JP2012028879A - Amplifier circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は増幅回路に関し、特に差動増幅回路を用いた増幅回路に関する。 The present invention relates to an amplifier circuit, and more particularly to an amplifier circuit using a differential amplifier circuit.
光通信において用いられる受光回路(増幅回路)には、フォトダイオードから入力される電流を電圧に変換するトランスインピーダンスアンプ(TIA:Trans Impedance Amp)が用いられることがある。例えば特許文献1には、平滑回路を備える発明が開示されている。 A light receiving circuit (amplifying circuit) used in optical communication may use a transimpedance amplifier (TIA) that converts a current input from a photodiode into a voltage. For example, Patent Document 1 discloses an invention including a smoothing circuit.
しかしながら、従来の技術では、増幅回路の出力信号にリップルが発生することがあった。本願発明は上記課題に鑑み、リップルを抑制することが可能な増幅回路を提供することを目的とする。 However, in the conventional technique, a ripple may occur in the output signal of the amplifier circuit. In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an amplifier circuit capable of suppressing ripples.
本発明は、抵抗の一端と容量の一端とが接続されてなる平滑回路と、入力端子と、前記平滑回路が備える前記抵抗の他端に接続されてなる出力端子と、を有し、かつ電源電圧が印加される第1増幅器と、前記平滑回路が備える前記容量の他端に接続されてなる出力端子を有し、かつ前記第1増幅器と同じ電源電圧が印加される第2増幅器と、一方の入力端子が前記第1増幅器の出力端子に接続され、他方の入力端子が前記抵抗の一端と前記容量の一端との間のノードに接続されてなる差動増幅回路と、を具備する増幅回路である。本発明によれば、第1増幅器と第2増幅器とにおけるリップルの影響を相殺することで、リップルを抑制することができる。 The present invention includes a smoothing circuit in which one end of a resistor and one end of a capacitor are connected, an input terminal, and an output terminal connected to the other end of the resistor included in the smoothing circuit, and a power source A first amplifier to which a voltage is applied; and a second amplifier having an output terminal connected to the other end of the capacitor included in the smoothing circuit and to which the same power supply voltage as that of the first amplifier is applied. And a differential amplifier circuit in which the other input terminal is connected to a node between one end of the resistor and one end of the capacitor. It is. According to the present invention, the ripple can be suppressed by canceling the influence of the ripple in the first amplifier and the second amplifier.
上記構成において、前記第1増幅器の出力端子に接続されてなる入力端子と、前記差動増幅回路の一方の入力端子に接続されてなる出力端子とを有する第1ソースフォロワ回路と、前記ノードに接続されてなる出力端子と、前記差動増幅回路の他方の入力端子に接続されてなる出力端子とを有する第2ソースフォロワ回路と、を具備し、前記第2ソースフォロア回路のゲート幅は、前記第1ソースフォロア回路のゲート幅より小さい構成とすることができる。この構成によれば、リーク電流を抑制し、オフセット電圧を小さくすることができる。また第1増幅器側と第2増幅器側の両方にソースフォロア回路を設けているため、DCレベルの変動を抑制することができる。 In the above configuration, a first source follower circuit having an input terminal connected to the output terminal of the first amplifier and an output terminal connected to one input terminal of the differential amplifier circuit; and A second source follower circuit having an output terminal connected and an output terminal connected to the other input terminal of the differential amplifier circuit, and the gate width of the second source follower circuit is: The gate width of the first source follower circuit may be smaller. According to this configuration, the leakage current can be suppressed and the offset voltage can be reduced. Further, since the source follower circuit is provided on both the first amplifier side and the second amplifier side, fluctuations in the DC level can be suppressed.
上記構成において、前記第2ソースフォロア回路のゲート幅と前記第1ソースフォロア回路のゲート幅の比は、1:5以上である構成とすることができる。この構成によれば、リーク電流を抑制し、オフセット電圧を小さくすることができる。 In the above configuration, the ratio of the gate width of the second source follower circuit to the gate width of the first source follower circuit may be 1: 5 or more. According to this configuration, the leakage current can be suppressed and the offset voltage can be reduced.
上記構成において、前記第1増幅器は、第1帰還抵抗を有し、前記第2増幅器は、第2帰還抵抗を有する構成とすることができる。 In the above configuration, the first amplifier may have a first feedback resistor, and the second amplifier may have a second feedback resistor.
上記構成において、前記第2帰還抵抗は、前記第1帰還抵抗よりも小さい抵抗である構成とすることができる。この構成によれば、第2帰還抵抗の熱雑音を抑制し、第2増幅器が出力する信号を安定にすることができる。 In the above configuration, the second feedback resistor may be configured to be smaller than the first feedback resistor. According to this configuration, it is possible to suppress the thermal noise of the second feedback resistor and stabilize the signal output from the second amplifier.
上記構成において、前記容量は、前記電源電圧に発生する交流成分を通過させる大きさの容量である構成とすることができる。この構成によれば、第2増幅器の出力信号が交流成分を有したまま容量を通過するため、第1増幅器と第2増幅器とにおけるリップルの影響を相殺することで、リップルを抑制することができる。 The said structure WHEREIN: The said capacity | capacitance can be set as the structure of a magnitude | size which allows the alternating current component which generate | occur | produces in the said power supply voltage to pass through. According to this configuration, since the output signal of the second amplifier passes through the capacitor while having an AC component, the ripple can be suppressed by offsetting the influence of the ripple in the first amplifier and the second amplifier. .
上記構成において、前記交流成分は、10KHz〜10MHzの周波数を有する構成とすることができる。 In the above configuration, the AC component may have a frequency of 10 KHz to 10 MHz.
本発明によれば、リップルを抑制することが可能な増幅回路を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the amplifier circuit which can suppress a ripple can be provided.
まず、比較例について説明する。図1は比較例に係る増幅回路100を例示する回路図である。図1に示すように、増幅回路100は、第1増幅器10、平滑回路20、差動増幅回路40を備える。入力端子Tinには、フォトダイオード14のアノードが接続されている。フォトダイオード14のカソードは電源Vapdに接続されている。入力端子Tinに入力した通信信号である入力信号(入力電流)Iinは、第1増幅器10の入力信号(入力電流)Itiaとなる。
First, a comparative example will be described. FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an
第1増幅器10は、アンプ12及び帰還抵抗R0を備え、電流を電圧に変換するトランスインピーダンスアンプとして機能する。入力信号Itiaが第1増幅器10に入力される。第1増幅器10はノードNtiaに出力信号(出力電圧)Vtiaを出力する。またアンプ12には、電源電圧Vdd及びVssが印加される。アンプ12は電源電圧Vdd及びVssを用いて、入力信号Itiaを増幅して出力信号Vtiaを出力する。
The
第1増幅器10と差動増幅回路40との間のノードNtiaには、平滑回路20が接続されている。平滑回路20は抵抗R1の一端と容量C1の一端とが接続されてなる。第1増幅器10の出力端子は、ノードNtiaを介して、平滑回路20が備える抵抗R1の他端に接続されてなる。抵抗R1の一端と容量C1の一端との間のノードNrefには、差動増幅回路40の入力端子が接続されている。容量C1の他端は接地されている。平滑回路20は、出力信号Vtiaを平滑化し、ノードNrefに参照信号Vrefを出力する。
A
差動増幅回路40は、アンプ42及びアンプ44を備える。アンプ42及び44には、電源電圧Vdd及びVssが印加される。差動増幅回路40が備えるアンプ42の一方の入力端子は、第1増幅器10の出力端子に接続されている。アンプ42の他方の入力端子は、平滑回路20の抵抗R1と容量C1との間のノードNrefFに接続されている。差動増幅回路40は、第1増幅器10から出力された出力信号Vtiaと、第1増幅器10から出力され平滑回路20を介して入力される参照信号Vrefとを差動増幅する。言い換えれば、差動増幅回路40は、出力信号Vtiaを、参照信号Vrefと比較することで、矩形信号に変換する変換回路である。より詳しくは、アンプ42が出力信号Vtiaと参照信号Vrefとを差動増幅する。さらにアンプ44は、アンプ42の出力信号を差動増幅し、矩形波を出力する。アンプ44は、矩形信号を生成するリミットアンプとして機能する。差動増幅回路40は、出力信号Vtiaが参照信号Vref1より大きければ、出力端子Toutに正の出力信号(出力電圧)Voutを、出力端子Toutbに負の出力信号Voutbを、それぞれ出力する。また差動増幅回路40は、出力信号Vtiaが参照信号Vref1より小さければ、出力端子Toutに負の出力信号Voutを、出力端子Toutbに正の出力信号Voutbを出力する。
The
フォトダイオード14の電源電圧は例えば30Vである。電源電圧Vddは電源電圧Vssよりも大きい電圧であり、例えば電源電圧Vddは3.3V、電源電圧Vssはグランドである。帰還抵抗R0は例えば2.2kΩ、抵抗R1は例えば2kΩ、容量C1は例えば2.2nFである。
The power supply voltage of the
次に比較例に係る増幅回路100の動作について説明する。図2は比較例に係る増幅回路のタイミングチャートを例示する図である。横軸は時間を表す。縦軸は、上から電源電圧の差Vdd−Vss、出力信号Vtia、参照信号Vref、差動増幅回路40の出力信号の差Vout−Voutb、それぞれの電圧を表す。
Next, the operation of the
図2に示すように、アンプ12に印加される電源電圧Vdd及びVssの間には、リップルが発生することがある。このリップルは、例えば受信回路が実装されるボードにおける他の機器の急激な付加変動などにより、一時的又は周期的に電圧が変動することを示している。リップルの周波数成分は、例えば10KHz〜10MHz程度の周波数を有する。アンプ12は電源電圧を用いて、入力信号Iinを増幅して出力信号Vtiaを出力する。このため、電源電圧Vdd及びVssの間にリップルが発生すると、出力信号Vtiaにもリップルが発生することとなる。これに対し、参照信号Vrefは、出力信号Vtiaが平滑回路20により平滑化された信号である。このため、参照信号Vrefに発生するリップルは、出力信号Vtiaに発生するリップルよりも小さくなる。言い換えれば、出力信号Vtiaと参照信号Vrefとでは、リップルの生じ方に差異が生じる。上述のように、差動増幅回路40は出力信号Vtiaと参照信号Vrefとを差動増幅する。このため、出力信号Vtiaと参照信号Vrefとのリップルの生じ方によって、信号の比較結果に変動が生じる。この結果、差動増幅回路40の出力信号Vout及びVoutbにもリップル成分が出力される。
As illustrated in FIG. 2, a ripple may occur between the power supply voltages Vdd and Vss applied to the
次に図面を用いて、本発明の実施例について説明する。図3は実施例1に係る増幅回路を例示する回路図である。図1において説明した構成については、説明を省略する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the amplifier circuit according to the first embodiment. Description of the configuration described in FIG. 1 is omitted.
図3に示すように、実施例1に係る増幅回路100aは、第1増幅器10、平滑回路20、差動増幅回路40、及び第2増幅器30を備える。つまり、実施例1に係る増幅回路100aは、比較例に係る増幅回路100に第2増幅器30を追加したものである。
As illustrated in FIG. 3, the
第2増幅器30は、アンプ32及び帰還抵抗R2を備える。第2増幅器30の出力端子は、平滑回路20が備える容量C1の他端に接続されてなる。すなわち、第2増幅器30から出力される出力信号Vtia2は、容量C1及びノードNrefを介して、アンプ42に入力される。言い換えれば、実施例1における参照信号Vrefは、第1増幅器10から出力され平滑回路20に入力した信号と、第2増幅器30から出力され容量C1を通過した出力信号Vtia2とを重ね合わせた信号となる。アンプ32には、アンプ12と同じ電源電圧Vdd及びVssが印加される。なお、実施例1においては、抵抗R1は例えば300kΩ、容量C1は例えば14pF、第2増幅器30の帰還抵抗R2は例えば5Ωである。
The
次に実施例1に係る増幅回路の動作について説明する。図4は実施例1に係る増幅回路のタイミングチャートを例示する図である。 Next, the operation of the amplifier circuit according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a timing chart of the amplifier circuit according to the first embodiment.
図4に示すように、電源電圧Vdd及びVssの間には、リップルが発生することがある。この場合、出力信号Vtiaにもリップルが発生する。このことは、実施例1においても比較例と同様である。その一方で、実施例1においては、参照信号Vrefにも、出力信号Vtiaと近似したリップルが発生する。この原因について説明する。 As shown in FIG. 4, a ripple may occur between the power supply voltages Vdd and Vss. In this case, a ripple also occurs in the output signal Vtia. This is the same as in the comparative example in Example 1. On the other hand, in the first embodiment, the reference signal Vref also has a ripple that approximates the output signal Vtia. This cause will be described.
第2増幅器30のアンプ32には、アンプ12と同じ電源電圧Vdd及びVssが印加されている。第2増幅器30は、電源電圧Vdd及びVssを用いて、帰還抵抗R2を介して入力される信号を増幅し、出力信号Vtia2を出力する。このため、電源電圧Vdd及びVssの間にリップルが発生すると、第2増幅器30の出力信号Vtia2には、第1増幅器10の出力信号Vtiaと同じく、電源電圧に起因するリップルが発生する。容量C1は、出力信号Vtia2のリップル成分が通過するような容量である。このため、出力信号Vtia2のリップル成分は、容量C1により変動を受けにくい。上述のように、参照信号Vrefは出力信号Vtia2の成分を含んだ信号である。従って、参照信号Vrefにも、電源電圧に起因するリップルが発生することとなる。すなわち、出力信号Vtiaと参照信号Vrefとでは、リップルの生じ方が近似する。
The same power supply voltages Vdd and Vss as the
差動増幅回路40は、それぞれリップルが発生している出力信号Vtiaと参照信号Vrefとを差動増幅する。つまり、出力信号Vtiaと参照信号Vrefとでリップルの影響を相殺することができる。この結果、図4に示すように、差動増幅回路40の出力信号Vout及びVoutbにおいてリップルを抑制することが可能となる。
The
平滑回路20が備える容量C1の大きさは14pFとしたが、容量C1は14pFに限定されない。ただし容量C1は、出力信号Vtia2の交流成分を通過させるような大きさであることが好ましい。つまり、容量C1は交流成分、特に電源電圧Vddに発生するリップルのような高周波信号に対して短絡していることが好ましい。このことにより、出力信号Vtiaがリップル成分を有したまま容量C1を通過する。この結果、参照信号Vrefもリップル成分を有することになり、差動増幅回路40の出力信号Vout及びVoutbにおいてリップルを抑制することが可能となる。なおリップルは、10KHz〜10MHzの周波数を有する。
Although the size of the capacitor C1 included in the smoothing
また、第1増幅器10が備える帰還抵抗R0は2.2kΩ、第2増幅器30が備える帰還抵抗R2は5Ωとしたが、抵抗の大きさはこれらに限定されない。例えば帰還抵抗R0と帰還抵抗R2とは、同じ大きさでもよい。ただし、抵抗が大きい場合、抵抗の熱雑音も大きくなる。第2増幅器30の出力信号Vtia2に熱雑音成分が加わると、参照信号Vrefにも熱雑音成分が加わり不安定となる。参照信号Vrefを安定させるためには、第2増幅器30の帰還抵抗R2が、例えば5Ωのように、第1増幅器10の帰還抵抗R0より小さいことが好ましい。
The feedback resistor R0 included in the
実施例2はソースフォロア回路を用いる例である。信号の受信及び増幅を良好に行うためには、平滑回路20による平滑化の時定数を調整することが要求される。例えば図1に示した比較例に係る増幅回路100では、抵抗R1を例えば2kΩ、容量C1を例えば2.2nFとしている。増幅回路100では、平滑回路20が備える容量C1として、増幅回路100の外部に接続される外付けの部品を用いることがある。容量C1は抵抗R1とグランドとの間に接続されるため、容量C1を外付けの部品とすることが容易である。外付けの部品を用いると、容量C1を例えば2.2nFのような大きさとすることが容易である。
The second embodiment is an example using a source follower circuit. In order to satisfactorily receive and amplify the signal, it is required to adjust the time constant of smoothing by the smoothing
これに対し、図3に示したような増幅回路100aでは、容量C1が抵抗R1と第2増幅器30との間に接続されるため、容量C1を外付けの部品とすることが困難となる。また、低コスト化や回路の小型化を図るために、第1増幅器10、平滑回路20、第2増幅器30、及び差動増幅回路40を同一の基板に集積して設けることがある。つまり、構成、コスト、小型化等の観点から、平滑回路20が備える容量C1として外付けの部品を用いることが難しい場合がある。この場合、容量C1には、抵抗R1や増幅器が設けられている基板と同一の基板に集積化した、例えばMIM(Metal Insulator Metal)キャパシタを用いる。容量C1として例えばMIMキャパシタを用いる場合、外付けの場合よりも容量が小さくなることがある。例えば、集積化した場合の容量C1は14pFで、外付けの部品を用いる場合の2.2nFよりも容量が小さくなる。容量C1の大きさを小さくした場合、平滑回路20の時定数を調節するためには、抵抗R1を高くすることが要求される。このため、例えば抵抗R1は300kΩであり、図1における2kΩより高い。
On the other hand, in the
アンプ42が備えるトランジスタ(後述する図6のトランジスタ47)のゲート−ソース間にはリーク電流が発生することがある。図6のように、抵抗R1として、例えば300kΩのような高い抵抗を用いた場合、リーク電流と高い抵抗R1とに起因して、アンプ42のオフセット電圧が大きくなる。実施例2では、リーク電流を抑制するために、ソースフォロア回路を設けている。ソースフォロア回路は入力インピーダンスが高い回路である。つまりソースフォロア回路を設けることで、電流を流れにくくし、リーク電流を抑制する。
A leak current may occur between the gate and the source of a transistor (
図5に示すように、第1増幅器10と差動増幅回路40との間に第1ソースフォロア回路50が、ノードNrefと差動増幅回路40との間に第2ソースフォロア回路52が、それぞれ直列接続されている。第1ソースフォロア回路50の入力端子は第1増幅器10の出力端子に接続され、出力端子は差動増幅回路40が備えるアンプ42の一方の入力端子に接続されている。第2ソースフォロア回路52の入力端子はノードNrefに接続され、出力端子はアンプ42の他方の入力端子に接続されている。つまり実施例2に係る増幅回路100bは、実施例1に係る増幅回路100aに、第1ソースフォロア回路50及び第2ソースフォロア回路52を追加した回路である。第1ソースフォロア回路50には出力信号Vtiaが入力され、第2ソースフォロア回路52には参照信号Vrefが入力される。
As shown in FIG. 5, a first
さらに詳しく回路について説明する。図6は実施例2に係る増幅回路を例示する回路図である。図6においては、図5の平滑回路20、第1ソースフォロア回路50、第2ソースフォロア回路52、及びアンプ42を詳細に示す。
The circuit will be described in more detail. FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an amplifier circuit according to the second embodiment. In FIG. 6, the smoothing
図6に示すように、増幅回路100bは、平滑回路20、アンプ42、トランジスタ54,55,56及び57、を備える。既述したように平滑回路20は抵抗R1と容量C1とを備える。トランジスタ54及び55は第1ソースフォロア回路50として機能する。第1増幅器10の出力信号Vtiaは、ノードNtiaを介して、トランジスタ54のゲートに入力される。トランジスタ54のドレインは電源Vddに接続されている。トランジスタ54のソースは、トランジスタ55のドレイン、及びアンプ42が備えるトランジスタ46のゲートに接続されている。トランジスタ55のソースは、トランジスタ55のゲート及び電源Vssに接続されている。トランジスタ55は負荷として機能する。
As shown in FIG. 6, the
トランジスタ56及び57は第2ソースフォロア回路52として機能する。参照信号Vrefは、ノードNrefを介して、トランジスタ56のゲートに入力される。トランジスタ56のドレインは電源Vddに接続されている。トランジスタ56のソースは、トランジスタ57のドレイン、及びアンプ42が備えるトランジスタ47のゲートに接続されている。トランジスタ57のソースは、トランジスタ57のゲート及び電源Vssに接続されている。トランジスタ57は負荷として機能する。ソースフォロア回路は、入力インピーダンスが高い。このため、ソースフォロア回路が設けられることで、電流が流れにくくなる。
The
ここで、増幅回路100bにおけるトランジスタのゲート幅について説明する。トランジスタ54とトランジスタ56、及びトランジスタ55とトランジスタ57、各々におけるゲート幅の比率は例えば12:1である。つまり、出力信号Vtiaが流れる回路(Vtia側の回路)と、参照信号Vrefが流れる回路(Vref側の回路)とでは、ソースフォロア回路が備えるトランジスタにおいて、ゲート幅が12:1で一定である。トランジスタに流れる電流は、ゲート幅に依存する。すなわち、ゲート幅が小さい方が、トランジスタに流れる電流は小さくなり、またソースフォロア回路に流れる電流も小さくなる。つまり、第2ソースフォロア回路52の方が、第1ソースフォロア回路50よりも、電流が流れにくい。このため、ゲート幅が小さいVref側の回路は、ゲート幅が大きいVtia側の回路よりも電流が流れにくくなる。なおゲート幅の比は12:1に限定されず、例えば5:1としても電流の流れやすさには変化が生じる。
Here, the gate width of the transistor in the
アンプ42は抵抗R3、R4及びR5、トランジスタ46,47及び48を備える。トランジスタ46のドレインは抵抗R3及びR4を介して電源Vddに接続され、トランジスタ47のドレインは抵抗R3及びR5を介して電源Vddに接続されている。トランジスタ46のソース及びトランジスタ47のソースは、トランジスタ48のドレインに接続され、トランジスタ48を介して電源Vssに接続されている。トランジスタ48は電流源として機能する。トランジスタ46のゲートに出力信号Vtiaが入力され、トランジスタ47のゲートに参照信号Vrefが入力される。アンプ42は出力信号を図5のアンプ44に出力する。
The
次に実施例2に係る増幅回路の動作について説明する。図7(a)はアンプ42が備えるトランジスタ47のゲート−ソース間にリーク電流が発生した場合の増幅回路のタイミングチャートであり、図7(b)は実施例2に係る増幅回路のタイミングチャートを例示する図である。横軸は時間を表す。縦軸は上から、第1増幅器10の出力信号Vtiaと参照信号Vrefとを重畳したチャート、及び差動増幅回路40の出力信号Voutを表す。上側のチャートにおいて、破線は参照信号Vrefを表し、実線は出力信号Vtiaを表す。図7(a)の点線は、リーク電流が小さい場合の参照信号Vref,及び出力信号Voutを例示するものである。まずリーク電流が大きい場合の問題について説明する。
Next, the operation of the amplifier circuit according to the second embodiment will be described. FIG. 7A is a timing chart of the amplifier circuit when a leak current occurs between the gate and the source of the
図7(a)に破線で示すように、リーク電流が大きい場合、参照信号Vrefの電圧は、リーク電流が小さい場合の電圧(図中の点線)よりも低下する。このため、出力信号Vtiaと参照信号Vrefとの大小関係が変化する。この結果、リーク電流が小さい場合のパルス幅(図中の破線)と比較して、実線で示す出力信号Voutのパルス幅には歪みが発生する。これにより、増幅回路の伝送特性が悪化することがある。次に実施例2に係る増幅回路100bのタイミングチャートについて説明する。
As indicated by a broken line in FIG. 7A, when the leakage current is large, the voltage of the reference signal Vref is lower than the voltage when the leakage current is small (dotted line in the drawing). For this reason, the magnitude relationship between the output signal Vtia and the reference signal Vref changes. As a result, the pulse width of the output signal Vout indicated by the solid line is distorted as compared with the pulse width when the leakage current is small (broken line in the figure). This may deteriorate the transmission characteristics of the amplifier circuit. Next, a timing chart of the
図7(b)に示すように、実施例2においてはリーク電流が抑制されるため、参照信号Vrefの電圧の低下も抑制される。つまり、図中の破線のように参照信号Vrefの電圧は、例えば出力信号Vtiaの振幅のほぼ中心の電圧となる。言い換えれば、アンプ42のオフセット電圧が小さくなる。このため、出力信号Voutのパルス幅の歪みが抑制される。結果的に、増幅回路100bの伝送特性の悪化が抑制される。
As shown in FIG. 7B, since the leakage current is suppressed in the second embodiment, the decrease in the voltage of the reference signal Vref is also suppressed. That is, as indicated by the broken line in the figure, the voltage of the reference signal Vref is, for example, a voltage approximately at the center of the amplitude of the output signal Vtia. In other words, the offset voltage of the
実施例2によれば、第2増幅器30を設けたことにより、実施例1と同様にリップルを抑制することができる。また第1ソースフォロア回路50、及び第1ソースフォロア回路50よりゲート幅が小さい第2ソースフォロア回路52を設けているため、リーク電流を抑制して、オフセット電圧を小さくすることができる。従って、抵抗R1を高くすることができる。抵抗R1を調整することで、平滑回路20の時定数を調整することができる。従って、容量C1を外付けの部品としなくてもよく、第1増幅器10、平滑回路20、第2増幅器30、及び差動増幅回路40を同一の基板に集積することで、低コスト化・小型化を図ることができる。
According to the second embodiment, since the
リーク電流を抑制するためには、参照信号Vref側にソースフォロア回路を設ければよい。しかしながら、出力信号Vtia側と参照信号Vref側とのうち、一方のみにソースフォロア回路を設けると、出力信号Vtiaと参照信号Vrefとの間でDCレベルが変動する。DCレベルの変動を抑制し、出力信号Vtia側と参照信号Vref側とをバランスさせるためには、それぞれにソースフォロア回路を設けることが好ましい。また、ソースフォロア回路による出力信号Vtiaの減衰を抑制するためには、第1ソースフォロア回路50のゲート幅を大きくして、出力信号Vtia側では電流を流れやすくすることが好ましい。これに対して、リーク電流を抑制するためには、第2ソースフォロア回路52のゲート幅を小さくして、電流を流れにくくすることが好ましい。すなわち、第2ソースフォロア回路52のゲート幅を第1ソースフォロア回路50のゲート幅より小さくすることで、リーク電流を抑制し、かつ大きな出力信号Vtiaを確保することができる。結果的に、増幅回路100bを集積化した場合でも、抵抗R1を高くすることで平滑回路20の時定数を調節でき、かつソースフォロア回路を設けることでリーク電流を抑制することができる。
In order to suppress the leakage current, a source follower circuit may be provided on the reference signal Vref side. However, if a source follower circuit is provided on only one of the output signal Vtia side and the reference signal Vref side, the DC level varies between the output signal Vtia and the reference signal Vref. In order to suppress the fluctuation of the DC level and balance the output signal Vtia side and the reference signal Vref side, it is preferable to provide a source follower circuit for each. In order to suppress the attenuation of the output signal Vtia by the source follower circuit, it is preferable to increase the gate width of the first
図6の増幅回路100bでは、出力信号Vtia側の第1ソースフォロア回路50と、参照信号Vref側の第2ソースフォロア回路52とのゲート幅の比率を12:1としているが、例えば5:1等のように比率を変更してもよい。つまり、トランジスタ54とトランジスタ56、及びトランジスタ55とトランジスタ57、各々におけるゲート幅の比率を5:1以上とすることで、リーク電流を効果的に抑制することができる。またゲート幅の比率を12:1とすることで、リーク電流をより効果的に抑制することができる。
In the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
第1増幅器 10
アンプ 12,32
フォトダイオード 14
平滑回路 20
第2増幅器 30
差動増幅回路 40
第1ソースフォロア回路 50
第2ソースフォロア回路 52
増幅回路 100,100a,100b
Smoothing
First
Second
Claims (7)
入力端子と、前記平滑回路が備える前記抵抗の他端に接続されてなる出力端子と、を有し、かつ電源電圧が印加される第1増幅器と、
前記平滑回路が備える前記容量の他端に接続されてなる出力端子を有し、かつ前記第1増幅器と同じ電源電圧が印加される第2増幅器と、
一方の入力端子が前記第1増幅器の出力端子に接続され、他方の入力端子が前記抵抗の一端と前記容量の一端との間のノードに接続されてなる差動増幅回路と、を具備することを特徴とする増幅回路。 A smoothing circuit in which one end of a resistor and one end of a capacitor are connected;
A first amplifier having an input terminal and an output terminal connected to the other end of the resistor included in the smoothing circuit, to which a power supply voltage is applied;
A second amplifier having an output terminal connected to the other end of the capacitor provided in the smoothing circuit and to which the same power supply voltage as that of the first amplifier is applied;
A differential amplifier circuit in which one input terminal is connected to the output terminal of the first amplifier, and the other input terminal is connected to a node between one end of the resistor and one end of the capacitor. An amplifier circuit characterized by the above.
前記ノードに接続されてなる出力端子と、前記差動増幅回路の他方の入力端子に接続されてなる出力端子とを有する第2ソースフォロワ回路と、を具備し、
前記第2ソースフォロア回路のゲート幅は、前記第1ソースフォロア回路のゲート幅より小さいことを特徴とする請求項1記載の増幅回路。 A first source follower circuit having an input terminal connected to the output terminal of the first amplifier and an output terminal connected to one input terminal of the differential amplifier circuit;
A second source follower circuit having an output terminal connected to the node and an output terminal connected to the other input terminal of the differential amplifier circuit;
2. The amplifier circuit according to claim 1, wherein a gate width of the second source follower circuit is smaller than a gate width of the first source follower circuit.
前記第2増幅器は、第2帰還抵抗を有することを特徴とする請求項1から3記載の増幅回路。 The first amplifier has a first feedback resistor;
4. The amplifier circuit according to claim 1, wherein the second amplifier has a second feedback resistor.
The amplifier circuit according to claim 6, wherein the AC component has a frequency of 10 KHz to 10 MHz.
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