放大電路及電壓調節器的制作方法

本發明涉及能夠改善相位特性的放大電路以及具有該放大電路的電壓調節器。

背景技術：

圖5是現有的負反饋放大電路的電路圖。

現有的負反饋放大電路500由源極接地放大電路的放大電路510和放大電路520構成。放大電路510由串聯連接的電流源511和NMOS晶體管512構成。

放大電路510的輸出與放大電路520的輸入連接。放大電路520的輸出與放大電路510的NMOS晶體管512的柵極連接。

放大電路510基于NMOS晶體管512的驅動電流，放大并輸出被輸入至放大電路510的電壓。放大電路520放大并輸出放大電路510的輸出電壓V1a。由放大電路520生成的反饋電壓V2輸入至放大電路510。

因此，負反饋放大電路500以將工作點保持為固定值的方式進行工作。例如，根據NMOS晶體管512的驅動電流與電流源511的電流幾乎相等這一點，放大電路510的輸出電壓V1a和放大電路520的輸出電壓V2要保持為固定值(例如參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開平7-183736號公報

技術實現要素：

但是，現有的負反饋放大電路500由于在放大電路的輸出中出現的極，存在導致反饋電壓的相位延遲、負反饋電路振蕩的可能性較大的問題。

出現極的頻率受負載電容和負載電阻的影響。例如，當負載電容小且負載電阻小時，極出現在高頻率，導致相位延遲。又例如，當負載電容大且負載電阻大時，極出現在低頻率，導致相位延遲。另外，根據應用的不同，負載電容、負載電阻的條件不同。

為了降低導致負反饋電路振蕩的可能性，重要的是基于面對的應用的負載電容、負載電阻的條件，準確捕獲出現極的頻率來進行應對。

本發明是為了解決這樣的問題而完成的，目的在于提供能夠改善相位特性的放大電路以及具有該放大電路的電壓調節器。

為了解決現有問題，本發明的放大電路以及具有該放大電路的電壓調節器如下構成。

即，放大電路對輸入至輸入端子的電壓進行放大而輸出至輸出端子，所述放大電路的特征在于，具有：電流源；第1晶體管，其柵極與所述輸入端子連接；第2晶體管，其漏極與所述電流源連接，源極與所述第1晶體管的漏極連接，柵極與所述輸入端子連接；以及電容，其一個端子與所述第2晶體管的源極連接，所述第2晶體管的漏極與所述輸出端子連接。

此外，電壓調節器具有該放大電路。

發明的效果

根據本發明的能夠改善相位特性的放大電路以及具有該放大電路的電壓調節器，由于具有基于產生相位超前電流的電容的信號傳播路徑，因此緩和了反饋電壓的相位延遲。因此，能提供可降低導致負反饋電路振蕩的可能性、可改善相位特性的放大電路以及具有該放大電路的電壓調節器。

附圖說明

圖1是示出本實施方式的放大電路的一例的電路圖。

圖2是示出本實施方式的放大電路的另一例的電路圖。

圖3是具有本實施方式的放大電路的電壓調節器的電路圖。

圖4是示出具有本實施方式的放大電路的電壓調節器的另一例的電路圖。

圖5是現有的負反饋放大電路的電路圖。

標號說明

110、120、130、140：放大電路；111：電流源；212、213：電壓源。

具體實施方式

圖1是示出本實施方式的放大電路的一例的電路圖。

圖1的本實施方式的放大電路110具有電流源111、NMOS晶體管112及113和電容114。

NMOS晶體管112的源極與接地端子(VSS)連接，柵極與放大電路110的輸入端子連接。NMOS晶體管113的源極與NMOS晶體管112的漏極連接，柵極與放大電路110的輸入端子連接。電流源111連接于電源端子(VDD)與NMOS晶體管113的漏極之間。電容114連接于NMOS晶體管113的源極與接地端子之間。放大電路110的輸出端子與NMOS晶體管113的漏極連接。

對本實施方式的放大電路110的動作進行說明。

NMOS晶體管112的柵極被施加放大電路110的輸入電壓即電壓V2。NMOS晶體管112的柵極/源極間電壓成為與電壓V2同步的電壓，因此，NMOS晶體管112流過與電壓V2相應的電流。

NMOS晶體管113的柵極也被施加電壓V2。NMOS晶體管113由于所謂的源極跟隨器，源極上出現與電壓V2同步的電壓。電容114產生的電流與施加于電容114的電壓相比，相位超前，因此，在被施加與電壓V2同步的電壓的電容114中流過相位比電壓V2超前的電流。

放大電路110根據NMOS晶體管112驅動的電流與經過電容114的電流相加而得的電流，放大所輸入的電壓V2并作為電壓V1a輸出。

電容的頻率越高，阻抗越低。因此，經過電容114的電流的頻率越高，則該電流越大。電壓V2的頻率提高時，相位比電壓V2超前的、經過電容114的電流變得比較大，因此，電壓V1a的相位超前。

因此，在將本實施方式的放大電路用于負反饋放大電路的情況下，反饋電壓(電壓V2)的相位延遲得到緩和，即，得到相位補償效果，能夠構成穩定的負反饋放大電路。

如以上說明的那樣，根據本實施方式的放大電路，設置基于產生相位超前電流的電容的信號傳播路徑，因此，具有該放大電路的負反饋放大電路緩和了反饋電壓的相位延遲，能夠改善相位特性。因此，具有該放大電路的負反饋放大電路(例如電壓調節器)能夠降低導致振蕩的可能性，從而能穩定地工作。

另外，電流源111是承擔放大電路110中的負載的元件即可，不必限定為電流源。例如，從電阻等能夠使用的元件中適當地選擇即可。

此外，如圖2所示，電容114可以串聯地具有電阻211。該情況下，經過電容114的電流受到電阻211的限制，因此，放大電路210能期待限制頻帶的效果，可以預期能實現耐高頻噪聲特性優良的放大電路的優點。

此外，電容114構成為與接地端子連接，但如圖2所示，即使具有以接地端子的電壓為基準的電壓源212，也可得到同樣的效果。例如，電壓源212的電壓可以與電源端子的電壓相同。

此外，在NMOS晶體管113的柵極處，可以在放大電路的輸入端子與NMOS晶體管113的柵極之間具有電壓源213。即，可知即使在NMOS晶體管113的源極出現與放大電路的輸入電壓V2加上電壓源213的電壓后的電壓同步的電壓，也可得到同樣的效果。此外，電壓源213也可以設置在放大電路的輸入端子與NMOS晶體管112的柵極之間。

此外，在以上的說明中，以本實施方式的放大電路使用NMOS晶體管為前提進行了說明，以使用PMOS晶體管為前提的放大電路也同樣地，通過設置基于產生相位超前電流的電容的信號傳播路徑，能夠改善相位特性。因此，具有該放大電路的負反饋放大電路(例如電壓調節器)能夠降低導致振蕩的可能性，從而能穩定地工作。

接著，對圖3所示的具有本實施方式的放大電路的電壓調節器的例子進行說明。

電壓調節器100具有圖1所示的放大電路110、放大電路120、輸出端子101。放大電路120具有NMOS晶體管121、電阻122、電阻123。

放大電路110的輸出端子與放大電路120的輸入端子連接。放大電路120的輸出端子與電壓調節器100的輸出端子101連接，反饋電壓輸出端子與放大電路110的輸入端子連接。

NMOS晶體管121、電阻122以及電阻123在電源端子與接地端子之間串聯連接。NMOS晶體管121的柵極與放大電路120的輸入端子連接，源極與放大電路120的輸出端子連接。電阻122與電阻123的連接點連接至放大電路120的反饋電壓輸出端子。

接著，對電壓調節器100的動作進行說明。

放大電路120基于輸入的電壓V1a進行放大工作，輸出放大的電壓VOUT。此外，放大電路120利用電阻122及電阻123對電壓VOUT進行分壓，將反饋電壓即電壓V2輸出至放大電路110的輸入端子。因此，放大電路110和放大電路120彼此輸入端子與輸出端子連接，因此，構成負反饋放大電路。當電壓VOUT降低時，即作為反饋電壓的電壓V2降低時，由于NMOS晶體管112及113截止，因此，放大電路110輸出的電壓V1a提高。由于NMOS晶體管121導通，因此，放大電路120輸出的電壓VOUT提高。此外，當電壓VOUT提高時，即作為反饋電壓的電壓V2提高時，由于NMOS晶體管112及113導通，因此，放大電路110輸出的電壓V1a降低。由于NMOS晶體管121截止，因此，放大電路120輸出的電壓VOUT降低。即，電壓調節器100以使得電壓VOUT保持恒定的方式進行工作。

在圖1的實施方式的說明中，可知放大電路110實現了緩和反饋電壓的相位延遲的效果。因此，具有本實施方式的放大電路110的負反饋放大電路即電壓調節器100緩和了反饋電壓的相位延遲，因此，能穩定地工作。

另外，如上所述，即使電壓調節器100將放大電路110設成例如放大電路210那樣的電路結構，也可得到同樣的效果。

圖4是具有本實施方式的放大電路的電壓調節器的另一例的電路圖。

電壓調節器200具有放大電路110、放大電路130、放大電路140、以及輸出端子101。

放大電路130具有NMOS晶體管131和電阻132。放大電路140具有PMOS晶體管141、電阻142以及電阻143。

電壓調節器200具有基于PMOS晶體管141的放大電路140，因此，具有使放大電路110輸出的電壓V1a的放大極性反轉的放大電路130。

這樣構成的電壓調節器200與電壓調節器100同樣地構成負反饋放大電路，因此，顯然可得到同樣的效果。

如以上所說明那樣，根據本實施方式的放大電路，能夠改善相位特性。因此，由于作為具有該放大電路的負反饋放大電路的電壓調節器緩和了反饋電壓的相位延遲，所以能提供可降低導致振蕩的可能性即穩定地工作的電壓調節器。