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公開番号2025119898
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024015004
出願日2024-02-02
発明の名称差動アンプおよび半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H03F 3/45 20060101AFI20250807BHJP(基本電子回路)
要約【課題】高速動作が可能な差動アンプを提供する。
【解決手段】差動アンプ1は、第1入力電圧Vinpと第2入力電圧Vinnとの差に応じた出力電圧Vout1を生成し、第1入力電圧Vinpが入力される非反転入力端子INPおよび第2入力電圧Vinnが入力される反転入力端子INNに接続される入力差動対12と、トランジスタを2段積みして構成され、入力差動対12に能動負荷として接続されたカスコードカレントミラー回路22を含む能動負荷回路20と、カスコードカレントミラー回路22の出力ノードの信号に応じた出力電圧を生成する出力段30と、を備え、能動負荷回路20は、カスコードカレントミラー回路22の1段目を構成するトランジスタのゲートと基準電圧ノードとの間にキャパシタが設けられる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１入力電圧と第２入力電圧との差に応じた出力電圧を生成する差動アンプであって、
前記第１入力電圧が入力される非反転入力端子および前記第２入力電圧が入力される反転入力端子に接続される入力差動対と、
トランジスタを２段積みして構成され、前記入力差動対に能動負荷として接続されたカスコードカレントミラー回路を含む能動負荷回路と、
前記カスコードカレントミラー回路の出力ノードの信号に応じた前記出力電圧を生成する出力段と、を備え、
前記能動負荷回路は、前記カスコードカレントミラー回路の１段目を構成するトランジスタのゲートと基準電圧ノードとの間にキャパシタが設けられる、
差動アンプ。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記能動負荷回路は、前記カスコードカレントミラー回路の１段目を構成するトランジスタのゲートとの間において、前記キャパシタに直列接続された抵抗がさらに設けられる、
請求項１に記載の差動アンプ。
【請求項３】
前記入力差動対は、前記非反転入力端子に接続された第１トランジスタと、前記反転入力端子に接続された第２トランジスタとを含み、
前記カスコードカレントミラー回路は、１段目を構成する第３トランジスタおよび第４トランジスタと、２段目を構成する第５トランジスタおよび第６トランジスタと、を含み、
前記第６トランジスタのドレインは、前記カスコードカレントミラー回路の出力ノードに接続され、
前記第１トランジスタのドレインは、前記第４トランジスタのドレインおよび前記第６トランジスタのソースに接続され、
前記第２トランジスタのドレインは、前記第３トランジスタのドレインおよび前記第５トランジスタのソースに接続される、
請求項１に記載の差動アンプ。
【請求項４】
前記出力段は、ハイサイドトランジスタと、ローサイドトランジスタと、前記ハイサイドトランジスタのドレインとソースとの間に設けられた第１位相補償キャパシタと、前記ローサイドトランジスタのドレインとソースとの間に設けられた第２位相補償キャパシタと、を含む、
請求項１に記載の差動アンプ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の差動アンプを備えた半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、差動アンプおよび半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
差動アンプ（オペアンプ）は、２つの入力電圧の差を増幅するために用いられる。たとえば特許文献１には、入力差動対と、入力差動対にテイル電流を供給するテイル電流源と、入力差動対に能動負荷として接続されたカスコードカレントミラー回路とを備えたオペアンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－９６９７０号公報
【０００４】
［概要］
しかしながら、本発明者、以下の課題を認識するに至った。一般的に、差動アンプの出力段には、位相補償用のキャパシタが設けられる。このキャパシタの容量が大きいと、高周波数成分が減衰され、差動アンプの高速な動作を実現することが難しい。
【０００５】
本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、高速動作が可能な差動アンプを提供することにある。
【０００６】
本開示のある態様は、差動アンプに関する。差動アンプは、第１入力電圧と第２入力電圧との差に応じた出力電圧を生成する。差動アンプは、第１入力電圧が入力される非反転入力端子および第２入力電圧が入力される反転入力端子に接続される入力差動対と、トランジスタを２段積みして構成され、入力差動対に能動負荷として接続されたカスコードカレントミラー回路を含む能動負荷回路と、カスコードカレントミラー回路の出力ノードの信号に応じた出力電圧を生成する出力段と、を備える。能動負荷回路は、カスコードカレントミラー回路の１段目を構成するトランジスタのゲートと基準電圧ノードとの間にキャパシタが設けられる。
【０００７】
本開示の別の態様は、半導体装置に関する。半導体装置は、上記差動アンプを備える。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本開示の一実施形態に係る差動アンプの回路図である。
図２は、比較技術に係る差動アンプの回路図である。
図３は、比較例１，２に係る差動アンプの周波数特性を示す図である。
図４は、比較例１および実施例１に係る差動アンプの周波数特性を示す図である。
図５は、実施例１，２に係る差動アンプの周波数特性を示す図である。
【００１０】
［詳細な説明］
（概要）
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。この概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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