特許ウォッチ

公開番号2025103637
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221164
出願日2023-12-27
発明の名称演算増幅器
出願人日清紡マイクロデバイス株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類H03F 3/45 20060101AFI20250702BHJP(基本電子回路)
要約【課題】容易に入力オフセット電圧の変動または入力オフセット電圧を低減できる演算増幅器を提供する。
【解決手段】電流源41からの電流が分流されるトリミング抵抗Rt1,Rt2が、抵抗R1,R2の接続点と、抵抗R3,R4の接続点との間に直列接続されている。電流源42からの電流が分流されるトリミング抵抗Rt3,Rt4が、抵抗R5,R6の接続点と、抵抗R7,R8の接続点との間に直列接続されている。電流源41及び電流源42の少なくとも一方から供給される電流が、オンオフ可能に設けられる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の電流回路と、
エミッタ又はソースが共通接続され、前記第１の電流回路からの電流を分流する第１の差動トランジスタ及び第２の差動トランジスタと、
前記第１の差動トランジスタのコレクタ又はドレインと、第１の電源電圧が供給された第１の電源端子との間に、直列接続された第１の抵抗及び第２の抵抗と、
前記第２の差動トランジスタのコレクタ又はドレインと、前記第１の電源端子との間に、直列接続された第３の抵抗及び第４の抵抗とを有する第１の増幅回路と、
第２の電流回路と、
エミッタ又はソースが共通接続され、前記第２の電流回路からの電流を分流する、前記第１の差動トランジスタ及び前記第２の差動トランジスタとは逆極性の第３の差動トランジスタ及び第４の差動トランジスタと、
前記第３の差動トランジスタのコレクタ又はドレインと、第２の電源電圧が供給された第２の電源端子との間に、直列接続された第５の抵抗及び第６の抵抗と、
前記第４の差動トランジスタのコレクタ又はドレインと、前記第２の電源端子との間に、直列接続された第７の抵抗及び第８の抵抗とを有する第２の増幅回路と、
第３の電流回路と、
前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗の接続点と、前記第３の抵抗及び前記第４の抵抗の接続点との間に直列接続され、前記第３の電流回路からの電流が分流される、抵抗値が調整可能な第１の調整抵抗及び第２の調整抵抗と、
第４の電流回路と、
前記第５の抵抗及び前記第６の抵抗の接続点と、前記第７の抵抗及び前記第８の抵抗の接続点との間に直列接続され、前記第４の電流回路からの電流が分流される、抵抗値が調整可能な第３の調整抵抗及び第４の調整抵抗とを備え、
前記第３の電流回路及び前記第４の電流回路の少なくとも一方から供給される電流が、オンオフ可能に設けられた、
演算増幅器。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の演算増幅器において、
第５の電流回路と、
前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗の接続点と、前記第３の抵抗及び前記第４の抵抗の接続点との間、または、前記第５の抵抗及び前記第６の抵抗の接続点と、前記第７の抵抗及び前記第８の抵抗の接続点との間、に直列接続され、前記第５の電流回路からの電流が分流される、抵抗値が調整可能な第５の調整抵抗及び第６の調整抵抗と備え、
前記第５の調整抵抗及び前記第６の調整抵抗は、前記第１の調整抵抗及び前記第２の調整抵抗、または、前記第３の調整抵抗及び前記第４の調整抵抗、と並列接続された、
演算増幅器。
【請求項３】
請求項２に記載の演算増幅器において、
前記第１の増幅回路のみが動作可能な入力同相電圧範囲を第１の電圧範囲、前記第１の増幅回路及び前記第２の増幅回路の双方が動作可能な入力同相電圧範囲を第２の電圧範囲、前記第２の増幅回路のみが動作可能な入力同相電圧範囲を第３の電圧範囲とした場合、
前記第３の電流回路は、入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲のうち一つの場合のみ、電流がオンされ、
前記第４の電流回路は、前記入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲のうち前記第３の電流回路がオンする電圧範囲を除いた残りのうち一つの場合のみ、電流がオンされ、
前記第５の電流回路は、前記入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲の場合に電流がオンされる、または、前記入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲のうち前記第３の電流回路及び前記第４の電流回路がオンする電圧範囲を除いた残りの一つの場合のみ、電流をオンする、
演算増幅器。
【請求項４】
請求項１に記載の演算増幅器において、
前記第１の差動トランジスタ側に接続された前記第１の抵抗及び前記第２の差動トランジスタ側に接続された前記第３の抵抗が、抵抗値が調整可能な第５の調整抵抗及び第６の調整抵抗から構成された、
演算増幅器。
【請求項５】
請求項１又は４に記載の演算増幅器において、
前記第１の増幅回路のみが動作可能な入力同相電圧範囲を第１の電圧範囲、前記第１の増幅回路及び前記第２の増幅回路の双方が動作可能な入力同相電圧範囲を第２の電圧範囲、前記第２の増幅回路のみが動作可能な入力同相電圧範囲を第３の電圧範囲とした場合、
前記第３の電流回路は、入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲のうち一つの場合のみ、電流がオンされ、
前記第４の電流回路は、前記入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲のうち前記第３の電流回路がオンする電圧範囲を除いた残りの一つの場合のみ、電流がオンされる、
演算増幅器。
【請求項６】
請求項１に記載の演算増幅器において、
入力同相電圧が予め定めた第４の電圧範囲にある場合に、前記第１の電流回路から前記第１の差動トランジスタ及び前記第２の差動トランジスタに電流を供給し、前記第２の電流回路から前記第３の差動トランジスタ及び前記第４の差動トランジスタに供給される電流を遮断し、
入力同相電圧が予め定めた第５の電圧範囲にある場合に、前記第２の電流回路から前記第３の差動トランジスタ及び前記第４の差動トランジスタに電流を供給し、前記第１の電流回路から前記第１の差動トランジスタ及び前記第２の差動トランジスタに供給する電流を遮断する切替部を備えた、
演算増幅器。
【請求項７】
請求項６に記載の演算増幅器において、
前記第３の電流回路は、前記入力同相電圧が前記第４の電圧範囲の場合にのみ、電流がオンされ、
前記第４の電流回路は、前記入力同相電圧が前記第５の電圧範囲の場合にのみ、電流がオンされる、
演算増幅器。
【請求項８】
請求項６に記載の演算増幅器において、
前記第２の電流回路は、カレントミラー回路を構成し、ダイオード接続された第５のトランジスタ及び前記第５のトランジスタに流れる電流を折り返す第６のトランジスタを有し、
前記第５のトランジスタが前記第１の電流回路に直列接続され、
前記第６のトランジスタが前記第３の差動トランジスタ及び前記第４の差動トランジスタのエミッタ又はソースと前記第１の電源端子と間に接続され、
前記切替部は、前記第１の電流回路と前記第５のトランジスタとの間に接続され、
前記第４の電流回路は、前記第５のトランジスタとともにカレントミラー回路を構成し、前記第５のトランジスタに流れる電流を折り返す第７のトランジスタを有し、
前記第７のトランジスタが、前記第３の調整抵抗及び前記第４の調整抵抗の接続点と、前記第１の電源端子との間に接続され、
前記第１の電流回路は、電流源から電流が供給される第８のトランジスタとともにカレントミラー回路を構成し、前記第８のトランジスタに流れる電流を折り返す第９のトランジスタを有し、
前記第３の電流回路は、前記第８のトランジスタとともにカレントミラー回路を構成し、前記第８のトランジスタに流れる電流を折り返す第１０のトランジスタを有し、
前記第１０のトランジスタが、前記第１の調整抵抗及び前記第２の調整抵抗の接続点と前記第２の電源端子との間に接続された、
演算増幅器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、演算増幅器に関する。
続きを表示（約 4,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、演算増幅器として図１２に示されたものが提案されている（例えば、特許文献１）。図１２に示すように、演算増幅器１００は、同相入力電圧が負電源電圧ＶＥＥ付近であっても動作できる差動トランジスタＱ１，Ｑ２から構成されたＰＮＰ回路２と、同相入力電圧が正電源電圧ＶＣＣ付近であっても動作できる差動トランジスタＱ３，Ｑ４から構成されたＮＰＮ回路３とを備えている。図１２に示す演算増幅器１００によれば、同相入力電圧を負電源電圧ＶＥＥ付近から正電源電圧ＶＣＣまでの広い範囲とすることができる。
【０００３】
上述した演算増幅器１００の入力オフセット電圧を調整するために、差動トランジスタＱ１，Ｑ２に直列接続される抵抗をトリミング抵抗Ｒｔ１１，Ｒｔ１２から構成し、差動トランジスタＱ３，Ｑ４に直列接続される抵抗をトリミング抵抗Ｒｔ１３，Ｒｔ１４から構成することが考えられる。上述した演算増幅器１００は、同相入力範囲によって、（１）ＰＮＰ回路２のみが動作する動作状態と、（２）ＮＰＮ回路３のみが動作する動作状態と、（３）ＰＮＰ回路２及びＮＰＮ回路３の双方が動作する動作状態と、の３つの動作状態に切り替えられる。また、（１）の動作状態と（２）の動作状態との２つの動作状態に切り替える構成も考えらえる。
【０００４】
この場合、例えば、（１）の動作状態で入力オフセット電圧が０Ｖとなるようにトリミング抵抗Ｒｔ１１，Ｒｔ１２を調整した後、（２）の動作状態で入力オフセット電圧が０Ｖとなるようにトリミング抵抗Ｒｔ１３，Ｒｔ１４を調整する。ところが、このトリミング抵抗Ｒｔ１３，Ｒｔ１４の調整により（１）の動作状態での入力オフセット電圧が変動して０Ｖにならない。このため、入力オフセット電圧の変動や、入力オフセット電圧自体を低減するのが難しい、という課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－２６７０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、容易に入力オフセット電圧の変動または入力オフセット電圧を低減できる演算増幅器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために、本発明に係る演算増幅器は、下記［１］～［８］を特徴としている。
［１］
第１の電流回路と、
エミッタ又はソースが共通接続され、前記第１の電流回路からの電流を分流する第１の差動トランジスタ及び第２の差動トランジスタと、
前記第１の差動トランジスタのコレクタ又はドレインと、第１の電源電圧が供給された第１の電源端子との間に、直列接続された第１の抵抗及び第２の抵抗と、
前記第２の差動トランジスタのコレクタ又はドレインと、前記第１の電源端子との間に、直列接続された第３の抵抗及び第４の抵抗とを有する第１の増幅回路と、
第２の電流回路と、
エミッタ又はソースが共通接続され、前記第２の電流回路からの電流を分流する、前記第１の差動トランジスタ及び前記第２の差動トランジスタとは逆極性の第３の差動トランジスタ及び第４の差動トランジスタと、
前記第３の差動トランジスタのコレクタ又はドレインと、第２の電源電圧が供給された第２の電源端子との間に、直列接続された第５の抵抗及び第６の抵抗と、
前記第４の差動トランジスタのコレクタ又はドレインと、前記第２の電源端子との間に、直列接続された第７の抵抗及び第８の抵抗とを有する第２の増幅回路と、
第３の電流回路と、
前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗の接続点と、前記第３の抵抗及び前記第４の抵抗の接続点との間に直列接続され、前記第３の電流回路からの電流が分流される、抵抗値が調整可能な第１の調整抵抗及び第２の調整抵抗と、
第４の電流回路と、
前記第５の抵抗及び前記第６の抵抗の接続点と、前記第７の抵抗及び前記第８の抵抗の接続点との間に直列接続され、前記第４の電流回路からの電流が分流される、抵抗値が調整可能な第３の調整抵抗及び第４の調整抵抗とを備え、
前記第３の電流回路及び前記第４の電流回路の少なくとも一方から供給される電流が、オンオフ可能に設けられた、
演算増幅器であること。
［２］
［１］に記載の演算増幅器において、
第５の電流回路と、
前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗の接続点と、前記第３の抵抗及び前記第４の抵抗の接続点との間、または、前記第５の抵抗及び前記第６の抵抗の接続点と、前記第７の抵抗及び前記第８の抵抗の接続点との間、に直列接続され、前記第５の電流回路からの電流が分流される、抵抗値が調整可能な第５の調整抵抗及び第６の調整抵抗と備え、
前記第５の調整抵抗及び前記第６の調整抵抗は、前記第１の調整抵抗及び前記第２の調整抵抗、または、前記第３の調整抵抗及び前記第４の調整抵抗、と並列接続された、
演算増幅器であること。
［３］
［２］に記載の演算増幅器において、
前記第１の増幅回路のみが動作可能な入力同相電圧範囲を第１の電圧範囲、前記第１の増幅回路及び前記第２の増幅回路の双方が動作可能な入力同相電圧範囲を第２の電圧範囲、前記第２の増幅回路のみが動作可能な入力同相電圧範囲を第３の電圧範囲とした場合、
前記第３の電流回路は、入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲のうち一つの場合のみ、電流がオンされ、
前記第４の電流回路は、前記入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲のうち前記第３の電流回路がオンする電圧範囲を除いた残りのうち一つの場合のみ、電流がオンされ、
前記第５の電流回路は、前記入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲の場合に電流がオンされる、または、前記入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲のうち前記第３の電流回路及び前記第４の電流回路がオンする電圧範囲を除いた残りの一つの場合のみ、電流をオンする、
演算増幅器であること。
［４］
［１］に記載の演算増幅器において、
前記第１の差動トランジスタ側に接続された前記第１の抵抗及び前記第２の差動トランジスタ側に接続された前記第３の抵抗が、抵抗値が調整可能な第５の調整抵抗及び第６の調整抵抗から構成された、
演算増幅器であること。
［５］
［１］又は［４］に記載の演算増幅器において、
前記第１の増幅回路のみが動作可能な入力同相電圧範囲を第１の電圧範囲、前記第１の増幅回路及び前記第２の増幅回路の双方が動作可能な入力同相電圧範囲を第２の電圧範囲、前記第２の増幅回路のみが動作可能な入力同相電圧範囲を第３の電圧範囲とした場合、
前記第３の電流回路は、入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲のうち一つの場合のみ、電流がオンされ、
前記第４の電流回路は、前記入力同相電圧が前記第１の電圧範囲～前記第３の電圧範囲のうち前記第３の電流回路がオンする電圧範囲を除いた残りの一つの場合のみ、電流がオンされる、
演算増幅器であること。
［６］
［１］に記載の演算増幅器において、
入力同相電圧が予め定めた第４の電圧範囲にある場合に、前記第１の電流回路から前記第１の差動トランジスタ及び前記第２の差動トランジスタに電流を供給し、前記第２の電流回路から前記第３の差動トランジスタ及び前記第４の差動トランジスタに供給される電流を遮断し、
入力同相電圧が予め定めた第５の電圧範囲にある場合に、前記第２の電流回路から前記第３の差動トランジスタ及び前記第４の差動トランジスタに電流を供給し、前記第１の電流回路から前記第１の差動トランジスタ及び前記第２の差動トランジスタに供給する電流を遮断する切替部を備えた、
演算増幅器であること。
［７］
［６］に記載の演算増幅器において、
前記第３の電流回路は、前記入力同相電圧が前記第４の電圧範囲の場合にのみ、電流がオンされ、
前記第４の電流回路は、前記入力同相電圧が前記第５の電圧範囲の場合にのみ、電流がオンされる、
演算増幅器であること。
［８］
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、容易に入力オフセット電圧の変動または入力オフセット電圧を低減できる演算増幅器を提供することができる。
【０００９】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、第１実施形態における本発明の演算増幅器を示す回路図である。
図２は、図１に示すトリミング抵抗のトリミングについて説明するための説明図である。
図３は、図１に示す演算増幅器のトリミング抵抗の調整前、調整後の入力同相電圧に対する入力オフセット電圧を示すグラフである。
図４は、第２実施形態における本発明の演算増幅器を示す回路図である。
図５は、第３実施形態における本発明の演算増幅器を示す回路図である。
図６は、第４実施形態における本発明の演算増幅器を示す回路図である。
図７は、図６に示す演算増幅器のトリミング抵抗の調整前、調整後の入力同相電圧に対する入力オフセット電圧を示すグラフである。
図８は、第５実施形態における本発明の演算増幅器を示す回路図である。
図９は、第６実施形態における本発明の演算増幅器を示す回路図である。
図１０は、図９に示す演算増幅器のトリミング抵抗の調整前、調整後の入力同相電圧に対する入力オフセット電圧を示すグラフである。
図１１は、第７実施形態における本発明の演算増幅器を示す回路図である。
図１２は、従来の演算増幅器の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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