変化にかゝわらず出力電圧V5を入力電圧V6
忠実に、負荷変動に対し安定にする。
The conventional circuit (Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-94747) includes the circuit shown in Fig. 3. In this circuit, the transistor T 6 is controlled and the transistor T 7 to which the input voltage V 6 is applied is controlled.
Controls the current I 5 flowing into the input voltage V 6 and the load Z 2
The output voltage V 5 is faithful to the input voltage V 6 regardless of changes in the voltage, and is stable against load fluctuations.

しかしこの回路では、電源から供給されて抵抗
R2およびトランジスタT7を流れる電流I5、トラ
ンジスタT6を流れる電流I6、負荷Z2を流れる電流
I4にはI5=I6+I4の関係があり、負荷電流I4が変化
しても電源から供給する電流I5が一定になるよう
に制御する。即ち負荷電流I4の増加、減少は、電
流I6の減少、増加で補なわれ、これらの和従つて
電流から供給する電流I5は一定になるようにされ
る。
However, in this circuit, the resistor is supplied from the power supply.
Current I 5 through R 2 and transistor T 7 , current I 6 through transistor T 6 , current through load Z 2
I 4 has a relationship of I 5 = I 6 + I 4 , and the current I 5 supplied from the power supply is controlled to be constant even if the load current I 4 changes. That is, an increase or decrease in the load current I4 is compensated for by a decrease or increase in the current I6 , and the sum of these, and thus the current I5 supplied from the current, is kept constant.

第2図の本発明では電源から供給されてトラン
ジスタT4を流れる電流I0、出力端に接続された負
荷を流れる電流I1、入力電圧Vioが加えられるト
ランジスタT5を流れる電流I2にはI0=I1+I2の関
係があり、トランジスタT4により電流I2が一定に
なるように制御される。従つて負荷電流I1が増
加、減少すれば、電源から供給される電流I0が増
加、減少する。負荷電流が増加したらそれをその
とき電源から供給する。これに対して第3図の回
路では、最大負荷電流変化を見込んで常時大きな
電流I5=I4+I6を電源から供給しておく必要があ
り、第2図より消費電力が大きい。
In the invention shown in FIG. 2, a current I 0 supplied from the power supply flows through the transistor T 4 , a current I 1 flows through the load connected to the output terminal, and a current I 2 flows through the transistor T 5 to which the input voltage V io is applied. There is a relationship of I 0 = I 1 + I 2 , and the current I 2 is controlled by the transistor T 4 to be constant. Therefore, if the load current I 1 increases or decreases, the current I 0 supplied from the power supply increases or decreases. When the load current increases, it is supplied from the power supply at that time. On the other hand, in the circuit of FIG. 3, it is necessary to always supply a large current I 5 =I 4 +I 6 from the power supply in anticipation of the maximum load current change, and the power consumption is larger than that of FIG. 2.

また本発明ではトランジスタを飽和領域で動作
させるが、第3図でも飽和領域で動作させるのが
望ましい(不飽和では電流I5が出力電圧V5の影響
を受ける)。しかし第3図ではトランジスタを安
定して飽和領域で動作させることは困難である。
即ち第3図ではトランジスタT6,T7を飽和領域
で動作させるには V7−V5>V6−V5−Vt7 ……(27) V5>V7−Vt6 ……(28) を満足する必要がある。こゝでVt6、Vt7はトラ
ンジスタT6,T7の閾値電圧である。入力電圧V6
と出力電圧V5の差を一定に保とうとすることは
電流I5を一定にすることであるため V7≒const ……(29) となる。これら3つの式で示される条件を満足す
る入力電圧V6の範囲は非常に狭い。この点本発
明ではレベルシフト回路を設けて、広い入力範囲
でトランジスタT4,T5を飽和領域で動作可能と
している。
Further, in the present invention, the transistor is operated in the saturated region, but it is also desirable to operate it in the saturated region in FIG. 3 (in the unsaturated state, the current I 5 is affected by the output voltage V 5 ). However, in FIG. 3, it is difficult to stably operate the transistor in the saturation region.
That is, in Fig. 3, to operate transistors T 6 and T 7 in the saturation region, V 7 −V 5 >V 6 −V 5 −Vt 7 ……(27) V 5 >V 7 −Vt 6 ……(28 ) must be satisfied. Here, Vt 6 and Vt 7 are threshold voltages of transistors T 6 and T 7 . Input voltage V6
Since trying to keep the difference between the output voltage V 5 and the output voltage V 5 constant is to keep the current I 5 constant, V 7 ≒ const ……(29). The range of input voltage V 6 that satisfies the conditions expressed by these three equations is very narrow. In this regard, in the present invention, a level shift circuit is provided to enable transistors T 4 and T 5 to operate in the saturation region over a wide input range.

尚、実施例では線形電圧発生素子として抵抗R
を用いたが、これは素子間のばらつき温度特性が
トランジスタのβ、Vthのそれより良好で精度が
良いという観点に立つものである。従つて、この
点に問題がなければ抵抗Rをトランジスタに置き
換えてもよい。また、抵抗Rを用いる場合にはシ
ート抵抗を増大させると精度が期待できない傾向
にあるが、この様な場合には(24)式でI0の初期
値を増大させ、その分Rを小さくすることで電圧
V4の精度を維持できる。さらに、レベルシフト
用のトランジスタT2はV1,V2間に電位差を持た
せる場合にのみ使用され、場合によつては複数個
直列に接続されるとも考えられる。トランジスタ
を用いればシフトレベルを任意に設定できるが、
これは他の定電圧素子例えばツエナーダイオード
に置き換えることもできる。また、実施例では電
圧V1を直接トランジスタT4のゲートに印加する
構成としたが、増幅器を介在させその利得αによ
りα・V1としてトランジスタT4のゲート電圧を
制御してもよい。さらに、トランジスタT1〜T5
を全てPチヤネルMOSトランジスタとして示し
たが、これらは全てnチヤネルMOSトランジス
タであつてもよい。
In the embodiment, a resistor R is used as a linear voltage generating element.
This is based on the viewpoint that the variation temperature characteristics between elements are better than those of the transistor β and V th , and the accuracy is good. Therefore, if there is no problem in this point, the resistor R may be replaced with a transistor. Also, when using resistance R, there is a tendency that accuracy cannot be expected if the sheet resistance is increased, but in such a case, increase the initial value of I 0 using equation (24) and reduce R by that amount. by voltage
Can maintain the accuracy of V 4 . Further, the level shift transistor T2 is used only when creating a potential difference between V1 and V2 , and in some cases, a plurality of transistors may be connected in series. If you use a transistor, you can set the shift level arbitrarily, but
This can also be replaced with another constant voltage element, such as a Zener diode. Further, in the embodiment, the voltage V 1 is directly applied to the gate of the transistor T 4 , but an amplifier may be used to control the gate voltage of the transistor T 4 as α·V 1 using its gain α. Additionally, transistors T 1 to T 5
Although all are shown as P-channel MOS transistors, they may all be N-channel MOS transistors.

以上述べたように、電圧降下が問題とならない
部分に線形電圧発生素子を設け、該素子に負荷電
流の変動に応じた電圧変化を生じさせ、その電圧
変化をレベルシフト回路を通してトランジスタ
T4に帰還するようにした本発明によれば、負荷
電流が変化しても出力電圧を一定に保つ低出力イ
ンピーダンス回路の消費電力を節減でき、また広
い電圧範囲に亘つてトランジスタT4,T5を飽和
領域で動作させ、入/出力電圧差を一定に保つな
どの前述の動作を予定通り正しく行なわせること
ができる等の利点がある。
As mentioned above, a linear voltage generating element is provided in a part where voltage drop is not a problem, the element generates a voltage change according to the fluctuation of the load current, and the voltage change is passed through the level shift circuit to the transistor.
According to the present invention, which feeds back to T 4 , the power consumption of the low output impedance circuit that maintains the output voltage constant even when the load current changes can be reduced, and the power consumption of the transistors T 4 and T 4 can be reduced over a wide voltage range. 5 can be operated in the saturation region, and the above-mentioned operations such as keeping the input/output voltage difference constant can be performed correctly as planned.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の低出力インピーダンス回路を示
す回路図、第2図は本発明の一実施例を示す回路
図、第3図は公知のインピーダンス変換回路を示
す回路図である。 T1……pチヤネルMOSトランジスタ(第4の
MOSトランジスタ)、T2……pチヤネルMOSト
ランジスタ(定電圧素子)、T3……pチヤネル
MOSトランジスタ(第3のMOSトランジスタ)、
T4……pチヤネルMOSトランジスタ(第1の
MOSトランジスタ)、T5……pチヤネルトラン
ジスタ(第2のMOSトランジスタ)、R……抵抗
(線形電圧発生素子)。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional low output impedance circuit, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a known impedance conversion circuit. T 1 ... p channel MOS transistor (fourth
MOS transistor), T 2 ... p channel MOS transistor (constant voltage element), T 3 ... p channel
MOS transistor (third MOS transistor),
T 4 ... p channel MOS transistor (first
MOS transistor), T5 ...p channel transistor (second MOS transistor), R...resistor (linear voltage generating element).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 可変定電流源となる第1のMOSトランジス
タと、ゲートに入力電圧が印加される第2の
MOSトランジスタとを直列接続してその接続点
を出力端とし、該出力端に接続された負荷を流れ
る電流と第2のMOSトランジスタを流れる電流
の和が第1のMOSトランジスタを通つて電源よ
り供給されるようにした低出力インピーダンス回
路において、第2のMOSトランジスタを流れる
電流の変化を電圧変化に変換する線型電圧発生素
子と、該電圧発生素子の出力電圧をゲートに受
け、該電圧変化をそのソースから該第1のMOS
トランジスタのゲートへレベルシフトして帰還す
る第3のMOSトランジスタと、該第3のMOSト
ランジスタのソースへ接続され、定電流源として
動作する第4のMOSトランジスタとを設け、前
記第1乃至第4のMOSトランジスタを同一導電
型とし且つそれぞれ飽和領域で動作させ、前記負
荷を流れる電流の変化に応じて第1のMOSトラ
ンジスタのゲートに加わる電圧を変化させて、第
2のMOSトランジスタを流れる電流を負荷電流
の変化によらず一定に保つことにより、入力電圧
と出力電圧との電位差が一定に保たれる様にした
ことを特徴とする低出力インピーダンス回路。 2 前記第3のMOSトランジスタのソース電圧
をレベルシフト用の定電圧素子を介して前記第1
のMOSトランジスタのゲートに印加する様にし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
低出力インピーダンス回路。
[Claims] 1. A first MOS transistor serving as a variable constant current source, and a second MOS transistor to which an input voltage is applied to the gate.
MOS transistors are connected in series and the connection point is set as an output terminal, and the sum of the current flowing through the load connected to the output terminal and the current flowing through the second MOS transistor is supplied from the power supply through the first MOS transistor. In the low output impedance circuit configured to be from the source to the first MOS
A third MOS transistor whose level is shifted and fed back to the gate of the transistor, and a fourth MOS transistor which is connected to the source of the third MOS transistor and operates as a constant current source, The MOS transistors are of the same conductivity type and are operated in the saturation region, and the voltage applied to the gate of the first MOS transistor is varied in accordance with the change in the current flowing through the load, thereby increasing the current flowing through the second MOS transistor. A low output impedance circuit characterized by keeping the potential difference between input voltage and output voltage constant by keeping it constant regardless of changes in load current. 2. The source voltage of the third MOS transistor is changed to the source voltage of the first MOS transistor through a constant voltage element for level shifting.
2. The low output impedance circuit according to claim 1, wherein the voltage is applied to the gate of a MOS transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5150553A (en) * 1974-10-29 1976-05-04 Tokyo Shibaura Electric Co fet zofukukairo
JPS5168759A (en) * 1974-12-11 1976-06-14 Sony Corp fet anpu
JPS526065A (en) * 1975-07-04 1977-01-18 Nippon Gakki Seizo Kk Transistor composite circuit

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