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公開番号2025138210
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2024037166
出願日2024-03-11
発明の名称オペアンプ回路
出願人ディー・クルー・テクノロジーズ株式会社
代理人個人
主分類H03F 3/34 20060101AFI20250917BHJP(基本電子回路)
要約【課題】トランジスタ数を削減しながらノイズ及び入力オフセットの影響を低減したオペアンプ回路を提供する。
【解決手段】本発明のオペアンプ回路の一態様は、オペアンプ10の正極入力端子に一端が接続され、他端に入力信号が与えられる第1のスイッチ21と、オペアンプ10の負極入力端子に一端が接続される第2のスイッチ22と、第2のスイッチ22の他端に一端が接続され、他端に入力信号が与えられる第3のスイッチ23と、オペアンプ10の正極入力端子と第2のスイッチ22の他端との間に接続されるコンデンサCofsと、を有し、第1のスイッチ21から第3のスイッチ23は、それぞれ、スイッチトランジスタと、コンデンサCofsに近い側に配置された状態でスイッチトランジスタと直列に接続され、ソースとドレインが互いに接続され、対応するスイッチトランジスタとは逆相で導通状態が制御される容量トランジスタと、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
オペアンプと、
前記オペアンプの正極入力端子に一端が接続され、他端に入力信号が与えられる第１のスイッチと、
前記オペアンプの負極入力端子に一端が接続される第２のスイッチと、
前記第２のスイッチの他端に一端が接続され、他端に入力信号が与えられる第３のスイッチと、
前記オペアンプの前記正極入力端子と前記第２のスイッチの他端との間に接続されるコンデンサと、
前記第１のスイッチから前記第３のスイッチのオンオフ状態を制御するオフセットキャンセル制御回路と、を有し、
前記第１のスイッチから前記第３のスイッチは、それぞれ、
前記オフセットキャンセル制御回路からの指示に基づき導通状態と遮断状態が切り替えられるスイッチトランジスタと、
前記コンデンサに近い側に配置された状態で前記スイッチトランジスタと直列に接続され、ソースとドレインが互いに接続され、対応する前記スイッチトランジスタとは逆相で導通状態が制御される容量トランジスタと、を有するオペアンプ回路。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記スイッチトランジスタと前記容量トランジスタのゲート長を同一に設定した場合、前記スイッチトランジスタのゲート幅は、前記容量トランジスタの２倍の長さに設定される請求項１に記載のオペアンプ回路。
【請求項３】
前記オフセットキャンセル制御回路は、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチの組をオン状態、かつ、前記第３のスイッチをオフ状態とすることで前記オペアンプが前記入力信号に基づく出力信号を出力するキャリブレーション状態とし、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチの組をオフ状態、かつ、前記第３のスイッチをオン状態とすることで前記コンデンサに前記オペアンプの入力オフセット電圧に対応する電荷を蓄積する出力モニタ状態とし、
前記キャリブレーション状態から前記出力モニタ状態に切り替える際に、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチの組をオン状態からオフ状態とした後に予め設定したデットタイム期間の間前記第３のスイッチをオフ状態に維持し、その後、前記第３のスイッチをオン状態に切り替える請求項１に記載のオペアンプ回路。
【請求項４】
前記オペアンプの出力信号を前記オペアンプの負極入力端子に伝達する帰還回路を有する請求項１に記載のオペアンプ回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はオペアンプ回路に関し、例えば、オペアンプの入力端子間に入力オフセット電圧を有するオペアンプ回路に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
オペアンプ、正極入力端子と負極入力端子との電圧差を増幅して出力する回路である。しかし、オペアンプは、正極入力端子と負極入力端子とに同一電圧を入力したとしても、２つの入力電圧に差があるとする出力電圧が出力されることがある。このような入力電圧の理想的な電圧差と実際にオペアンプが増幅する電圧差との差が入力オフセットである。この入力オフセットは、オペアンプを構成する回路素子の特性に起因して生じるものである。高精度な電圧増幅を行おうとした場合、この入力オフセットはゼロにすることが理想である。そこで、このオペアンプの入力オフセットを補正する技術が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の画像表示装置の駆動装置は、ボルテージ・フォロアとして動作するオペアンプと、前記オペアンプで生じるオフセット電圧に相当する電荷を蓄積するコンデンサと、駆動対象とする画像表示装置に表示すべき画像を示す画像信号が前記オペアンプに入力されるとき、当該画像表示装置の画素毎に設けられ、前記画像信号に基づく電圧が印加される負荷と前記オペアンプの出力端とを接続し、前記画像信号を前記オペアンプに入力させ、これによって当該オペアンプで生じるオフセット電圧に相当する電荷が前記コンデンサに蓄積されたとき、前記負荷と前記オペアンプの出力端との接続を保持した状態で前記コンデンサに蓄積されている電荷と共に前記画像信号を当該オペアンプに入力させるように制御する制御手段と、を備える。
【０００４】
しかしながら、より高精度な電圧増幅を行おうとした場合、コンデンサの接続先の切り替えのために利用するスイッチの導通状態と遮断状態とを切り替える際にノイズが発生する。スイッチをトランジスタで構成した場合、例えば、特許文献２に記載されたインジェクション電流に起因したノイズが発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－２１０６８７号公報
特開２０１６－１９０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたオペアンプ回路のスイッチとして、特許文献２に記載されたセレクタ回路を適用した場合、スイッチを構成するトランジスタ数が多く、回路規模が増大する問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかるオペアンプ回路の一態様は、オペアンプと、前記オペアンプの正極入力端子に一端が接続され、他端に入力信号が与えられる第１のスイッチと、前記オペアンプの負極入力端子に一端が接続される第２のスイッチと、前記第２のスイッチの他端に一端が接続され、他端に入力信号が与えられる第３のスイッチと、前記オペアンプの前記正極入力端子と前記第２のスイッチの他端との間に接続されるコンデンサと、前記第１のスイッチから前記第３のスイッチのオンオフ状態を制御するオフセットキャンセル制御回路と、を有し、前記第１のスイッチから前記第３のスイッチは、それぞれ、前記オフセットキャンセル制御回路からの指示に基づき導通状態と遮断状態が切り替えられるスイッチトランジスタと、前記コンデンサに近い側に配置された状態で前記スイッチトランジスタと直列に接続され、ソースとドレインが互いに接続され、対応する前記スイッチトランジスタとは逆相で導通状態が制御される容量トランジスタと、を有する。
【０００８】
本発明にかかるオペアンプ回路は、スイッチとして機能するスイッチトランジスタと、スイッチトランジスタに直列に接続され、容量素子として機能する容量トランジスタと、を有することで、スイッチトランジスタの導通状態を切り替える際のインジェクション電流を容量トランジスタで吸収する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかるオペアンプ回路によれば、スイッチノイズの影響及び入力オフセットの影響を抑制したオペアンプ回路を小さな回路規模で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１にかかるオペアンプ回路の回路図である。
実施の形態１にかかるオペアンプ回路の詳細な回路図である。
実施の形態１にかかるオペアンプ回路の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態２にかかるオペアンプ回路の回路図である。
実施の形態３にかかるオペアンプ回路の回路図である。
実施の形態４にかかるオペアンプ回路の第１の回路例である。
実施の形態４にかかるオペアンプ回路の第２の回路例である。
実施の形態４にかかるオペアンプ回路の第３の回路例である。
【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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