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JPH10233636A - Amplifier and semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Amplifier and semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number
JPH10233636A
JPH10233636A JP9033851A JP3385197A JPH10233636A JP H10233636 A JPH10233636 A JP H10233636A JP 9033851 A JP9033851 A JP 9033851A JP 3385197 A JP3385197 A JP 3385197A JP H10233636 A JPH10233636 A JP H10233636A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplifier
circuit
operational amplifier
input terminal
inverting input
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.)
Withdrawn
Application number
JP9033851A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Okada
浩司 岡田
Katsumi Isobe
勝己 磯部
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 VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
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 VLSI Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu VLSI Ltd
Priority to JP9033851A priority Critical patent/JPH10233636A/en
Priority to KR1019970053892A priority patent/KR19980070028A/en
Publication of JPH10233636A publication Critical patent/JPH10233636A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/16Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only with field-effect devices

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the amplifier in which an offset voltage and a temperature drift are cancelled. SOLUTION: An amplifier 1 is provided with 1st and 2nd operational amplifier circuits 2, 3. The 1st operational amplifier circuit 2 configures a voltage follower circuit where its output terminal connects to an inverting, input terminal, and the output terminal is connected to an inverting input terminal of the 2nd operational amplifier circuit 3. The circuit configuration and the circuit components of the 1st and 2nd operational amplifier circuits 2, 3 are identical to each other, and then they have the same characteristic and the same offset voltage. Then the output terminal of the 1st operational amplifier circuit 2 is connected to the inverting input terminal of the 2nd operational amplifier circuit 3 to allow the offset voltages of the 1st and 2nd operational amplifier circuits 2, 3 to be cancelled with each other and then the offset voltage of the amplifier 1 is cancelled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アナログ電子回路
の分野において最も重要な回路の1つであるオペアンプ
等の増幅器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amplifier such as an operational amplifier, which is one of the most important circuits in the field of analog electronic circuits.

【0002】近年の電子回路は、高精度化が要求されて
いる。回路動作の高精度化を図るため、オフセット電圧
等のない理想的なオペアンプ等の増幅器が要求されてい
る。
In recent years, electronic circuits have been required to have higher precision. In order to increase the precision of the circuit operation, an amplifier such as an ideal operational amplifier having no offset voltage or the like is required.

【0003】[0003]

【従来の技術】図13は、従来の演算増幅器(オペアン
プ)50を示す。オペアンプ50は、出力端子が反転入
力端子(−側入力端子)に接続されたボルテージホロワ
を構成し、非反転入力端子(+側入力端子)に入力され
る信号Inに対してバッファとして動作する。
2. Description of the Related Art FIG. 13 shows a conventional operational amplifier (operational amplifier) 50. The operational amplifier 50 constitutes a voltage follower having an output terminal connected to an inverting input terminal (−side input terminal), and operates as a buffer for a signal In input to a non-inverting input terminal (+ side input terminal). .

【0004】オペアンプ50では、プロセスのばらつき
等によりそのオペアンプ50を構成するトランジスタの
特性にばらつきが生じる。従って、トランジスタの特性
のばらつきに起因する出力信号のオフセット電圧が避け
られない。
In the operational amplifier 50, the characteristics of the transistors constituting the operational amplifier 50 vary due to process variations and the like. Therefore, an offset voltage of an output signal due to variations in transistor characteristics is inevitable.

【0005】そのため、オペアンプ50には、そのチッ
プ外部に外付け抵抗等の調整回路51が接続され、その
調整回路51によりオフセットをキャンセルしている。
また、オペアンプには、その半導体チップ上に調整回路
が形成され、トリミングなどによりオフセット電圧をキ
ャンセルして出荷されるものがある。
Therefore, an adjustment circuit 51 such as an external resistor is connected to the outside of the chip of the operational amplifier 50, and the adjustment circuit 51 cancels an offset.
Some operational amplifiers have an adjustment circuit formed on the semiconductor chip and cancel the offset voltage by trimming or the like before shipping.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10
に示される調整回路51は、図11(a)に示されるオ
フセット電圧に対して、図11(b)に示すように所望
の点の近傍においてオフセット電圧がほぼゼロとなるよ
うに調節するのみであるため、動作範囲全体に対してオ
フセットをキャンセルすることはできない。
However, FIG.
The adjustment circuit 51 shown in FIG. 11 only adjusts the offset voltage shown in FIG. 11A so that the offset voltage becomes almost zero near a desired point as shown in FIG. 11B. Therefore, the offset cannot be canceled for the entire operation range.

【0007】また、外部に調整回路51を付加するとい
うことは、オペアンプ50をIC化したときに調整が必
要であり、面倒である。また、外部に調整回路を接続し
たり、トリミングのためのパターンをIC上に作成する
と電子回路全体の回路規模が増えてコスト高になる。
The addition of the external adjustment circuit 51 requires adjustment when the operational amplifier 50 is integrated into an IC, which is troublesome. Further, if an adjustment circuit is connected to the outside or a pattern for trimming is formed on an IC, the circuit scale of the entire electronic circuit increases and the cost increases.

【0008】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的はオフセット電圧、温度ド
リフトをキャンセルすることのできる増幅器と、その増
幅器を備えた半導体集積回路装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an amplifier capable of canceling offset voltage and temperature drift, and a semiconductor integrated circuit device having the amplifier. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、反転入力端子と非反転入
力端子とを備え、出力端子と反転入力端子とが接続され
た第1の増幅部と、前記第1の増幅部と回路構成及び回
路素子が同一に形成され、前記第1の増幅部の出力端子
からの信号が反転入力端子に入力された第2の増幅部と
を備えたことを要旨とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising a first input terminal having an inverting input terminal and a non-inverting input terminal, the output terminal being connected to the inverting input terminal. And a second amplifying unit having the same circuit configuration and circuit elements as the first amplifying unit, and having a signal from an output terminal of the first amplifying unit input to an inverting input terminal. The gist is to have prepared.

【0010】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の増幅器において、前記第2の増幅部の出力端子
を前記第1の増幅部の非反転入力端子に接続し、第1,
第2の増幅部により非反転増幅器を構成したことを要旨
とする。
[0010] The invention described in claim 2 is the same as the claim 1.
The output terminal of the second amplifying unit is connected to a non-inverting input terminal of the first amplifying unit,
The gist is that a non-inverting amplifier is constituted by the second amplifier.

【0011】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
又は2に記載の増幅器において、前記第1,第2の増幅
部は、同一チップ上に隣接して形成されたことを要旨と
する。
[0011] The invention according to claim 3 is based on claim 1.
3. The amplifier according to claim 2, wherein the first and second amplification units are formed adjacently on the same chip.

【0012】更に、請求項4に記載の発明は、請求項1
乃至3に記載の増幅器と、前記増幅器の入力端子に接続
され、該増幅器に信号を出力する内部回路を備えたこと
を要旨とする。
Further, the invention described in claim 4 is the first invention.
The present invention provides an amplifier described in any one of (1) to (3) and an internal circuit connected to an input terminal of the amplifier and outputting a signal to the amplifier.

【0013】(作用)従って、請求項1に記載の発明に
よれば、第1の増幅部と第2の増幅部は、回路構成及び
回路素子が同一に形成されているため同一特性となり、
同じオフセット電圧となる。そして、第1の増幅部の出
力端子を第2の増幅部の反転入力端子に接続することに
より、第1,第2のオフセット電圧が互いに打ち消し合
い、増幅器のオフセット電圧がキャンセルされる。
(Operation) Therefore, according to the first aspect of the present invention, the first amplifier and the second amplifier have the same characteristics because the circuit configuration and the circuit elements are formed identically.
The same offset voltage results. Then, by connecting the output terminal of the first amplifier to the inverting input terminal of the second amplifier, the first and second offset voltages cancel each other, and the offset voltage of the amplifier is cancelled.

【0014】また、請求項2に記載の発明によれば、第
2の増幅部の出力端子が第1の増幅部の非反転入力端子
に接続され、第1,第2の増幅部により非反転増幅器が
構成され、第1,第2の増幅部のオフセット電圧がキャ
ンセルされる。
According to the second aspect of the present invention, the output terminal of the second amplifier is connected to the non-inverting input terminal of the first amplifier, and the first and second amplifiers perform non-inversion. An amplifier is configured, and offset voltages of the first and second amplifying units are canceled.

【0015】また、請求項3に記載の発明によれば、第
1,第2の増幅部は同一チップ上に隣接して形成されて
同一特性となり、同じオフセット電圧となる。両増幅部
のオフセット電圧が互いにキャンセルして増幅器のオフ
セット電圧がキャンセルされる。
According to the third aspect of the present invention, the first and second amplifying units are formed adjacently on the same chip, have the same characteristics, and have the same offset voltage. The offset voltages of both amplifiers cancel each other, and the offset voltage of the amplifier is cancelled.

【0016】また、請求項4に記載の発明によれば、請
求項1乃至3に記載の増幅器と、前記増幅器の入力端子
に接続され、該増幅器に信号を出力する内部回路とが備
えられ、内部回路の出力信号が増幅器を介して精度よく
出力される。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the amplifier according to any one of the first to third aspects, and an internal circuit connected to an input terminal of the amplifier and outputting a signal to the amplifier. The output signal of the internal circuit is accurately output via the amplifier.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図1〜図12に従って説明する。図1に示すよ
うに、増幅器1には、第1,第2のオペアンプ回路2,
3が設けられている。また、増幅器1は、外部非反転入
力端子4、外部反転入力端子5、及び、外部出力端子6
が設けられ、両入力端子4,5から信号IN1,IN2
が入力される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, an amplifier 1 includes first and second operational amplifier circuits 2,
3 are provided. The amplifier 1 has an external non-inverting input terminal 4, an external inverting input terminal 5, and an external output terminal 6.
Are provided, and signals IN1 and IN2 are input from both input terminals 4 and 5.
Is entered.

【0018】第1,第2のオペアンプ回路2,3は、そ
れぞれ非反転入力端子(+側入力端子)、反転入力端子
(−側入力端子)、及び、出力端子を備える。第1,第
2のオペアンプ回路2,3は、直列接続されている。
Each of the first and second operational amplifier circuits 2 and 3 has a non-inverting input terminal (+ side input terminal), an inverting input terminal (− side input terminal), and an output terminal. The first and second operational amplifier circuits 2 and 3 are connected in series.

【0019】即ち、第1のオペアンプ回路2の出力端子
は、第2のオペアンプ回路3の非反転入力端子に接続さ
れている。また、第1のオペアンプ回路2は、出力端子
が反転入力端子に接続され、出力信号が等倍にて反転入
力端子に帰還され、電圧フォロア回路(ボルテージ・フ
ォロア回路)を構成している。第1のオペアンプ回路2
の非反転入力端子は外部反転入力端子5に接続され、第
1のオペアンプ回路2には信号IN1が入力される。第
2のオペアンプ回路3は、非反転入力端子が外部非反転
入力端子4に接続され、出力端子が外部出力端子6に接
続されている。
That is, the output terminal of the first operational amplifier circuit 2 is connected to the non-inverting input terminal of the second operational amplifier circuit 3. In the first operational amplifier circuit 2, the output terminal is connected to the inverting input terminal, and the output signal is fed back to the inverting input terminal at the same magnification to form a voltage follower circuit (voltage follower circuit). First operational amplifier circuit 2
Is connected to the external inverting input terminal 5, and the first operational amplifier circuit 2 receives the signal IN1. The second operational amplifier circuit 3 has a non-inverting input terminal connected to the external non-inverting input terminal 4 and an output terminal connected to the external output terminal 6.

【0020】両オペアンプ回路2,3は、同一の回路構
成となっている。例えば、図3に示すように、両オペア
ンプ回路2,3は、それぞれバイアス電圧生成回路1
1、入力回路12、及び、出力回路13とから構成され
ている。
The operational amplifier circuits 2 and 3 have the same circuit configuration. For example, as shown in FIG. 3, each of the operational amplifier circuits 2 and 3 includes a bias voltage generation circuit 1
1, an input circuit 12, and an output circuit 13.

【0021】バイアス電圧生成回路11は、Nチャネル
MOSトランジスタTr1のゲート及びドレインが抵抗R
1 を介して電源Vccに接続され、同トランジスタTr1の
ソースはグランドGNDに接続されている。従って、抵
抗R1 とトランジスタTr1のオン抵抗の抵抗値の比に基
づいて定電圧となるバイアス電圧VB が入力回路12及
び出力回路13に出力される。
In the bias voltage generation circuit 11, the gate and the drain of the N-channel MOS transistor Tr1 have a resistance R
The transistor Tr1 is connected to a power supply Vcc via a ground 1 and a ground GND. Therefore, a bias voltage VB which becomes a constant voltage is output to the input circuit 12 and the output circuit 13 based on the ratio of the resistance value of the resistor R1 to the on-resistance of the transistor Tr1.

【0022】入力回路12は、PチャネルMOSトラン
ジスタTr2,Tr3、NチャネルMOSトランジスタTr4
〜Tr6により構成されている。PチャネルMOSトラン
ジスタTr2,Tr3のソースは電源Vccに接続される。ト
ランジスタTr1のドレインは、トランジスタTr2,Tr3
のゲート及びNチャネルMOSトランジスタTr4のドレ
インに接続される。また、トランジスタTr3のドレイン
は、NチャネルMOSトランジスタTr5のドレインに接
続される。トランジスタTr3,Tr5のドレインから出力
回路13に信号が出力される。
The input circuit 12 includes P-channel MOS transistors Tr2 and Tr3 and an N-channel MOS transistor Tr4.
To Tr6. The sources of the P-channel MOS transistors Tr2 and Tr3 are connected to the power supply Vcc. The drain of the transistor Tr1 is connected to the transistors Tr2 and Tr3.
And the drain of the N-channel MOS transistor Tr4. Further, the drain of the transistor Tr3 is connected to the drain of the N-channel MOS transistor Tr5. A signal is output to the output circuit 13 from the drains of the transistors Tr3 and Tr5.

【0023】トランジスタTr4,Tr5のゲートは、それ
ぞれ非反転入力端子、反転入力端子となり、信号が入力
される。トランジスタTr4,Tr5のソース間の接続点
は、トランジスタTrs6 を介してグランドGNDに接続
される。トランジスタTr6のゲートには、バイアス電圧
生成回路2から出力されるバイアス電圧VB が入力さ
れ、トランジスタTr6は電流源として動作する。
The gates of the transistors Tr4 and Tr5 serve as a non-inverting input terminal and an inverting input terminal, respectively, to which a signal is input. A connection point between the sources of the transistors Tr4 and Tr5 is connected to the ground GND via the transistor Trs6. The bias voltage VB output from the bias voltage generation circuit 2 is input to the gate of the transistor Tr6, and the transistor Tr6 operates as a current source.

【0024】出力回路13は、PチャネルMOSトラン
ジスタTr7とNチャネルMOSトランジスタTr8とから
構成されている。PチャネルMOSトランジスタTr7の
ソースは電下Vccに接続され、ドレインはトランジスタ
Tr8を介してグランドGNDに接続されている。トラン
ジスタTr7のゲートには入力回路12から信号が入力さ
れる。トランジスタTr8のゲートには、バイアス電圧生
成回路11から出力されるバイアス電圧VB が入力さ
れ、トランジスタTr8は電流源として動作する。そし
て、トランジスタTr7,Tr8のドレインからオペアンプ
回路2,3の出力信号が出力される。
The output circuit 13 comprises a P-channel MOS transistor Tr7 and an N-channel MOS transistor Tr8. The source of the P-channel MOS transistor Tr7 is connected to the voltage Vcc, and the drain is connected to the ground GND via the transistor Tr8. A signal is input from the input circuit 12 to the gate of the transistor Tr7. The bias voltage VB output from the bias voltage generation circuit 11 is input to the gate of the transistor Tr8, and the transistor Tr8 operates as a current source. Then, the output signals of the operational amplifier circuits 2 and 3 are output from the drains of the transistors Tr7 and Tr8.

【0025】上記のように構成された増幅器1の作用を
説明する。尚、説明をわかりやすくするため、増幅率が
1倍の増幅器1、即ち、図5に示すように、増幅器1の
内部において、第2のオペアンプ回路3の出力端子を第
1のオペアンプ回路2の反転入力端子に接続する。そし
て、第2のオペアンプ回路3の出力信号を全て第1のオ
ペアンプ回路2に帰還した電圧フォロア回路について説
明する。
The operation of the amplifier 1 configured as described above will be described. For simplicity of explanation, the output terminal of the second operational amplifier circuit 3 is connected to the output terminal of the second operational amplifier circuit 3 inside the amplifier 1 as shown in FIG. Connect to inverting input terminal. A voltage follower circuit in which all output signals of the second operational amplifier circuit 3 are fed back to the first operational amplifier circuit 2 will be described.

【0026】上記のように構成された増幅器1は、図8
に示すように、半導体チップ7上に形成されている。そ
のチップ7上には、増幅器1を構成する第1,第2のオ
ペアンプ回路2,3が隣接して形成されている。両オペ
アンプ回路2,3は、上記したように同一構成の回路で
あって、回路を構成する回路素子が同じ形状(面積)に
形成されている。
The amplifier 1 configured as described above has the structure shown in FIG.
As shown in FIG. On the chip 7, first and second operational amplifier circuits 2 and 3 constituting the amplifier 1 are formed adjacent to each other. The two operational amplifier circuits 2 and 3 have the same configuration as described above, and the circuit elements constituting the circuit are formed in the same shape (area).

【0027】従って、両オペアンプ回路2,3は、電気
的特性が同じとなり、ばらつきも同じとなる。そのた
め、両オペアンプ回路2,3に生じるオフセット電圧は
同じとなる。従って、両オペアンプ回路2,3は、図7
(a),(b)に示すように、理想的なオペアンプ回路
(オフセット電圧がゼロボルト(0V))OPに対し
て、オフセット電圧ΔVを出力する電源V1が出力端
子、又は、反転入力端子に接続された回路と等価とな
る。
Therefore, the operational amplifier circuits 2 and 3 have the same electrical characteristics and the same variation. Therefore, the offset voltages generated in the operational amplifier circuits 2 and 3 are the same. Therefore, both operational amplifier circuits 2 and 3
As shown in (a) and (b), a power supply V1 that outputs an offset voltage ΔV is connected to an output terminal or an inverting input terminal for an ideal operational amplifier circuit (offset voltage is zero volt (0 V)) OP. It is equivalent to the circuit performed.

【0028】この電源V1は、オフセット電圧ΔVが例
えば正の電圧の場合、図7(a)に示すように、理想的
なオペアンプ回路OPの出力端子にマイナス側端子が接
続される。そして、オペアンプ回路の出力信号は、電源
V1によってオフセット電圧ΔV分だけ昇圧され、出力
信号として出力される。
When the offset voltage ΔV is, for example, a positive voltage, the negative terminal of the power supply V1 is connected to the output terminal of an ideal operational amplifier OP as shown in FIG. The output signal of the operational amplifier circuit is boosted by the offset voltage ΔV by the power supply V1 and output as an output signal.

【0029】また、電源V1は、図7(b)に示すよう
に、マイナス側端子が理想的なオペアンプ回路OPの反
転入力端子に接続され、プラス側端子がオペアンプ回路
の出力端子に接続される。そして、オペアンプ回路の出
力信号は、電源V1によってオフセット電圧ΔV分だけ
降圧され、反転入力端子に帰還される。
As shown in FIG. 7B, the power supply V1 has a negative terminal connected to the inverting input terminal of the ideal operational amplifier circuit OP and a positive terminal connected to the output terminal of the operational amplifier circuit. . Then, the output signal of the operational amplifier circuit is stepped down by the offset voltage ΔV by the power supply V1, and is fed back to the inverting input terminal.

【0030】尚、図7(a),(b)は、オフセット電
圧ΔVが正の場合の等価回路を示している。従って、オ
フセット電圧ΔVが負の場合、オフセット電圧ΔVを出
力する電源V1の接続が逆となる。そして、図7(a)
において、オペアンプ回路の出力信号は、電源V1によ
ってオフセット電圧ΔV分だけ降圧され、出力される。
また、図7(b)において、オペアンプ回路の出力信号
は、電源V1によってオフセット電圧ΔV分だけ昇圧さ
れ、反転入力端子に帰還される。
FIGS. 7A and 7B show equivalent circuits when the offset voltage ΔV is positive. Therefore, when the offset voltage ΔV is negative, the connection of the power supply V1 that outputs the offset voltage ΔV is reversed. Then, FIG.
In, the output signal of the operational amplifier circuit is stepped down by the offset voltage ΔV by the power supply V1 and output.
In FIG. 7B, the output signal of the operational amplifier circuit is boosted by the offset voltage ΔV by the power supply V1 and is fed back to the inverting input terminal.

【0031】従って、図5に示される増幅器1は、図6
に示すように、出力端子に電源V1が接続された理想的
なオペアンプ回路OP(図7(a)参照)と、反転入力
端子に電源V1が接続された理想的なオペアンプ回路O
P(図7(b)参照)とを直列に接続した回路と等価と
なる。
Therefore, the amplifier 1 shown in FIG.
As shown in FIG. 7, an ideal operational amplifier circuit OP having an output terminal connected to a power supply V1 (see FIG. 7A), and an ideal operational amplifier circuit O having an inverted input terminal connected to a power supply V1.
This is equivalent to a circuit in which P (see FIG. 7B) is connected in series.

【0032】すると、第1のオペアンプ回路2を構成す
る理想的なオペアンプ回路OPの出力信号は、電源V1
によってオフセット電圧ΔV分だけ昇圧された後、電源
V1によってオフセット電圧ΔV分だけ降圧されて第2
のオペアンプ回路3を構成する理想的なオペアンプ回路
OPの反転入力端子に入力される。即ち、図6に示すよ
うに、オペアンプ回路2,3の出力信号は、両電源V1
によって正のオフセット電圧ΔVと負のオフセット電圧
ΔVが重畳されオペアンプ回路の反転入力端子に入力さ
れる。そして、両オペアンプ回路2,3のオフセット電
圧ΔVは同じため、オフセット電圧ΔVが互いに打ち消
し合うので、図4に示すように、増幅器1のオフセット
電圧はゼロボルト(0V)となる。
Then, the output signal of the ideal operational amplifier OP constituting the first operational amplifier circuit 2 is the power supply V1
After the voltage is raised by the offset voltage ΔV, the voltage is lowered by the offset voltage ΔV
Is input to an inverting input terminal of an ideal operational amplifier circuit OP constituting the operational amplifier circuit 3 of FIG. That is, as shown in FIG. 6, the output signals of the operational amplifier circuits 2 and 3
As a result, the positive offset voltage ΔV and the negative offset voltage ΔV are superimposed and input to the inverting input terminal of the operational amplifier circuit. Since the offset voltages .DELTA.V of the two operational amplifier circuits 2 and 3 are the same, the offset voltages .DELTA.V cancel each other, so that the offset voltage of the amplifier 1 becomes zero volt (0 V) as shown in FIG.

【0033】一般に、オフセット電圧の小さなオペアン
プを作成しようとすると、そのオペアンプを構成するト
ランジスタが大きくなってチップ面積が増大する。一般
に、オペアンプを2倍の大きさに作成すると、オフセッ
ト電圧はルート2分の1(1/√2)となる。そのた
め、オフセット電圧をほとんどゼロ(0)にしようとす
ると、オペアンプのチップ面積が膨大となる。そして、
オフセット電圧はほぼ0となるものの、温度ドリフト等
は避けられない。
Generally, when an operational amplifier having a small offset voltage is to be manufactured, the transistors constituting the operational amplifier become large and the chip area increases. In general, if the operational amplifier is made twice as large, the offset voltage becomes a half of the root (1 / √2). Therefore, if the offset voltage is set to almost zero (0), the chip area of the operational amplifier becomes enormous. And
Although the offset voltage becomes almost zero, temperature drift and the like cannot be avoided.

【0034】しかしながら、本実施形態では、面積が2
倍になるものの、オフセット電圧はほぼ0となる。ま
た、両オペアンプ回路2,3は、同一チップ上に形成さ
れているので、温度が同じとなる。そのため、温度ドリ
フトは、両オペアンプ回路2,3にて同じように発生す
るので、上記のオフセット電圧と同様にキャンセルされ
る。従って、本実施形態の増幅器1によれば、オフセッ
ト電圧と温度ドリフトをキャンセルすることができると
共に、チップ面積の増大を抑えてコストアップを抑える
ことができる。
However, in this embodiment, the area is 2
Although it is doubled, the offset voltage becomes almost zero. Further, since the operational amplifier circuits 2 and 3 are formed on the same chip, they have the same temperature. Therefore, the temperature drift occurs in the two operational amplifier circuits 2 and 3 in the same manner, and is canceled in the same manner as the offset voltage. Therefore, according to the amplifier 1 of the present embodiment, the offset voltage and the temperature drift can be canceled, and the increase in the chip area and the cost can be suppressed.

【0035】尚、上記実施形態において、図1に示す増
幅器1において、外部出力端子6と外部反転入力端子5
とを接続して電圧フォロア回路を構成しても同様の効果
を得ることができる。即ち、図1の増幅器1は、図7
(a)(b)に示される両オペアンプ回路2,3の等価
回路に従って、図2の等価回路に置き換えられる。そし
て、両オペアンプ回路2,3の電源V1によってオフセ
ット電圧ΔVが互いにキャンセルされ、増幅器1のオフ
セットと温度ドリフトがキャンセルされる。
In the above embodiment, the external output terminal 6 and the external inverting input terminal 5 in the amplifier 1 shown in FIG.
A similar effect can be obtained by configuring a voltage follower circuit by connecting That is, the amplifier 1 of FIG.
According to the equivalent circuits of the operational amplifier circuits 2 and 3 shown in FIGS. Then, the offset voltage ΔV is canceled by the power supply V1 of the operational amplifier circuits 2 and 3, and the offset and the temperature drift of the amplifier 1 are canceled.

【0036】更に、上記実施形態において、増幅器1に
増幅率を持たせてもよい。即ち、図9に示すように、増
幅器1の外部出力端子6と外部反転入力端子5との間に
抵抗R2を接続すると共に、外部反転入力端子5を抵抗
R3を介してグランドGNDに接続し、非反転増幅器1
を構成する。そして、抵抗R2,R3の比を適宜設定す
る、例えば、抵抗R2=2KΩ,抵抗R3=1KΩに設
定すると、増幅器1は、入力信号と同相で3倍の出力信
号を得ることができる。また、抵抗R2,R3を可変抵
抗とし、増幅率を調整する事ができるようにする。この
場合においても、増幅器1のオフセット電圧がゼロボル
トであるため、オフセット電圧を調整するための調整回
路を接続する必要が無く、増幅率を設定するための抵抗
を付加するだけでよいため、簡単な構成で増幅率のある
増幅器1を得ることができる。
Further, in the above embodiment, the amplifier 1 may have an amplification factor. That is, as shown in FIG. 9, a resistor R2 is connected between the external output terminal 6 and the external inverting input terminal 5 of the amplifier 1, and the external inverting input terminal 5 is connected to the ground GND via the resistor R3. Non-inverting amplifier 1
Is configured. When the ratio between the resistors R2 and R3 is appropriately set, for example, when the resistors R2 = 2KΩ and R3 = 1KΩ, the amplifier 1 can obtain an output signal that is in-phase with the input signal and tripled. Further, the resistors R2 and R3 are variable resistors so that the amplification factor can be adjusted. Also in this case, since the offset voltage of the amplifier 1 is zero volt, there is no need to connect an adjustment circuit for adjusting the offset voltage, and it is only necessary to add a resistor for setting the amplification factor. The amplifier 1 having the amplification factor can be obtained by the configuration.

【0037】また、上記のように構成された増幅器1
は、その増幅器1に出力する内部回路を備えた半導体集
積回路装置等の様々な回路に応用することができる。例
えば、上記の増幅器1は、図10に示すように、ローパ
スフィルタ21に用いられる。ローパスフィルタ21
は、増幅器1と、抵抗R4〜R6及びコンデンサC1,
C2よりなる内部回路22とから構成される。増幅器1
の外部非反転入力端子4はグランドGNDに接続され、
外部反転入力端子5には抵抗R4,R5を介して信号が
入力される。また、外部反転入力端子5には、コンデン
サC1を介して増幅器1の出力信号が帰還される。抵抗
R4,R5間はコンデンサC2を介してグランドGND
に接続されると共に、抵抗R6を介して増幅器1の出力
信号が帰還される。そして、ローパスフィルタ21は、
信号のうち、所定の低周波数帯域のみを通過させ、信号
として出力する。この場合、増幅器1におけるオフセッ
ト電圧はキャンセルされているため、低周波数帯域の信
号が精度よく出力される。
The amplifier 1 constructed as described above
Can be applied to various circuits such as a semiconductor integrated circuit device having an internal circuit for outputting to the amplifier 1. For example, the amplifier 1 is used for a low-pass filter 21 as shown in FIG. Low-pass filter 21
Represents an amplifier 1, resistors R4 to R6 and a capacitor C1,
And an internal circuit 22 composed of C2. Amplifier 1
External non-inverting input terminal 4 is connected to ground GND,
A signal is input to the external inversion input terminal 5 via the resistors R4 and R5. The output signal of the amplifier 1 is fed back to the external inversion input terminal 5 via the capacitor C1. Ground GND between the resistors R4 and R5 via the capacitor C2.
And the output signal of the amplifier 1 is fed back via the resistor R6. And the low-pass filter 21
The signal passes only a predetermined low frequency band and is output as a signal. In this case, since the offset voltage in the amplifier 1 has been canceled, a signal in a low frequency band is output with high accuracy.

【0038】また、上記の増幅器1は、図7に示すよう
に、D/Aコンバータ23に用いられる。D/Aコンバ
ータ23は、増幅器1と、抵抗R11〜R18、スイッ
チSW1〜SW4、及び、基準電源V2よりなる内部回
路24とから構成される。増幅器1は、その外部出力端
子6が外部反転入力端子5に接続されて電圧フォロア回
路を構成する。増幅器1の外部非反転入力端子4には、
直列接続された同一抵抗値の抵抗R11〜R13と、そ
れらの抵抗の2倍の抵抗値の抵抗R18を介してグラン
ドGNDに接続されている。各抵抗R11〜R13,R
18間、及び、抵抗R11と増幅器1との間には、前記
抵抗R18と同じ抵抗値の抵抗R14〜R17の一端が
それぞれ接続され、各抵抗R14〜R17の他端はスイ
ッチSW1〜SW4に接続されている。スイッチSW1
〜SW4は、切り替え端子がグランドGNDと基準電源
V2とに接続されている。そして、D/Aコンバータ2
3は、入力されるデジタル信号に応じてオン・オフされ
るスイッチSW1〜SW4を介して供給される基準電源
V2の電圧を抵抗R11〜R18により分圧し、その分
圧電圧を増幅器1を介してアナログ信号として出力す
る。この場合、増幅器1におけるオフセット電圧がキャ
ンセルされているため、分圧電圧が精度よくアナログ信
号として出力される。
The amplifier 1 is used for a D / A converter 23 as shown in FIG. The D / A converter 23 includes the amplifier 1 and the internal circuit 24 including the resistors R11 to R18, the switches SW1 to SW4, and the reference power supply V2. The external output terminal 6 of the amplifier 1 is connected to the external inverting input terminal 5 to form a voltage follower circuit. The external non-inverting input terminal 4 of the amplifier 1
The resistors R11 to R13 having the same resistance connected in series and a resistor R18 having a resistance twice the resistance of the resistors R11 to R13 are connected to the ground GND. Each resistor R11 to R13, R
18, one end of each of resistors R14 to R17 having the same resistance value as the resistor R18 is connected between the resistor R11 and the amplifier 1, and the other end of each of the resistors R14 to R17 is connected to the switches SW1 to SW4. Have been. Switch SW1
The switching terminals of SW4 are connected to the ground GND and the reference power supply V2. And the D / A converter 2
3 divides the voltage of the reference power supply V2 supplied via switches SW1 to SW4 which are turned on / off in response to the input digital signal by resistors R11 to R18, and divides the divided voltage via the amplifier 1 Output as an analog signal. In this case, since the offset voltage in the amplifier 1 has been canceled, the divided voltage is accurately output as an analog signal.

【0039】更にまた、上記の増幅器1は、図8(a)
(b)に示されるA/Dコンバータに用いられる。図8
(a)に示すように、A/Dコンバータは、複数の増幅
器1と、抵抗R21〜R24、フリップフロップ回路
(FF)26〜28、及び、論理回路29,30よりな
る内部回路とから構成される。抵抗R21〜R24は、
高電位側基準電源VRHと低電位側基準電源VRLとの
間に直列接続されている。各抵抗R21〜R24間は各
増幅器1の外部反転入力端子5(図12(b)参照)に
接続され、各増幅器1の外部非反転入力端子4にはアナ
ログ信号AINが入力される。従って、増幅器1はアナ
ログ信号AINと、高電位側基準電源VRHと低電位側
基準電源VRLとの間に接続された複数の抵抗R21〜
R24よりなる分圧回路の分圧電圧とをそれぞれ比較す
るコンパレータとして動作する。そして、各増幅器1の
比較結果に基づいて、FF26〜28及び論理回路2
9,30を介してデジタル信号が出力される。この場
合、各コンパレータ(各増幅器1)におけるオフセット
電圧がキャンセルされているため、アナログ信号AIN
と分圧電圧とが精度よく比較され、精度のよいデジタル
信号が出力される。
Further, the amplifier 1 described above has the configuration shown in FIG.
It is used for the A / D converter shown in FIG. FIG.
As shown in FIG. 1A, the A / D converter includes a plurality of amplifiers 1 and internal circuits including resistors R21 to R24, flip-flop circuits (FF) 26 to 28, and logic circuits 29 and 30. You. The resistors R21 to R24 are
It is connected in series between the high potential side reference power supply VRH and the low potential side reference power supply VRL. Each of the resistors R21 to R24 is connected to an external inverting input terminal 5 (see FIG. 12B) of each amplifier 1, and an analog signal AIN is input to an external non-inverting input terminal 4 of each amplifier 1. Accordingly, the amplifier 1 includes an analog signal AIN and a plurality of resistors R21 to R21 connected between the high-potential-side reference power supply VRH and the low-potential-side reference power supply VRL.
It operates as a comparator for comparing the divided voltage of the voltage dividing circuit consisting of R24 with each other. Then, based on the comparison result of each amplifier 1, the FFs 26 to 28 and the logic circuit 2
A digital signal is output via 9, 30. In this case, since the offset voltage in each comparator (each amplifier 1) has been canceled, the analog signal AIN
And the divided voltage are compared with high accuracy, and an accurate digital signal is output.

【0040】以上記述したように、本実施の形態によれ
ば、以下の効果を奏する。 (1)増幅器1には、第1,第2のオペアンプ回路2,
3が備えられる。第1のオペアンプ回路2は、出力端子
が反転入力端子に接続された電圧フォロア回路を構成す
るとともに、出力端子が第2のオペアンプ回路3の反転
入力端子に接続されている。第1,第2のオペアンプ回
路2,3は、回路構成及び回路素子が同一に形成され、
同一特性となり同じオフセット電圧となる。その結果、
第1のオペアンプ回路2の出力端子を第2のオペアンプ
回路3の反転入力端子に接続することにより、第1,第
2のオペアンプ回路2,3のオフセット電圧が互いに打
ち消し合うため、増幅器1のオフセット電圧がキャンセ
ルされる。
As described above, the present embodiment has the following advantages. (1) The amplifier 1 has first and second operational amplifier circuits 2,
3 are provided. The first operational amplifier circuit 2 forms a voltage follower circuit having an output terminal connected to the inverting input terminal, and has an output terminal connected to the inverting input terminal of the second operational amplifier circuit 3. The first and second operational amplifier circuits 2 and 3 have the same circuit configuration and circuit elements,
It has the same characteristics and the same offset voltage. as a result,
By connecting the output terminal of the first operational amplifier circuit 2 to the inverting input terminal of the second operational amplifier circuit 3, the offset voltages of the first and second operational amplifier circuits 2 and 3 cancel each other. The voltage is canceled.

【0041】尚、本発明は前記実施の形態の他、以下の
態様で実施してもよい。上記実施形態において、第1,
第2のオペアンプ回路2,3をCMOS回路により構成
したが、バイポーラ集積回路、Bi−CMOS回路等の
回路構成に適宜変更して実施してもよい。
The present invention may be carried out in the following modes in addition to the above embodiment. In the above embodiment,
Although the second operational amplifier circuits 2 and 3 are configured by CMOS circuits, they may be implemented by appropriately changing the circuit configuration to a bipolar integrated circuit, a Bi-CMOS circuit, or the like.

【0042】上記増幅器1を電圧フォロア回路(バッフ
ァ),非反転増幅器以外に、上記の増幅器1を用いて反
転増幅器,差動増幅器等の増幅器や、加算回路,積分器
等の演算器等を構成する。この場合においても、増幅器
のオフセット電圧がキャンセルされているため、精度の
よい増幅器、演算器等を構成することができる。
In addition to the voltage follower circuit (buffer) and the non-inverting amplifier, the amplifier 1 is used to configure an amplifier such as an inverting amplifier and a differential amplifier, and an arithmetic unit such as an adder circuit and an integrator using the amplifier 1. I do. Also in this case, since the offset voltage of the amplifier is canceled, a highly accurate amplifier, arithmetic unit, and the like can be configured.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1乃至3に
記載の発明によれば、オフセット電圧、温度ドリフトを
キャンセルすることのできる増幅器を提供することがで
きる。
As described above, according to the first to third aspects of the present invention, it is possible to provide an amplifier capable of canceling an offset voltage and a temperature drift.

【0044】また、請求項4に記載の発明によれば、オ
フセット電圧がキャンセルされた増幅器を備え、内部回
路の出力信号を精度よく出力することができる半導体集
積回路装置を提供することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit device including an amplifier whose offset voltage is canceled and capable of outputting an output signal of an internal circuit with high accuracy.

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

【図1】 一実施形態の増幅器のブロック回路図。FIG. 1 is a block circuit diagram of an amplifier according to an embodiment.

【図2】 図1の増幅器の等価回路図。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the amplifier in FIG. 1;

【図3】 第1,第2のオペアンプ回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of first and second operational amplifier circuits.

【図4】 第1,第2のオペアンプ回路の動作波形図。FIG. 4 is an operation waveform diagram of first and second operational amplifier circuits.

【図5】 増幅器の動作を説明するための回路図。FIG. 5 is a circuit diagram for explaining the operation of the amplifier.

【図6】 図5の等価回路図。6 is an equivalent circuit diagram of FIG.

【図7】 (a)(b)は、オペアンプ回路の等価回路図。FIGS. 7A and 7B are equivalent circuit diagrams of an operational amplifier circuit.

【図8】 増幅器のチップを示す概略平面図。FIG. 8 is a schematic plan view showing an amplifier chip.

【図9】 別の増幅器のブロック回路図。FIG. 9 is a block circuit diagram of another amplifier.

【図10】 ローパスフィルタに応用した例を示す回路
図。
FIG. 10 is a circuit diagram showing an example applied to a low-pass filter.

【図11】 D/Aコンバータに応用した例を示す回路
図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing an example applied to a D / A converter.

【図12】 (a)(b)は、A/Dコンバータに応用した例
を示す回路図。
FIGS. 12A and 12B are circuit diagrams showing examples applied to an A / D converter.

【図13】 従来のオペアンプ回路の回路図。FIG. 13 is a circuit diagram of a conventional operational amplifier circuit.

【図14】 (a)(b)は、従来のオペアンプ回路のオフセ
ットを示す波形図。
14A and 14B are waveform diagrams showing offsets of a conventional operational amplifier circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 増幅器 2 第1の増幅部としての第1のオペアンプ回路 3 第2の増幅部としての第2のオペアンプ回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 amplifier 2 first operational amplifier circuit as first amplifier 3 second operational amplifier circuit as second amplifier

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反転入力端子と非反転入力端子とを備
え、出力端子と反転入力端子とが接続された第1の増幅
部と、 前記第1の増幅部と回路構成及び回路素子が同一に形成
され、前記第1の増幅部の出力端子からの信号が反転入
力端子に入力された第2の増幅部とを備えた増幅器。
A first amplifier having an inverting input terminal and a non-inverting input terminal and having an output terminal and an inverting input terminal connected thereto; and a circuit configuration and a circuit element identical to the first amplifier. And a second amplifying unit, wherein a signal from an output terminal of the first amplifying unit is input to an inverting input terminal.
【請求項2】 前記第2の増幅部の出力端子を前記第1
の増幅部の非反転入力端子に接続し、第1,第2の増幅
部により非反転増幅器を構成した請求項1に記載の増幅
器。
2. An output terminal of the second amplifying unit is connected to the first amplifying unit.
2. The amplifier according to claim 1, wherein said amplifier is connected to a non-inverting input terminal of said amplifying section, and said first and second amplifying sections constitute a non-inverting amplifier.
【請求項3】 前記第1,第2の増幅部は、同一チップ
上に隣接して形成された請求項1又は2に記載の増幅
器。
3. The amplifier according to claim 1, wherein the first and second amplifiers are formed adjacently on the same chip.
【請求項4】 請求項1乃至3に記載の増幅器と、 前記増幅器の入力端子に接続され、該増幅器に信号を出
力する内部回路を備えた半導体集積回路装置。
4. A semiconductor integrated circuit device comprising: the amplifier according to claim 1; and an internal circuit connected to an input terminal of the amplifier and outputting a signal to the amplifier.
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