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公開番号2024131165
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023041258
出願日2023-03-15
発明の名称増幅回路及びシステム
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H03F 3/34 20060101AFI20240920BHJP(基本電子回路)
要約【課題】オフセットが小さく、安定性、高速性に優れた増幅回路を提供する。
【解決手段】増幅回路1において、電流源回路11は、電流I1、I2が一定の大きさを有するように供給する。電流I2は、電流I1から出力回路15が流すことを求められる大きさのアイドル電流を引いた大きさを有し、電流I1より小さい。アイドル電流は、入力端INMの電圧が入力端INPの電圧と実質的に等しい間に出力回路15内に流れる電流であり、このとき出力端OUTに電流は流れない。差動回路12は、入力電圧VINM及びVINPに基づく大きさの電流I3及びI4を出力し、差動回路13は、差動回路12同様に、電流I5及びI6を出力する。減算回路14は、電流I3、I4及びI7を受け取り、電流I3の大きさから電流I7の大きさが減じられて得られる大きさの電流I8と電流I4の大きさから電流I7の大きさが減じられて得られる大きさの電流I9を出力する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１電流及び前記第１電流の大きさと異なる大きさを有する第２電流を出力する第１回路と、
前記第１電流を受け取り、第１電圧及び第２電圧を受け、前記第１電圧及び第２電圧に基づく大きさの第３電流、及び前記第１電圧及び第２電圧に基づく大きさの第４電流を出力する第２回路と、
前記第２電流を受け取り、前記第１電圧及び前記第２電圧を受け、前記第１電圧及び前記第２電圧に基づく大きさの第５電流、及び前記第１電圧及び前記第２電圧に基づく大きさの第６電流を出力する第３回路と、
前記第３電流の大きさから前記第５電流及び前記第６電流の和の第７電流の大きさが減じられた大きさの第８電流、及び前記第４電流の大きさから前記第７電流の前記大きさが減じられた大きさの第９電流を出力する第４回路と、
前記第８電流及び前記第９電流を受け取り、前記第８電流に基づく第１０電流を第１端に出力し、前記第９電流に基づく第１１電流を前記第１端に出力する第５回路と、
を備える増幅回路。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記第２回路は、
前記第１電流を受け取る第２端と、前記第３電流を出力する第３端と、前記第１電圧を受ける第１ゲートと、を含む第１トランジスタと、
前記第１電流を受け取る第４端と、前記第４電流を出力する第５端と、前記第２電圧を受ける第２ゲートと、を含む第２トランジスタと、
を含み、
前記第３回路は、
前記第２電流を受け取る第６端と、前記第５電流を出力する第７端と、前記第１電圧を受ける第３ゲートと、を含む第３トランジスタと、
前記第２電流を受け取る第７端と、前記第６電流を出力する第８端と、前記第２電圧を受ける第４ゲートと、を含む第４トランジスタと、
を含む、
請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタは、実質的に同じサイズを有し、
前記第３トランジスタ及び前記第４トランジスタは、実質的に同じサイズを有する、
請求項２に記載の増幅回路。
【請求項４】
前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ、前記第３トランジスタ、及び前記第４トランジスタは、実質的に同じ電流密度を有する、
請求項２に記載の増幅回路。
【請求項５】
前記第４回路は、前記第７電流を受け取り、第１０電流及び第１１電流を出力する第１カレントミラー回路を含み、
前記第３電流は、前記第８電流と前記第１０電流との和であり、
前記第４電流は、前記第９電流と前記第１１電流との和である、
請求項１に記載の増幅回路。
【請求項６】
前記第１カレントミラー回路は、第５トランジスタと、第６トランジスタと、第７トランジスタと、を含み、
前記第５トランジスタは、前記第１電流を出力する第３端と接続された第９端と、第５ゲートと、を含み、
前記第６トランジスタは、前記第２電流を出力する第５端と接続された第１０端と、第６ゲートと、を含み、
前記第７トランジスタは、前記第５電流及び前記第６電流を受け取る第１ノードと接続された第１１端と、第７ゲートと、を含み、
前記第７ゲートは、前記第１１端、前記第５ゲート、及び前記第６ゲートと接続されている、
請求項５に記載の増幅回路。
【請求項７】
前記第５回路は、
前記第８電流を受け取り、前記第１０電流を出力する第２カレントミラー回路と、
前記第９電流を受け取り、第１２電流を出力する第３カレントミラー回路と、
を含む、
請求項１に記載の増幅回路。
【請求項８】
前記第２カレントミラー回路は、第８トランジスタと、第９トランジスタと、を含み、
前記第８トランジスタは、前記第３電流を受け取る第１２端と、前記第１２端と接続された第７ゲートと、を含み、
前記第９トランジスタは、前記第１端と接続された第１３端と、前記第７ゲートと接続された第８ゲートと、を含み、
前記第３カレントミラー回路は、第１０トランジスタと、第１１トランジスタと、第１２トランジスタと、第１３トランジスタと、を含み、
前記第１０トランジスタは、前記第４電流を受け取る接続された第１４端と、前記第１４端と接続された第９ゲートと、を含み、
前記第１１トランジスタは、第１５端と、前記第９ゲートと接続された第１０ゲートと、を含み、
前記第１２トランジスタは、前記第１５端と接続された第１６端と、前記第１６端と接続された第１１ゲートと、を含み、
前記第１３トランジスタは、前記第１端と接続された第１７端と、前記第１１ゲートと接続された第１２ゲートと、を含む、
請求項７に記載の増幅回路。
【請求項９】
前記第１回路は、第１３電流を受け取り、前記第１電流及び前記第２電流を出力する第５カレントミラー回路を含む、
請求項１に記載の増幅回路。
【請求項１０】
前記第５カレントミラー回路は、第１４トランジスタと、第１５トランジスタと、第１６トランジスタと、を含み、
前記第１４トランジスタは、前記第１３電流を受け取る第１８端と、前記第１８端と接続された第１３ゲートと、を含み、
前記第１５トランジスタは、前記第１電流を出力する第１９端と、前記第１３ゲートと接続された第１４ゲートと、を含み、
前記第１６トランジスタは、前記第２電流を出力する第２０端と、前記第１３ゲートと接続された第１５ゲートと、を含む、
請求項９に記載の増幅回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、増幅回路及びシステムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
微小な信号を増幅するセンサシステムに使われる増幅回路は、オフセットが小さいこと、高い利得を有すること、少ない電流しか消費しないこと、高速で動作すること、及び安定して動作することを求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１９／０１９０４７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オフセットが小さく、安定性、高速性に優れた増幅回路を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態による増幅回路は、第１回路と、第２回路と、第３回路と、第４回路と、第５回路とを含む。上記第１回路は、第１電流及び上記第１電流の大きさと異なる大きさを有する第２電流を出力する。上記第２回路は、上記第１電流を受け取り、第１電圧及び第２電圧を受け、上記第１電圧及び第２電圧に基づく大きさの第３電流、及び上記第１電圧及び第２電圧に基づく大きさの第４電流を出力する。上記第３回路は、上記第２電流を受け取り、上記第１電圧及び上記第２電圧を受け、上記第１電圧及び上記第２電圧に基づく大きさの第５電流、及び上記第１電圧及び上記第２電圧に基づく大きさの第６電流を出力する。上記第４回路は、上記第３電流の大きさから上記第５電流及び上記第６電流の和の第７電流の大きさが減じられた大きさの第８電流、及び上記第４電流の大きさから上記第７電流の上記大きさが減じられた大きさの第９電流を出力する。上記第５回路は、上記第８電流及び上記第９電流を受け取り、上記第８電流に基づく第１０電流を第１端に出力し、上記第９電流に基づく第１１電流を上記第１端に出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態の増幅回路を含んだシステムの例を示す。
図２は、第１実施形態の増幅回路を含んだ増幅部の構成要素及び構成要素の接続を示す。
図３は、第１実施形態の増幅回路の構成要素及び構成要素の接続を示す。
図４は、第１実施形態の増幅回路の構成要素及び構成要素の接続のより詳細な例を示す。
図５は、第１実施形態の増幅回路の構成要素及び構成要素の接続のさらに詳細な例を示す。
図６は、第１実施形態の増幅回路の幾つかの要素の配置の例を概略的に示す。
図７は、第１実施形態の増幅回路による入力オフセットの分布を示す。
図８は、第１実施形態の増幅回路での周波数と位相との関係を示す。
図９は、第１実施形態の増幅回路での入力電圧差と出力電流との関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に実施形態が図面を参照して記述される。或る実施形態又は相違する実施形態での略同一の機能及び構成を有する複数の構成要素は、互いに区別されるために、参照符号の末尾にさらなる数字又は文字が付加される場合がある。
【０００８】
本明細書及び特許請求の範囲において、或る第１要素が別の第２要素に「接続されている」とは、第１要素が直接的又は常時或いは選択的に導電性となる要素を介して第２要素に接続されていることを含む。
【０００９】
１．第１実施形態
図１は、第１実施形態の増幅回路を含んだシステムの例を示す。図１に示されるように、一例において、システム１００は、センサ素子１０、増幅回路２０、オフセットキャンセル回路３０、波形成型回路４０、制御回路５０、ドライバ回路６０、及び負荷７０を含む。
【００１０】
センサ素子１０は、センサの種類に基づいて生成される形式の信号を出力する。センサ素子１０の例は、ホール素子を含む。ホール素子は、ホール効果を応用したセンサ素子である。センサ素子の信号には本来の信号以外にオフセットのような誤差を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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