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公開番号2021175047
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211101
出願番号2020076075
出願日20200422
発明の名称増幅回路
出願人三菱電機株式会社
代理人特許業務法人深見特許事務所
主分類H03F 3/08 20060101AFI20211004BHJP(基本電子回路)
要約【課題】入力電流が下限電流よりも小さい場合でも安定に動作する増幅回路を提供する。
【解決手段】この増幅回路は、入力電流Iinを受ける入力端子T1と、入力電流Iinに応じた値の電圧Voを出力するための出力端子T2と、2つの増幅器A1,A2と、入力電流Iinが下限電流ILよりも大きい場合には2つの増幅器A1,A2を端子T1,T2間に直列接続し、入力電流Iinが下限電流ILよりも小さい場合には1つの増幅器A1を端子T1,T2間に接続する。したがって、入力電流Iinが下限電流ILよりも小さい場合でも、増幅回路は安定に動作する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
入力電流を受ける入力端子と、
前記入力電流に応じた値の電圧を出力するための出力端子と、
複数の増幅器と、
前記複数の増幅器のうちの前記入力電流に応じた数の増幅器を前記入力端子および前記出力端子間に直列接続する第1の切換回路とを備える、増幅回路。
続きを表示(約 1,700 文字)【請求項2】
前記第1の切換回路は、
前記入力電流が下限電流よりも大きい場合には、前記複数の増幅器のうちの全部または一部のN個の増幅器を前記入力端子および前記出力端子間に直列接続し、
前記入力電流が前記下限電流よりも小さい場合には、前記複数の増幅器のうちのN−1以下の個数の増幅器を前記入力端子および前記出力端子間に直列接続する、請求項1に記載の増幅回路。
【請求項3】
前記入力電流が前記下限電流よりも大きい場合には第1の信号を出力し、前記入力電流が前記下限電流よりも小さい場合には第2の信号を出力する入力電流検出部をさらに備え、
前記第1の切換回路は、
前記入力電流検出部から前記第1の信号が出力されている場合には、前記N個の増幅器を前記入力端子および前記出力端子間に直列接続し、
前記入力電流検出部から前記第2の信号が出力されている場合には、前記N−1以下の個数の増幅器を前記入力端子および前記出力端子間に直列接続する、請求項2に記載の増幅回路。
【請求項4】
前記複数の増幅器は、
前記入力電流に応じた値の第1の電圧を出力する第1の増幅器と、
前記第1の電圧に応じた値の第2の電圧を出力する第2の増幅器とを含み、
前記入力端子と前記第2の増幅器の出力ノードとの間に接続された抵抗素子をさらに備え、
前記入力電流検出部は、
前記第1の電圧に応じた値の第3の電圧を出力する第3の増幅器と、
前記第2の電圧と前記第3の電圧との高低を比較し、前記第2の電圧が前記第3の電圧よりも高い場合には前記第1の信号を出力し、前記第2の電圧が前記第3の電圧よりも低い場合には前記第2の信号を出力する比較器とを含み、
前記第1の切換回路は、
前記比較器から前記第1の信号が出力されている場合には、前記第2の電圧を前記出力端子に与え、
前記比較器から前記第2の信号が出力されている場合には、前記第1の電圧を前記出力端子に与える、請求項3に記載の増幅回路。
【請求項5】
前記第1の増幅器は、第1のバイアス電流源と第1のMOSトランジスタとを含むソース接地増幅器であり、
前記第2の増幅器は、第2のバイアス電流源と第2のMOSトランジスタとを含むソースフォロワ回路であり、
前記第3の増幅器は、第3のバイアス電流源と第3のMOSトランジスタとを含むソースフォロワ回路であり、
前記第1〜第3のバイアス電流源は、それぞれ第1〜第3のバイアス電流を流し、
前記第3のバイアス電流は、前記第2のバイアス電流と前記下限電流との差の電流である、請求項4に記載の増幅回路。
【請求項6】
前記比較器から前記第1の信号が出力されている場合には、前記第3のMOSトランジスタのボディに基準電圧を与え、前記比較器から前記第2の信号が出力されている場合には、前記第3のMOSトランジスタのボディとソースを接続する第2の切換回路をさらに備える、請求項5に記載の増幅回路。
【請求項7】
前記比較器は、
前記第2の電圧と前記第3の電圧との差の電圧である第4の電圧が上昇している場合には、前記第4の電圧が第1のしきい値電圧を超えたときに前記第1の信号を出力し、
前記第4の電圧が下降している場合には、前記第4の電圧が前記第1のしきい値電圧よりも低い第2のしきい値電圧を下回ったときに前記第2の信号を出力する、請求項4または請求項5に記載の増幅回路。
【請求項8】
前記入力端子と前記第1の増幅器の出力ノードまたは前記第2の増幅器の出力ノードとの間に接続された位相補償用のコンデンサをさらに備える、請求項4から請求項7のいずれか1項に記載の増幅回路。
【請求項9】
前記第1の増幅器の出力ノードと前記第2の増幅器の出力ノードとの間に接続された位相補償用のコンデンサをさらに備える、請求項4から請求項7のいずれか1項に記載の増幅回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、増幅回路に関する。
続きを表示(約 1,300 文字)【背景技術】
【0002】
従来の増幅回路は、入力電流を受ける入力端子と、入力電流に応じた値の電圧を出力するための出力端子と、入力端子と出力端子の間に直列接続された2つの増幅器と、入力端子と出力端子の間に接続された位相補償用のコンデンサとを含む。2つの増幅器は、非特許文献1(David A. Johns, KEN Martin ANALOG INTEGRATED CIRCUIT DESIGN John Wiley & Sons, 1997)に開示されている。
【0003】
また、特許文献1(国際公開第2014−049795号明細書)には、光ダイオードに流れる電流に応じて変化する内部電流に基づいて利得を変化させる増幅回路が開示されている。また、特許文献2(特開2006−311033号公報)には、中間段バッファの出力に基づいて利得を変化させる利得切替判断回路を備える増幅回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
国際公開第2014−049795号明細書
特開2006−311033号公報
【非特許文献】
【0005】
David A. Johns, KEN Martin ANALOG INTEGRATED CIRCUIT DESIGN John Wiley & Sons, 1997
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、従来の増幅回路および特許文献1に記載された増幅回路では、入力電流が下限電流よりも小さい場合には、動作が不安定になるという問題がある。これに対して、動作を安定化させるために位相補償用のコンデンサまたは抵抗を設けると、回路面積が大型化する。
【0007】
また、特許文献2に記載された増幅回路では、利得切替判断回路を設けたので、回路構成が複雑になり、回路面積および消費電力が増大するという問題がある。
【0008】
それゆえに、本開示の主たる目的は、入力電流が下限電流よりも小さい場合でも安定に動作する増幅回路をできるだけ回路面積および消費電力を増大させることなく、提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の増幅回路は、入力電流を受ける入力端子と、入力電流に応じた値の電圧を出力するための出力端子と、複数の増幅器と、複数の増幅器のうちの入力電流に応じた数の増幅器を入力端子および出力端子間に直列接続する第1の切換回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【0010】
本開示の増幅回路では、複数の増幅器のうちの入力電流に応じた数の増幅器を入力端子および出力端子間に直列接続する。したがって、たとえば、入力電流が下限電流よりも小さい場合には、一部の増幅器を入力端子および出力端子間に直列接続することにより、入力電流が下限電流よりも小さい場合でも、安定に動作することができる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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