專利名稱：差動放大電路以及串聯(lián)穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改善了過渡響應(yīng)特性的差動放大電路，例如涉及有效利用于構(gòu)成串聯(lián)穩(wěn)壓器那樣的直流電源裝置的電壓控制用的差動放大電路以及使用該差動放大電路的串聯(lián)穩(wěn)壓器的技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為直流電源裝置，存在控制電壓輸入端子和輸出端子之間連接的控制用晶體管的電阻值，輸出恒定電壓的直流電壓的串聯(lián)穩(wěn)壓器(series regulator)，在該串聯(lián)穩(wěn)壓器中，作為根據(jù)反饋電壓來生成在控制用晶體管的控制端子(柵極端子或基極端子)上施加的電壓的電路，使用了例如圖4所示的差動放大電路。圖4所示的差動放大電路10由差動輸入級11和輸出級12組成。差動輸入級11具備將源極共同連接的一對差動MOS晶體管 (絕緣柵型電場效應(yīng)晶體管)Mpl、Mp2 ；在其漏極上分別連接的負(fù)載MOS晶體管Mnl、Mn2 ；在 MpU Mp2的共同源極和電源電壓VDD之間連接的恒流用MOS晶體管MpO，構(gòu)成為CMOS差動放大電路。輸出級12由差動輸入級11的恒流用MOS晶體管MpO和柵極共同連接的恒流用 MOS晶體管Mp3、在電源電壓VDD和接地點之間與恒流用MOS晶體管Mp3串聯(lián)連接的MOS晶體管Mn3構(gòu)成，在Mn3的柵極端子上連接差動輸入級11的差動MOS晶體管Mp2的漏極，通過Mp3和Mn3的連接節(jié)點附的電壓控制由功率MOS晶體管構(gòu)成的控制用MOS晶體管Mp4。在恒流用MOS晶體管MpO和Mp3的柵極端子上施加共同的偏置電壓Vb，流過相同或成比例的恒定電流，在差動輸入級11的同向輸入側(cè)的差動MOS晶體管Mpl的柵極端子上施加基準(zhǔn)電壓Vr，將通過在輸出端子OUT和接地點之間串聯(lián)連接的分壓用的電阻R1、R2分壓而得的電壓作為反饋電壓FB，施加在Mp2的柵極端子上，由此，差動放大電路10以對控制用MOS晶體管Mp4進(jìn)行控制的方式工作，使得電壓FB與基準(zhǔn)電壓Vr —致。在圖4所示的串聯(lián)穩(wěn)壓器中，當(dāng)在輸出端子OUT上連接的負(fù)載輕時，不太成為問題，但是當(dāng)負(fù)載加重時，在差動放大電路的過渡響應(yīng)特性差時無法將輸出電壓保持恒定。另一方面，圖4所示的差動放大電路的過渡響應(yīng)特性取決于輸入級11或輸出級12的恒流用 MOS晶體管MpO和Mp3中流過的電流，MpO、Mp3中流過的電流越大，過渡響應(yīng)特性變得越好。因此，在現(xiàn)有的串聯(lián)穩(wěn)壓器的電壓控制用差動放大電路中，設(shè)計成在高負(fù)載的系統(tǒng)中使用的情況下，恒流用MOS晶體管MpO和Mp3中流過的電流多。但是這樣一來，在被用于負(fù)載輕的系統(tǒng)中時，存在差動放大電路的消耗電流不必要地增多、功率效率降低的缺點。因此，例如專利文獻(xiàn)1中公開的發(fā)明那樣，也提出了設(shè)置有根據(jù)負(fù)載的變化來使恒流源中流過的電流變化的偏置電流變更電路的發(fā)明，但是，在專利文獻(xiàn)1中公開的發(fā)明中的偏置電流變更電路使用了近10個元件，因此，增加的電路面積較大，并且該偏置電流變更電路的消耗電流作為無用的電流而流過，因此存在無法實現(xiàn)功率效率充分降低的問題。專利文獻(xiàn)1日本特開2004-240646號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供不增加無用的電流不大幅度增大電路規(guī)模就可以根據(jù)負(fù)載的變化使流過恒流源的電流變化來提高過渡響應(yīng)特性的串聯(lián)穩(wěn)壓器的電壓控制用差動放大電路。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種差動放大電路，其具備差動輸入級，其具有將源極共同連接的一對差動MOS晶體管、在該差動MOS晶體管的漏極端子上分別連接的一對負(fù)載元件、在所述一對差動晶體管的共同源極上連接的第一恒流源；輸出級，其具有在柵極端子上接受所述差動輸入級的輸出節(jié)點的電位的輸出用MOS晶體管、與該輸出用MOS晶體管串聯(lián)連接的第二恒流源。其中，設(shè)有與所述第一恒流源或所述第二恒流源并聯(lián)設(shè)置的恒流用MOS晶體管；以及在柵極端子上被施加了所述輸出用MOS晶體管和所述第二恒流源的連接節(jié)點的電位的升壓電流控制用MOS晶體管。當(dāng)在所述一對差動MOS晶體管之一的柵極端子上輸入的電壓變化時，所述升壓電流控制用MOS晶體管被導(dǎo)通，所述恒流用MOS晶體管的電流與所述第一恒流源或所述第二恒流源相加后，流入所述差動輸入級或所述輸出級。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)能夠根據(jù)負(fù)載的變化使流過恒流源的電流變化來提高過渡響應(yīng)特性的差動放大電路。在此，優(yōu)選的是，所述第一恒流源或所述第二恒流源由在柵極端子上被施加了預(yù)定的偏置電壓的MOS晶體管構(gòu)成，在所述恒流用MOS晶體管的柵極端子上施加所述偏置電壓，該恒流用MOS晶體管和所述升壓電流控制用MOS晶體管以串聯(lián)形態(tài)連接。由此，通過追加很少的元件，可以實現(xiàn)過渡響應(yīng)特性良好的差動放大電路。或者，提供一種差動放大電路，其具備差動輸入級，其具有將源極共同連接的一對差動MOS晶體管、在該差動MOS晶體管的漏極端子上分別連接的一對負(fù)載元件、在所述一對差動晶體管的共同源極上連接的第一恒流源；輸出級，其具有在柵極端子上接受所述差動輸入級的輸出節(jié)點的電位的輸出用MOS晶體管、與該輸出用MOS晶體管串聯(lián)連接的第二恒流源。其中，設(shè)有與所述第一恒流源并聯(lián)設(shè)置的第一恒流用MOS晶體管；與所述第二恒流源并聯(lián)設(shè)置的第二恒流用MOS晶體管；以及在柵極端子上被施加了所述輸出用MOS晶體管和所述第二恒流源的連接節(jié)點的電位的升壓電流控制用MOS晶體管。當(dāng)在所述一對差動 MOS晶體管之一的柵極端子上輸入的電壓變化時，所述升壓電流控制用MOS晶體管被導(dǎo)通， 所述第一恒流用MOS晶體管和所述第二恒流用MOS晶體管的電流分別與所述第一恒流源和所述第二恒流源相加后，流入所述差動輸入級和所述輸出級。如此構(gòu)成的話，則可以實現(xiàn)能夠根據(jù)負(fù)載的變化使流過差動輸入級和輸出級的恒流源的電流一起變化來提高過渡響應(yīng)特性的差動放大電路。在此，優(yōu)選的是，所述第一恒流源以及所述第二恒流源分別由在柵極端子上被施加了預(yù)定的偏置電壓的MOS晶體管構(gòu)成，在所述第一以及第二恒流用MOS晶體管的柵極端子上共同施加了所述偏置電壓，對應(yīng)于所述第一恒流用MOS晶體管設(shè)有第一升壓電流控制用MOS晶體管，對應(yīng)于所述第二恒流用MOS晶體管設(shè)有第二升壓電流控制用MOS晶體管，所述第一恒流用MOS晶體管和所述第一升壓電流控制用MOS晶體管、所述第二恒流用MOS晶體管和所述第二升壓電流控制用MOS晶體管分別以串聯(lián)形態(tài)連接。由此，通過追加很少的元件，可以實現(xiàn)過渡響應(yīng)特性良好的差動放大電路。另外，優(yōu)選的是，以與所述第二恒流用MOS晶體管成為串聯(lián)形態(tài)的方式連接有在柵極端子上被施加了與所述輸出用MOS晶體管相同的電壓的電流引出用的MOS晶體管。由此，可以調(diào)節(jié)與第一恒流源或第二恒流源相加的升壓電流，賦予與負(fù)載的大小相對應(yīng)的過渡響應(yīng)特性。而且，優(yōu)選的是，所述差動放大電路具備與所述第二恒流用MOS晶體管成為串聯(lián)形態(tài)地連接的第一電流-電壓變換用MOS晶體管；與該第一電流-電壓變換用MOS晶體管柵極共同連接，構(gòu)成第一電流鏡電路的MOS晶體管；與該MOS晶體管成為串聯(lián)形態(tài)地連接的第二電流-電壓變換用MOS晶體管；與該第二電流-電壓變換用MOS晶體管柵極共同連接， 構(gòu)成第二電流鏡電路的MOS晶體管，通過所述第一電流鏡電路和所述第二電流鏡電路反射后的電流，作為漏極電流流過所述輸出用MOS晶體管。由此，可以使流入輸出級的工作電流以及升壓電流高效率地增加。另外，可以與所述升壓電流控制用MOS晶體管串聯(lián)地連接被施加了預(yù)定的偏置電壓的電流用MOS晶體管以及電流-電壓變換用MOS晶體管，將所述第一恒流用MOS晶體管和所述第二恒流用MOS晶體管與該電流-電壓變換用MOS晶體管柵極共同連接，構(gòu)成電流鏡電路。由此，即使在構(gòu)成差動輸入級的MOS晶體管和構(gòu)成恒流源的MOS晶體管的導(dǎo)電類型不同的情況下，也可以實現(xiàn)過渡響應(yīng)特性良好的差動放大電路。進(jìn)而，構(gòu)成一種串聯(lián)穩(wěn)壓器，其具備在電壓輸入端子和輸出端子之間連接的控制用的晶體管和權(quán)利要求1 7中任一項所述的差動放大電路，在所述差動輸入級的同向輸入端子上施加基準(zhǔn)電壓，在所述差動輸入級的反向輸入端子上施加所述輸出端子的電壓或?qū)⑵浞謮憾玫碾妷?，通過所述輸出級的輸出節(jié)點的電壓控制所述控制用的晶體管。由此， 可以實現(xiàn)過渡響應(yīng)特性良好的串聯(lián)穩(wěn)壓器。根據(jù)本發(fā)明，具有以下效果不增加無用的電流不大幅度增大電路規(guī)模，就可以實現(xiàn)能夠根據(jù)負(fù)載的變化使流過恒流源的電流變化來提高過渡響應(yīng)特性的串聯(lián)穩(wěn)壓器的電壓控制用差動放大電路。


圖1是表示本發(fā)明的電壓控制用差動放大電路以及使用該差動放大電路的串聯(lián)穩(wěn)壓器的一個實施例的電路圖。圖2是表示圖1的差動放大電路以及串聯(lián)穩(wěn)壓器的第一變形例的電路圖。圖3是表示圖1的差動放大電路以及串聯(lián)穩(wěn)壓器的第二變形例的電路圖。圖4是表示現(xiàn)有的電壓控制用差動放大電路以及使用該差動放大電路的串聯(lián)穩(wěn)壓器的一例的電路圖。符號說明10差動放大電路11差動輸入級12輸出級MpO、Mp3恒流用MOS晶體管(恒流源)MpU Mp2差動MOS晶體管
Mnl、Mn2 負(fù)載 MOS 晶體管Mn3輸出用MOS晶體管Mp4電壓控制用MOS晶體管Mp6、Mp8升壓電流控制用MOS晶體管
具體實施例方式(實施例)以下，根據(jù)

本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖1表示本發(fā)明的電壓控制用差動放大電路以及使用該差動放大電路的串聯(lián)穩(wěn)壓器的一個實施例。該實施例的CMOS差動放大電路由差動輸入級11和輸出級12構(gòu)成。差動輸入級 11具備將源極共同連接的一對差動MOS晶體管(絕緣柵型電場效應(yīng)晶體管)Mpl、Mp2 ；在其漏極上分別連接的有源負(fù)載MOS晶體管Mnl、Mn2 ；在Mpl、Mp2的共同源極和電源電壓VDD 之間連接的恒流用MOS晶體管MpO，構(gòu)成為CMOS差動放大電路。負(fù)載MOS晶體管Mnl和Mn2 彼此的柵極共同連接，構(gòu)成了電流鏡電路。也可以使用電阻來代替MOS晶體管Mnl、Mn2。此外，在本實施例中，MOS晶體管的元件符號中，賦予了向外的箭頭的晶體管是P溝道MOS晶體管，賦予了向內(nèi)的箭頭的晶體管是N溝道MOS晶體管。輸出級12由與差動輸入級11的恒流用MOS晶體管MpO柵極共同連接的恒流用MOS 晶體管Mp3、和在電源電壓VDD與接地點之間與恒流用MOS晶體管Mp3串聯(lián)連接的MOS晶體管Mn3構(gòu)成，在Mn3的柵極端子上連接有差動輸入級11的差動MOS晶體管Mp2的漏極，通過Mp3與Mn3的連接節(jié)點附的電壓控制由功率MOS晶體管構(gòu)成的控制用MOS晶體管Mp4。在恒流用MOS晶體管MpO和Mp3的柵極端子上施加共同的偏置電壓Vb，流過相同或成比例的恒定電流。另外，在差動輸入級11的同向輸入側(cè)的差動MOS晶體管Mpl的柵極端子上施加基準(zhǔn)電壓Vr，將通過在輸出端子OUT和接地點之間串聯(lián)連接的分壓用的電阻 R1、R2分壓而得的電壓作為反饋電壓FB施加在Mp2的柵極端子上，由此，差動放大電路10 以對控制用MOS晶體管Mp4進(jìn)行控制的方式來工作，以使電壓FB與基準(zhǔn)電壓Vr —致。此外，生成偏置電壓Vb的偏置電路可以由將柵極與漏極耦合的電流-電壓變換用的MOS晶體管、以及與該晶體管串聯(lián)連接的恒流源構(gòu)成，通過將所述電流-電壓變換用的MOS晶體管和圖1的MOS晶體管MpO、Mp3進(jìn)行電流鏡連接，可以在MpO和Mp3中流過恒定電流。而且，在該實施例的差動放大電路10中，在電源電壓端子VDD和上述恒流用MOS 晶體管MpO的漏極端子之間連接有在柵極端子上被施加了與MpO相同的偏置電壓Vb的MOS 晶體管Mp5、以及與Mp5串聯(lián)的MOS晶體管Mp6。另外，在輸出級12中也同樣在電源電壓端子VDD和上述恒流用MOS晶體管Mp3的漏極端子之間連接有在柵極端子上被施加了與Mp3 相同的偏置電壓Vb的MOS晶體管Mp7、以及與Mp7串聯(lián)的MOS晶體管Mp8。并且，在MOS晶體管Mp6與MpS的柵極端子上施加了對控制用MOS晶體管Mp4的柵極端子施加的、輸出級 12的MOS晶體管Mp3和Mn3的連接節(jié)點附的電壓。接著，說明圖1的實施例的差動放大電路10的動作。圖1的差動放大電路10在正常狀態(tài)下，即使將恒流用MOS晶體管MpO、Mp3和控制用MOS晶體管Mp4導(dǎo)通，由于與MpO、 Mp3并聯(lián)的Mp5、Mp6以及Mp7、Mp8分別為P溝道MOS晶體管的兩級累加，因此Mp6和Mp8 成為截止的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，當(dāng)與輸出端子OUT連接的負(fù)載急劇加重時，由于輸出電壓Vout下降，通過電阻Rl、R2分壓后得到的電壓FB降低。于是，以如下方式進(jìn)行反饋控制 在柵極端子上接受該電壓FB的差動MOS晶體管Mp2的漏極電壓升高，輸出級12的MOS晶體管Mn3的電流增加，Mp3和Mn3的連接節(jié)點m的電壓下降，使得控制用MOS晶體管Mp4的電流增加。在本實施例的差動放大電路10中，當(dāng)負(fù)載急劇加重，Mp3和Mn3的連接節(jié)點m的電壓下降時，MOS晶體管Mp6、Mp8被導(dǎo)通，在柵極端子上被施加了與恒流用MOS晶體管MpO、 Mp3相同的偏置電壓Vb的MOS晶體管Mp5、Mp7中流過電流，由此使輸入級11以及輸出級 12的電流增加。其結(jié)果，可以提高差動放大電路10的過渡響應(yīng)特性，使輸出電壓Vout迅速穩(wěn)定在希望的電壓(Rl+R2)/Vr *R2。此外，在本說明書中將通過Mp6、Mp8增加的電流稱為升壓電流(boost current)。另一方面，當(dāng)負(fù)載減輕，從輸出端子OUT流向負(fù)載的電流減小時，連接節(jié)點W的電壓升高，MOS晶體管Mp6、MpS被截止，不流過升壓電流，返回低消耗電流狀態(tài)。(變形例1)圖2中表示了圖1的差動放大電路以及串聯(lián)穩(wěn)壓器的變形例。圖2的變形例，通過恒流用MOS晶體管Mp3、由與該Mp3串聯(lián)連接的N溝道MOS晶體管Mn4以及與該Mn4柵極共同連接的Mn5構(gòu)成的第一電流鏡電路、由與Mn5串聯(lián)連接的 P溝道MOS晶體管Mp9以及與該Mp9柵極共同連接的MplO構(gòu)成的第二電流鏡電路，來構(gòu)成圖1的實施例的差動放大電路中的輸出級12的恒流源，在輸出級12的MOS晶體管Mn3中流過在第一和第二電流鏡電路中2次反射后的恒定電流。另外，在該變形例中也與差動輸入級11的恒流用MOS晶體管MpO并聯(lián)地連接有在柵極端子上被施加了與MpO相同的偏置電壓Vb的MOS晶體管Mp5、以及被施加了輸出級12 的MOS晶體管Mp3以及Mn3的連接節(jié)點m的電壓的MOS晶體管Mp6。在輸出級12中也同樣與恒流用MOS晶體管Mp3并聯(lián)地連接有在柵極端子上被施加了與Mp3相同的偏置電壓Vb 的MOS晶體管Mp7、以及被施加了輸出級12的MOS晶體管Mp3以及Mn3的連接節(jié)點m的電壓的MOS晶體管Mp8。該變形例的差動放大電路與圖1的實施例的差動放大電路同樣，在重負(fù)載時可以通過流過升壓電流來使過渡響應(yīng)特性提高。另外，在輕負(fù)載時不流過升壓電流，可以成為低消耗電流。這些動作在圖1的實施例中進(jìn)行了說明，因此省略重復(fù)的說明。此外，在該變形例中，具有通過第一和第二電流鏡電路可以使輸出級12的MOS晶體管Mn3中流過的工作電流以及升壓電流同時增加的優(yōu)點。本變形例在想要增大輸出級12的工作電流和升壓電流的雙方的情況下有效。而且，在圖2的變形例的差動放大電路中，與構(gòu)成輸出級12的第一電流鏡電路的 MOS晶體管Mn4并聯(lián)地設(shè)置了與輸出級12的接地側(cè)的N溝道MOS晶體管Mn3柵極共同連接的N溝道MOS晶體管Mn6。在圖1的差動放大電路中僅可以控制是否流過輸出級12的升壓電流，而在圖2的差動放大電路中，通過與MOS晶體管Mn3的柵極電壓相同的電壓控制晶體管Mn6，從電流鏡電路中引出電流的一部分，由此可以調(diào)節(jié)在電流鏡電路中流過的電流，從而具有可以流過與負(fù)載的大小相對應(yīng)的升壓電流的優(yōu)點。此外，在該變形例的差動放大電路中設(shè)置的N溝道MOS晶體管Mn4也可以應(yīng)用于圖1的差動放大電路中，由此可以得到同樣的作用效果。
(變形例2)圖3中表示了圖1的差動放大電路以及串聯(lián)穩(wěn)壓器的第二變形例。圖1的實施例應(yīng)用于在差動MOS晶體管Mpl、Mp2中使用了 P溝道MOS晶體管的差動放大電路中，而圖3的變形例將本發(fā)明應(yīng)用于在差動MOS晶體管Ml、M2中使用了 N溝道 MOS晶體管的差動放大電路。在該變形例中，在差動輸入級11的差動MOS晶體管M1、M2的漏極端子與電源電壓端子VDD之間連接有由P溝道MOS晶體管構(gòu)成的負(fù)載晶體管M3、M4，并且在差動MOS晶體管 M1、M2的共同源極和接地點之間連接有由N溝道MOS晶體管構(gòu)成的恒流用晶體管M0。輸出級12中串聯(lián)連接有在電源電壓端子VDD和接地點之間串聯(lián)連接的P溝道MOS晶體管M5和 N溝道MOS晶體管M6。在MOS晶體管MO和M6的柵極端子上施加了作為恒定電壓的基準(zhǔn)電壓Vr，分別作為恒流源而工作。在MO和M6的柵極端子上可以施加與電壓Vr不同電位的偏置電壓(< Vr)。而且，在電源電壓端子VDD和接地點之間串聯(lián)連接有將偏置電壓Vb2以及M5和M6 的連接節(jié)點m的電壓分別施加在柵極端子上，在重負(fù)載時生成升壓電流的P溝道MOS晶體管Mp7以及Mp8。另外，還設(shè)置有與差動輸入級11的恒流用MOS晶體管MO并聯(lián)連接的MOS 晶體管M7、與輸出級12的恒流用MOS晶體管M6并聯(lián)連接的MOS晶體管M8，為了在這些晶體管M7、M8中流過上述升壓電流而設(shè)置了與Mp7以及Mp8串聯(lián)連接、并且與M7、M8進(jìn)行了電流鏡連接的MOS晶體管M9。通過Mp7和MpS生成的升壓電流通過M9和M7的電流鏡流入 M7，通過M9和M8的電流鏡流入M8。在該變形例的差動放大電路中，在正常狀態(tài)下，即使恒流用MOS晶體管M0、M3和控制用MOS晶體管MlO被導(dǎo)通，MpS也成為截止的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，當(dāng)與輸出端子OUT連接的負(fù)載急劇加重時，由于輸出電壓Vout下降，通過電阻R1、R2分壓而得的電壓FB下降。于是，以如下方式進(jìn)行反饋控制在柵極端子上接受該電壓FB的差動MOS晶體管M2的漏極電壓升高，輸出級12的MOS晶體管M5的電流減少，輸出級的M5和M6的連接節(jié)點m的電壓下降，使得控制用MOS晶體管MlO的電流增加。另外，當(dāng)負(fù)載急劇加重，M5和M6的連接節(jié)點附的電壓下降時，MOS晶體管Mp8被導(dǎo)通，升壓電流流入M9以及與M9進(jìn)行了電流鏡連接的M7和M8，由此，輸入級11以及輸出級12的電流增加。因此，在該變形例的差動放大電路中也可以通過在重負(fù)載時流過升壓電流來提高過渡響應(yīng)特性。另外，在輕負(fù)載時不流過升壓電流，可以成為低消耗電流。以上，根據(jù)實施方式具體說明了本發(fā)明人所做出的發(fā)明，但是，本發(fā)明不限定于上述實施方式。例如在圖3的差動放大電路中可以追加與在圖2的差動放大電路中設(shè)置的第一電流鏡電路(Mn4、Mn5)和第二電流鏡電路(Mp9、MplO)同樣的電流鏡電路，也可以設(shè)置與在圖2的差動放大電路中設(shè)置的升壓電流調(diào)節(jié)用的MOS晶體管Mn6具有相同功能的MOS晶體管。另外，在所述實施例或變形例中表示了設(shè)置有在差動輸入級11和輸出級12的恒流源中分別流過升壓電流的MOS晶體管的情況，但是也可以設(shè)置在差動輸入級11或輸出級 12的恒流源的某一方中流過升壓電流的MOS晶體管。而且，在上述實施例或變形例中表示了以MOS晶體管構(gòu)成差動放大電路的情況，但是也可以使用雙極性晶體管來代替MOS晶體管。
在以上的說明中，說明了將本發(fā)明應(yīng)用于串聯(lián)穩(wěn)壓器的電壓控制用的差動放大電路的例子，但是本發(fā)明并不僅限于此，還可以廣泛利用于在負(fù)載大幅度變化的系統(tǒng)中所使用的差動放大電路。
權(quán)利要求
1.一種差動放大電路，其特征在于，具備差動輸入級，其具有將源極共同連接的一對差動MOS晶體管、在該差動MOS晶體管的漏極端子上分別連接的一對負(fù)載元件、在所述一對差動晶體管的共同源極上連接的第一恒流源；輸出級，其具有在柵極端子上接受所述差動輸入級的輸出節(jié)點的電位的輸出用MOS晶體管、與該輸出用MOS晶體管串聯(lián)連接的第二恒流源；與所述第一恒流源或所述第二恒流源并聯(lián)設(shè)置的恒流用MOS晶體管；以及在柵極端子上被施加了所述輸出用MOS晶體管和所述第二恒流源的連接節(jié)點的電位的升壓電流控制用MOS晶體管，當(dāng)在所述一對差動MOS晶體管之一的柵極端子上輸入的電壓變化時，所述升壓電流控制用MOS晶體管被導(dǎo)通，所述恒流用MOS晶體管的電流與所述第一恒流源或所述第二恒流源相加后，流入所述差動輸入級或所述輸出級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動放大電路，其特征在于， 所述第一恒流源或所述第二恒流源由在柵極端子上被施加了預(yù)定的偏置電壓的MOS 晶體管構(gòu)成，在所述恒流用MOS晶體管的柵極端子上施加所述偏置電壓，該恒流用MOS晶體管和所述升壓電流控制用MOS晶體管以串聯(lián)形態(tài)連接。
3.一種差動放大電路，其特征在于，具備差動輸入級，其具有將源極共同連接的一對差動MOS晶體管、在該差動MOS晶體管的漏極端子上分別連接的一對負(fù)載元件、在所述一對差動晶體管的共同源極上連接的第一恒流源；輸出級，其具有在柵極端子上接受所述差動輸入級的輸出節(jié)點的電位的輸出用MOS晶體管、與該輸出用MOS晶體管串聯(lián)連接的第二恒流源；與所述第一恒流源并聯(lián)設(shè)置的第一恒流用MOS晶體管； 與所述第二恒流源并聯(lián)設(shè)置的第二恒流用MOS晶體管；以及在柵極端子上被施加了所述輸出用MOS晶體管和所述第二恒流源的連接節(jié)點的電位的升壓電流控制用MOS晶體管，當(dāng)在所述一對差動MOS晶體管之一的柵極端子上輸入的電壓變化時，所述升壓電流控制用MOS晶體管被導(dǎo)通，所述第一恒流用MOS晶體管和所述第二恒流用MOS晶體管的電流分別與所述第一恒流源和所述第二恒流源相加后，流入所述差動輸入級和所述輸出級。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差動放大電路，其特征在于，所述第一恒流源以及所述第二恒流源分別由在柵極端子上被施加了預(yù)定的偏置電壓的MOS晶體管構(gòu)成，在所述第一以及第二恒流用MOS晶體管的柵極端子上共同施加了所述偏置電壓，對應(yīng)于所述第一恒流用MOS晶體管設(shè)有第一升壓電流控制用MOS晶體管，對應(yīng)于所述第二恒流用MOS晶體管設(shè)有第二升壓電流控制用MOS晶體管，所述第一恒流用MOS晶體管和所述第一升壓電流控制用MOS晶體管、所述第二恒流用 MOS晶體管和所述第二升壓電流控制用MOS晶體管分別以串聯(lián)形態(tài)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的差動放大電路，其特征在于，以與所述第二恒流用MOS晶體管成為串聯(lián)形態(tài)的方式連接有在柵極端子上被施加了與所述輸出用MOS晶體管相同的電壓的電流引出用的MOS晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的差動放大電路，其特征在于，所述差動放大電路具備與所述第二恒流用MOS晶體管成為串聯(lián)形態(tài)地連接的第一電流-電壓變換用MOS晶體管；與該第一電流-電壓變換用MOS晶體管柵極共同連接，構(gòu)成第一電流鏡電路的MOS晶體管；與該MOS晶體管成為串聯(lián)形態(tài)地連接的第二電流-電壓變換用MOS晶體管；與該第二電流-電壓變換用MOS晶體管柵極共同連接，構(gòu)成第二電流鏡電路的MOS晶體管，通過所述第一電流鏡電路和所述第二電流鏡電路反射后的電流，作為漏極電流流過所述輸出用MOS晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差動放大電路，其特征在于，與所述升壓電流控制用MOS晶體管串聯(lián)地連接被施加了預(yù)定的偏置電壓的電流用MOS 晶體管以及電流-電壓變換用MOS晶體管，將所述第一恒流用MOS晶體管和所述第二恒流用MOS晶體管與該電流-電壓變換用MOS晶體管柵極共同連接，構(gòu)成電流鏡電路。
8.一種串聯(lián)穩(wěn)壓器，其特征在于，所述串聯(lián)穩(wěn)壓器具備在電壓輸入端子和輸出端子之間連接的控制用的晶體管和權(quán)利要求1 7中任一項所述的差動放大電路，在所述差動輸入級的同向輸入端子上施加基準(zhǔn)電壓，在所述差動輸入級的反向輸入端子上施加所述輸出端子的電壓或?qū)⑵浞謮憾玫碾妷海ㄟ^所述輸出級的輸出節(jié)點的電壓控制所述控制用的晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供差動放大電路以及串聯(lián)穩(wěn)壓器，能夠根據(jù)負(fù)載的變化使流過恒流源的電流變化來提高過渡響應(yīng)特性。本發(fā)明的差動放大電路具備具有第一恒流源(Mp0)的差動輸入級、和具有在柵極端子上接受差動輸入級的輸出節(jié)點的電位的輸出用MOS晶體管(Mn3)以及與其串聯(lián)連接的第二恒流源(Mp3)的輸出級的差動放大電路中設(shè)置了與所述第一恒流源或第二恒流源并聯(lián)設(shè)置的恒流用MOS晶體管；和在柵極端子上施加了所述輸出用MOS晶體管和所述第二恒流源的連接節(jié)點的電位的升壓電流控制用MOS晶體管，當(dāng)差動輸入級的一方的輸入電壓變化時，升壓電流控制用MOS晶體管被導(dǎo)通，所述恒流用MOS晶體管的電流與所述第一恒流源或所述第二恒流源相加后，流入差動輸入級或輸出級。
文檔編號H03F3/45GK102331806SQ201110191028
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者寺田明廣, 櫻井康平, 高野陽一 申請人:三美電機株式會社