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JPH11250168A - Square number calculation circuit, composite deferential amplifier circuit and multiplier using these circuits - Google Patents

Square number calculation circuit, composite deferential amplifier circuit and multiplier using these circuits

Info

Publication number
JPH11250168A
JPH11250168A JP5247498A JP5247498A JPH11250168A JP H11250168 A JPH11250168 A JP H11250168A JP 5247498 A JP5247498 A JP 5247498A JP 5247498 A JP5247498 A JP 5247498A JP H11250168 A JPH11250168 A JP H11250168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
output
mos
circuit
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5247498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuharu Kimura
克治 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP5247498A priority Critical patent/JPH11250168A/en
Priority to GBGB9905028.8A priority patent/GB9905028D0/en
Publication of JPH11250168A publication Critical patent/JPH11250168A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a square number calculation circuit having a square characteristic over the whole operation input voltage range that can be realized on a semiconductor integrated circuit. SOLUTION: A MOS differential pair is formed by MOS transistors(TRs) M1, M2 of which sources are mutually connected. Input voltage V1 is impressed between the gates of the TRs M1, M2. MOS TRs M3, M4 are respectively connected to the TRs M1, M2 as their loads. A tripple tail cell is formed by a constant current source 1 and MOS TRs M5 to M7 of which sources are mutually connected. Constant voltage Vc is impressed to the gate of the TR M7. Two output voltages V01 , V02 from the MOS differential pair are respectively impressed to the gates of the TRs M5, M6. A 1st output current I<+> is taken out from the drain of the TR M7 and a 2nd output current I is taken out from the drains of the TRs M5, M6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路上
に好適に実現できる二乗回路と複合差動増幅回路と乗算
回路に関し、さらに言えば、動作入力電圧範囲の全体に
わたって理想的な二乗特性を持つ二乗回路と、動作入力
電圧範囲の全体にわたって良好な線形性を持つ複合差動
増幅回路および乗算回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a squaring circuit, a composite differential amplifying circuit, and a multiplying circuit which can be suitably implemented on a semiconductor integrated circuit. The present invention relates to a squaring circuit, a composite differential amplifying circuit and a multiplying circuit having good linearity over the entire operating input voltage range.

【0002】[0002]

【従来の技術】図19は、特開平6−195484号公
報に開示された従来の二乗回路を示す。この回路は、同
一発明者により考案されたMOS(Metal-Oxide-Semico
nductor)クアドリテール・セルに二乗特性を持たせ、
二乗回路として使用できるようにしたものである。MO
Sクアドリテール・セルに二乗特性を持たせるために
は、入力電圧の中点電圧が必要となるので、特開平6−
195484号公報に開示された例では、図17に示す
ような抵抗加算器が入力回路として用いられている。
2. Description of the Related Art FIG. 19 shows a conventional squaring circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-195484. This circuit is based on MOS (Metal-Oxide-Semico) invented by the same inventor.
nductor) Give quadratic cells a squared characteristic,
It can be used as a squaring circuit. MO
To give the S quadretail cell a square characteristic, a midpoint voltage of the input voltage is required.
In the example disclosed in 195484, a resistance adder as shown in FIG. 17 is used as an input circuit.

【0003】図19において、ソースが結合された四つ
のnチャネルMOS電界効果トランジスタ(MOS Fi
eld-Effect Transistor、MOSFET)(以下、MO
Sトランジスタという)M101,M102,M10
3,M104は、定電流源101(電流値:I0)によ
って駆動され、クアドリテール・セルを構成する。ここ
では、テール電流はI0である。
In FIG. 19, four n-channel MOS field effect transistors (MOS Fi)
eld-Effect Transistor, MOSFET) (hereinafter referred to as MO
M101, M102, M10
3, M104 is driven by the constant current source 101 (current value: I 0 ), and forms a quadrilateral cell. Here, the tail current is I 0 .

【0004】MOSトランジスタM101,M102,
M103,M104のゲートは、それぞれ当該クアドリ
テール・セルの入力端子を構成する。MOSトランジス
タM101,M102,M103,M104のソース
は、定電流源101の一方の端子に共通に接続され、定
電流源101の他方の端子は接地されている。
[0004] MOS transistors M101, M102,
The gates of M103 and M104 each constitute an input terminal of the quadrature cell. The sources of the MOS transistors M101, M102, M103, and M104 are commonly connected to one terminal of the constant current source 101, and the other terminal of the constant current source 101 is grounded.

【0005】MOSトランジスタM101とM104の
ドレインは互いに接続され、さらに、電源電圧VDDが印
加された電源電圧線に負荷抵抗器(抵抗値:RL)を介
して接続されている。接続されたMOSトランジスタM
101とM104のドレインは、当該クアドリテール・
セルの出力端子対の一方の端子を構成する。
The drains of the MOS transistors M101 and M104 are connected to each other, and further connected to a power supply voltage line to which the power supply voltage V DD is applied via a load resistor (resistance value: R L ). MOS transistor M connected
The drains of 101 and M104 are
It constitutes one terminal of the output terminal pair of the cell.

【0006】MOSトランジスタM102とM103の
ドレインも互いに接続され、さらに、電源電圧線に負荷
抵抗器(抵抗値:RL)を介して接続されている。接続
されたMOSトランジスタM102とM103のドレイ
ンは、当該クアドリテール・セルの出力端子対の他方の
端子を構成する。
The drains of the MOS transistors M102 and M103 are also connected to each other, and further connected to a power supply voltage line via a load resistor (resistance value: R L ). The drains of the connected MOS transistors M102 and M103 constitute the other terminal of the pair of output terminals of the quadrature cell.

【0007】直列に接続された等しい抵抗値Rを持つ二
つの抵抗器は、抵抗加算器を構成している。この抵抗加
算器の両端は、MOSトランジスタM102とM103
のゲートにそれぞれ接続されている。この抵抗加算器の
中間点は、MOSトランジスタM101とM104のゲ
ートに共通に接続されている。
[0007] Two resistors having an equal resistance value R connected in series constitute a resistance adder. Both ends of this resistance adder are connected to MOS transistors M102 and M103.
Are connected to the respective gates. The intermediate point of this resistance adder is commonly connected to the gates of the MOS transistors M101 and M104.

【0008】差動入力電圧Viは、この抵抗加算器の両
端に印加されるので、MOSトランジスタM102とM
103のゲート間には差動入力電圧Viがそのまま印加
され、MOSトランジスタM101とM104のゲート
には、差動入力電圧Viの中点電圧(Vi/2)が印加さ
れる。
[0008] The differential input voltage V i, since applied to both ends of the resistor adder, MOS transistors M102 and M
Between 103 gate is directly applied differential input voltage V i, the gate of the MOS transistor M101 and M104, the midpoint voltage of the differential input voltage V i (V i / 2) is applied.

【0009】ここで、共通接続されたMOSトランジス
タM102とM103のドレインを流れる電流をI+
共通接続されたMOSトランジスタM101とM104
のドレインを流れる電流をI-とすると、差動出力電流
ΔI(=I+−I-)は差動入力電圧Viの二乗(Vi 2
に比例する。すなわち、このクアドリテール・セルは、
差動入力電圧Viに対して二乗回路の機能を持つ。
Here, the currents flowing through the drains of the commonly connected MOS transistors M102 and M103 are represented by I + ,
MOS transistors M101 and M104 commonly connected
If that, the differential output current [Delta] I - a current flowing through the drain I (= I + -I -) is the square of the differential input voltage V i (V i 2)
Is proportional to In other words, this quad retail cell
It has the function of squaring circuit to the differential input voltage V i.

【0010】共通接続されたMOSトランジスタM10
2とM103のドレインに接続された負荷抵抗器により
電流I+を電圧変換すると、出力電圧VO1が得られる。
同様に、共通接続されたMOSトランジスタM101と
M104のドレインに接続された負荷抵抗器により電流
-を電圧変換すると、出力電圧VO2が得られる。差動
出力電圧ΔV(=VO1−VO2)も入力電圧Viの二乗
(Vi 2)に比例する。したがって、差動出力電圧ΔVに
おいても、差動入力電圧Viに対して二乗回路の機能が
得られる。
A commonly connected MOS transistor M10
When the current I + is converted into a voltage by a load resistor connected to the drain of the transistor 2 and M103, an output voltage VO1 is obtained.
Similarly, when the current I is converted into a voltage by a load resistor connected to the drains of the commonly connected MOS transistors M101 and M104, an output voltage V O2 is obtained. The differential output voltage ΔV (= V O1 −V O2 ) is also proportional to the square of the input voltage V i (V i 2 ). Therefore, in the differential output voltage [Delta] V, the function of squaring circuit is obtained for the differential input voltage V i.

【0011】従来の乗算回路としては、二つの二乗回路
を組み合わせて構成されるクオータースクエア型乗算回
路(特開平6−195484号公報参照)や、上述した
MOSクアドリテール・セルを乗算器コア回路として用
い、そのMOSクアドリテール・セルの四つの入力端子
に入力される電圧を乗算されるべき二つの入力電圧から
生成するための入力回路を備えたもの(特開平8−83
314号公報参照)がある。
As a conventional multiplying circuit, a quarter-square type multiplying circuit constituted by combining two squaring circuits (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-195484) or the above-mentioned MOS quadrature cell as a multiplier core circuit is used. And an input circuit for generating a voltage input to four input terminals of the MOS quadrature cell from two input voltages to be multiplied (Japanese Patent Laid-Open No. 8-83).
No. 314).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】図19に記載された従
来の二乗回路では、MOSクアドリテール・セルの規格
化された動作入力電圧範囲は−2〜+2の範囲である
が、二乗特性が得られる規格化入力電圧範囲は−(2/
3)1/2( −0.8165)〜+(2/3)1/2(+
0.8165)の範囲に過ぎない。つまり、二乗特性を
持つ入力電圧範囲は、動作入力電圧範囲の40%強でし
かないという問題がある。
In the conventional squaring circuit shown in FIG. 19, although the standardized operating input voltage range of the MOS quadrilateral cell is in the range of -2 to +2, a square characteristic is obtained. The standardized input voltage range is-(2 /
3) 1/2 (-0.8165) to + (2/3) 1/2 (+
0.8165). That is, there is a problem that the input voltage range having the square characteristic is only over 40% of the operating input voltage range.

【0013】また、従来の乗算回路でも同様に、良好な
線形性を持つ入力電圧範囲は、動作入力電圧範囲の40
%強あるいは80%強しかないという問題がある。
Similarly, in the conventional multiplying circuit, the input voltage range having good linearity is 40 times the operating input voltage range.
There is a problem that it is only a little over 80%.

【0014】そこで、本発明の目的は、動作入力電圧範
囲の全体にわたって二乗特性を持つ二乗回路を提供する
ことにある。
It is an object of the present invention to provide a squaring circuit having a square characteristic over the entire operating input voltage range.

【0015】本発明の他の目的は、二つの入力電圧に対
して線形な差動出力電圧が動作入力電圧範囲の全体にわ
たって得られる複合差動増幅回路を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a composite differential amplifier circuit capable of obtaining a differential output voltage linear with respect to two input voltages over the entire operating input voltage range.

【0016】本発明の他の目的は、乗算回路の入力回路
として好適な複合差動増幅回路を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a composite differential amplifier circuit suitable as an input circuit of a multiplication circuit.

【0017】本発明のさらに他の目的は、動作入力電圧
範囲の全体にわたって良好な線形性を持つ乗算回路を提
供することにある。
Yet another object of the present invention is to provide a multiplier circuit having good linearity over the entire operating input voltage range.

【0018】本発明のさらに他の目的は、二つの入力電
圧に対して線形性の良好なトランスコンダクタンスを持
つ乗算回路を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a multiplication circuit having a transconductance having good linearity with respect to two input voltages.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】(1) 本発明の第1の
二乗回路は、(a) ソース結合された第1および第2
のMOSトランジスタにより形成されると共に、それら
第1および第2のMOSトランジスタのゲート間に入力
電圧が印加されるMOS差動対と、(b) 前記第1M
OSトランジスタのドレインに接続された、その第1M
OSトランジスタの負荷として動作する第3MOSトラ
ンジスタと、(c) 前記第2MOSトランジスタのド
レインに接続された、その第2MOSトランジスタの負
荷として動作する第4MOSトランジスタと、(d)
ソース結合された第5、第6および第7のMOSトラン
ジスタにより形成されると共に、それら第5、第6およ
び第7のMOSトランジスタが単一のテール電流で駆動
されるトリプルテール・セルとを備え、(e) 前記第
7MOSトランジスタのゲートには定電圧が印加され、
(f) 前記第5MOSトランジスタのゲートには、前
記第1MOSトランジスタのドレインに生成される前記
MOS差動対の第1出力電圧が印加され、且つ前記第6
MOSトランジスタのゲートには、前記第2MOSトラ
ンジスタのドレインに生成される前記MOS差動対の第
2出力電圧が印加され、(g) 前記第5MOSトラン
ジスタのドレインと前記第6MOSトランジスタのドレ
インは互いに接続されて第1出力端子を形成する一方、
前記第7MOSトランジスタのドレインは第2出力端子
を形成しており、(h) 当該二乗回路の出力は、前記
第1および第2の出力端子のいずれか一方から取り出さ
れることを特徴とする。
(1) The first squaring circuit of the present invention comprises: (a) first and second source-coupled circuits;
A MOS differential pair formed by the first and second MOS transistors and having an input voltage applied between the gates of the first and second MOS transistors;
The first M connected to the drain of the OS transistor
A third MOS transistor operating as a load of the OS transistor; (c) a fourth MOS transistor connected to the drain of the second MOS transistor and operating as a load of the second MOS transistor; and (d).
A triple tail cell formed by source coupled fifth, sixth and seventh MOS transistors, wherein the fifth, sixth and seventh MOS transistors are driven by a single tail current. (E) a constant voltage is applied to the gate of the seventh MOS transistor;
(F) a first output voltage of the MOS differential pair generated at a drain of the first MOS transistor is applied to a gate of the fifth MOS transistor;
A second output voltage of the MOS differential pair generated at a drain of the second MOS transistor is applied to a gate of the MOS transistor, and (g) a drain of the fifth MOS transistor and a drain of the sixth MOS transistor are connected to each other. To form a first output terminal,
The drain of the seventh MOS transistor forms a second output terminal, and (h) an output of the squaring circuit is taken out from one of the first and second output terminals.

【0020】(2) 本発明の第1の二乗回路では、M
OS差動対を構成する第1および第2のMOSトランジ
スタの負荷として第3および第4のMOSトランジスタ
を用いる。このため、入力電圧に対して二乗特性を持つ
当該MOS差動対の第1および第2の出力電圧は、その
負荷として動作する第3および第4のMOSトランジス
タによって平方根(ルート)圧縮される。その結果、当
該第1および第2の出力電圧の差(すなわち、当該MO
S差動対の差動出力電圧)は入力電圧に対して線形とな
る。
(2) In the first squaring circuit of the present invention, M
Third and fourth MOS transistors are used as loads of the first and second MOS transistors that constitute the OS differential pair. Therefore, the first and second output voltages of the MOS differential pair having the square characteristic with respect to the input voltage are compressed by the third and fourth MOS transistors operating as loads. As a result, the difference between the first and second output voltages (that is, the MO
The differential output voltage of the S differential pair is linear with respect to the input voltage.

【0021】そして、入力電圧に対して線形な当該MO
S差動対の差動出力電圧は、トリプルテール・セルを構
成する第5および第6のMOSトランジスタのゲート
(トリプルテール・セルの入力端子対)間に印加され
る。それと同時に、当該トリプルテール・セルを構成す
る第7MOSトランジスタのゲート(トリプルテール・
セルの制御端子)には第2定電圧が印加される。よっ
て、第7MOSトランジスタのドレイン(すなわち、当
該二乗回路の第1出力端子)を流れる電流は入力電圧の
二乗に比例して増加し、第5および第6MOSトランジ
スタの接続されたドレイン(すなわち、当該二乗回路の
第2出力端子)を流れる電流は前記入力電圧の二乗に比
例して減少する。
The MO is linear with respect to the input voltage.
The differential output voltage of the S differential pair is applied between the gates (the input terminal pair of the triple tail cell) of the fifth and sixth MOS transistors forming the triple tail cell. At the same time, the gate of the seventh MOS transistor (triple-tail
A second constant voltage is applied to the control terminal of the cell. Therefore, the current flowing through the drain of the seventh MOS transistor (that is, the first output terminal of the squaring circuit) increases in proportion to the square of the input voltage, and the connected drains of the fifth and sixth MOS transistors (that is, the square) The current flowing through the second output terminal of the circuit) decreases in proportion to the square of the input voltage.

【0022】こうして、当該二乗回路の第1および第2
の出力端子には、入力電圧の二乗に比例した出力電流が
それぞれ生成される。
Thus, the first and second circuits of the squaring circuit
, An output current proportional to the square of the input voltage is generated.

【0023】当該二乗回路の第1および第2の出力端子
に生成されるこれらの出力電流は、動作入力電圧範囲の
全体にわたって二乗特性を持つ。それは、第3および第
4のMOSトランジスタを負荷として持つMOS差動対
の動作入力電圧範囲と、MOSトリプルテール・セルの
動作入力電圧範囲とが互いに一致するからである。
These output currents generated at the first and second output terminals of the squaring circuit have square characteristics over the entire operating input voltage range. This is because the operating input voltage range of the MOS differential pair having the third and fourth MOS transistors as loads matches the operating input voltage range of the MOS triple tail cell.

【0024】(3) 本発明の第2の二乗回路は、
(a) ソース結合された第1および第2のMOSトラ
ンジスタにより形成されると共に、それら第1および第
2のMOSトランジスタのゲート間に入力電圧が印加さ
れるMOS差動対と、(b) 前記第1MOSトランジ
スタのドレインに接続された、その第1MOSトランジ
スタの負荷として動作する第3MOSトランジスタと、
(c) 前記第2MOSトランジスタのドレインに接続
された、その第2MOSトランジスタの負荷として動作
する第4MOSトランジスタと、(d) ソース結合さ
れた第5、第6、第7および第8のMOSトランジスタ
により形成されると共に、それら第5、第6、第7およ
び第8のMOSトランジスタが単一のテール電流で駆動
されるクアドリテール・セルとを備え、(e) 前記第
7および第8のMOSトランジスタのゲートには定電圧
が共通に印加され、(f) 前記第5MOSトランジス
タのゲートには、前記第1MOSトランジスタのドレイ
ンに生成された前記MOS差動対の第1出力電圧が印加
され、且つ前記第6MOSトランジスタのゲートには、
前記第2MOSトランジスタのドレインに生成された前
記MOS差動対の第2出力電圧が印加され、(g) 前
記第5MOSトランジスタのドレインと前記第6MOS
トランジスタのドレインは互いに接続されて第1出力端
子を形成する一方、前記第7MOSトランジスタのドレ
インと前記第8MOSトランジスタのドレインは互いに
接続されて第2出力端子を形成しており、(h) 当該
二乗回路の出力は、前記第1および第2の出力端子のい
ずれか一方から取り出されることを特徴とする。
(3) The second squaring circuit of the present invention comprises:
(A) a MOS differential pair formed by source-coupled first and second MOS transistors and having an input voltage applied between the gates of the first and second MOS transistors; A third MOS transistor connected to the drain of the first MOS transistor and operating as a load of the first MOS transistor;
(C) a fourth MOS transistor connected to the drain of the second MOS transistor and operating as a load of the second MOS transistor; and (d) a fifth, sixth, seventh and eighth MOS transistors coupled to the source. And a quadri-tail cell wherein the fifth, sixth, seventh and eighth MOS transistors are driven with a single tail current; and (e) the seventh and eighth MOS transistors (F) a first output voltage of the MOS differential pair generated at the drain of the first MOS transistor is applied to the gate of the fifth MOS transistor; and The gate of the sixth MOS transistor
The second output voltage of the MOS differential pair generated is applied to the drain of the second MOS transistor, and (g) the drain of the fifth MOS transistor and the sixth MOS
The drains of the transistors are connected to each other to form a first output terminal, while the drains of the seventh MOS transistor and the eighth MOS transistor are connected to each other to form a second output terminal; An output of the circuit is taken out from one of the first and second output terminals.

【0025】(4) 本発明の第2の二乗回路は、本発
明の第1の二乗回路のトリプルテール・セルをクアドリ
テール・セルに置き換えたものである。
(4) The second squaring circuit of the present invention is obtained by replacing the triple tail cell of the first squaring circuit of the present invention with a quadritail cell.

【0026】クアドリテール・セルを構成する第5およ
び第6のMOSトランジスタのゲート(クアドリテール
・セルの入力端子対)間には、入力電圧に対して線形な
当該MOS差動対の差動出力電圧が印加される。これ
は、本発明の第1の二乗回路の場合と同じである。
The differential output of the MOS differential pair, which is linear with respect to the input voltage, is provided between the gates (the input terminal pair of the quadrilateral cell) of the fifth and sixth MOS transistors constituting the quadritail cell. A voltage is applied. This is the same as the case of the first squaring circuit of the present invention.

【0027】他方、当該クアドリテール・セルを構成す
る第7および第8のMOSトランジスタのゲートは互い
に接続されて、当該クアドリテール・セルの制御端子を
構成する。その共通接続ゲートには第2定電圧が印加さ
れる。よって、これも本発明の第1の二乗回路の場合と
実質的に同じである。
On the other hand, the gates of the seventh and eighth MOS transistors that constitute the quadrature cell are connected to each other to form a control terminal of the quadrature cell. A second constant voltage is applied to the common connection gate. Therefore, this is also substantially the same as the case of the first squaring circuit of the present invention.

【0028】このように、本発明の第2の二乗回路にお
いても、本発明の第1の二乗回路の場合と同様に、第1
および第2の出力端子には入力電圧の二乗に比例した出
力電流がそれぞれ生成される。そして、これらの出力電
流は、動作入力電圧範囲の全体にわたって二乗特性を持
つ。
Thus, in the second squaring circuit of the present invention, as in the case of the first squaring circuit of the present invention, the first
And a second output terminal generates an output current proportional to the square of the input voltage. These output currents have a square characteristic over the entire operating input voltage range.

【0029】(5) 本発明の第1の複合差動増幅回路
は、(a) ソース結合された第1および第2のMOS
トランジスタにより形成されると共に、それら第1およ
び第2のMOSトランジスタのゲート間に第1入力電圧
が印加される第1MOS差動対と、(b) 前記第1M
OSトランジスタのドレインに接続された、その第1M
OSトランジスタの負荷として動作する第3MOSトラ
ンジスタと、(c) 前記第2MOSトランジスタのド
レインに接続された、その第2MOSトランジスタの負
荷として動作する第4MOSトランジスタと、(d)
ソース結合された第5および第6のMOSトランジスタ
により形成されると共に、それら第5および第6のMO
Sトランジスタのゲート間に第2入力電圧が印加される
第2MOS差動対と、(e) 前記第5MOSトランジ
スタのドレインに接続された、その第5MOSトランジ
スタの負荷として動作する第7MOSトランジスタと、
(f) 前記第6MOSトランジスタのドレインに接続
された、その第6MOSトランジスタの負荷として動作
する第8MOSトランジスタと、(g) ソース結合さ
れた第9および第10のMOSトランジスタにより形成
されると共に、それら第9および第10のMOSトラン
ジスタのゲート間に前記第2入力電圧が印加される第3
MOS差動対と、(h) 前記第9MOSトランジスタ
のドレインに接続された、その第9MOSトランジスタ
の負荷として動作する第11MOSトランジスタと、
(i) 前記第10MOSトランジスタのドレインに接
続された、その第10MOSトランジスタの負荷として
動作する第12MOSトランジスタとを備え、(j)
前記第7および第8のMOSトランジスタのゲートに
は、前記第1MOSトランジスタのドレインに生成され
る前記第1MOS差動対の第1出力電圧が共通に印加さ
れると共に、前記第11および第12のMOSトランジ
スタのゲートには、前記第2MOSトランジスタのドレ
インに生成される前記第1MOS差動対の第2出力電圧
が共通に印加され、(k) 前記第5、第6、第9およ
び第10のMOSトランジスタのドレインから当該複合
差動増幅回路の第1、第2、第3および第4の出力電圧
がそれぞれ取り出されることを特徴とする。
(5) The first composite differential amplifier circuit of the present invention comprises: (a) first and second source-coupled MOS transistors;
A first MOS differential pair formed by transistors and having a first input voltage applied between the gates of the first and second MOS transistors; and (b) the first M
The first M connected to the drain of the OS transistor
A third MOS transistor operating as a load of the OS transistor; (c) a fourth MOS transistor connected to the drain of the second MOS transistor and operating as a load of the second MOS transistor; and (d).
The fifth and sixth MOS transistors are formed by source-coupled fifth and sixth MOS transistors.
A second MOS differential pair to which a second input voltage is applied between the gates of the S transistors, and (e) a seventh MOS transistor connected to the drain of the fifth MOS transistor and operating as a load of the fifth MOS transistor;
(F) an eighth MOS transistor connected to the drain of the sixth MOS transistor and operating as a load of the sixth MOS transistor; and (g) formed by source-coupled ninth and tenth MOS transistors. A third input voltage applied between the gates of the ninth and tenth MOS transistors;
A MOS differential pair, and (h) an eleventh MOS transistor connected to a drain of the ninth MOS transistor and operating as a load of the ninth MOS transistor;
(I) a twelfth MOS transistor connected to a drain of the tenth MOS transistor and operating as a load of the tenth MOS transistor;
The gates of the seventh and eighth MOS transistors are commonly applied with a first output voltage of the first MOS differential pair generated at the drain of the first MOS transistor, and are connected to the eleventh and twelfth MOS transistors. The second output voltage of the first MOS differential pair generated at the drain of the second MOS transistor is commonly applied to the gate of the MOS transistor, and (k) the fifth, sixth, ninth, and tenth The first, second, third, and fourth output voltages of the composite differential amplifier circuit are respectively extracted from the drain of the MOS transistor.

【0030】(6) 本発明の第1の複合差動増幅回路
では、ソース結合された第1および第2のMOSトラン
ジスタにより形成される第1MOS差動対が、その負荷
として第3および第4のMOSトランジスタを使用して
いるので、当該第1MOS差動対の第1および第2の出
力電圧は、第1および第2のMOSトランジスタのドレ
イン電流の平方根にそれぞれ比例する。
(6) In the first composite differential amplifier circuit of the present invention, the first MOS differential pair formed by the source-coupled first and second MOS transistors has the third and fourth MOS transistors as loads. , The first and second output voltages of the first MOS differential pair are proportional to the square roots of the drain currents of the first and second MOS transistors, respectively.

【0031】同様に、ソース結合された第5および第6
のMOSトランジスタにより形成される第2MOS差動
対が、その負荷として第7および第8のMOSトランジ
スタを使用しているので、当該第2MOS差動対の第5
および第6のMOSトランジスタのドレインに生成され
る出力電圧、すなわち当該複合差動増幅回路の第1およ
び第2の出力電圧は、第5および第6のMOSトランジ
スタのドレイン電流の平方根にそれぞれ比例する。
Similarly, the source coupled fifth and sixth
Of the second MOS differential pair formed by the second MOS differential pair uses the seventh and eighth MOS transistors as loads.
And the output voltage generated at the drain of the sixth MOS transistor, that is, the first and second output voltages of the composite differential amplifier circuit are proportional to the square roots of the drain currents of the fifth and sixth MOS transistors, respectively. .

【0032】さらに、ソース結合された第9および第1
0のMOSトランジスタにより形成される第3MOS差
動対が、その負荷として第11および第12のMOSト
ランジスタを使用しているので、当該第3MOS差動対
の第9および第10のMOSトランジスタのドレインに
生成される出力電圧、すなわち当該複合差動増幅回路の
第3および第4の出力電圧は、第9よび第10のMOS
トランジスタのドレイン電流の平方根にそれぞれ比例す
る。
Further, the ninth and first source-coupled
Since the third MOS differential pair formed by the zero MOS transistor uses the eleventh and twelfth MOS transistors as its load, the drains of the ninth and tenth MOS transistors of the third MOS differential pair are used. , The third and fourth output voltages of the composite differential amplifier circuit are connected to the ninth and tenth MOS transistors, respectively.
It is proportional to the square root of the drain current of the transistor.

【0033】ここで、第1MOS差動対を構成する第1
および第2のMOSトランジスタのドレイン電流の平方
根の差は、本発明の第1の二乗回路について上記(2)
で述べたように、当該第1MOS差動対に印加される第
1入力電圧に比例する。同様に、第2MOS差動対を構
成する第5および第6のMOSトランジスタのドレイン
電流の平方根の差は、当該第2MOS差動対に印加され
る第2入力電圧に比例する。
Here, the first MOS differential pair constituting the first MOS differential pair
The difference between the square root of the drain current of the second MOS transistor and the square root of the drain current of the second MOS transistor is the above-mentioned (2)
As described above, the voltage is proportional to the first input voltage applied to the first MOS differential pair. Similarly, the difference between the square roots of the drain currents of the fifth and sixth MOS transistors forming the second MOS differential pair is proportional to the second input voltage applied to the second MOS differential pair.

【0034】そこで、当該複合差動増幅回路の第1、第
2、第3および第4の出力電圧の間で、非線形項が消去
されるように差をとると、それらの差電流は第1または
第2の入力電圧に比例する。よって、第1および第2の
入力電圧に対して線形な差動出力電圧が得られる。
Therefore, when a difference is made between the first, second, third and fourth output voltages of the composite differential amplifier circuit so that the nonlinear term is eliminated, the difference current becomes the first. Or it is proportional to the second input voltage. Therefore, a linear differential output voltage is obtained with respect to the first and second input voltages.

【0035】また、この線形な差動出力電圧は、動作入
力電圧範囲の全体にわたって得られる。第1MOS差動
対の動作入力電圧範囲と、第2および第3のMOS差動
対の動作入力電圧範囲とが互いに一致するからである。
This linear differential output voltage is obtained over the entire operating input voltage range. This is because the operating input voltage range of the first MOS differential pair matches the operating input voltage range of the second and third MOS differential pairs.

【0036】さらに、当該複合差動増幅回路の第1、第
2、第3および第4の出力電圧は、乗算回路への入力電
圧として好適な形に設定できるので、当該複合差動増幅
回路は乗算回路の入力回路として好適に使用できる。
Further, the first, second, third and fourth output voltages of the composite differential amplifier circuit can be set in a suitable form as an input voltage to the multiplier circuit. It can be suitably used as an input circuit of a multiplication circuit.

【0037】(7) 本発明の第2の複合差動増幅回路
は、(a) ソース結合された第1および第2のMOS
トランジスタにより形成されると共に、それら第1およ
び第2のMOSトランジスタのゲート間に第1入力電圧
が印加される第1MOS差動対と、(b) 前記第1M
OSトランジスタのドレインに接続された、その第1M
OSトランジスタの負荷として動作する第3MOSトラ
ンジスタと、(c) 前記第2MOSトランジスタのド
レインに接続された、その第2MOSトランジスタの負
荷として動作する第4MOSトランジスタと、(d)
ソース結合された第5および第6のMOSトランジスタ
により形成されると共に、それら第5および第6のMO
Sトランジスタのゲート間に第2入力電圧が印加される
第2MOS差動対と、(e) 前記第5MOSトランジ
スタのドレインに接続された、その第5MOSトランジ
スタの負荷として動作する第7MOSトランジスタと、
(f) 前記第6MOSトランジスタのドレインに接続
された、その第6MOSトランジスタの負荷として動作
する第8MOSトランジスタと、(g) ソース結合さ
れた第9および第10のMOSトランジスタにより形成
されると共に、それら第9および第10のMOSトラン
ジスタのゲート間に前記第2入力電圧が印加される第3
MOS差動対と、(h) 前記第9MOSトランジスタ
のドレインに接続された、その第9MOSトランジスタ
の負荷として動作する第11MOSトランジスタと、
(i) 前記第10MOSトランジスタのドレインに接
続された、その第10MOSトランジスタの負荷として
動作する第12MOSトランジスタとを備え、(j)
前記第7および第12のMOSトランジスタのゲートに
は、前記第1MOSトランジスタのドレインに生成され
る前記第1MOS差動対の第1出力電圧が共通に印加さ
れると共に、前記第8および第11のMOSトランジス
タのゲートには、前記第2MOSトランジスタのドレイ
ンに生成される前記第1MOS差動対の第2出力電圧が
共通に印加され、(k) 前記第5、第10、第6およ
び第9のMOSトランジスタのドレインから当該複合差
動増幅回路の第1、第2、第3および第4の出力電圧が
それぞれ取り出されることを特徴とする。
(7) The second composite differential amplifier circuit according to the present invention comprises: (a) first and second source-coupled MOS transistors;
A first MOS differential pair formed by transistors and having a first input voltage applied between the gates of the first and second MOS transistors; and (b) the first M
The first M connected to the drain of the OS transistor
A third MOS transistor operating as a load of the OS transistor; (c) a fourth MOS transistor connected to the drain of the second MOS transistor and operating as a load of the second MOS transistor; and (d).
The fifth and sixth MOS transistors are formed by source-coupled fifth and sixth MOS transistors.
A second MOS differential pair to which a second input voltage is applied between the gates of the S transistors, and (e) a seventh MOS transistor connected to the drain of the fifth MOS transistor and operating as a load of the fifth MOS transistor;
(F) an eighth MOS transistor connected to the drain of the sixth MOS transistor and operating as a load of the sixth MOS transistor; and (g) formed by source-coupled ninth and tenth MOS transistors. A third input voltage applied between the gates of the ninth and tenth MOS transistors;
A MOS differential pair, and (h) an eleventh MOS transistor connected to a drain of the ninth MOS transistor and operating as a load of the ninth MOS transistor;
(I) a twelfth MOS transistor connected to a drain of the tenth MOS transistor and operating as a load of the tenth MOS transistor;
The first output voltage of the first MOS differential pair generated at the drain of the first MOS transistor is commonly applied to the gates of the seventh and twelfth MOS transistors. The second output voltage of the first MOS differential pair generated at the drain of the second MOS transistor is commonly applied to the gate of the MOS transistor, and (k) the fifth, tenth, sixth, and ninth The first, second, third, and fourth output voltages of the composite differential amplifier circuit are respectively extracted from the drain of the MOS transistor.

【0038】(8) 本発明の第2の複合差動増幅回路
は、本発明の第1の複合差動増幅回路において、第3M
OS差動対に第2入力電圧を印加する際の極性を第2M
OS差動対に第2入力電圧を印加する際の極性とは逆に
したものに相当する。
(8) The second composite differential amplifier circuit of the present invention is the same as the first composite differential amplifier circuit of the present invention, except that
The polarity at the time of applying the second input voltage to the OS differential pair is 2M
The polarity corresponds to the reverse of the polarity when the second input voltage is applied to the OS differential pair.

【0039】よって、本発明の第1の複合差動増幅回路
において述べたのと同じ理由により、第1および第2の
入力電圧に対して線形な差動出力電圧が動作入力電圧範
囲の全体にわたって得られる。また、当該複合差動増幅
回路は、乗算回路の入力回路として好適に使用できる。
Therefore, for the same reason as described in the first composite differential amplifier circuit of the present invention, a differential output voltage linear with respect to the first and second input voltages over the entire operating input voltage range. can get. Further, the composite differential amplifier circuit can be suitably used as an input circuit of a multiplier circuit.

【0040】(9) 本発明の第1および第2の複合差
動増幅回路の好ましい例では、前記第1MOS差動対を
形成する前記第1および第2のMOSトランジスタが、
前記第2MOS差動対を形成する前記第5および第6の
MOSトランジスタと前記第3MOS差動対を形成する
前記第9および第10のMOSトランジスタと同じ極性
を有する。この場合、同じ極性のMOSトランジスタの
みで構成できるので、回路構成が単純になる利点が生じ
る。
(9) In a preferred example of the first and second composite differential amplifier circuits of the present invention, the first and second MOS transistors forming the first MOS differential pair are:
The fifth and sixth MOS transistors forming the second MOS differential pair have the same polarity as the ninth and tenth MOS transistors forming the third MOS differential pair. In this case, since it can be constituted only by MOS transistors having the same polarity, there is an advantage that the circuit configuration is simplified.

【0041】本発明の第1および第2の複合差動増幅回
路の他の好ましい例では、前記第1MOS差動対を形成
する前記第1および第2のMOSトランジスタが、前記
第2MOS差動対を形成する前記第5および第6のMO
Sトランジスタと前記第3MOS差動対を形成する前記
第9および第10のMOSトランジスタとは逆の極性を
有する。この場合、電源電圧をより低くできる利点が生
じる。
In another preferred embodiment of the first and second composite differential amplifier circuits of the present invention, the first and second MOS transistors forming the first MOS differential pair are connected to the second MOS differential pair. The fifth and sixth MOs forming
The S transistor and the ninth and tenth MOS transistors forming the third MOS differential pair have opposite polarities. In this case, there is an advantage that the power supply voltage can be lowered.

【0042】本発明の第1および第2の複合差動増幅回
路のさらに他の好ましい例では、前記第1MOS差動対
を形成する前記第1および第2のMOSトランジスタ
が、それら第1および第2のMOSトランジスタの負荷
として動作する前記第3および第4のMOSトランジス
タと同じ極性を有し、前記第2MOS差動対を形成する
前記第5および第6のMOSトランジスタが、それら第
5および第6のMOSトランジスタの負荷として動作す
る前記第7および第8のMOSトランジスタと同じ極性
を有し、前記第3MOS差動対を形成する前記第9およ
び第10のMOSトランジスタが、それら第9および第
10のMOSトランジスタの負荷として動作する前記第
11および第12のMOSトランジスタと同じ極性を有
する。この場合、同じ極性のMOSトランジスタのみで
構成できるので、回路構成が単純になる利点が生じる。
In still another preferred embodiment of the first and second composite differential amplifier circuits according to the present invention, the first and second MOS transistors forming the first MOS differential pair include the first and second MOS transistors. The fifth and sixth MOS transistors having the same polarity as the third and fourth MOS transistors operating as the load of the second MOS transistor and forming the second MOS differential pair are the fifth and sixth MOS transistors. The ninth and tenth MOS transistors having the same polarity as the seventh and eighth MOS transistors operating as the load of the sixth MOS transistor and forming the third MOS differential pair are connected to the ninth and tenth MOS transistors. It has the same polarity as the eleventh and twelfth MOS transistors operating as loads of the ten MOS transistors. In this case, since it can be constituted only by MOS transistors having the same polarity, there is an advantage that the circuit configuration is simplified.

【0043】本発明の第1および第2の複合差動増幅回
路のさらに他の好ましい例では、前記第1MOS差動対
を形成する前記第1および第2のMOSトランジスタ
が、それら第1および第2のMOSトランジスタの負荷
として動作する前記第3および第4のMOSトランジス
タとは逆の極性を有し、前記第2MOS差動対を形成す
る前記第5および第6のMOSトランジスタが、それら
第5および第6のMOSトランジスタの負荷として動作
する前記第7および第8のMOSトランジスタとは逆の
極性を有し、前記第3MOS差動対を形成する前記第9
および第10のMOSトランジスタが、それら第9およ
び第10のMOSトランジスタの負荷として動作する前
記第11および第12のMOSトランジスタとは逆の極
性を有する。この場合、電源電圧をより低くできる利点
が生じる。
In still another preferred embodiment of the first and second composite differential amplifier circuits according to the present invention, the first and second MOS transistors forming the first MOS differential pair include the first and second MOS transistors. The fifth and sixth MOS transistors forming the second MOS differential pair have polarities opposite to those of the third and fourth MOS transistors operating as loads of the second MOS transistor. The ninth and third MOS differential pairs forming the third MOS differential pair have polarities opposite to those of the seventh and eighth MOS transistors operating as loads of the sixth and sixth MOS transistors.
And the tenth MOS transistor have polarities opposite to those of the eleventh and twelfth MOS transistors operating as loads of the ninth and tenth MOS transistors. In this case, there is an advantage that the power supply voltage can be lowered.

【0044】(10) 本発明の第3の複合差動増幅回
路は、(a) 入力端子対に印加される第1入力電圧を
変換してその第1入力電圧に比例する第1対の差動出力
電流を出力端子対に出力する第1電圧−電流変換回路
と、(b) 前記第1電圧−電流変換回路の出力端子対
にそれぞれ接続された、その第1電圧−電流変換回路の
負荷として動作する第1および第2のバイポーラトラン
ジスタと、(c) 入力端子対に印加される第2入力電
圧を変換してその第2入力電圧に比例する第2対の差動
出力電流を出力端子対に出力する第2電圧−電流変換回
路と、(d) 前記第2電圧−電流変換回路の出力端子
対にそれぞれ接続された、その第2電圧−電流変換回路
の負荷として動作する第3および第4のバイポーラトラ
ンジスタと、(e) 入力端子対に印加される前記第2
入力電圧を変換してその第2入力電圧に比例する第3対
の差動出力電流を出力端子対に出力する第3電圧−電流
変換回路と、(f) 前記第3電圧−電流変換回路の出
力端子対にそれぞれ接続された、その第3電圧−電流変
換回路の負荷として動作する第5および第6のバイポー
ラトランジスタとを備え、(g) 前記第3および第4
のバイポーラトランジスタのベースには、前記第1電圧
−電流変換回路の第1対の差動出力電流の一方により生
成されるその第1電圧−電流変換回路の第1出力電圧が
共通に印加されると共に、前記第5および第6のバイポ
ーラトランジスタのベースには、前記第1電圧−電流変
換回路の第1対の差動出力電流の他方により生成される
その第1電圧−電流変換回路の第2出力電圧が共通に印
加され、(h) 前記第2電圧−電流変換回路の出力端
子対から当該複合差動増幅回路の第1および第2の出力
電圧がそれぞれ取り出され、前記第3電圧−電流変換回
路の出力端子対から当該複合差動増幅回路の第3および
第4の出力電圧がそれぞれ取り出されることを特徴とす
る。
(10) A third composite differential amplifier circuit according to the present invention comprises: (a) converting a first input voltage applied to an input terminal pair to obtain a difference between the first input voltage and the first input voltage proportional to the first input voltage; A first voltage-current conversion circuit for outputting a dynamic output current to an output terminal pair; and (b) a load of the first voltage-current conversion circuit connected to the output terminal pair of the first voltage-current conversion circuit, respectively. And (c) converting a second input voltage applied to the input terminal pair and outputting a second pair of differential output currents proportional to the second input voltage to the output terminal. A second voltage-current conversion circuit for outputting to the pair, and (d) third and operation circuits respectively connected to the output terminal pair of the second voltage-current conversion circuit and operating as loads of the second voltage-current conversion circuit. A fourth bipolar transistor, and (e) an input terminal Wherein it is applied to the paired second
A third voltage-current conversion circuit for converting an input voltage and outputting a third pair of differential output currents proportional to the second input voltage to an output terminal pair; and (f) a third voltage-current conversion circuit. Fifth and sixth bipolar transistors respectively connected to the output terminal pair and operating as loads of the third voltage-current conversion circuit; and (g) the third and fourth bipolar transistors.
The first output voltage of the first voltage-to-current conversion circuit generated by one of the first pair of differential output currents of the first voltage-to-current conversion circuit is commonly applied to the base of the bipolar transistor. In addition, the bases of the fifth and sixth bipolar transistors are connected to the second of the first voltage-current conversion circuit generated by the other of the first pair of differential output currents of the first voltage-current conversion circuit. (H) first and second output voltages of the composite differential amplifier circuit are respectively taken out from an output terminal pair of the second voltage-current conversion circuit, and (h) the third voltage-current The third and fourth output voltages of the composite differential amplifier circuit are respectively extracted from the output terminal pair of the conversion circuit.

【0045】(11) 本発明の第3の複合差動増幅回
路は、本発明の第1の複合差動増幅回路におけるMOS
差動対と負荷としてのMOSトランジスタとを、電圧−
電流変換回路とバイポーラトランジスタとにそれぞれ置
き換えたものに相当する。
(11) The third composite differential amplifier circuit of the present invention is the same as that of the first composite differential amplifier circuit of the present invention.
A differential pair and a MOS transistor as a load are connected to a voltage −
This corresponds to a current conversion circuit and a bipolar transistor, respectively.

【0046】よって、本発明の第1の複合差動増幅回路
において述べたのと同じ理由により、第1および第2の
入力電圧に対して線形な差動出力電圧が動作入力電圧範
囲の全体にわたって得られる。また、当該複合差動増幅
回路は、乗算回路の入力回路として好適に使用できる。
Therefore, for the same reason as described in the first composite differential amplifier circuit of the present invention, a differential output voltage linear with respect to the first and second input voltages over the entire operating input voltage range. can get. Further, the composite differential amplifier circuit can be suitably used as an input circuit of a multiplier circuit.

【0047】(12) 本発明の第4の複合差動増幅回
路は、(a) 入力端子対に印加される第1入力電圧を
変換してその第1入力電圧に比例する第1対の差動出力
電流を出力端子対に出力する第1電圧−電流変換回路
と、(b) 前記第1電圧−電流変換回路の出力端子対
にそれぞれ接続された、その第1電圧−電流変換回路の
負荷として動作する第1および第2のバイポーラトラン
ジスタと、(c) 入力端子対に印加される第2入力電
圧を変換してその第2入力電圧に比例する第2対の差動
出力電流を出力端子対に出力する第2電圧−電流変換回
路と、(d) 前記第2電圧−電流変換回路の出力端子
対にそれぞれ接続された、その第2電圧−電流変換回路
の負荷として動作する第3および第4のバイポーラトラ
ンジスタと、(e) 入力端子対に印加される前記第2
入力電圧を変換してその第2入力電圧に比例する第3対
の差動出力電流を出力端子対に出力する第3電圧−電流
変換回路と、(f) 前記第3電圧−電流変換回路の出
力端子対にそれぞれ接続された、その第3電圧−電流変
換回路の負荷として動作する第5および第6のバイポー
ラトランジスタとを備え、(g) 前記第3および第6
のバイポーラトランジスタのベースには、前記第1電圧
−電流変換回路の第1対の差動出力電流の一方により生
成されるその第1電圧−電流変換回路の第1出力電圧が
共通に印加されると共に、前記第4および第5のバイポ
ーラトランジスタのベースには、前記第1電圧−電流変
換回路の第1対の差動出力電流の他方により生成される
その第1電圧−電流変換回路の第2出力電圧が共通に印
加され、(h) 前記第2電圧−電流変換回路の出力端
子対から当該複合差動増幅回路の第1および第3の出力
電圧がそれぞれ取り出され、前記第3電圧−電流変換回
路の出力端子対から当該複合差動増幅回路の第2および
第4の出力電圧がそれぞれ取り出されることを特徴とす
る。
(12) A fourth composite differential amplifier circuit according to the present invention comprises: (a) converting a first input voltage applied to an input terminal pair to a difference between the first pair in proportion to the first input voltage; A first voltage-current conversion circuit for outputting a dynamic output current to an output terminal pair; and (b) a load of the first voltage-current conversion circuit connected to the output terminal pair of the first voltage-current conversion circuit, respectively. And (c) converting a second input voltage applied to the input terminal pair and outputting a second pair of differential output currents proportional to the second input voltage to the output terminal. A second voltage-current conversion circuit for outputting to the pair, and (d) third and operation circuits respectively connected to the output terminal pair of the second voltage-current conversion circuit and operating as loads of the second voltage-current conversion circuit. A fourth bipolar transistor, and (e) an input terminal Wherein it is applied to the paired second
A third voltage-current conversion circuit for converting an input voltage and outputting a third pair of differential output currents proportional to the second input voltage to an output terminal pair; and (f) a third voltage-current conversion circuit. A fifth bipolar transistor connected to the output terminal pair and operating as a load of the third voltage-current conversion circuit, and (g) the third and sixth bipolar transistors.
The first output voltage of the first voltage-to-current conversion circuit generated by one of the first pair of differential output currents of the first voltage-to-current conversion circuit is commonly applied to the base of the bipolar transistor. In addition, the bases of the fourth and fifth bipolar transistors are connected to the second of the first voltage-current conversion circuit generated by the other of the first pair of differential output currents of the first voltage-current conversion circuit. (H) first and third output voltages of the composite differential amplifier circuit are respectively taken out from an output terminal pair of the second voltage-current conversion circuit, and the third voltage-current The second and fourth output voltages of the composite differential amplifier circuit are respectively taken out from the output terminal pair of the conversion circuit.

【0048】(13) 本発明の第4の複合差動増幅回
路は、本発明の第2の複合差動増幅回路におけるMOS
差動対と負荷としてのMOSトランジスタとを、電圧−
電流変換回路とバイポーラトランジスタとにそれぞれ置
き換えたものに相当する。
(13) The fourth composite differential amplifier circuit of the present invention is the same as that of the second composite differential amplifier circuit of the present invention.
A differential pair and a MOS transistor as a load are connected to a voltage −
This corresponds to a current conversion circuit and a bipolar transistor, respectively.

【0049】よって、本発明の第1の複合差動増幅回路
において述べたのと同じ理由により、第1および第2の
入力電圧に対して線形な差動出力電圧が動作入力電圧範
囲の全体にわたって得られる。また、当該複合差動増幅
回路は、乗算回路の入力回路として好適に使用できる。
Therefore, for the same reason as described in the first composite differential amplifier circuit of the present invention, a differential output voltage linear with respect to the first and second input voltages over the entire operating input voltage range. can get. Further, the composite differential amplifier circuit can be suitably used as an input circuit of a multiplier circuit.

【0050】(14) 本発明の第1の乗算回路は、ク
オータースクエア型乗算回路であって、(a) 入力さ
れる第1および第2の入力電圧に対応する第1、第2,
第3および第4の出力電圧を出力する入力回路と、
(b) 前記入力回路から出力される前記第1、第2,
第3および第4の出力電圧のうちの二つの電圧が入力端
子対にそれぞれ入力される第1の二乗回路と、(c)
前記入力回路から出力される前記第1、第2,第3およ
び第4の出力電圧のうちの他の二つの電圧が入力端子対
にそれぞれ入力される第2の二乗回路とを備え、(d)
前記第1の二乗回路の出力端子対と前記第2の二乗回
路の出力端子対とは互いに接続されて差動出力端子対を
形成しており、その差動出力端子対から前記第1および
第2の入力電圧の乗算結果を含む差動出力が取り出され
るクオータースクエア型乗算回路において、(e) 前
記第1および第2の二乗回路のそれぞれが本発明の第1
または第2の二乗回路から構成されることを特徴とす
る。
(14) The first multiplying circuit of the present invention is a quarter-square type multiplying circuit, wherein (a) first, second and second input voltages corresponding to the input first and second input voltages, respectively.
An input circuit that outputs third and fourth output voltages;
(B) the first, second, and second signals output from the input circuit;
(C) a first squaring circuit in which two of the third and fourth output voltages are respectively input to the input terminal pair;
A second squaring circuit that receives two other voltages of the first, second, third, and fourth output voltages output from the input circuit, respectively, to an input terminal pair; )
The output terminal pair of the first squaring circuit and the output terminal pair of the second squaring circuit are connected to each other to form a differential output terminal pair. (E) each of the first and second squaring circuits according to the first aspect of the present invention, wherein a differential output including a multiplication result of the input voltage of 2 is taken out.
Alternatively, it is characterized by comprising a second squaring circuit.

【0051】(15) 本発明の第1の乗算回路では、
前記第1および第2の二乗回路がそれぞれ動作入力電圧
範囲の全体にわたって二乗特性を持つ本発明の第1また
は第2の二乗回路により構成されるので、動作入力電圧
範囲の全体にわたって良好な線形性を持つ。また、第1
または第2の入力電圧に対して線形性の良好なトランス
コンダクタンスを持つ。
(15) In the first multiplication circuit of the present invention,
Since the first and second squaring circuits are each constituted by the first or second squaring circuit of the present invention having a square characteristic over the entire operating input voltage range, good linearity over the entire operating input voltage range. have. Also, the first
Alternatively, the transconductance has good linearity with respect to the second input voltage.

【0052】(16) 本発明の第1の乗算回路の好ま
しい例では、前記入力回路が抵抗加算器から構成され
る。この場合、回路構成が簡単になる利点がある。
(16) In a preferred example of the first multiplication circuit of the present invention, the input circuit comprises a resistance adder. In this case, there is an advantage that the circuit configuration is simplified.

【0053】(17) 本発明の第2の乗算回路は、
(a) 入力される第1および第2の入力電圧に対応す
る第1、第2,第3および第4の出力電圧を出力する入
力回路と、(b) 前記入力回路から出力される前記第
1、第2,第3および第4の出力電圧のうちの二つの電
圧が入力端子対にそれぞれ入力される第1の二乗回路
と、(c) 前記入力回路から出力される前記第1、第
2,第3および第4の出力電圧のうちの他の二つの電圧
が入力端子対にそれぞれ入力される第2の二乗回路とを
備え、(d) 前記第1の二乗回路の出力端子対と前記
第2の二乗回路の出力端子対とは互いに接続されて差動
出力端子対を形成しており、その差動出力端子対から前
記第1および第2の入力電圧の乗算結果を含む差動出力
が取り出されるクオータースクエア型乗算回路におい
て、(e) 前記入力回路が本発明の第1〜第4の複合
差動増幅回路のいずれかから構成されることを特徴とす
る。
(17) The second multiplication circuit of the present invention comprises:
(A) an input circuit that outputs first, second, third, and fourth output voltages corresponding to the input first and second input voltages; and (b) the input circuit that is output from the input circuit. A first squaring circuit in which two of the first, second, third, and fourth output voltages are respectively input to an input terminal pair; and (c) the first and second output circuits output from the input circuit. A second squaring circuit in which the other two voltages of the second, third and fourth output voltages are respectively input to the input terminal pair; and (d) an output terminal pair of the first squaring circuit. The output terminal pair of the second squaring circuit is connected to each other to form a differential output terminal pair, and the differential output terminal pair includes a differential signal including a multiplication result of the first and second input voltages. In a quarter-square type multiplication circuit from which an output is taken out, (e) the input circuit Be comprised of any of the first to fourth composite differential amplifier circuit of the invention is characterized in.

【0054】(18) 本発明の第2の乗算回路では、
前記入力回路が動作入力電圧範囲の全体にわたって良好
な線形性を持つ本発明の第1〜第4の複合差動増幅回路
のいずれかにより構成されるので、動作入力電圧範囲の
全体にわたって良好な線形性を持つ。また、第1または
第2の入力電圧に対して線形性の良好なトランスコンダ
クタンスを持つ。
(18) In the second multiplication circuit of the present invention,
Since the input circuit is constituted by any of the first to fourth composite differential amplifier circuits of the present invention having a good linearity over the entire operation input voltage range, a good linearity is provided over the entire operation input voltage range. Have sex. Further, the transconductance has good linearity with respect to the first or second input voltage.

【0055】(19) 本発明の第3の乗算回路は、
(a)入力回路と、その入力回路の出力を受けて乗算結
果を出力する乗算器コア回路とを備えてなる乗算回路に
おいて、(b) 前記入力回路が、請求項3〜11のい
ずれかに記載の複合差動増幅回路から構成され、(c)
前記乗算器コア回路が、エミッタまたはソースが結合
された第1、第2、第3および第4のトランジスタによ
り形成されると共に、それら第1、第2、第3および第
4のトランジスタが単一のテール電流で駆動されるクア
ドリテール・セルから構成され、(d) 前記第1、第
2、第3および第4のトランジスタのベースまたはゲー
トは、前記クアドリテール・セルの第1、第2、第3お
よび第4の入力端子をそれぞれ形成し、(e) 前記第
2および第3のトランジスタのコレクタまたはドレイン
は互いに接続されて、前記クアドリテール・セルの第1
の出力端子を形成すると共に、前記第1および第4のト
ランジスタのコレクタまたはドレインは互いに接続され
て、前記クアドリテール・セルの第2の出力端子を形成
し、(f) 入力される第1および第2の入力電圧に応
じて前記複合差動増幅回路から出力される第1、第2,
第3および第4の出力電圧が、前記クアドリテール・セ
ルの前記第1、第2、第3および第4の入力端子にそれ
ぞれ入力され、(g) 前記クアドリテール・セルの前
記第1および第2の出力端子から前記第1および第2の
入力電圧の乗算結果を含む差動出力が取り出されること
を特徴とする。
(19) The third multiplying circuit of the present invention comprises:
12. A multiplication circuit comprising: (a) an input circuit; and a multiplier core circuit that receives an output of the input circuit and outputs a multiplication result. (B) The input circuit according to any one of claims 3 to 11, (C)
The multiplier core circuit is formed by first, second, third and fourth transistors having an emitter or a source coupled thereto, wherein the first, second, third and fourth transistors are a single transistor. (D) wherein the bases or gates of the first, second, third and fourth transistors are the first, second, and third cells of the quadrilateral cell, respectively. (E) collectors or drains of the second and third transistors are connected together to form a first and a second input terminal, respectively,
And the collectors or drains of the first and fourth transistors are connected together to form a second output terminal of the quadrature cell, and (f) input first and fourth input terminals. First, second, and second signals output from the composite differential amplifier circuit according to a second input voltage.
Third and fourth output voltages are respectively input to the first, second, third and fourth input terminals of the quadrilateral cell, and (g) the first and second output voltages of the quadrilateral cell. A differential output including a result of multiplication of the first and second input voltages is taken out from the second output terminal.

【0056】(20) 本発明の第3の乗算回路では、
乗算器コア回路が第1、第2、第3および第4のトラン
ジスタによりなるクアドリテール・セルから構成され、
入力回路が本発明の第1〜第4の複合差動増幅回路のい
ずれかから構成されるので、本発明の第2の複合差動増
幅回路について述べたのと同じ理由により、動作入力電
圧範囲の全体にわたって良好な線形性を持つ。また、第
1または第2の入力電圧に対して線形性の良好なトラン
スコンダクタンスを持つ。
(20) In the third multiplication circuit of the present invention,
A multiplier core circuit comprising a quadrilateral cell comprising first, second, third and fourth transistors;
Since the input circuit is composed of any one of the first to fourth composite differential amplifier circuits of the present invention, the operating input voltage range is set for the same reason as described for the second composite differential amplifier circuit of the present invention. Has good linearity throughout. Further, the transconductance has good linearity with respect to the first or second input voltage.

【0057】[0057]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面を参照しながら具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.

【0058】(第1の実施形態)図1に、本発明の第1
の実施形態のMOS二乗回路を示す。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
2 shows the MOS squaring circuit of the embodiment.

【0059】この二乗回路は、ソース結合された二つの
nチャネルMOSトランジスタM1、M2により形成さ
れるMOS差動対と、ソース結合された三つのnチャネ
ルMOSトランジスタM5、M6、M7により形成され
るトリプルテール・セル(triple-tail cell)とを備え
ている。
This squaring circuit is formed by a MOS differential pair formed by two source-coupled n-channel MOS transistors M1 and M2 and three source-coupled n-channel MOS transistors M5, M6 and M7. It has a triple-tail cell.

【0060】MOS差動対を形成するMOSトランジス
タM1、M2のソースは、定電流源1(電流値:ISS
を介して接地されている。このMOS差動対は、定電流
源1の生成する定電流ISSによって駆動される。
The sources of the MOS transistors M1 and M2 forming the MOS differential pair are a constant current source 1 (current value: I SS ).
Grounded. This MOS differential pair is driven by the constant current I SS generated by the constant current source 1.

【0061】MOSトランジスタM1、M2のゲート幅
(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれも単
位MOSトランジスタのそれのK1倍である(K1は定
数、ただしK1≧1)。
The ratio (W / L) of the gate width (W) to the gate length (L) of each of the MOS transistors M1 and M2 is K 1 times that of the unit MOS transistor (K 1 is a constant, but K 1 is a constant). 1 ≧ 1).

【0062】MOSトランジスタM1、M2のゲート
は、当該二乗回路の入力端子対を形成しており、それら
のゲート間に入力電圧Viが印加される。
[0062] The gate of the MOS transistors M1, M2 forms an input terminal pair of the squaring circuit, the input voltage V i is applied between their gate.

【0063】nチャネルMOSトランジスタM3は、M
OSトランジスタM1の負荷として動作する。MOSト
ランジスタM3のソースは、MOSトランジスタM1の
ドレインに接続され、ドレインは電源電圧VDDが印加さ
れる電源電圧線に接続され、ゲートにはバイアス電圧
(直流定電圧)VBが印加される。
The n-channel MOS transistor M3 is
It operates as a load of the OS transistor M1. The source of the MOS transistor M3 is connected to the drain of the MOS transistor M1, the drain is connected to a power supply voltage line to which the power supply voltage V DD is applied, and the bias voltage (DC constant voltage) V B is applied to the gate.

【0064】nチャネルMOSトランジスタM4は、M
OSトランジスタM2の負荷として動作する。MOSト
ランジスタM4のソースは、MOSトランジスタM2の
ドレインに接続され、ドレインは電源電圧VDDが印加さ
れる電源電圧線に接続され、ゲートにはMOSトランジ
スタM3に印加されるのと同じバイアス電圧VBが印加
される。
The n-channel MOS transistor M4 is
It operates as a load of the OS transistor M2. The source of the MOS transistor M4 is connected to the drain of the MOS transistor M2, the drain is connected to a power supply voltage line to which the power supply voltage V DD is applied, and the gate is the same bias voltage V B as applied to the MOS transistor M3. Is applied.

【0065】MOSトランジスタM3、M4のゲート幅
(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれも単
位MOSトランジスタのそれのK2倍である(K2は定
数、ただしK2≧1)。
The ratio (W / L) of the gate width (W) to the gate length (L) of each of the MOS transistors M3 and M4 is K 2 times that of the unit MOS transistor (K 2 is a constant, but K 2 is a constant). 2 ≧ 1).

【0066】トリプルテール・セルを形成するnチャネ
ルMOSトランジスタM5、M6、M7のソースは、定
電流源2(電流値:I0)を介して接地されている。こ
のトリプルテール・セルは、定電流源2の生成する定電
流I0により駆動され、この定電流I0がテール電流であ
る。
The sources of the n-channel MOS transistors M5, M6 and M7 forming a triple tail cell are grounded via a constant current source 2 (current value: I 0 ). The triple-tail cell is driven by a constant current I 0 which generates the constant current source 2, the constant current I 0 is the tail current.

【0067】MOSトランジスタM5、M6のゲート
は、MOSトランジスタM1、M2のドレインにそれぞ
れ接続されている。MOSトランジスタM5、M6のド
レインは、互いに接続されていて、当該二乗回路の第1
出力端子を形成する。
The gates of the MOS transistors M5 and M6 are connected to the drains of the MOS transistors M1 and M2, respectively. The drains of the MOS transistors M5 and M6 are connected to each other, and
Form output terminals.

【0068】MOSトランジスタM5のゲートには、ト
ランジスタM1のドレインに生成されるMOS差動対の
第1の出力電圧VO1が印加される。MOSトランジスタ
M6のゲートには、トランジスタM2のドレインに生成
されるMOS差動対の第2の出力電圧VO2が印加され
る。これら二つの出力電圧VO1とVO2の差(すなわち、
MOS差動対の差動出力電圧)が、トリプルテール・セ
ルの入力電圧となる。
The first output voltage V O1 of the MOS differential pair generated at the drain of the transistor M1 is applied to the gate of the MOS transistor M5. The second output voltage V O2 of the MOS differential pair generated at the drain of the transistor M2 is applied to the gate of the MOS transistor M6. The difference between these two output voltages V O1 and V O2 (ie,
The differential output voltage of the MOS differential pair) becomes the input voltage of the triple tail cell.

【0069】MOSトランジスタM7のゲートには、制
御電圧(直流定電圧)VCが印加される。MOSトラン
ジスタM7のドレインは、当該二乗回路の第2出力端子
を形成する。
A control voltage (DC constant voltage) V C is applied to the gate of the MOS transistor M7. The drain of the MOS transistor M7 forms the second output terminal of the squaring circuit.

【0070】MOSトランジスタM5、M6のゲート幅
(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、単位MOS
トランジスタのそれに等しい。MOSトランジスタM7
のゲート幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、
単位MOSトランジスタのそれのK3倍である(K3は定
数、ただしK3≧1)。
The ratio (W / L) of the gate width (W) to the gate length (L) of the MOS transistors M5 and M6 is equal to the unit MOS.
Equal to that of a transistor. MOS transistor M7
The ratio (W / L) of the gate width (W) to the gate length (L) is
It is K 3 times that of the unit MOS transistor (K 3 is a constant, but K 3 ≧ 1).

【0071】二つのnチャネルMOSトランジスタM1
0A、M10Bと定電流源3(電流値:ISS)は、トリ
プルテール・セルに印加される制御電圧VCを生成する
制御電圧生成回路を構成する。MOSトランジスタM1
0A、M10Bのソース同士、ドレイン同士、ゲート同
士はいずれも互いに接続されていて、それらのゲートに
は直流定電圧VBが共通に印加される。MOSトランジ
スタM10A、M10Bのドレインは、電源電圧線に接
続されている。MOSトランジスタM10A、M10B
のソースは、定電流源3の一端に共通に接続されてい
る。
Two n-channel MOS transistors M1
0A, M10B and constant current source 3 (current value: I SS ) constitute a control voltage generation circuit that generates a control voltage V C applied to the triple tail cell. MOS transistor M1
0A, sources of M10B, drains, they are connected to each other both gates are in their gates DC constant voltage V B is commonly applied. The drains of the MOS transistors M10A and M10B are connected to a power supply voltage line. MOS transistors M10A, M10B
Are commonly connected to one end of the constant current source 3.

【0072】制御電圧VCは、共通接続されたMOSト
ランジスタM10A、M10Bのソース電圧に等しい。
換言すれば、制御電圧VCは、共通接続されたMOSト
ランジスタM10A、M10Bのソースに生成される。
トリプルテール・セルのMOSトランジスタM7のゲー
トは、それら共通接続されたMOSトランジスタM10
A、M10Bのソースに接続されている。
The control voltage V C is equal to the source voltage of the commonly connected MOS transistors M10A and M10B.
In other words, the control voltage V C is generated at the sources of the commonly connected MOS transistors M10A and M10B.
The gate of the MOS transistor M7 of the triple tail cell is connected to the commonly connected MOS transistor M10.
A, are connected to the sources of M10B.

【0073】(動作原理)次に、図1に示した第1実施
形態の二乗回路の動作原理について説明する。
(Operation Principle) Next, the operation principle of the squaring circuit of the first embodiment shown in FIG. 1 will be described.

【0074】基板効果とチャネル長変調を無視し、飽和
領域で動作しているMOSトランジスタのドレイン電流
Dとゲート・ソース間電圧VGSの関係が二乗則に従う
ものと仮定すると、ドレイン電流IDは以下の数式(1
a)、(1b)のように表される。
Assuming that the relationship between the drain current I D and the gate-source voltage V GS of the MOS transistor operating in the saturation region obeys the square law, ignoring the body effect and channel length modulation, the drain current I D Is the following equation (1
a) and (1b).

【0075】[0075]

【数1】 (Equation 1)

【0076】数式(1a)、(1b)において、Kは、
MOSトランジスタのゲート幅(W)とゲート長(L)
の比(W/L)の単位MOSトランジスタのそれに対す
る比、βはトランスコンダクタンス・パラメータ、VTH
はスレッショルド電圧である。
In equations (1a) and (1b), K is
Gate width (W) and gate length (L) of MOS transistor
Ratio (W / L) to that of a unit MOS transistor, β is a transconductance parameter, V TH
Is the threshold voltage.

【0077】キャリアの実効モビリティをμ、単位面積
当たりのゲート酸化膜容量をCOXとすると、トランスコ
ンダクタンス・パラメータβは、 β=μ(COX/2)(W/L) で定義される。
Assuming that the effective mobility of carriers is μ and the capacitance of the gate oxide film per unit area is C OX , the transconductance parameter β is defined as β = μ (C OX / 2) (W / L).

【0078】なお、キャリアの実効モビリティμは、絶
対温度Tに応じて以下の数式(2)に従って変化する。
The effective mobility μ of the carrier changes according to the following equation (2) according to the absolute temperature T.

【0079】[0079]

【数2】 (Equation 2)

【0080】トランスコンダクタンスパラメータβも、
絶対温度Tに応じて以下の数式(3)に従って変化す
る。
The transconductance parameter β is also
It changes according to the following equation (3) according to the absolute temperature T.

【0081】[0081]

【数3】 (Equation 3)

【0082】となる。Is obtained.

【0083】ただし、数式(3)、(4)において、添
え宇300は300K(=27℃)におけるμ、β、T
の値を示す。
However, in the equations (3) and (4), the suffix 300 represents μ, β, T at 300 K (= 27 ° C.).
Shows the value of

【0084】(a)MOS差動対について 素子間の整合性は良いと仮定すると、MOS差動対の二
つの出力電流、すなわちMOSトランジスタM1、M2
のドレイン電流ID1、ID2は、それぞれ以下の数式(4
a)(4b)のように表される。
(A) MOS differential pair Assuming that the matching between the elements is good, two output currents of the MOS differential pair, that is, the MOS transistors M1 and M2
Of the drain currents I D1 and I D2 of
a) It is represented as (4b).

【0085】[0085]

【数4】 (Equation 4)

【0086】数式(4a)(4b)で表されるMOSト
ランジスタM1、M2のドレイン電流ID1、ID2はそれ
ぞれ、負荷となっているMOSトランジスタM3、M4
により平方根(ルート)圧縮されて電圧に変換される。
すなわち、MOS差動対の差動出力電圧をΔVとする
と、Aを定数としてΔVは次のように表される。
The drain currents I D1 and I D2 of the MOS transistors M1 and M2 represented by the equations (4a) and (4b) are the MOS transistors M3 and M4 serving as loads, respectively.
Is converted to a voltage by the square root (root) compression.
That is, assuming that the differential output voltage of the MOS differential pair is ΔV, ΔV is expressed as follows, where A is a constant.

【0087】[0087]

【数5】 (Equation 5)

【0088】ここで、a、bを定数、xを変数として、
次の恒等式(6)を考える。
Here, a and b are constants, x is a variable,
Consider the following identity (6).

【0089】[0089]

【数6】 (Equation 6)

【0090】そして、恒等式(6)においてa、b、x
を下記のように設定する。
Then, in the identity (6), a, b, x
Is set as follows.

【0091】[0091]

【数7】 (Equation 7)

【0092】すると、恒等式(6)の左辺は、上記数式
(5)に上記数式(4a)(4b)を代入したものに等
しくなる。この時、恒等式(5)の右辺は(K1β)1/2
・Viとなる。よって、次の数式(8)が成り立つ。
Then, the left side of the identity expression (6) is equal to the value obtained by substituting the expressions (4a) and (4b) into the expression (5). At this time, the right side of the identity (5) is (K 1 β) 1/2
V i . Therefore, the following equation (8) holds.

【0093】[0093]

【数8】 (Equation 8)

【0094】この数式(8)から明らかなように、MO
S差動対の差動出力電圧ΔV、すなわち数式(4a)
(4b)で表されるドレイン電流ID1の平方根とドレイ
ン電流ID2の平方根との差は、入力電圧Viに比例す
る。
As is apparent from equation (8), MO
The differential output voltage ΔV of the S differential pair, that is, equation (4a)
The difference between the square root of the square root and the drain current I D2 of the drain current I D1 represented by (4b) is proportional to the input voltage V i.

【0095】なお、MOS差動対の差動出力電流をΔI
Dとすると、ΔIDはドレイン電流ID1、ID2を用いて次
の数式(9)のように表される。
Note that the differential output current of the MOS differential pair is ΔI
When D, [Delta] I D by using the drain current I D1, I D2 is expressed by the following equation (9).

【0096】[0096]

【数9】 (Equation 9)

【0097】よって、MOS差動対の差動出力電流ΔI
Dは、線形項
Therefore, the differential output current ΔI of the MOS differential pair
D is the linear term

【0098】[0098]

【数10】 (Equation 10)

【0099】と非線形項And the nonlinear term

【0100】[0100]

【数11】 [Equation 11]

【0101】とを含んでいることが分かる。It can be seen that the following is included.

【0102】MOS差動対を形成するMOSトランジス
タM1、M2の結合されたソースの電圧を共通ソース電
圧VS1とすると、共通ソース電圧VS1は次の数式(1
2)のように表される。
[0102] When the MOS transistor M1, the voltage of the combined source of M2 forming the MOS differential pair and a common source voltage V S1, the common source voltage V S1 is the following formula (1
It is expressed as 2).

【0103】[0103]

【数12】 (Equation 12)

【0104】数式(12)において、VCM1は差動入力
される入力電圧Viのコモンモード電圧である。
[0104] In Equation (12), V CM1 is the common mode voltage of the input voltage V i is the input differential.

【0105】数式(12)より分かるように、共通ソー
ス電圧VS1は入力電圧Viの関数となっているから、共
通ソース電圧VS1は入力電圧Viとともに変動する。ま
た、数式(12)の第3項(平方根の項)は、非線形項
(11)の2番目の平方根の(1/2)1/2に等しい。
したがって、MOS差動対の差動出力電流ΔIDの非線
形項(11)は、共通ソース電圧VS1の変動に起因する
ことが分かる。
As can be seen from equation (12), since the common source voltage V S1 is a function of the input voltage V i , the common source voltage V S1 fluctuates with the input voltage V i . Further, the third term (square root term) of the equation (12) is equal to (1/2) 1/2 of the second square root of the nonlinear term (11).
Therefore, the nonlinear term (11) of the differential output current [Delta] I D of the MOS differential pair is found to be due to variations of the common source voltage V S1.

【0106】これは、MOS差動対の共通ソース電圧V
S1を一定電圧に固定できるならば、MOS差動対を線形
動作させることができることを意味する。
This corresponds to the common source voltage V of the MOS differential pair.
If S1 can be fixed at a constant voltage, it means that the MOS differential pair can be operated linearly.

【0107】MOSトランジスタM3、M4を負荷とす
るMOS差動対の出力電圧VO1、VO2は、MOSトラン
ジスタM1、M2のドレインにそれぞれ生成され、次の
数式(13a)、(13b)のように表される。
The output voltages V O1 and V O2 of the MOS differential pair having the MOS transistors M3 and M4 as loads are generated at the drains of the MOS transistors M1 and M2, respectively, as shown in the following equations (13a) and (13b). Is represented by

【0108】[0108]

【数13】 (Equation 13)

【0109】よって、MOS差動対の差動出力電圧ΔV
は、次の数式(14)のように表される。
Therefore, the differential output voltage ΔV of the MOS differential pair
Is represented by the following equation (14).

【0110】[0110]

【数14】 [Equation 14]

【0111】数式(14)において、負荷用のMOSト
ランジスタM3、M4のゲート幅(W)とゲート長
(L)の比K2が、MOS差動対を形成するMOSトラ
ンジスタM1、M2のゲート幅(W)とゲート長(L)
の比K1より大きいならば、このMOS差動対は逆相の
減衰器となり、K2がK1に等しいまたはK1より小さい
ならば、このMOS差動対は逆相の増幅器となる。
In the equation (14), the ratio K 2 between the gate width (W) and the gate length (L) of the load MOS transistors M3 and M4 is determined by the gate width of the MOS transistors M1 and M2 forming the MOS differential pair. (W) and gate length (L)
If larger ratio K 1, this MOS differential pair becomes a reverse-phase attenuator, K 2 is if equal or K 1 is smaller than the K 1, this MOS differential pair is an amplifier of the opposite phase.

【0112】(14)式から明らかなように、MOSト
ランジスタM3、M4を負荷とするMOS差動対の差動
出力電圧ΔVは、入力電圧Viに比例する。換言すれ
ば、MOSトランジスタM3、M4を負荷とするMOS
差動対は、入力電圧Viに対して線形減衰器または線形
増幅器として動作する。そして、(K2/K1)を小さい
値に設定すれば、高利得が実現できる。
[0112] (14) As is apparent from the equation, the differential output voltage ΔV of the MOS differential pair of MOS transistors M3, M4 and the load is proportional to the input voltage V i. In other words, a MOS having the MOS transistors M3 and M4 as loads
The differential pair operates as a linear attenuator or amplifier for the input voltage V i . If (K 2 / K 1 ) is set to a small value, a high gain can be realized.

【0113】出力電圧VO1、VO2のコモンモード電圧を
CM2とすると、VCM2は次の数式(15)で表される。
Assuming that the common mode voltage of the output voltages V O1 and V O2 is V CM2 , V CM2 is represented by the following equation (15).

【0114】[0114]

【数15】 (Equation 15)

【0115】数式(15)から、MOSトランジスタM
3、M4を負荷とするMOS差動対の出力電圧VO1、V
O2のコモンモード電圧VCM2は、共通ソース電圧V
S1(上記数式(12)参照)を用いて表されることが分
かる。
From equation (15), it can be seen that the MOS transistor M
3, the output voltages V O1 and V of the MOS differential pair with M4 as a load.
O2 common mode voltage V CM2 is equal to common source voltage V
It can be seen that S1 (see the above equation (12)) is used.

【0116】(b)MOSトリプルテール・セルについ
て 次に、MOSトランジスタM5,M6,M7からなるM
OSトリプルテール・セルの動作について説明する。
(B) MOS Triple Tail Cell Next, the MOS transistor M5, M6, M7
The operation of the OS triple tail cell will be described.

【0117】MOSトリプルテール・セルの出力電流
は、同一発明者による特開平8−83314号公報、特
開平8−84037号公報、特開平8−315056号
公報などに示されている。
The output current of the MOS triple-tail cell is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-83314, 8-84037, 8-315056 by the same inventor.

【0118】図1に示す第1実施形態の二乗回路では、
トリプルテール・セルの入力端子対を形成するMOSト
ランジスタM5、M6のゲートには、出力電圧VO1、V
O2がそれぞれ入力される。換言すれば、MOSトランジ
スタM5、M6のゲート間には、MOS差動対の差動出
力電圧ΔVが入力される。よって、このトリプルテール
・セルの差動出力電流ΔITRIPLEは、MOSトランジス
タM5、M6のドレイン電流をそれぞれID5、ID6とす
ると、 ΔITRIPLE =ID5−ID6 と表される。
In the squaring circuit of the first embodiment shown in FIG.
The output voltages V O1 and V O1 are connected to the gates of the MOS transistors M5 and M6 forming the input terminal pair of the triple tail cell.
O2 is input respectively. In other words, the differential output voltage ΔV of the MOS differential pair is input between the gates of the MOS transistors M5 and M6. Therefore, the differential output current ΔI TRIPLE of this triple tail cell is expressed as ΔI TRIPLE = I D5 −I D6 where the drain currents of the MOS transistors M5 and M6 are I D5 and I D6 , respectively.

【0119】したがって、特開平8−83314号公報
に開示されているものによれば、このトリプルテール・
セルの差動出力電流ΔITRIPLEは次の数式(16)のよ
うに表される。
Therefore, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-83314, this triple tail
The differential output current ΔI TRIPLE of the cell is represented by the following equation (16).

【0120】[0120]

【数16】 (Equation 16)

【0121】ここで、MOSトランジスタM5、M6の
ゲート間に入力されるMOS差動対の差動出力電圧ΔV
は、MOS差動対(すなわち、当該二乗回路)への入力
電圧Viに対して線形であり、また、トリプルテール・
セルを形成するMOSトランジスタM5,M6のドレイ
ン電流ID5、ID6は、それぞれトリプルテール・セルへ
の入力電圧ΔVに対して二乗特性を持っていることを考
慮すると、図1の二乗回路が二乗特性を持つ電流を出力
するためには、数式(16)で表されるこのトリプルテ
ール・セルの差動出力電流ΔITRIPLEが入力電圧ΔVに
対して線形になる、換言すれば、入力電圧ΔVに比例す
ることが必要である。
Here, the differential output voltage ΔV of the MOS differential pair input between the gates of the MOS transistors M5 and M6
Is linear with respect to the input voltage V i to the MOS differential pair (ie, the squaring circuit), and
Considering that each of the drain currents I D5 and I D6 of the MOS transistors M5 and M6 forming the cell has a square characteristic with respect to the input voltage ΔV to the triple tail cell, the square circuit of FIG. In order to output a current having characteristics, the differential output current ΔI TRIPLE of this triple tail cell represented by the equation (16) becomes linear with respect to the input voltage ΔV, in other words, the input voltage ΔV It is necessary to be proportional.

【0122】すなわち、cを定数とすると、 ΔITRIPLE =cΔV が成り立つことが必要である。That is, if c is a constant, it is necessary that ΔI TRIPLE = cΔV holds.

【0123】よって、上記数式(16)の分子のΔVの
係数が定数cに等しくなければならない。つまり、以下
の数式(17)が成り立たなければならない。
Therefore, the coefficient of ΔV of the numerator in the equation (16) must be equal to the constant c. That is, the following equation (17) must be satisfied.

【0124】[0124]

【数17】 [Equation 17]

【0125】このとき、トリプルテール・セルの差動出
力電流ΔITRIPLEは、次のようになる。
At this time, the differential output current ΔI TRIPLE of the triple tail cell is as follows.

【0126】[0126]

【数18】 (Equation 18)

【0127】また、数式(17)からこの時の制御電圧
Cを求めると、次の数式(19)のようになる。
When the control voltage V C at this time is obtained from the equation (17), the following equation (19) is obtained.

【0128】[0128]

【数19】 [Equation 19]

【0129】よって、上記数式(16)で表されるこの
トリプルテール・セルの差動出力電流ΔITRIPLEが入力
電圧ΔVに対して線形になる、すなわち、図1の二乗回
路が二乗特性を持つ電流を出力するためには、制御電圧
Cを数式(19)が成り立つように設定しなければな
らないことになる。そして、その時のトリプルテール・
セルの差動出力電流ΔITRIPLEは、上記数式(18)で
表される。
Therefore, the differential output current ΔI TRIPLE of this triple tail cell expressed by the above equation (16) becomes linear with respect to the input voltage ΔV, ie, the current having the square characteristic in the squaring circuit of FIG. Is output, the control voltage V C must be set so that the equation (19) is satisfied. And the triple tail at that time
The differential output current ΔI TRIPLE of the cell is represented by the above equation (18).

【0130】例えば、For example,

【0131】[0131]

【数20】 (Equation 20)

【0132】の時には、制御電圧VCは次のように設定
される必要がある。
At this time, the control voltage V C needs to be set as follows.

【0133】[0133]

【数21】 (Equation 21)

【0134】以上述べたように、トリプルテール・セル
のMOSトランジスタM7への制御電圧VCを上記数式
(19)が成り立つように設定すれば、上記数式(1
6)で表されるこのトリプルテール・セルの差動出力電
流I-は入力電圧ΔVに対して線形になる。そして、そ
の差動出力電流ΔITRIPLEは上記数式(18)で表され
るのである。
As described above, if the control voltage V C to the MOS transistor M7 of the triple tail cell is set so that the above equation (19) holds, the above equation (1)
6), the differential output current I of this triple tail cell becomes linear with respect to the input voltage ΔV. Then, the differential output current ΔI TRIPLE is expressed by the above equation (18).

【0135】ところで、図1に示す二乗回路では、MO
SトランジスタM3、M4を負荷とするMOS差動対と
MOSトリプルテール・セルとが縦続接続されているの
で、トリプルテール・セルを形成するMOSトランジス
タM5、M6、M7の各ゲート電圧はそれぞれ、VO1
O2、(VCM2+VC)となる。もし、MOSトランジス
タM7のゲート電圧(VCM2+VC)=VG7が一定値とな
るならば、制御電圧VCを発生させるゲート・バイアス
回路を非常に簡略化できる。そこで、次にそのために必
要な条件を求める。
By the way, in the squaring circuit shown in FIG.
Since the MOS differential pair having the S transistors M3 and M4 as loads and the MOS triple tail cells are cascaded, the respective gate voltages of the MOS transistors M5, M6 and M7 forming the triple tail cells are V O1 ,
V O2 , (V CM2 + V C ). If the gate voltage (V CM2 + V C ) = V G7 of the MOS transistor M7 becomes a constant value, the gate bias circuit for generating the control voltage V C can be greatly simplified. Therefore, next, the conditions necessary for that are obtained.

【0136】出力電圧VO1、VO2のコモンモード電圧V
CM2は上記の数式(15)で表され、制御電圧VCは上記
の数式(19)を満たすので、MOSトランジスタM7
のゲート電圧VG7=(VCM2+VC)は、次の数式(2
2)のように表される。ただし、dは定数である。
The common mode voltage V of the output voltages V O1 and V O2
CM2 is represented by the above equation (15), and since the control voltage V C satisfies the above equation (19), the MOS transistor M7
Gate voltage V G7 = (V CM2 + V C ) is calculated by the following equation (2)
It is expressed as 2). Here, d is a constant.

【0137】[0137]

【数22】 (Equation 22)

【0138】上述したように、図1の二乗回路が二乗特
性を持つ電流を出力するためには、トリプルテール・セ
ルの差動出力電流ΔITRIPLEがその入力電圧ΔVに比例
することが必要であるから、数式(22)において入力
電圧ΔVを含む項の係数はすべてゼロにならなければな
らない。すなわち、数式(22)は次の数式(23)の
ように簡単化されなければならない。
As described above, in order for the squaring circuit of FIG. 1 to output a current having a square characteristic, the differential output current ΔI TRIPLE of the triple tail cell needs to be proportional to its input voltage ΔV. Therefore, in equation (22), the coefficients of the term including the input voltage ΔV must all be zero. That is, equation (22) must be simplified as in equation (23).

【0139】[0139]

【数23】 (Equation 23)

【0140】数式(23)が成立するために必要な条件
は、数式(22)において以下の関係式(24a)、
(24b)が成立することである。
The condition required to satisfy the expression (23) is as follows in the expression (22):
(24b) is satisfied.

【0141】[0141]

【数24】 (Equation 24)

【0142】よって、これらの関係式(24a)と(2
4b)が満たされるように、電流値I0、ISSなどの値
を設定した場合には、数式(23)が成立し、MOSト
ランジスタM7のゲート電圧VG7=(VCM2+VC)が一
定値となる。その結果、MOSトランジスタM7に対す
る制御電圧VCを発生させるバイアス回路は、図1に示
すように非常に簡略化される。そして、その場合には、
図1の回路構成において制御電圧VCが上記数式(1
9)を満たすので、上記数式(18)で表されるよう
に、このトリプルテール・セルの差動出力電流ΔI
TRIPLEは入力電圧ΔVに対して線形になる。
Therefore, these relational expressions (24a) and (2a)
As 4b) is satisfied, when setting values such as the current value I 0, I SS is established equation (23) is, the gate voltage V G7 of a MOS transistor M7 = (V CM2 + V C ) is constant Value. As a result, the bias circuit for generating the control voltage V C for the MOS transistor M7 is greatly simplified as shown in FIG. And in that case,
Control voltage V C in the circuit configuration of FIG. 1 is the equation (1
9), the differential output current ΔI of this triple tail cell is expressed by the equation (18).
TRIPLE becomes linear with respect to the input voltage ΔV.

【0143】また、上記「(a)MOS差動対につい
て」で既述したように、MOSトリプルテー・セルへの
入力電圧ΔVは、MOSトランジスタM3、M4を負荷
とするMOS差動対の差動出力電圧ΔVであり、当該二
乗回路への入力電圧Viに比例する。
As described above in "(a) MOS differential pair", the input voltage .DELTA.V to the MOS triplet cell is the difference between the MOS differential pair having the MOS transistors M3 and M4 as loads. is the kinematic output voltage [Delta] V, is proportional to the input voltage V i to the squaring circuit.

【0144】こうして、図1の二乗回路は、その入力電
圧Viに対して二乗特性を持つ出力電流ΔITRIPLEをM
OSトリプルテール・セルの差動出力電流として出力す
ることが確認されるのである。
In this manner, the squaring circuit of FIG. 1 converts the output current ΔI TRIPLE having a square characteristic with respect to the input voltage V i into M
It is confirmed that the signal is output as the differential output current of the OS triple tail cell.

【0145】なお、この場合には、MOSトランジスタ
M5,M6,M7で形成されるトリプルテール・セル
は、同一発明者による特開平6−152275号公報に
示されるような適応バイアス差動対として動作する。
In this case, the triple tail cell formed by MOS transistors M5, M6 and M7 operates as an adaptive bias differential pair as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-152275 by the same inventor. I do.

【0146】(c)動作入力電圧範囲について 次に、図1の二乗回路の動作入力電圧範囲について説明
する。
(C) Operation Input Voltage Range Next, the operation input voltage range of the squaring circuit of FIG. 1 will be described.

【0147】トリプルテール・セルを形成するMOSト
ランジスタM5,M6のドレイン電流ID5、ID6は、そ
れぞれこのトリプルテール・セルへの入力電圧ΔVに対
して二乗特性を持っているので、MOSトランジスタM
5、M6、M7のドレイン電流ID5、ID6、ID7は、そ
れぞれ次の数式(25a)、(25b)(25c)のよ
うに示される。
The drain currents I D5 and I D6 of the MOS transistors M5 and M6 forming the triple tail cell each have a square characteristic with respect to the input voltage ΔV to the triple tail cell.
The drain currents I D5 , I D6 , and I D7 of M5 , M6, and M7 are represented by the following equations (25a), (25b), and (25c), respectively.

【0148】[0148]

【数25】 (Equation 25)

【0149】このMOSトリプルテール・セルの差動対
を構成している2つのMOSトランジスタM5、M6の
実効的なテール電流は、このトリプルテール・セルの出
力電流I-に等しく、ドレイン電流ID5とID6の和で表
される。よって、上記数式(25a)、(25b)を用
いて次の数式(26)が得られる。
[0149] effective tail current of the MOS triple-tail cell of the differential of the two constituting the pair MOS transistors M5, M6, the output current I of the triple-tail cell - equally, the drain current I D5 And I D6 . Therefore, the following Expression (26) is obtained using Expressions (25a) and (25b).

【0150】[0150]

【数26】 (Equation 26)

【0151】数式(25c)と(26)から明らかなよ
うに、トリプルテール・セルの二つの出力電流I+とI-
はいずれもその入力電圧ΔVの二乗に比例し、したがっ
て、それら出力電流I+とI-はいずれもその入力電圧Δ
Vに対して理想的な二乗特性を持つ。
As is clear from equations (25c) and (26), the two output currents I + and I of the triple tail cell
Are proportional to the square of their input voltage ΔV, so that their output currents I + and I are both equal to their input voltage ΔV.
It has an ideal square characteristic for V.

【0152】次に、MOSトリプルテール・セルの線形
入力電圧範囲とMOS差動対の動作入力電圧範囲が等し
くなる条件を求める。
Next, a condition is determined in which the linear input voltage range of the MOS triple tail cell and the operating input voltage range of the MOS differential pair are equal.

【0153】まず、MOSトリプルテール・セルを形成
するMOSトランジスタM5,M6,M7がいずれもピ
ンチオフしないならば、MOS差動対の二つの出力電圧
O1、VO2と制御電圧VCはそれぞれ、次の数式(27
a)、(27b)、(27c)のように表される。
First, if none of the MOS transistors M5, M6 and M7 forming the MOS triple tail cell pinch off, the two output voltages V O1 and V O2 of the MOS differential pair and the control voltage V C are respectively The following equation (27
a), (27b) and (27c).

【0154】[0154]

【数27】 [Equation 27]

【0155】なお、数式(27a)、(27b)は、数
式(13a)、(13b)と同一である。
The expressions (27a) and (27b) are the same as the expressions (13a) and (13b).

【0156】ID1=ISS、ID2=0の時、上記数式(2
7a)、(27b)、(27c)は次のようになる。
When I D1 = I SS and I D2 = 0, the above equation (2)
7a), (27b) and (27c) are as follows.

【0157】[0157]

【数28】 [Equation 28]

【0158】数式(28a)を上記数式(25a)に代
入すると、ID5について次の数式(29)が得られる。
[0158] When the formula (28a) is substituted into the equation (25a), the following equation (29) is obtained for I D5.

【0159】[0159]

【数29】 (Equation 29)

【0160】数式(29)を整理すると、次の数式(3
0)のようになる。
When formula (29) is arranged, the following formula (3) is obtained.
0).

【0161】[0161]

【数30】 [Equation 30]

【0162】同様に、数式(28b)を上記数式(25
b)に代入すると、ID6について次の数式(31)が得
られる。
Similarly, equation (28b) is replaced by equation (25)
Substituting in b), the following equation (31) is obtained for I D6.

【0163】[0163]

【数31】 (Equation 31)

【0164】数式(31)を整理すると、次の数式(3
2)のようになる。
By rearranging the equation (31), the following equation (3) is obtained.
It looks like 2).

【0165】[0165]

【数32】 (Equation 32)

【0166】数式(32)から数式(30)を引くと、
次の数式(33)が得られる。
By subtracting equation (30) from equation (32),
The following equation (33) is obtained.

【0167】[0167]

【数33】 [Equation 33]

【0168】数式(33)は、MOSトリプルテール・
セルへの差動入力電圧ΔVの最大値を示す。
Equation (33) indicates that the MOS triple tail
It shows the maximum value of the differential input voltage ΔV to the cell.

【0169】他方、差動入力電圧ΔVの最小値はID2
SS、ID1=0の時に得られ、その時のΔVは次のよう
になる。
On the other hand, the minimum value of the differential input voltage ΔV is I D2 =
It is obtained when I SS and I D1 = 0, and ΔV at that time is as follows.

【0170】[0170]

【数34】 (Equation 34)

【0171】よって、差動入力電圧ΔVの範囲は、次の
ように表されることが分かる。
Therefore, it can be seen that the range of the differential input voltage ΔV is expressed as follows.

【0172】[0172]

【数35】 (Equation 35)

【0173】さらに、数式(28c)を上記数式(25
c)に代入すると、ID7について次の数式(36)が得
られる。
Further, the equation (28c) is converted to the equation (25)
Substituting in c), the following equation (36) is obtained for I D7.

【0174】[0174]

【数36】 [Equation 36]

【0175】この数式(36)に、上記数式(32)、
(33)を代入してこれを解くと、次の数式(37)が
得られる。
The equation (36) is added to the equation (32).
By substituting (33) and solving this, the following equation (37) is obtained.

【0176】[0176]

【数37】 (37)

【0177】よって、定電流源の1,2,3の電流値I
0,ISSと、MOSトランジスタのゲート幅とゲート長
の比の単位MOSトランジスタのそれに対する比K2
値を数式(37)を満たすように設定すれば、MOSト
リプルテール・セルの線形入力電圧範囲がMOS差動対
の動作入力電圧範囲に等しくなる。その結果、図1の二
乗回路では、理想的な二乗特性が当該二乗回路の動作入
力電圧範囲の全体にわたって得られる。
Accordingly, the current values I, 2, 3 of the constant current source
0, I SS and, by setting the value of the ratio K 2 thereto of unit MOS transistor of the ratio of the gate width to the gate length of the MOS transistor so as to satisfy the formula (37), the linear input voltage of the MOS triple-tail cell The range is equal to the operating input voltage range of the MOS differential pair. As a result, in the squaring circuit of FIG. 1, an ideal squaring characteristic is obtained over the entire operating input voltage range of the squaring circuit.

【0178】そして、この場合には、図1のMOSトリ
プルテール・セルは最大の線形入力電圧範囲を有する適
応バイアス差動対として動作する。
In this case, the MOS triple tail cell of FIG. 1 operates as an adaptive bias differential pair having the largest linear input voltage range.

【0179】図1の二乗回路の回路構成を最も簡略化で
きるのは、例えば、K1=K2=1、K3=2、ISS=I0
/2の場合である。この時に定数cの値は
The circuit configuration of the squaring circuit shown in FIG. 1 can be most simplified, for example, K 1 = K 2 = 1, K 3 = 2, and I SS = I 0.
/ 2. At this time, the value of the constant c is

【0180】[0180]

【数38】 (38)

【0181】となる。Is obtained.

【0182】数式(38)は上記の数式(19)を満た
し、この時の定数dと制御電圧VCはそれぞれ、次の数
式(39a)、(39b)のようになる。
[0182] Equation (38) satisfies the above equation (19), respectively the control voltage V C constant d at this time, the following equation (39a), so that the (39 b).

【0183】[0183]

【数39】 [Equation 39]

【0184】(第2実施形態)図2は、本発明の第2の
実施形態のMOS二乗回路を示す。この二乗回路は、図
1に示す第1の実施形態の二乗回路において、nチャネ
ルMOSトランジスタM7を二つのnチャネルMOSト
ランジスタM7AとM7Bの組み合わせに代えたもので
ある。換言すれば、図1に示す第1の実施形態の二乗回
路におけるトリプルテール・セルをクアドリテール・セ
ルに代えたものである。それ以外の構成は図1の二乗回
路と同じなので、図2において図1の二乗回路と同一ま
たは対応する要素には同じ符号を付してその説明を省略
する。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows a MOS squaring circuit according to a second embodiment of the present invention. This squaring circuit is obtained by replacing the n-channel MOS transistor M7 with a combination of two n-channel MOS transistors M7A and M7B in the squaring circuit of the first embodiment shown in FIG. In other words, the triple-tail cell in the squaring circuit of the first embodiment shown in FIG. 1 is replaced with a quadri-tail cell. Otherwise, the configuration is the same as that of the squaring circuit of FIG. 1. Therefore, in FIG. 2, the same or corresponding elements as those of the squaring circuit of FIG.

【0185】MOSトランジスタM7A、M7Bのゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、MOS
トランジスタM5、M6と同じであり、いずれも単位M
OSトランジスタのそれに等しい。よって、四つのMO
SトランジスタM5、M6、M7A、M7Bは、いずれ
も単位トランジスタである。
The ratio (W / L) of the gate width (W) to the gate length (L) of the MOS transistors M7A and M7B is
The same as the transistors M5 and M6, each having the unit M
Equal to that of the OS transistor. Therefore, four MOs
Each of the S transistors M5, M6, M7A, and M7B is a unit transistor.

【0186】MOSトランジスタM7A、M7Bのソー
ス同士、ドレイン同士、ゲート同士はいずれも互いに接
続されているので、二つのMOSトランジスタM7A、
M7Bは、ゲート幅(W)とゲート長(L)の比(W/
L)が単位MOSトランジスタのそれの2倍に等しい一
つのMOSトランジスタM7と等価である。換言すれ
ば、図1の二乗回路では上記の関係式(24a)よりK
3=2に設定されるから、図1のMOSトランジスタM
7を二つの単位MOSトランジスタM7AとM7Bとに
分割したものに等しい。
Since the sources, drains and gates of the MOS transistors M7A and M7B are all connected to each other, the two MOS transistors M7A and M7B are connected to each other.
M7B is the ratio of gate width (W) to gate length (L) (W /
L) is equivalent to one MOS transistor M7, which is twice as large as that of the unit MOS transistor. In other words, in the squaring circuit of FIG. 1, from the above relational expression (24a), K
3 = 2, the MOS transistor M in FIG.
7 is divided into two unit MOS transistors M7A and M7B.

【0187】MOSトランジスタM7A、M7Bのドレ
イン同士は互いに接続されて、当該二乗回路の一方の出
力端子を形成している。その出力端子からは、出力電流
+が取り出される。
The drains of the MOS transistors M7A and M7B are connected to each other to form one output terminal of the squaring circuit. An output current I + is obtained from the output terminal.

【0188】MOSトランジスタM7A、M7Bのドレ
イン電流をそれぞれID7A、ID7Bとすると、出力電流I
+は次の数式(40)で表される。
Assuming that the drain currents of the MOS transistors M7A and M7B are I D7A and I D7B , respectively, the output current I
+ Is represented by the following equation (40).

【0189】[0189]

【数40】 (Equation 40)

【0190】ドレイン電流ID5、ID6は実施形態1と同
じであり、それぞれ上記の数式(25a)、(25b)
で表される。出力電流I-は、上記数式(26)で表さ
れる。
The drain currents I D5 and I D6 are the same as those in the first embodiment, and are calculated by the above equations (25a) and (25b).
It is represented by Output current I - is represented by the equation (26).

【0191】数式(40)と(26)から明らかなよう
に、クアドリテール・セルの二つの出力電流I+とI-
いずれも入力電圧ΔVの二乗に比例する。したがって、
図2の二乗回路も入力電圧ΔVに対して理想的な二乗特
性を持つ。
[0191] As is apparent from equation (40) (26), two output currents of the quad retail cell I + and I - are both proportional to the square of the input voltage [Delta] V. Therefore,
The square circuit of FIG. 2 also has an ideal square characteristic with respect to the input voltage ΔV.

【0192】そして、クアドリテール・セルの線形入力
電圧範囲とMOS差動対の動作入力電圧範囲を等しくす
るための上記数式(37)の条件を満たすことにより、
その理想的な二乗特性は動作入力電圧範囲の全体にわた
って得られる。
By satisfying the condition of the above equation (37) for making the linear input voltage range of the quadrilateral cell equal to the operating input voltage range of the MOS differential pair,
Its ideal square characteristic is obtained over the entire operating input voltage range.

【0193】図3に、図1および図2のMOS差動対に
おいてK2=K1=1とした場合の入力電圧Viに対す
る、出力電圧VO1、VO2と出力電圧のコモンモード電圧
CM2の変化を示す。図3より、MOSトランジスタM
1、M2からなるMOS差動対の出力電圧VO1、VO2
いずれも規格化された入力電圧範囲の全体で理想的な二
乗特性を持っていることが分かる。
[0193] Figure 3, the common mode voltage V with respect to the input voltage V i, the output voltage V O1, V O2 output voltage when the K 2 = K 1 = 1 in the MOS differential pair in FIG. 1 and FIG. 2 Show changes in CM2 . From FIG. 3, the MOS transistor M
It can be seen that the output voltages V O1 and V O2 of the MOS differential pair composed of M1 and M2 have ideal square characteristics over the entire standardized input voltage range.

【0194】図4に、図2の二乗回路においてK2=K1
とした場合のMOS差動対の入力電圧Viに対する、ク
アドリテール・セルのドレイン電流ID5、ID6
D7A、ID7 B、(ID5+ID6)、(ID7A+ID7B)、
(ID5+ID7A)、(ID6+ID7B)の変化を示す。図4
より、出力電流I+=(ID5+ID6)とI-=(ID7A
D7B)が共に、規格化された動作入力電圧範囲の全体
で良好な線形特性を持っていることが分かる。
FIG. 4 shows that K 2 = K 1 in the squaring circuit of FIG.
The drain current of the to to the input voltage V i of the MOS differential pair if, quad retail cell I D5, I D6,
I D7A, I D7 B, ( I D5 + I D6), (I D7A + I D7B),
(I D5 + I D7A), shows changes in (I D6 + I D7B). FIG.
Thus, the output currents I + = (I D5 + I D6 ) and I = (I D7A +
It can be seen that both I D7B ) have good linear characteristics over the standardized operating input voltage range.

【0195】(第3実施形態)図5は、本発明の第3実
施形態のMOS複合差動増幅回路を示す。この複合差動
増幅回路は、上記の第1、第2実施形態で用いたMOS
トランジスタを負荷とするMOS差動対を3対用いたも
のである。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows a MOS composite differential amplifier circuit according to a third embodiment of the present invention. This composite differential amplifier circuit uses the MOS transistors used in the first and second embodiments.
In this example, three MOS differential pairs using transistors as loads are used.

【0196】図5において、ソース結合された二つのn
チャネルMOSトランジスタM11、M12は第1MO
S差動対を形成する。MOSトランジスタM11、M1
2のソースは、定電流源11(電流値:I0)を介して
接地されている。この第1MOS差動対は、定電流源1
の生成する定電流I0によって駆動される。
In FIG. 5, two source-coupled n
The channel MOS transistors M11 and M12 are connected to the first MO
Form an S differential pair. MOS transistors M11, M1
The source 2 is grounded via a constant current source 11 (current value: I 0 ). This first MOS differential pair includes a constant current source 1
It is driven by a constant current I 0 which generates the.

【0197】MOSトランジスタM11、M12のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK1倍である(K1
定数、ただしK1≧1)。
The ratio (W / L) of the gate width (W) to the gate length (L) of each of the MOS transistors M11 and M12 is K 1 times that of the unit MOS transistor (K 1 is a constant; 1 ≧ 1).

【0198】MOSトランジスタM11、M12のゲー
トは、当該複合差動増幅回路の第1入力端子対を形成し
ており、それらのゲート間に第1入力電圧Vxが印加さ
れる。
[0198] The gate of the MOS transistor M11, M12 forms a first input terminal pair of the composite differential amplifier circuit, the first input voltage V x is applied between their gate.

【0199】nチャネルMOSトランジスタM13は、
MOSトランジスタM11の負荷として動作する。MO
SトランジスタM13のソースは、MOSトランジスタ
M11のドレインに接続され、ドレインは電源電圧VDD
が印加される電源電圧線に接続され、ゲートにはバイア
ス電圧(直流定電圧)VBが印加される。
The n-channel MOS transistor M13 is
It operates as a load of the MOS transistor M11. MO
The source of the S transistor M13 is connected to the drain of the MOS transistor M11, and the drain is connected to the power supply voltage V DD.
There is connected to the power supply voltage line to be applied, the bias voltage (direct current constant voltage) V B is applied to the gate.

【0200】nチャネルMOSトランジスタM14は、
MOSトランジスタM12の負荷として動作する。MO
SトランジスタM14のソースは、MOSトランジスタ
M12のドレインに接続され、ドレインは電源電圧VDD
が印加される電源電圧線に接続され、ゲートにはMOS
トランジスタM13に印加されるのと同じバイアス電圧
Bが印加される。
The n-channel MOS transistor M14 is
It operates as a load of the MOS transistor M12. MO
The source of the S transistor M14 is connected to the drain of the MOS transistor M12, and the drain is connected to the power supply voltage V DD.
Is connected to the power supply voltage line to which
The same bias voltage V B as applied to the transistor M13 is applied.

【0201】MOSトランジスタM13、M14のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK2倍である(K2
定数、ただしK2≧1)。
The ratio (W / L) of the gate width (W) to the gate length (L) of each of the MOS transistors M13 and M14 is K 2 times that of the unit MOS transistor (K 2 is a constant, and K 2 is a constant). 2 ≧ 1).

【0202】ソース結合された二つのnチャネルMOS
トランジスタM15、M16は、第2MOS差動対を形
成する。MOSトランジスタM15、M16のソース
は、定電流源12(電流値:I0)を介して接地されて
いる。この第2MOS差動対は、定電流源12の生成す
る定電流I0によって駆動される。
Source-coupled two n-channel MOS
The transistors M15 and M16 form a second MOS differential pair. The sources of the MOS transistors M15 and M16 are grounded via a constant current source 12 (current value: I 0 ). The first 2MOS differential pair is driven by a constant current I 0 which generates the constant current source 12.

【0203】MOSトランジスタM15、M16のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK1倍である。
[0203] The ratio of the MOS transistors M15, M16 of the gate width (W) and gate length (L) (W / L) is a 1-fold that of K in any unit MOS transistor.

【0204】MOSトランジスタM15、M16のゲー
トは、当該複合差動増幅回路の第2入力端子対を形成し
ており、それらのゲート間に第2入力電圧Vyが印加さ
れる。
The gates of the MOS transistors M15 and M16 form the second input terminal pair of the composite differential amplifier circuit, and the second input voltage Vy is applied between the gates.

【0205】nチャネルMOSトランジスタM17は、
MOSトランジスタM15の負荷として動作する。MO
SトランジスタM17のソースは、MOSトランジスタ
M15のドレインに接続され、ドレインは電源電圧VDD
が印加される電源電圧線に接続され、ゲートはMOSト
ランジスタM11のドレインに接続されている。MOS
トランジスタM17のゲートには、第1差動対の出力電
圧VO1が印加される。
The n-channel MOS transistor M17 is
It operates as a load of the MOS transistor M15. MO
The source of the S transistor M17 is connected to the drain of the MOS transistor M15, and the drain is connected to the power supply voltage V DD.
Is connected to the power supply voltage line to which the voltage is applied, and the gate is connected to the drain of the MOS transistor M11. MOS
The output voltage V O1 of the first differential pair is applied to the gate of the transistor M17.

【0206】nチャネルMOSトランジスタM18は、
MOSトランジスタM16の負荷として動作する。MO
SトランジスタM18のソースは、MOSトランジスタ
M16のドレインに接続され、ドレインは電源電圧VDD
が印加される電源電圧線に接続され、ゲートはMOSト
ランジスタM12のドレインに接続されている。MOS
トランジスタM18のゲートには、MOSトランジスタ
M17と同様に、第1差動対の出力電圧VO1が印加され
る。
The n-channel MOS transistor M18 is
It operates as a load of the MOS transistor M16. MO
The source of the S transistor M18 is connected to the drain of the MOS transistor M16, and the drain is connected to the power supply voltage V DD.
Is applied to the power supply voltage line, and the gate is connected to the drain of the MOS transistor M12. MOS
The output voltage V O1 of the first differential pair is applied to the gate of the transistor M18, similarly to the MOS transistor M17.

【0207】MOSトランジスタM17、M18のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK4倍である(K4
定数、ただしK4≧1)。
The ratio (W / L) of the gate width (W) to the gate length (L) of each of the MOS transistors M17 and M18 is K 4 times that of the unit MOS transistor (K 4 is a constant, and K 4 is a constant). 4 ≧ 1).

【0208】ソース結合された二つのnチャネルMOS
トランジスタM19、M20は、第3MOS差動対を形
成する。MOSトランジスタM19、M20のソース
は、定電流源13(電流値:I0)を介して接地されて
いる。この第3MOS差動対は、定電流源13の生成す
る定電流I0によって駆動される。
Two n-channel MOSs Source-Coupled
The transistors M19 and M20 form a third MOS differential pair. The sources of the MOS transistors M19 and M20 are grounded via a constant current source 13 (current value: I 0 ). This third MOS differential pair is driven by a constant current I 0 generated by a constant current source 13.

【0209】MOSトランジスタM19、M20のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK1倍である。
[0209] The ratio of the MOS transistor M19, the gate width of M20 (W) and gate length (L) (W / L) is a 1-fold that of K in any unit MOS transistor.

【0210】MOSトランジスタM19、M20のゲー
ト間には第2MOS差動対と同じ第2入力電圧Vyが印
加される。
[0210] MOS transistors M19, M20 same second input voltage V y and the 2MOS differential pair between the gate of the is applied.

【0211】nチャネルMOSトランジスタM21は、
MOSトランジスタM19の負荷として動作する。MO
SトランジスタM21のソースは、MOSトランジスタ
M19のドレインに接続され、ドレインは電源電圧VDD
が印加される電源電圧線に接続され、ゲートはMOSト
ランジスタM12のドレインに接続されている。MOS
トランジスタM21のゲートには、第1差動対の出力電
圧VO2が印加される。
The n-channel MOS transistor M21 is
It operates as a load of the MOS transistor M19. MO
The source of the S transistor M21 is connected to the drain of the MOS transistor M19, and the drain is connected to the power supply voltage V DD.
Is applied to the power supply voltage line, and the gate is connected to the drain of the MOS transistor M12. MOS
The output voltage V O2 of the first differential pair is applied to the gate of the transistor M21.

【0212】nチャネルMOSトランジスタM22は、
MOSトランジスタM20の負荷として動作する。MO
SトランジスタM22のソースは、MOSトランジスタ
M20のドレインに接続され、ドレインは電源電圧VDD
が印加される電源電圧線に接続され、ゲートはMOSト
ランジスタM12のドレインに接続されている。MOS
トランジスタM22のゲートには、第2MOS差動対と
同じ第1差動対の出力電圧VO2が印加される。
The n-channel MOS transistor M22 is
It operates as a load of the MOS transistor M20. MO
The source of the S transistor M22 is connected to the drain of the MOS transistor M20, and the drain is connected to the power supply voltage V DD.
Is applied to the power supply voltage line, and the gate is connected to the drain of the MOS transistor M12. MOS
The output voltage V O2 of the first differential pair, which is the same as the second MOS differential pair, is applied to the gate of the transistor M22.

【0213】MOSトランジスタM21、M22のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK4倍である。
[0213] The ratio of the MOS transistors M21, M22 of the gate width (W) and gate length (L) (W / L) are all 4 times that of K of unit MOS transistor.

【0214】図5に示す第3実施形態の複合差動増幅回
路の第1、第2、第3、第4の出力電圧V1、V2
3、V4は、MOSトランジスタM15、M16、M1
9、M20のドレインからそれぞれ取り出される。
The first, second, third, and fourth output voltages V 1 , V 2 , and V 3 of the composite differential amplifier circuit of the third embodiment shown in FIG.
V 3 and V 4 are MOS transistors M15, M16, M1
9, taken out from the drain of M20.

【0215】次に、この第3実施形態の当該複合差動増
幅回路の動作原理について説明する。
Next, the operation principle of the composite differential amplifier circuit of the third embodiment will be described.

【0216】MOSトランジスタM11、M12のドレ
イン電流をそれぞれID11、ID12とすると、MOSトラ
ンジスタM13、M14を負荷とする第1MOS差動対
の出力電圧VO1、VO2は、それぞれ次の数式(41
a)、(41b)のように表される。
Assuming that the drain currents of the MOS transistors M11 and M12 are I D11 and I D12 , respectively, the output voltages V O1 and V O2 of the first MOS differential pair with the MOS transistors M13 and M14 as loads are given by the following equations ( 41
a) and (41b).

【0217】[0219]

【数41】 [Equation 41]

【0218】数式(41a)、(41b)はそれぞれ、
第1の実施形態で述べた上記の数式(13a)、(13
b)と実質的に同一である。
Formulas (41a) and (41b) are respectively
Equations (13a) and (13a) described in the first embodiment
Substantially the same as b).

【0219】当該複合差動増幅回路の第1および第2の
出力電圧V1、V2は、第2MOS差動対のMOSトラン
ジスタM15、M16のドレインにそれぞれ生成され
る。MOSトランジスタM15、M16のドレイン電流
をそれぞれID15、ID16とすると、上記の数式(41
a)、(41b)を用いて、V1、V2はそれぞれ次の数
式(42a)、(42b)のように表される。
The first and second output voltages V 1 and V 2 of the composite differential amplifier circuit are generated at the drains of the MOS transistors M15 and M16 of the second MOS differential pair, respectively. Assuming that the drain currents of the MOS transistors M15 and M16 are ID15 and ID16 , respectively, the above equation (41)
Using a) and (41b), V 1 and V 2 are represented by the following equations (42a) and (42b), respectively.

【0220】[0220]

【数42】 (Equation 42)

【0221】同様に、当該複合差動増幅回路の第3およ
び第4の出力電圧V3、V4は、第3MOS差動対のMO
SトランジスタM19、M20のドレインにそれぞれ生
成される。MOSトランジスタM19、M20のドレイ
ン電流をそれぞれID19、ID 20とすると、上記の数式
(41a)、(41b)を用いて、V3、V4はそれぞれ
次の数式(43a)、(43b)のように表される。
[0221] Similarly, the third and fourth output voltages V 3, V 4 of the composite differential amplifier circuit, the first 3MOS differential pair MO
It is generated at the drain of each of the S transistors M19 and M20. MOS transistors M19, M20 of the drain current, respectively I D19, When I D 20, the above equation (41a), (41b) with a, V 3, V 4 each following formula (43a), (43b) It is represented as

【0222】[0222]

【数43】 [Equation 43]

【0223】第1、第2、第3のMOS差動対は、いず
れもMOSトランジスタを負荷としているから、それら
の差動出力電圧(VO1−VO2)、(V2−V1)、(V4
−V3)は対応する入力電圧Vx、Vyに対して比例す
る。すなわち、上記の数式(18)と同様に、次の数式
(44a)、(44b)、(44c)が成り立つ。
Since the first, second and third MOS differential pairs all use MOS transistors as loads, their differential output voltages (V O1 −V O2 ), (V 2 −V 1 ), (V 4
−V 3 ) is proportional to the corresponding input voltages V x , V y . That is, the following equations (44a), (44b), and (44c) hold similarly to the above equation (18).

【0224】[0224]

【数44】 [Equation 44]

【0225】数式(41a)、(41b)、(42
a)、(42b)、(43a)、(43b)を数式(4
4a)、(44b)、(44c)に代入して、ドレイン
電流の項を消去すると、次の数式(45a)、(45
b)、(45c)、(45d)が得られる。
Equations (41a), (41b) and (42)
a), (42b), (43a), and (43b) are expressed by the formula (4).
4a), (44b) and (44c), the term of the drain current is eliminated, and the following equations (45a) and (45c) are obtained.
b), (45c) and (45d) are obtained.

【0226】[0226]

【数45】 [Equation 45]

【0227】数式(45a)は、差動出力電圧(V2
1)または(V4−V3)を印加することは、第2入力
電圧Vyを印加することと等価であることを示す。ま
た、数式(45b)は、差動出力電圧(V3−V1)また
は(V4−V2)を印加することは、第1入力電圧Vx
印加することと等価であることを示す。数式(45c)
は、差動出力電圧(V4−V1)を印加することは、第1
入力電圧Vxと第2入力電圧Vyの和を印加することと等
価であることを示す。数式(45d)は、差動出力電圧
(V3−V2)を印加することは、第1入力電圧Vxと第
2入力電圧Vyの差を印加することと等価であることを
示す。
Equation (45a) represents the differential output voltage (V 2
V 1) or applying (V 4 -V 3) shows that it is equivalent to applying the second input voltage V y. Also shows that equation (45b) is applying the differential output voltage (V 3 -V 1) or (V 4 -V 2) is equivalent to applying the first input voltage V x . Formula (45c)
Applies the differential output voltage (V 4 −V 1 )
Indicating that it and is equivalent to apply a sum of the input voltage V x and the second input voltage V y. Equation (45d) indicates that applying a differential output voltage (V 3 -V 2) is equivalent to applying a difference between the first input voltage V x and the second input voltage V y.

【0228】このように、第3実施形態のMOS複合差
動増幅回路によれば、第1入力電圧Vxおよび第2入力
電圧Vyの少なくとも一方に対して線形な種々の差動出
力電圧が得られる。そして、その差動出力電圧は、定数
1,K2,K4の値を適当に設定することにより、また
第1〜第4の出力電圧V1、V2、V3、V4を適当に組み
合わせることにより、簡単に変更、選択が可能である。
[0228] Thus, according to the MOS composite differential amplifier circuit of the third embodiment, the linear variety of differential output voltage to at least one of the first input voltage V x and the second input voltage V y is can get. The differential output voltage is set by appropriately setting the values of the constants K 1 , K 2 , and K 4 , and the first to fourth output voltages V 1 , V 2 , V 3 , and V 4 are appropriately set. Can be easily changed and selected.

【0229】しかも、これらの線形な差動出力電圧は、
動作入力電圧範囲の全体にわたって得られる。それは、
第1MOS差動対の動作入力電圧範囲と、第2および第
3のMOS差動対の動作入力電圧範囲とが互いに一致す
るからである。
In addition, these linear differential output voltages are:
Obtained over the entire operating input voltage range. that is,
This is because the operating input voltage range of the first MOS differential pair matches the operating input voltage range of the second and third MOS differential pairs.

【0230】乗算回路を構成する場合、乗算すべき第1
入力電圧Vxと第2入力電圧Vyだけでなく、それらの和
および差が必要となることが多い。第3実施形態の複合
差動増幅回路を乗算回路の入力回路として使用すれば、
定数K1,K2,K4の値を適当に設定することにより、
所望の入力電圧を簡単に得ることができる。よって、当
該複合差動増幅回路は乗算回路の入力回路として好適に
使用できる。
When configuring a multiplication circuit, the first to be multiplied
Input voltage V x and not only the second input voltage V y, often their sum and difference are required. If the composite differential amplifier circuit of the third embodiment is used as an input circuit of a multiplication circuit,
By appropriately setting the values of the constants K 1 , K 2 and K 4 ,
A desired input voltage can be easily obtained. Therefore, the composite differential amplifier circuit can be suitably used as an input circuit of a multiplication circuit.

【0231】(第4実施形態)図6は、本発明の第4実
施形態のMOS複合差動増幅回路を示す。この複合差動
増幅回路は、先に述べた第3実施形態の複合差動増幅回
路において、第1MOS差動対の出力電圧VO1の入力先
を第2MOS差動対のMOSトランジスタM17と第3
MOS差動対のMOSトランジスタM22に変え、第1
MOS差動対の出力電圧VO2の入力先を第2MOS差動
対のMOSトランジスタM18と第3MOS差動対のM
OSトランジスタM21に変えたものである。それ以外
の構成は図5の複合差動増幅回路と同じなので、図6に
おいて図5の複合差動増幅回路と同一または対応する要
素には同じ符号を付してその説明を省略する。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a MOS composite differential amplifier circuit according to a fourth embodiment of the present invention. This composite differential amplifier circuit is different from the composite differential amplifier circuit of the third embodiment described above in that the input destination of the output voltage V O1 of the first MOS differential pair is the same as that of the third MOS transistor M17 of the second MOS differential pair.
Instead of the MOS transistor M22 of the MOS differential pair, the first
The input destination of the output voltage V O2 of the MOS differential pair is determined by the MOS transistor M18 of the second MOS differential pair and the M transistor of the third MOS differential pair.
This is changed to the OS transistor M21. The other configuration is the same as that of the composite differential amplifier circuit of FIG. 5, and therefore, in FIG. 6, the same or corresponding elements as those of the composite differential amplifier circuit of FIG.

【0232】第4実施形態の複合差動増幅回路は、第3
MOS差動対に第2入力電圧Vyを印加する際の極性を
第2MOS差動対に第2入力電圧Vyを印加する際の極
性とは逆にしたものに相当する。よって、第3実施形態
の複合差動増幅回路におけると同様にして、次の数式
(46a)、(46b)、(46c)、(46d)が得
られる。
The composite differential amplifier circuit according to the fourth embodiment has a third
The polarity for the application of the second input voltage V y polarities for the application of the second input voltage V y to a 2MOS differential pair corresponding to those in the opposite to the MOS differential pair. Therefore, the following equations (46a), (46b), (46c), and (46d) are obtained in the same manner as in the composite differential amplifier circuit of the third embodiment.

【0233】[0233]

【数46】 [Equation 46]

【0234】(46a)、(46b)、(46c)、
(46d)は、上述した数式(45a)、(45b)、
(45c)、(45d)と同一であり、したがって、第
4実施形態の複合差動増幅回路は第3実施形態の複合差
動増幅回路と等価である。
(46a), (46b), (46c),
(46d) is obtained by the above-described equations (45a), (45b),
This is the same as (45c) and (45d), and therefore, the composite differential amplifier circuit of the fourth embodiment is equivalent to the composite differential amplifier circuit of the third embodiment.

【0235】よって、第4実施形態の複合差動増幅回路
においても、第3実施形態の複合差動増幅回路において
述べたのと同じ理由により、第1および第2の入力電圧
x、Vyに対して線形な種々の差動出力電圧が動作入力
電圧範囲の全体にわたって得られる。また、当該複合差
動増幅回路は、乗算回路の入力回路として好適に使用で
きる。
Therefore, also in the composite differential amplifier circuit of the fourth embodiment, the first and second input voltages V x and V y are used for the same reason as described in the composite differential amplifier circuit of the third embodiment. Are obtained over the entire operating input voltage range. Further, the composite differential amplifier circuit can be suitably used as an input circuit of a multiplier circuit.

【0236】(第5実施形態)図7は、本発明の第5実
施形態のMOS複合差動増幅回路を示す。
(Fifth Embodiment) FIG. 7 shows a MOS composite differential amplifier circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【0237】この複合差動増幅回路は、先に述べた第3
実施形態の複合差動増幅回路において、第1MOS差動
対のnチャネルMOSトランジスタM11、M12をp
チャネルMOSトランジスタM31、M32に代え、第
2MOS差動対の負荷として動作するnチャネルMOS
トランジスタM17、M18をpチャネルMOSトラン
ジスタM37、M38に代え、第3MOS差動対の負荷
として動作するnチャネルMOSトランジスタM21、
M22をpチャネルMOSトランジスタM41、M42
に代えたものである。すなわち、第2および第3のMO
S差動対を構成するMOSトランジスタの極性(nチャ
ネル)を、第1MOS差動対を構成するMOSトランジ
スタの極性(pチャネル)とは逆にしたものである。
This composite differential amplifier circuit is similar to the aforementioned third differential amplifier circuit.
In the composite differential amplifier circuit of the embodiment, the n-channel MOS transistors M11 and M12 of the first MOS differential pair
N-channel MOS operating as a load of a second MOS differential pair instead of channel MOS transistors M31 and M32
Transistors M17 and M18 are replaced with p-channel MOS transistors M37 and M38, and n-channel MOS transistors M21 operating as loads of a third MOS differential pair are provided.
M22 is replaced by p-channel MOS transistors M41, M42
In place of That is, the second and third MOs
The polarity (n channel) of the MOS transistor forming the S differential pair is opposite to the polarity (p channel) of the MOS transistor forming the first MOS differential pair.

【0238】この構成により、各MOSトランジスタの
ゲート−ソース電圧が電源電圧線と接地との間で並列に
なる(重ならない)ため、電源電圧を下げることができ
る利点が生じる。
According to this structure, the gate-source voltage of each MOS transistor becomes parallel (does not overlap) between the power supply voltage line and the ground, so that there is an advantage that the power supply voltage can be reduced.

【0239】図7において、ソース結合された二つのp
チャネルMOSトランジスタM31、M32は第1MO
S差動対を形成する。MOSトランジスタM31、M3
2のソースは、電源電圧VDDが印加される電源電圧線に
定電流源21(電流値:I0)を介して接続されてい
る。この第1MOS差動対は、定電流源21の生成する
定電流I0によって駆動される。MOSトランジスタM
31、M32のドレインは、定電流源22、23(いず
れも電流値:2I0)を介して接地されている。
In FIG. 7, two source-coupled p
The channel MOS transistors M31 and M32 are connected to the first MO
Form an S differential pair. MOS transistors M31, M3
The source 2 is connected to a power supply voltage line to which the power supply voltage V DD is applied via a constant current source 21 (current value: I 0 ). The first MOS differential pair is driven by a constant current I 0 generated by a constant current source 21. MOS transistor M
The drains of M31 and M32 are grounded via constant current sources 22 and 23 (both have a current value of 2I 0 ).

【0240】MOSトランジスタM31、M32のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK1倍である。
[0240] The ratio of the MOS transistors M31, M32 of the gate width (W) and gate length (L) (W / L) is a 1-fold that of K in any unit MOS transistor.

【0241】MOSトランジスタM31、M32のゲー
トは、当該複合差動増幅回路の第1入力端子対を形成し
ており、それらのゲート間に第1入力電圧Vxが印加さ
れる。
[0241] The gate of the MOS transistor M31, M32 forms a first input terminal pair of the composite differential amplifier circuit, the first input voltage V x is applied between their gate.

【0242】nチャネルMOSトランジスタM33は、
MOSトランジスタM31の負荷として動作する。MO
SトランジスタM33のソースは、MOSトランジスタ
M31のドレインに接続され、ドレインは電源電圧線に
接続され、ゲートにはバイアス電圧(直流定電圧)VB
が印加される。
The n-channel MOS transistor M33 is
It operates as a load of the MOS transistor M31. MO
The source of the S transistor M33 is connected to the drain of the MOS transistor M31, the drain is connected to the power supply voltage line, and the gate is bias voltage (DC constant voltage) V B
Is applied.

【0243】nチャネルMOSトランジスタM34は、
MOSトランジスタM32の負荷として動作する。MO
SトランジスタM34のソースは、MOSトランジスタ
M32のドレインに接続され、ドレインは電源電圧線に
接続され、ゲートにはMOSトランジスタM33に印加
されるのと同じバイアス電圧VBが印加される。
[0243] The n-channel MOS transistor M34 is
It operates as a load of the MOS transistor M32. MO
The source of the S transistor M34 is connected to the drain of the MOS transistor M32, the drain is connected to the power supply voltage line, gate the same bias voltage V B as applied to the MOS transistor M33 is applied.

【0244】MOSトランジスタM33、M34のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK2倍である。
[0244] The ratio of the MOS transistors M33, M34 of the gate width (W) and gate length (L) (W / L) are both twice that of K of unit MOS transistor.

【0245】ソース結合された二つのnチャネルMOS
トランジスタM35、M36は第2MOS差動対を形成
する。MOSトランジスタM35、M36のソースは、
定電流源24(電流値:I0)を介して接地されてい
る。この第2MOS差動対は、定電流源24の生成する
定電流I0によって駆動される。MOSトランジスタM
35、M36のドレインは、定電流源25、26(いず
れも電流値:I0)を介して電源電圧線にそれぞれ接続
されている。
Source-coupled two n-channel MOS
The transistors M35 and M36 form a second MOS differential pair. The sources of the MOS transistors M35 and M36 are
It is grounded via a constant current source 24 (current value: I 0 ). The first 2MOS differential pair is driven by a constant current I 0 which generates the constant current source 24. MOS transistor M
The drains of 35 and M36 are connected to power supply voltage lines via constant current sources 25 and 26 (both have a current value: I 0 ).

【0246】MOSトランジスタM35、M36のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK1倍である。
[0246] The ratio of the MOS transistors M35, M36 of the gate width (W) and gate length (L) (W / L) is a 1-fold that of K in any unit MOS transistor.

【0247】MOSトランジスタM35、M36のゲー
トは、当該複合差動増幅回路の第2入力端子対を形成し
ており、それらのゲート間に第2入力電圧Vyが印加さ
れる。
The gates of the MOS transistors M35 and M36 form a second input terminal pair of the composite differential amplifier circuit, and the second input voltage Vy is applied between the gates.

【0248】pチャネルMOSトランジスタM37、M
38は、MOSトランジスタM35、M36の負荷とし
てそれぞれ動作する。MOSトランジスタM37、M3
8のソースは、MOSトランジスタM35、M36のド
レインにそれぞれ接続されている。MOSトランジスタ
M37、M38のゲートは、第1差動対のMOSトラン
ジスタM31のドレインに接続されていて、そのゲート
には第1差動対の出力電圧VO1が共通に印加される。M
OSトランジスタM37、M38のドレインは互いに接
続されている。
P channel MOS transistors M37, M
38 operates as loads on the MOS transistors M35 and M36, respectively. MOS transistors M37, M3
The source of 8 is connected to the drains of the MOS transistors M35 and M36, respectively. The gates of the MOS transistors M37 and M38 are connected to the drains of the MOS transistors M31 of the first differential pair, and the output voltage V O1 of the first differential pair is commonly applied to the gates. M
The drains of the OS transistors M37 and M38 are connected to each other.

【0249】MOSトランジスタM37、M38のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK4倍である。
[0249] The ratio of the MOS transistors M37, M38 of the gate width (W) and gate length (L) (W / L) are all 4 times that of K of unit MOS transistor.

【0250】ソース結合された二つのnチャネルMOS
トランジスタM39、M40は第3MOS差動対を形成
する。MOSトランジスタM39、M40のソースは、
定電流源27(電流値:I0)を介して接地されてい
る。この第3MOS差動対は、定電流源27の生成する
定電流I0によって駆動される。MOSトランジスタM
39、M40のドレインは、定電流源28、29(いず
れも電流値:I0)を介して電源電圧線にそれぞれ接続
されている。
Source-coupled two n-channel MOS
The transistors M39 and M40 form a third MOS differential pair. The sources of the MOS transistors M39 and M40 are
It is grounded via a constant current source 27 (current value: I 0 ). The first 3MOS differential pair is driven by a constant current I 0 which generates the constant current source 27. MOS transistor M
The drains of 39 and M40 are connected to power supply voltage lines via constant current sources 28 and 29 (both are current values: I 0 ).

【0251】MOSトランジスタM39、M40のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK1倍である。
[0251] The ratio of the MOS transistors M39, M40 of the gate width (W) and gate length (L) (W / L) is a 1-fold that of K in any unit MOS transistor.

【0252】MOSトランジスタM39、M40のゲー
ト間には、第2入力電圧Vyが印加される。
The second input voltage Vy is applied between the gates of the MOS transistors M39 and M40.

【0253】pチャネルMOSトランジスタM41、M
42は、MOSトランジスタM39、M40の負荷とし
てそれぞれ動作する。MOSトランジスタM41、M4
2のソースは、MOSトランジスタM39、M40のド
レインにそれぞれ接続されている。MOSトランジスタ
M41、M42のゲートは、第1差動対のMOSトラン
ジスタM32のドレインに接続されていて、そのゲート
には第1差動対の出力電圧VO2が共通に印加される。M
OSトランジスタM41、M42のドレインは互いに接
続されている。
P-channel MOS transistors M41, M
42 operates as loads on the MOS transistors M39 and M40, respectively. MOS transistors M41, M4
2 is connected to the drains of the MOS transistors M39 and M40, respectively. The gates of the MOS transistors M41 and M42 are connected to the drain of the MOS transistor M32 of the first differential pair, and the output voltage V O2 of the first differential pair is commonly applied to the gate. M
The drains of the OS transistors M41 and M42 are connected to each other.

【0254】MOSトランジスタM41、M42のゲー
ト幅(W)とゲート長(L)の比(W/L)は、いずれ
も単位MOSトランジスタのそれのK4倍である。
[0254] The ratio of the MOS transistors M41, M42 of the gate width (W) and gate length (L) (W / L) are all 4 times that of K of unit MOS transistor.

【0255】次に、以上の構成を持つ第5実施形態のM
OS複合差動増幅回路の動作原理を説明する。
Next, M of the fifth embodiment having the above configuration
The operation principle of the OS composite differential amplifier circuit will be described.

【0256】第1差動対のMOSトランジスタM31、
M32のドレイン電流を、それぞれI1、I2とすると、
MOSトランジスタM34、M33に流れる電流もそれ
ぞれI1、I2となる。また、第2差動対のMOSトラン
ジスタM35、M36に流れるドレイン電流を、それぞ
れI3、I4とすると、MOSトランジスタM38、M3
7に流れる電流もそれぞれI1、I2となる。さらに、第
3差動対は第2差動対と同じ構成を持つから、第3差動
対のMOSトランジスタM39、M40のドレイン電流
もそれぞれI3、I4となり、MOSトランジスタM4
2、M41に流れる電流もそれぞれI3、I4となる。
The first differential pair of MOS transistors M31,
If the drain currents of M32 are I 1 and I 2 respectively,
The currents flowing through the MOS transistors M34 and M33 are also I 1 and I 2 , respectively. Also, assuming that drain currents flowing through the MOS transistors M35 and M36 of the second differential pair are I 3 and I 4 , respectively, the MOS transistors M38 and M3
The current flowing through 7 also becomes I 1 and I 2 , respectively. Further, since the third differential pair has the same configuration as the second differential pair, the drain currents of the MOS transistors M39 and M40 of the third differential pair are also I 3 and I 4 , respectively, and the MOS transistor M4
2. The currents flowing through M41 are also I 3 and I 4 , respectively.

【0257】すると、 I1+I2=I0、 I3+I4=I0 が成り立つから、第1MOS差動対の出力電圧VO1、V
O2について、次の数式(47a)、(47b)が得られ
る。
Then, since I 1 + I 2 = I 0 and I 3 + I 4 = I 0 hold, the output voltages V O1 , V O of the first MOS differential pair are satisfied.
For O2 , the following equations (47a) and (47b) are obtained.

【0258】[0258]

【数47】 [Equation 47]

【0259】数式(47a)、(47b)において、V
THn、βnはそれぞれ、nチャネルMOSトランジスタの
スレッショルド電圧、トランスコンダクタンス・パラメ
ータである。
In equations (47a) and (47b), V
THn, respectively beta n, the threshold voltage of the n-channel MOS transistor, a transconductance parameter.

【0260】第2のMOS差動対の出力電圧V1、V2
ついて、次の数式(48a)、(48b)が得られる。
The following equations (48a) and (48b) are obtained for the output voltages V 1 and V 2 of the second MOS differential pair.

【0261】[0261]

【数48】 [Equation 48]

【0262】数式(48a)、(48b)において、V
THp、βpはそれぞれ、pチャネルMOSトランジスタの
スレッショルド電圧、トランスコンダクタンス・パラメ
ータである。
In equations (48a) and (48b), V
THp, respectively beta p, the threshold voltage of the p-channel MOS transistor, a transconductance parameter.

【0263】第3のMOS差動対の出力電圧V3、V4
ついて、次の数式(49a)、(49b)が得られる。
The following equations (49a) and (49b) are obtained for the output voltages V 3 and V 4 of the third MOS differential pair.

【0264】[0264]

【数49】 [Equation 49]

【0265】他方、上記第1実施形態で述べたのと同様
に、次の数式(50a)、(50b)が成り立つ。
On the other hand, the following equations (50a) and (50b) hold as described in the first embodiment.

【0266】[0266]

【数50】 [Equation 50]

【0267】よって、次の数式(51a)、(51
b)、(51c)、(51d)が得られる。
Therefore, the following equations (51a) and (51a)
b), (51c) and (51d) are obtained.

【0268】[0268]

【数51】 (Equation 51)

【0269】このように、第5実施形態の複合差動増幅
回路においても、第1入力電圧Vxおよび第2入力電圧
yの少なくとも一方に対して線形な種々の差動出力電
圧が得られる。そして、その差動出力電圧は、定数
1,K2,K4の値を適当に設定することにより、また
第1〜第4の出力電圧V1、V2、V3、V4を適当に組み
合わせることにより、簡単に変更、選択が可能である。
よって、当該複合差動増幅回路は乗算回路の入力回路と
して好適に使用できる。
[0269] Thus, also in the composite differential amplifier circuit of the fifth embodiment, the linear variety of differential output voltage is obtained for at least one of the first input voltage V x and the second input voltage V y . The differential output voltage is set by appropriately setting the values of the constants K 1 , K 2 , and K 4 , and the first to fourth output voltages V 1 , V 2 , V 3 , and V 4 are appropriately set. Can be easily changed and selected.
Therefore, the composite differential amplifier circuit can be suitably used as an input circuit of a multiplication circuit.

【0270】しかも、これらの線形な差動出力電圧は、
動作入力電圧範囲の全体にわたって得られる。それは、
第1MOS差動対の動作入力電圧範囲と、第2および第
3のMOS差動対の動作入力電圧範囲とが互いに一致す
るからである。
In addition, these linear differential output voltages are:
Obtained over the entire operating input voltage range. that is,
This is because the operating input voltage range of the first MOS differential pair matches the operating input voltage range of the second and third MOS differential pairs.

【0271】(第6実施形態)図8は、本発明の第6実
施形態のバイポーラ複合差動増幅回路を示す。
(Sixth Embodiment) FIG. 8 shows a bipolar composite differential amplifier circuit according to a sixth embodiment of the present invention.

【0272】この複合差動増幅回路は、先に述べた第5
実施形態のMOS複合差動増幅回路(図7参照)におい
て、第1、第2、第3のMOS差動対をそれぞれ線形動
作する第1、第2、第3のバイポーラ電圧−電流(V−
I)変換回路31,32,33に代え、また、負荷用の
MOSトランジスタM33、M34、M37、M38、
M41、M42をそれぞれバイポーラトランジスタQ3
3、Q34、Q37、Q38、Q41、Q42に代えた
ものである。
This composite differential amplifier circuit is the same as that of the fifth
In the MOS composite differential amplifier circuit of the embodiment (see FIG. 7), first, second, and third bipolar voltage-currents (V-) that linearly operate the first, second, and third MOS differential pairs, respectively.
I) Instead of the conversion circuits 31, 32 and 33, load MOS transistors M33, M34, M37, M38,
M41 and M42 are respectively connected to bipolar transistors Q3
3, Q34, Q37, Q38, Q41 and Q42.

【0273】それ以外の構成は図7のMOS複合差動増
幅回路と同じなので、図8において図7の複合差動増幅
回路と同一または対応する要素には同じ符号を付してそ
の説明を省略する。
Since the rest of the configuration is the same as that of the MOS composite differential amplifier circuit of FIG. 7, in FIG. 8, the same or corresponding elements as those of the composite differential amplifier circuit of FIG. I do.

【0274】この第6実施形態では、第5実施形態のM
OS複合差動増幅回路と同様に、pnp型バイポーラト
ランジスタとnpn型バイポーラトランジスタを並列接
続し、ベース−エミッタ電圧が2段重ねにならないよう
にしてある。このため、電源電圧を下げることができる
利点がある。
In the sixth embodiment, the M of the fifth embodiment
As in the case of the OS composite differential amplifier circuit, a pnp bipolar transistor and an npn bipolar transistor are connected in parallel so that the base-emitter voltages do not overlap in two stages. Therefore, there is an advantage that the power supply voltage can be reduced.

【0275】第1V−I変換回路31は、定電流源21
(電流値:I0)によって駆動される。第1V−I変換
回路31の入力端子対には、第1入力電圧Vxが印加さ
れる。第1V−I変換回路31の出力端子対からは、印
加された第1入力電圧Vxに比例する差動出力電流
x +、Ix -が出力される。負荷用のバイポーラトランジ
スタQ34、Q33に流れる電流は、それぞれIx +、I
x -となる。
The first VI conversion circuit 31 includes the constant current source 21
(Current value: I 0 ). The input terminal pair of the 1V-I conversion circuit 31 has a first input voltage V x is applied. From the output terminal pair of the 1V-I conversion circuit 31, the differential output current I x + proportional to the first input voltage V x applied, I x - is output. The currents flowing through the load bipolar transistors Q34 and Q33 are I x + and I x + , respectively.
x - become.

【0276】二つのnpn型バイポーラトランジスタQ
33,Q34は、第1V−I変換回路31の負荷として
動作する。バイポーラトランジスタQ33,Q34のエ
ミッタは、その出力端子対にそれぞれ接続され、コレク
タは電源電圧VCCが印加される電源電圧線に共通に接続
され、ベースにはバイアス電圧VBが共通に印加され
る。
Two npn-type bipolar transistors Q
33 and Q34 operate as loads of the first VI conversion circuit 31. The emitter of the bipolar transistor Q33, Q34 are respectively connected to the output terminal pair, collector connected in common to the power-supply voltage line power supply voltage V CC is applied, it is commonly applied bias voltage V B to the base .

【0277】第2V−I変換回路32は、定電流源24
(電流値:I0)によって駆動される。第2V−I変換
回路32の入力端子対には、第2入力電圧Vyが印加さ
れる。第2V−I変換回路32の出力端子対からは、印
加された第2入力電圧Vyに比例する差動出力電流
y +、Iy -が出力される。
The second VI conversion circuit 32 includes a constant current source 24
(Current value: I 0 ). The second input voltage Vy is applied to the input terminal pair of the second VI conversion circuit 32. From the output terminal pair of the 2V-I conversion circuit 32, the differential output current I y + which is proportional to the second input voltage V y applied, I y - is output.

【0278】二つのpnp型バイポーラトランジスタQ
37,Q38は、第2V−I変換回路32の負荷として
動作する。バイポーラトランジスタQ37,Q38のエ
ミッタは、その出力端子対にそれぞれ接続され、コレク
タとベースは第1V−I変換回路31の一方(トランジ
スタQ33のエミッタ側)の出力端子に接続されてい
て、そのコレクタとベースには第1V−I変換回路31
の出力電圧VO1が共通に印加される。
Two pnp type bipolar transistors Q
37 and Q38 operate as loads of the second VI conversion circuit 32. The emitters of bipolar transistors Q37 and Q38 are respectively connected to the output terminal pair, and the collector and base are connected to one output terminal (emitter side of transistor Q33) of first VI conversion circuit 31, and the collector and the base are connected to each other. The base has a first VI conversion circuit 31
Are applied in common.

【0279】第3V−I変換回路33は、定電流源27
(電流値:I0)によって駆動される。第3V−I変換
回路33の入力端子対には、第2入力電圧Vyが印加さ
れる。第3V−I変換回路33の出力端子対からは、印
加された第2入力電圧Vyに比例する差動出力電流
y +、Iy -が出力される。
The third VI conversion circuit 33 includes a constant current source 27
(Current value: I 0 ). The second input voltage Vy is applied to the input terminal pair of the third VI conversion circuit 33. From the output terminal pair of the 3V-I conversion circuit 33, the differential output current I y + which is proportional to the second input voltage V y applied, I y - is output.

【0280】二つのpnp型バイポーラトランジスタQ
41,Q42は、第3V−I変換回路33の負荷として
動作する。バイポーラトランジスタQ41,Q42のエ
ミッタは、その出力端子対にそれぞれ接続され、コレク
タとベースは第1V−I変換回路31の他方(トランジ
スタQ34のエミッタ側)の出力端子に接続されてい
て、そのコレクタとベースには第1V−I変換回路31
の出力電圧VO2が共通に印加される。
Two pnp type bipolar transistors Q
41 and Q42 operate as loads of the third VI conversion circuit 33. The emitters of the bipolar transistors Q41 and Q42 are respectively connected to the output terminal pair, and the collector and the base are connected to the other output terminal (emitter side of the transistor Q34) of the first VI conversion circuit 31. The base has a first VI conversion circuit 31
Are applied in common.

【0281】当該複合差動増幅回路の第1、第2の出力
電圧V1、V2は、第2V−I変換回路32の出力端子対
からそれぞれ取り出される。当該複合差動増幅回路の第
3、第4の出力電圧V3、V4は、第3V−I変換回路3
3の出力端子対からそれぞれ取り出される。
The first and second output voltages V 1 and V 2 of the composite differential amplifier circuit are taken out from the output terminal pair of the second VI conversion circuit 32, respectively. The third and fourth output voltages V 3 and V 4 of the composite differential amplifier circuit are equal to the third VI conversion circuit 3.
3 output terminal pairs.

【0282】線形動作をするV−I変換回路としては、
種々のものが知られているが、例えば特開平9−238
032号公報に開示されたものが好ましい。当該公報に
開示されたV−I変換回路は、カレントミラー回路を出
力回路として用いているので、カレントミラー回路の出
力端子を増やすことにより、複数の同じ出力電流を簡単
に出力することができる。このため、第2、第3のV−
I変換回路32,33は、2組の同じ出力電流を出力す
る1つのV−I変換回路に置き換えることができ、回路
構成を単純にできるからである。
As a VI conversion circuit that operates linearly,
Various types are known.
No. 032 is preferred. Since the VI conversion circuit disclosed in this publication uses a current mirror circuit as an output circuit, a plurality of identical output currents can be easily output by increasing the number of output terminals of the current mirror circuit. Therefore, the second and third V-
This is because the I-conversion circuits 32 and 33 can be replaced with one VI conversion circuit that outputs two sets of the same output current, and the circuit configuration can be simplified.

【0283】次に、以上の構成を持つ第6実施形態の複
合差動増幅回路の動作原理を説明する。
Next, the operation principle of the composite differential amplifier circuit according to the sixth embodiment having the above configuration will be described.

【0284】第1V−I変換回路31の差動出力電流I
x +、Ix -は、次の関係を満たす。
The differential output current I of the first VI conversion circuit 31
x +, I x - satisfies the following relationship.

【0285】[0285]

【数52】 (Equation 52)

【0286】同様に、第2、第3のV−I変換回路3
2,33の差動出力電流Iy +、Iy -は、次の関係を満た
す。
Similarly, the second and third VI conversion circuits 3
The differential output current of 2,33 I y +, I y - satisfies the following relationship.

【0287】[0287]

【数53】 (Equation 53)

【0288】よって、バイポーラトランジスタQ33に
は電流Ix -が、トランジスタQ34には電流Ix +が流れ
る。また、バイポーラトランジスタQ37、Q41には
いずれも電流Iy -が流れ、トランジスタQ38,Q42
にはいずれも電流Iy +が流れる。
[0288] Thus, the bipolar transistor Q33 current I x - is, current I x + flows through the transistor Q34. Furthermore, both current I y is the bipolar transistor Q37, Q41 - flows, the transistor Q38, Q42
, A current I y + flows.

【0289】ここで、バイポーラトランジスタのコレク
タ電流ICとべース−エミッタ電圧VBEとの関係は、IS
をバイポーラトランジスタの飽和電流、VTを熱電圧と
すると、一般に次の数式(54)で表される。
Here, the relationship between the collector current I C of the bipolar transistor and the base-emitter voltage V BE is I S
Saturation current of the bipolar transistor, when the V T is the thermal voltage, is generally expressed by the following equation (54).

【0290】[0290]

【数54】 (Equation 54)

【0291】したがって、第1V−I変換回路31の出
力電圧VO1、VO2について、次の数式(55a)、(5
5b)が成り立つ。
Therefore, for the output voltages V O1 and V O2 of the first VI conversion circuit 31, the following equations (55a) and (5a)
5b) holds.

【0292】[0292]

【数55】 [Equation 55]

【0293】数式(55a)、(55b)において、I
Snはnpn型バイポーラトランジスタの飽和電流であ
る。
In equations (55a) and (55b), I
Sn is the saturation current of the npn-type bipolar transistor.

【0294】同様にして、第2V−1変換回路32の出
力電圧V1、V2について、次の数式(56a)、(56
b)が成り立つ。
Similarly, for the output voltages V 1 and V 2 of the second V-1 conversion circuit 32, the following equations (56a) and (56
b) holds.

【0295】[0295]

【数56】 [Equation 56]

【0296】数式(56a)、(56b)において、I
Spはpnp型バイポーラトランジスタの飽和電流であ
る。
In equations (56a) and (56b), I
Sp is a saturation current of the pnp type bipolar transistor.

【0297】第3V−I変換回路33の出力電圧V3
4について、次の数式(57a)、(57b)が成り立
つ。
The output voltage V 3 of the third VI conversion circuit 33,
The following equations (57a) and (57b) hold for V 4 .

【0298】[0298]

【数57】 [Equation 57]

【0299】上記数式(55a)、(55b)、(56
a)、(56b)、(57a)、(57b)を用いる
と、第1〜第4の出力電圧V1、V2、V3、V4について
次の数式(58a)、(58b)、(58c)が得られ
る。
The equations (55a), (55b) and (56)
a), (56b), ( 57a), the use of (57 b), the following equation for the first to fourth output voltage V 1, V 2, V 3 , V 4 (58a), (58b), ( 58c) are obtained.

【0300】[0300]

【数58】 [Equation 58]

【0301】このように、第6実施形態のバイポーラ複
合差動増幅回路においても、第1入力電圧Vxおよび第
2入力電圧Vyにそれぞれ比例する二組の差動出力電流
x +とIx -、Iy +とIy -の少なくとも一方に対して線形
な種々の差動出力電圧が得られる。そして、その差動出
力電圧は、第1〜第4の出力電圧V1、V2、V3、V4
適当に組み合わせることにより、簡単に変更、選択が可
能である。よって、当該複合差動増幅回路は乗算回路の
入力回路として好適に使用できる。
As described above, also in the bipolar composite differential amplifier circuit of the sixth embodiment, two sets of differential output currents I x + and I x proportional to the first input voltage V x and the second input voltage V y , respectively. Various differential output voltages that are linear with respect to at least one of x , I y + and I y are obtained. Then, the differential output voltage, by combining the first to fourth output voltage V 1, V 2, V 3 , V 4 appropriately, easily changed, it is possible to select. Therefore, the composite differential amplifier circuit can be suitably used as an input circuit of a multiplication circuit.

【0302】しかも、これらの線形な差動出力電圧は、
動作入力電圧範囲の全体にわたって得られる。それは、
第1(V−I)変換回路31の動作入力電圧範囲と、第
2および第3の(V−I)変換回路32,33の動作入
力電圧範囲とが互いに一致するからである。
Further, these linear differential output voltages are:
Obtained over the entire operating input voltage range. that is,
This is because the operation input voltage range of the first (VI) conversion circuit 31 and the operation input voltage ranges of the second and third (VI) conversion circuits 32 and 33 match each other.

【0303】(第7実施形態)図9は、本発明の第7実
施形態のバイポーラ複合差動増幅回路を示す。この複合
差動増幅回路は、先に述べた第3実施形態のMOS複合
差動増幅回路(図5参照)において、第1〜第3のMO
S差動対を第1〜第3の電圧−電流(V−I)変換回路
に代え、また、負荷用のMOSトランジスタをバイポー
ラトランジスタに代えたものである。
(Seventh Embodiment) FIG. 9 shows a bipolar composite differential amplifier circuit according to a seventh embodiment of the present invention. This composite differential amplifier circuit is different from the MOS composite differential amplifier circuit of the third embodiment described above (see FIG. 5) in that the first to third MOs are used.
The S differential pair is replaced with first to third voltage-current (VI) conversion circuits, and the load MOS transistor is replaced with a bipolar transistor.

【0304】第1V−I変換回路41は、定電流源11
(電流値:I0)によって駆動される。第1V−I変換
回路41の入力端子対には、第1入力電圧Vxが印加さ
れる。第1V−I変換回路41の出力端子対からは、印
加された第1入力電圧Vxに比例する差動出力電流
x +、Ix -が出力される。
The first VI conversion circuit 41 includes the constant current source 11
(Current value: I 0 ). The input terminal pair of the 1V-I conversion circuit 41 has a first input voltage V x is applied. From the output terminal pair of the 1V-I conversion circuit 41, the differential output current I x + proportional to the first input voltage V x applied, I x - is output.

【0305】二つのnpn型バイポーラトランジスタQ
13,Q14は、第1V−I変換回路41の負荷として
動作する。バイポーラトランジスタQ13,Q14のエ
ミッタは、その出力端子対にそれぞれ接続され、コレク
タは電源電圧VCCが印加される電源電圧線に共通に接続
され、ベースにはバイアス電圧VBが共通に印加され
る。
Two npn-type bipolar transistors Q
13 and Q14 operate as a load of the first VI conversion circuit 41. The emitter of the bipolar transistor Q13, Q14 are respectively connected to the output terminal pair, collector connected in common to the power-supply voltage line power supply voltage V CC is applied, it is commonly applied bias voltage V B to the base .

【0306】第2V−I変換回路42は、定電流源12
(電流値:I0)によって駆動される。第2V−I変換
回路42の入力端子対には、第2入力電圧Vyが印加さ
れる。第2V−I変換回路42の出力端子対からは、印
加された第2入力電圧Vyに比例する差動出力電流
y +、Iy -が出力される。
The second VI conversion circuit 42 includes the constant current source 12
(Current value: I 0 ). The second input voltage Vy is applied to the input terminal pair of the second VI conversion circuit 42. From the output terminal pair of the 2V-I conversion circuit 42, the differential output current I y + which is proportional to the second input voltage V y applied, I y - is output.

【0307】二つのnpn型バイポーラトランジスタQ
17,Q18は、第2V−I変換回路42の負荷として
動作する。バイポーラトランジスタQ17,Q18のエ
ミッタは、その出力端子対にそれぞれ接続され、コレク
タは電源電圧線に共通に接続され、ベースは第1V−I
変換回路41の一方(トランジスタQ13のエミッタ
側)の出力端子に接続されていて、そのベースには第1
V−I変換回路41の出力電圧VO1が共通に印加され
る。
Two npn-type bipolar transistors Q
17, 18 operate as a load of the second VI conversion circuit 42. The emitters of bipolar transistors Q17 and Q18 are respectively connected to the output terminal pair, the collectors are commonly connected to a power supply voltage line, and the base is the first VI-I.
It is connected to one output terminal of the conversion circuit 41 (the emitter side of the transistor Q13), and its base is connected to the first terminal.
The output voltage V O1 of the VI conversion circuit 41 is commonly applied.

【0308】第3V−I変換回路43は、定電流源13
(電流値:I0)によって駆動される。第3V−I変換
回路43の入力端子対には、第2入力電圧Vyが印加さ
れる。第3V−I変換回路42の出力端子対からは、印
加された第2入力電圧Vyに比例する差動出力電流
y +、Iy -が出力される。
The third VI conversion circuit 43 includes the constant current source 13
(Current value: I 0 ). The second input voltage Vy is applied to the input terminal pair of the third VI conversion circuit 43. From the output terminal pair of the 3V-I conversion circuit 42, the differential output current I y + which is proportional to the second input voltage V y applied, I y - is output.

【0309】二つのnpn型バイポーラトランジスタQ
21,Q22は、第3V−I変換回路43の負荷として
動作する。バイポーラトランジスタQ22,Q23のエ
ミッタは、その出力端子対にそれぞれ接続され、コレク
タは電源電圧線に共通に接続され、ベースは第1V−I
変換回路41の他方(トランジスタQ14のエミッタ
側)の出力端子に接続されていて、そのベースには第1
V−I変換回路41の出力電圧VO2が共通に印加され
る。
Two npn-type bipolar transistors Q
21 and Q22 operate as loads of the third VI conversion circuit 43. The emitters of bipolar transistors Q22 and Q23 are respectively connected to the output terminal pair, the collectors are commonly connected to a power supply voltage line, and the base is the first VI-VI.
It is connected to the other output terminal of the conversion circuit 41 (the emitter side of the transistor Q14), and its base is connected to the first terminal.
The output voltage V O2 of the VI conversion circuit 41 is commonly applied.

【0310】当該複合差動増幅回路の第1、第2の出力
電圧V1、V2は、第2V−I変換回路42の出力端子対
からそれぞれ取り出される。当該複合差動増幅回路の第
3、第4の出力電圧V3、V4は、第3V−I変換回路4
3の出力端子対からそれぞれ取り出される。
The first and second output voltages V 1 and V 2 of the composite differential amplifier circuit are taken out from the output terminal pair of the second VI conversion circuit 42, respectively. The third and fourth output voltages V 3 and V 4 of the composite differential amplifier circuit are the third VI conversion circuit 4
3 output terminal pairs.

【0311】以上の構成を持つ第7実施形態の複合差動
増幅回路の動作原理は、上述した第6実施形態の複合差
動増幅回路(図8参照)のそれと実質的に同じであるの
で、省略する。
The operating principle of the composite differential amplifier circuit of the seventh embodiment having the above configuration is substantially the same as that of the composite differential amplifier circuit of the sixth embodiment (see FIG. 8). Omitted.

【0312】(第8実施形態)図10は、本発明の第8
実施形態のバイポーラ複合差動増幅回路を示す。この複
合差動増幅回路は、先に述べた第4実施形態のMOS複
合差動増幅回路(図6参照)において、第1〜第3のM
OS差動対を第1〜第3の電圧−電流(V−I)変換回
路に代え、また、負荷用のMOSトランジスタをバイポ
ーラトランジスタに代えたものである。
(Eighth Embodiment) FIG. 10 shows an eighth embodiment of the present invention.
1 shows a bipolar composite differential amplifier circuit according to an embodiment. This composite differential amplifier circuit is different from the MOS composite differential amplifier circuit of the fourth embodiment described above (see FIG. 6) in that first to third M
The OS differential pair is replaced with first to third voltage-current (VI) conversion circuits, and the load MOS transistor is replaced with a bipolar transistor.

【0313】この複合差動増幅回路の回路構成と動作原
理は、第7実施形態のバイポーラ複合差動増幅回路(図
9参照)のそれといずれも同じであるので、省略する。
The circuit configuration and operation principle of this composite differential amplifier circuit are the same as those of the bipolar composite differential amplifier circuit of the seventh embodiment (see FIG. 9), and will not be described.

【0314】(第9実施形態)図11は、本発明の第9
実施形態のMOS乗算回路を示す。
(Ninth Embodiment) FIG. 11 shows a ninth embodiment of the present invention.
1 shows a MOS multiplication circuit according to an embodiment.

【0315】この乗算回路は、先に述べた第1実施形態
のMOS二乗回路(図1参照)を2個組み合わせてなる
クオータースクエア型である。また、乗算すべき第1、
第2の入力電圧Vx、Vyから、それら二乗回路の四つの
入力端子に印加されるべき電圧を生成するための入力回
路として、回路構成の簡単な抵抗加算回路が使用されて
いる。
This multiplication circuit is a quarter-square type obtained by combining two MOS squaring circuits of the first embodiment (see FIG. 1). Also, the first to be multiplied,
From the second input voltage V x, V y, as an input circuit for generating the four voltages to be applied to the input terminal thereof squaring circuit, simple resistor summing circuit of the circuit configuration is used.

【0316】図11において左側に配置された第1の二
乗回路は、図1の二乗回路とまったく同じ構成であるか
ら、図11において図1の二乗回路と同じ符号を付して
その説明を省略する。
Since the first squaring circuit arranged on the left side in FIG. 11 has exactly the same configuration as the squaring circuit in FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same circuits in FIG. 11, and a description thereof will be omitted. I do.

【0317】図11において右側に配置された第2の二
乗回路では、第1の二乗回路のバイアス電圧VB発生用
の二つのMOSトランジスタM10A、M10Bを利用
するため、当該MOSトランジスタM10A、M10B
が省略されている点以外は、図1の二乗回路とまったく
同じ構成である。よって、図1の二乗回路と同じ符号に
(’)を付してその説明を省略する。
[0317] In the second squaring circuits disposed on the right side in FIG. 11, the first two MOS transistors M10A for bias voltage V B generated squaring circuit, for utilizing M10B, the MOS transistors M10A, M10B
The configuration is exactly the same as that of the squaring circuit in FIG. 1 except that is omitted. Therefore, the same reference numerals as those in the squaring circuit shown in FIG.

【0318】第1の二乗回路のMOSトランジスタM
5、M6のドレインは、第2の二乗回路のMOSトラン
ジスタM7のドレインに接続され、当該乗算回路の第1
出力端子を形成している。この第1出力端子からは出力
電流I+が取り出される。この第1出力端子と電源電圧
線の間には、負荷抵抗器(抵抗値:RL)が接続されて
いる。
MOS transistor M of first squaring circuit
5, the drain of M6 is connected to the drain of the MOS transistor M7 of the second squaring circuit,
An output terminal is formed. An output current I + is obtained from the first output terminal. A load resistor (resistance value: R L ) is connected between the first output terminal and the power supply voltage line.

【0319】第2の二乗回路のMOSトランジスタM
5、M6のドレインは、第1の二乗回路のMOSトラン
ジスタM7のドレインと接続され、当該乗算回路の第2
出力端子を形成している。この第2出力端子からは出力
電流I-が取り出される。この第2出力端子と電源電圧
線の間にも、負荷抵抗器(抵抗値:RL)が接続されて
いる。
MOS transistor M of second square circuit
5, the drain of M6 is connected to the drain of the MOS transistor M7 of the first squaring circuit,
An output terminal is formed. This is from the second output terminal an output current I - is taken out. A load resistor (resistance value: R L ) is also connected between the second output terminal and the power supply voltage line.

【0320】当該乗算回路の入力端子対には、第1およ
び第2の入力電圧Vx、Vyがそれぞれ印加されている。
The first and second input voltages V x and V y are applied to the input terminal pair of the multiplier circuit.

【0321】入力回路として動作する抵抗加算回路は、
同じ抵抗値Rを持つ6個の抵抗器から形成されている。
それら6個の抵抗器のうち、直列接続された二つの抵抗
器は、当該乗算回路の入力端子対の間に接続され、その
中点がMOSトランジスタM1のゲートに接続されてい
る。同様に、直列接続された他の二つの抵抗器は、その
中点がMOSトランジスタM1’のゲートに接続され、
直列接続された残りの二つの抵抗器は、その中点がMO
SトランジスタM2’のゲートに接続されている。
The resistance addition circuit operating as an input circuit
It is formed from six resistors having the same resistance value R.
Of the six resistors, two connected in series are connected between the input terminal pair of the multiplier circuit, and the middle point is connected to the gate of the MOS transistor M1. Similarly, the other two resistors connected in series have their midpoints connected to the gate of the MOS transistor M1 ′,
The other two resistors connected in series have the middle point at MO
It is connected to the gate of the S transistor M2 '.

【0322】よって、MOSトランジスタM1、M2の
ゲート間には差動入力電圧(1/2)(Vx−Vy)が印
加され、MOSトランジスタM1’、M2’のゲート間
には、差動入力電圧(1/2)(Vx+Vy)が印加され
る。
[0322] Thus, MOS transistors M1, M2 differential input voltage between the gate of the (1/2) (V x -V y ) is applied, MOS transistors M1 ', M2' between the gate of the differential input voltage (1/2) (V x + V y) is applied.

【0323】MOSトランジスタM2のゲートと接地と
の間に接続された定電圧源は、直流基準電圧VGを発生
する。
[0323] connected to the constant voltage source between the gate and ground of the MOS transistor M2 generates a reference direct voltage V G.

【0324】以上の構成を持つ第9実施形態のクオータ
ースクエア型乗算回路では、二つの出力電流I+とI
-は、次の数式(59a)、(59b)でそれぞれ表さ
れる。
In the quarter square multiplication circuit of the ninth embodiment having the above configuration, two output currents I + and I +
- the following formula (59a), respectively represented by (59b).

【0325】[0325]

【数59】 [Equation 59]

【0326】したがって、差動出力電流△I(=I+
-)は、、次の数式(60)で表される。
Therefore, the differential output current ΔI (= I +
I -) is represented by ,, following formula (60).

【0327】[0327]

【数60】 [Equation 60]

【0328】数式(60)より、差動出力電流△Iは第
1および第2の入力信号電圧VxとVyの積(Vx・Vy
に比例することが分かる。これはすなわち、第9実施形
態のMOS乗算回路は、動作入力電圧範囲の全体にわた
って理想的な乗算特性を持っていることを意味するもの
である。
From equation (60), the differential output current ΔI is the product of the first and second input signal voltages V x and V y (V x · V y )
It turns out that it is proportional to. This means that the MOS multiplication circuit of the ninth embodiment has ideal multiplication characteristics over the entire operation input voltage range.

【0329】この実施形態では、第1および第2の出力
端子に接続された二つの負荷抵抗器により出力電流=I
+とI-は出力電圧V+とV-にそれぞれ変換される。数式
(60)より、差動出力電圧△V(=V+−V-)も第1
および第2の入力信号電圧VxとVyの積(Vx・Vy)に
比例するので、理想的な乗算特性を持つ電圧出力が得ら
れる。
In this embodiment, the output current = I by two load resistors connected to the first and second output terminals.
+ And I - is the output voltage V + and V - are converted, respectively. From equation (60), the differential output voltage ΔV (= V + −V ) is also the first
And it is proportional to the second input signal the product of the voltage V x and V y (V x · V y ), the voltage output having an ideal multiplication characteristic is obtained.

【0330】また、nチャネルMOSトランジスタのみ
で回路を構成しているので、優れた周波数特性が実現で
きる利点もある。
Further, since the circuit is constituted only by n-channel MOS transistors, there is an advantage that excellent frequency characteristics can be realized.

【0331】(第10実施形態)図12は、本発明の第
10実施形態のMOS乗算回路を示す。
(Tenth Embodiment) FIG. 12 shows a MOS multiplication circuit according to a tenth embodiment of the present invention.

【0332】この乗算回路は、先に述べた第2実施形態
のMOS二乗回路(図2参照)を2個組み合わせてなる
クオータースクエア型である。換言すれば、図11の第
9実施形態の乗算回路において、各二乗回路のMOSト
リプルテール・セルをMOSクアドリテール・セルに代
えたものである。
This multiplication circuit is a quarter-square type in which two MOS squaring circuits (see FIG. 2) according to the second embodiment are combined. In other words, in the multiplication circuit of the ninth embodiment in FIG. 11, the MOS triple tail cells of each squaring circuit are replaced with MOS quadritail cells.

【0333】この乗算回路の回路構成と動作原理は、第
9実施形態の乗算回路のそれといずれも同じであるの
で、省略する。
The circuit configuration and operation principle of this multiplication circuit are the same as those of the multiplication circuit of the ninth embodiment.

【0334】この乗算回路は、明らかに第9実施形態と
同じ効果を有する。
This multiplying circuit has the same effect as the ninth embodiment.

【0335】(第11実施形態)図13は、本発明の第
11実施形態のMOS乗算回路を示す。この乗算回路
は、先に述べた第9および第10の実施形態と同じクオ
ータスクェア型であるが、抵抗加算回路に代えて図5に
示した第3実施形態のMOS複合差動増幅回路を用いた
点と、第1および第2の二乗回路として二つのMOSク
アドリテール・セルを用いた点とが異なる。
(Eleventh Embodiment) FIG. 13 shows a MOS multiplication circuit according to an eleventh embodiment of the present invention. This multiplying circuit is of the same quarter-sharing type as the ninth and tenth embodiments described above, but uses the MOS composite differential amplifier circuit of the third embodiment shown in FIG. 5 instead of the resistance adding circuit. This is different from the first embodiment in that two MOS quadratic cells are used as the first and second squaring circuits.

【0336】図13において左側に配置された入力回路
は、第3実施形態のMOS複合差動増幅回路(図5参
照)とまったく同じ構成であるから、図13において図
5のMOS複合差動増幅回路と同じ符号を付してその説
明を省略する。
The input circuit arranged on the left side in FIG. 13 has exactly the same configuration as the MOS composite differential amplifier circuit of the third embodiment (see FIG. 5). The same reference numerals are assigned to the circuits and the description is omitted.

【0337】ソース結合された四つのnチャネルMOS
トランジスタM61、M62、M63、M64と定電流
源51(電流値:I00)は、第1のMOSクアドリテー
ル・セルを形成する。MOSトランジスタM61、M6
2、M63、M64のソースは、定電流源51を介して
接地されている。MOSトランジスタM61のゲートに
は、複合差動増幅回路の第4出力電圧V4が印加され
る。MOSトランジスタM62のゲートには、複合差動
増幅回路の第1出力電圧V1が印加される。MOSトラ
ンジスタM63,M64のゲートには、制御電圧VC
共通に印加される。
Source-coupled four n-channel MOS
The transistors M61, M62, M63, M64 and the constant current source 51 (current value: I 00 ) form a first MOS quadritail cell. MOS transistors M61, M6
2. The sources of M63 and M64 are grounded via a constant current source 51. The gate of the MOS transistor M61 includes a fourth output voltage V 4 of the composite differential amplifier circuit is applied. The gate of the MOS transistor M62 has a first output voltage V 1 of the composite differential amplifier circuit is applied. A control voltage V C is commonly applied to the gates of the MOS transistors M63 and M64.

【0338】ソース結合された四つのnチャネルMOS
トランジスタM65、M66、M67、M68と定電流
源52(電流値:I00)は、第2のMOSクアドリテー
ル・セルを形成する。MOSトランジスタM65、M6
6、M67、M68のソースは、定電流源52を介して
接地されている。MOSトランジスタM65のゲートに
は、複合差動増幅回路の第3出力電圧V3が印加され
る。MOSトランジスタM66のゲートには、複合差動
増幅回路の第2出力電圧V2が印加される。MOSトラ
ンジスタM67,M68のゲートには、制御電圧VC
共通に印加される。
Source-coupled four n-channel MOS
The transistors M65, M66, M67, M68 and the constant current source 52 (current value: I 00 ) form a second MOS quadritail cell. MOS transistors M65, M6
6, the sources of M67 and M68 are grounded via the constant current source 52. The gate of the MOS transistor M65, the third output voltage V 3 of the composite differential amplifier circuit is applied. The gate of the MOS transistor M66, the second output voltage V 2 of the composite differential amplifier circuit is applied. A control voltage V C is commonly applied to the gates of the MOS transistors M67 and M68.

【0339】MOSトランジスタM61、M62、M6
7、M68のドレインは、互いに接続されて当該乗算回
路の第1出力端子を形成している。MOSトランジスタ
M63、M64、M65、M66のドレインは、互いに
接続されて当該乗算回路の第2出力端子を形成してい
る。
The MOS transistors M61, M62, M6
7, the drains of M68 are connected to each other to form a first output terminal of the multiplication circuit. The drains of the MOS transistors M63, M64, M65, M66 are connected to each other to form a second output terminal of the multiplier.

【0340】四つのnチャネルMOSトランジスタM5
1、M52、M53、M54と定電流源50(電流値:
0)は、第1および第2のクアドリテール・セルに供
給する制御電圧VCを発生する。
Four n-channel MOS transistors M5
1, M52, M53, M54 and constant current source 50 (current value:
I 0 ) generates a control voltage V C that feeds the first and second quadretail cells.

【0341】この第11実施形態のMOS乗算回路で
は、第3実施形態のMOS複合差動増幅回路(図5参
照)において先に述べた数式(36c)、(36d)で
示される二つの差動電圧(V4−V1)と(V3−V2)が
第1および第2のクアドリテール・セルにそれぞれ印加
される。よって、当該乗算回路の第1および第2の出力
端子から取り出される二つの差動出力電流I+、I-は、
次の数式(61a)、(61b)でそれぞれ表される。
In the MOS multiplying circuit according to the eleventh embodiment, the two differential circuits represented by the above-mentioned equations (36c) and (36d) in the MOS composite differential amplifying circuit according to the third embodiment (see FIG. 5) are used. Voltages (V 4 -V 1 ) and (V 3 -V 2 ) are applied to the first and second quadretail cells, respectively. Therefore, the two differential output currents I + and I extracted from the first and second output terminals of the multiplication circuit are:
These are represented by the following equations (61a) and (61b).

【0342】[0342]

【数61】 [Equation 61]

【0343】したがって、差動出力電流△I(=I+
-)は、次の数式(62)のようになる。
Therefore, the differential output current △ I (= I +
I -) is given by the following equation (62).

【0344】[0344]

【数62】 (Equation 62)

【0345】数式(62)より明らかなように、差動出
力電流△Iには、第1、第2の入力信号電圧Vx、Vy
積(Vx・Vy)が得られるので、第9、第10実施形態
の乗算回路と同様に、第11実施形態のMOS乗算回路
も理想的な乗算特性を持っている。
As is clear from equation (62), the product (V x · V y ) of the first and second input signal voltages V x and V y is obtained for the differential output current ΔI. Like the multiplier circuits of the ninth and tenth embodiments, the MOS multiplier circuit of the eleventh embodiment also has ideal multiplication characteristics.

【0346】また、nチャネルMOSトランジスタのみ
で回路を構成されているので、優れた周波数特性が実現
できる。
Further, since the circuit is constituted only by n-channel MOS transistors, excellent frequency characteristics can be realized.

【0347】(第12実施形態)図14は、本発明の第
12実施形態のMOS乗算回路を示す。この乗算回路
は、先に述べた第9〜第11の実施形態と同じクオータ
スクェア型であり、図6に示した第4実施形態のMOS
複合差動増幅回路を用いた点が、第11実施形態のMO
S乗算回路と異なるのみである。
(Twelfth Embodiment) FIG. 14 shows a MOS multiplication circuit according to a twelfth embodiment of the present invention. This multiplying circuit is of the same quarter-sharing type as that of the ninth to eleventh embodiments described above, and the MOS circuit of the fourth embodiment shown in FIG.
The point of using the composite differential amplifier circuit is the MO of the eleventh embodiment.
It is different only from the S multiplication circuit.

【0348】よって、図14において、入力回路につい
ては、図6のMOS複合差動増幅回路と同じ符号を付
し、第1および第2の2乗回路については、図13の第
11実施形態のMOS乗算回路と同じ符号を付して、そ
れらの説明を省略する。
Therefore, in FIG. 14, the input circuits are denoted by the same reference numerals as those of the MOS composite differential amplifier circuit of FIG. 6, and the first and second squaring circuits of the eleventh embodiment of FIG. The same reference numerals as those of the MOS multiplication circuit are used, and the description thereof is omitted.

【0349】第12実施形態の乗算回路においても、上
記の数式(62)で示される差動出力電流△I(=I+
−I-)が得られるので、理想的な乗算特性を持ってい
る。また、nチャネルMOSトランジスタのみで回路を
構成されているので、優れた周波数特性が実現できる。
In the multiplying circuit according to the twelfth embodiment, the differential output current ΔI (= I +
−I ) is obtained, and thus has ideal multiplication characteristics. Further, since the circuit is constituted only by the n-channel MOS transistors, excellent frequency characteristics can be realized.

【0350】(第13実施形態)図13または図14の
回路構成において、図5または図6の複合差動増幅回路
に代えて図7〜図10に示した第5〜第9実施形態の複
合差動増幅回路のいずれかを用いることも可能である。
(Thirteenth Embodiment) In the circuit configuration of FIG. 13 or FIG. 14, a composite of the fifth to ninth embodiments shown in FIG. 7 to FIG. It is also possible to use any of the differential amplifier circuits.

【0351】図15は、図7に示した第5実施形態のM
OS複合差動増幅回路を用いた本発明の第13実施形態
のMOSクオータスクェア型乗算回路を示す。図15に
おいて、VB’はMOSトランジスタM53,M54の
ゲートに印加されるバイアス電圧を示す。
FIG. 15 is a block diagram of the fifth embodiment shown in FIG.
FIG. 39 shows a MOS quadrature type multiplier circuit of a thirteenth embodiment of the present invention using an OS composite differential amplifier circuit. In FIG. 15, V B ′ indicates a bias voltage applied to the gates of the MOS transistors M53 and M54.

【0352】この乗算回路では、第1および第2の出力
電流I+、I-はそれぞれ、次の数式(63a)、(63
b)で表される。
In this multiplication circuit, the first and second output currents I + and I are calculated by the following equations (63a) and (63), respectively.
b).

【0353】[0353]

【数63】 [Equation 63]

【0354】したがって、差動出力電流△Iは次の数式
(64)で表される。
Therefore, the differential output current ΔI is expressed by the following equation (64).

【0355】[0355]

【数64】 [Equation 64]

【0356】数式(64)より、差動出力電流△Iには
2つの入力信号電圧VxとVyの積(Vx・Vy)が得られ
るから、第13実施形態のMOSクオータスクェア型乗
算回路も理想的な乗算回路となっていることが分かる。
From the equation (64), the product (V x · V y ) of the two input signal voltages V x and V y is obtained for the differential output current ΔI, so that the MOS quadrature type of the thirteenth embodiment is used. It can be seen that the multiplication circuit is also an ideal multiplication circuit.

【0357】pチャネルMOSトランジスタのトランス
コンダクタンス・パラメータβpは消去され、差動出力
電流△Iには現れない。
The transconductance parameter β p of the p-channel MOS transistor is erased and does not appear in the differential output current ΔI.

【0358】(第14実施形態)図16は、本発明の第
14実施形態のMOS乗算回路を示す。この乗算回路
は、入力回路と乗算器コア回路からなる点で、第9〜第
13実施形態のクオータスクェア型乗算回路とは異な
る。
(Fourteenth Embodiment) FIG. 16 shows a MOS multiplication circuit according to a fourteenth embodiment of the present invention. This multiplying circuit differs from the quarter-sharing type multiplying circuits of the ninth to thirteenth embodiments in that it comprises an input circuit and a multiplier core circuit.

【0359】この第14実施形態の乗算回路では、乗算
器コア回路としてMOSクアドリテール・セルを用い、
図5に示したMOS複合差動増幅回路を入力回路に用い
ている。
In the multiplication circuit according to the fourteenth embodiment, a MOS quadrature cell is used as a multiplier core circuit.
The MOS composite differential amplifier circuit shown in FIG. 5 is used for an input circuit.

【0360】MOSクアドリテール・セルが乗算器コア
回路として動作するための入力電圧の条件は、特開平8
−83314号公報に開示されている。これによれば、
図5〜図10に示した第3〜第8実施形態の複合差動増
幅回路のいずれを用いても乗算回路が実現可能である。
The condition of the input voltage required for the MOS quadrature cell to operate as a multiplier core circuit is disclosed in
-83314. According to this,
A multiplying circuit can be realized by using any of the complex differential amplifier circuits of the third to eighth embodiments shown in FIGS.

【0361】第3〜第8実施形態の複合差動増幅回路の
いずれかにおける第1〜第4の出力電圧V1、V2
3、V4を、乗算器コア回路を構成するMOSクアドリ
テール・セルのMOSトランジスタM71、M72、M
73、M74のゲートにそれぞれ入力すると、以下に示
すように理想的な乗算回路が実現される。
The first to fourth output voltages V 1 , V 2 , and V in any of the composite differential amplifier circuits of the third to eighth embodiments.
V 3 and V 4 are replaced by MOS transistors M71, M72, M of a MOS quadri-tail cell constituting a multiplier core circuit.
When input to the gates of 73 and M74, respectively, an ideal multiplication circuit is realized as shown below.

【0362】図16において、入力回路については、図
5のMOS複合差動増幅回路と同じ符号を付してその説
明を省略する。
In FIG. 16, the same reference numerals as those of the MOS composite differential amplifier circuit of FIG. 5 denote the input circuits, and a description thereof will be omitted.

【0363】図16のMOSクアドリテール・セルは、
ソース結合された四つのnチャネルMOSトランジスタ
M71、M72、M73、M74により形成されてい
る。MOSトランジスタM71、M72、M73、M7
4のソースは、定電流源71(電流値:I00)を介して
接地されている。MOSトランジスタM71、M74の
ドレインは互いに接続されて、当該乗算回路の第1出力
端子を形成している。MOSトランジスタM72、M7
3のドレインは互いに接続されて、当該乗算回路の第2
出力端子を形成している。
[0364] The MOS quadri-tail cell of FIG.
It is formed by four source-coupled n-channel MOS transistors M71, M72, M73 and M74. MOS transistors M71, M72, M73, M7
The source 4 is grounded via a constant current source 71 (current value: I 00 ). The drains of the MOS transistors M71 and M74 are connected to each other to form a first output terminal of the multiplier. MOS transistors M72, M7
3 are connected to each other to form the second
An output terminal is formed.

【0364】図5の複合差動増幅回路の第1〜第4の出
力電圧V1、V2、V3、V4は、クアドリテール・セルの
MOSトランジスタM71、M72、M73、M74の
ゲートにそれぞれ入力される。
The first to fourth output voltages V 1 , V 2 , V 3 and V 4 of the composite differential amplifier circuit shown in FIG. 5 are connected to the gates of the quadrature cell MOS transistors M71, M72, M73 and M74. Each is entered.

【0365】当該乗算回路の第1、第2の出力端子から
取り出される二つの出力電流I+とI-は、次の数式(6
5a)、(65b)でそれぞれ表される。
The two output currents I + and I taken from the first and second output terminals of the multiplication circuit are calculated by the following equation (6).
5a) and (65b).

【0366】[0366]

【数65】 [Equation 65]

【0367】したがって、差動出力電流△Iは次の数式
(66)で表される。
Therefore, the differential output current ΔI is expressed by the following equation (66).

【0368】[0368]

【数66】 [Equation 66]

【0369】数式(66)から、第14実施形態のMO
S乗算回路も、理想的な乗算回路となっていることが分
かる。
From equation (66), the MO of the fourteenth embodiment can be obtained.
It can be seen that the S multiplication circuit is also an ideal multiplication circuit.

【0370】図6に示した第4実施形態の複合差動増幅
回路を入力回路に用いた場合にも、上記数式(65
a)、(65b)、(66)が得られる。
In the case where the composite differential amplifier circuit of the fourth embodiment shown in FIG.
a), (65b) and (66) are obtained.

【0371】(第15実施形態)図17は、本発明の第
15実施形態の乗算器コア型MOS乗算回路を示す。
(Fifteenth Embodiment) FIG. 17 shows a multiplier core type MOS multiplier circuit according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【0372】この第15実施形態の乗算回路では、乗算
器コア回路としてMOSクアドリテール・セルを用い、
図7に示したMOS複合差動増幅回路を入力回路に用い
ている。
In the multiplying circuit according to the fifteenth embodiment, a MOS core cell is used as a multiplier core circuit.
The MOS composite differential amplifier circuit shown in FIG. 7 is used for an input circuit.

【0373】この乗算器コア型乗算回路では、第1およ
び第2の出力電流I+、I-は次の数式(67a)、(6
7b)でそれぞれ表される。
In this multiplier core type multiplication circuit, the first and second output currents I + and I are calculated by the following equations (67a) and (6a).
7b).

【0374】[0374]

【数67】 [Equation 67]

【0375】したがって、差動出力電流△Iは次の数式
(68)で表される。
Therefore, the differential output current ΔI is expressed by the following equation (68).

【0376】[0376]

【数68】 [Equation 68]

【0377】数式(68)より、第15実施形態のMO
S乗算器コア型乗算回路も、理想的な乗算回路となって
いることが分かる。
From the equation (68), the MO of the fifteenth embodiment is obtained.
It can be seen that the S multiplier core type multiplier is also an ideal multiplier.

【0378】(第16実施形態)図18は、第16実施
形態のバイポーラ乗算器コア型乗算回路を示す。この乗
算回路は、図8の複合差動増幅回路とバイポーラ・クア
ドリテール・セルとを使用したものである。
(Sixteenth Embodiment) FIG. 18 shows a bipolar multiplier core type multiplication circuit according to a sixteenth embodiment. This multiplication circuit uses the composite differential amplification circuit shown in FIG. 8 and a bipolar quadrature cell.

【0379】図18において、このバイポーラ・クアド
リテール・セルは、エミッタ結合された四つのnpn型
バイポーラトランジスタQ21、Q22、Q23、Q2
4により形成されている。バイポーラトランジスタQ2
1、Q22、Q23、Q24のエミッタは、定電流源8
1(電流値:I00)を介して接地されている。バイポー
ラトランジスタQ21、Q24のコレクタは互いに接続
されて、当該乗算回路の第1出力端子を形成している。
バイポーラトランジスタQ22、Q23のコレクタは互
いに接続されて、当該乗算回路の第2出力端子を形成し
ている。
Referring to FIG. 18, the bipolar quadrature cell includes four npn-type bipolar transistors Q21, Q22, Q23, and Q2 which are emitter-coupled.
4. Bipolar transistor Q2
1, the emitters of Q22, Q23 and Q24 are constant current sources 8
1 (current value: I 00 ). The collectors of the bipolar transistors Q21 and Q24 are connected to each other to form a first output terminal of the multiplier.
The collectors of the bipolar transistors Q22 and Q23 are connected to each other to form a second output terminal of the multiplier.

【0380】図8〜図10に示したようなV−I変換回
路を利用したバイポーラ複合差動増幅回路を入力回路と
して用い、バイポーラ・クアドリテール・セルを乗算器
コア回路に用いたバイポーラ乗算回路は、同一発明者に
よる特開平9−298423号公報に開示されている。
この第16実施形態の乗算器コア型バイポーラ乗算回路
は、特開平9−298423号公報に開示されたバイポ
ーラ乗算回路の改良に当たり、特開平9−298423
号公報のバイポーラ乗算回路より低電圧で動作を可能と
するものである。
Bipolar multiplication circuit using a bipolar composite differential amplifier circuit using a VI conversion circuit as shown in FIGS. 8 to 10 as an input circuit, and using a bipolar quadrature cell as a multiplier core circuit Is disclosed in JP-A-9-298423 by the same inventor.
The multiplier core type bipolar multiplying circuit of the sixteenth embodiment is an improvement of the bipolar multiplying circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-298423.
It is possible to operate at a lower voltage than the bipolar multiplying circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-209,878.

【0381】バイポーラ・クアドリテール・セルが乗算
器コア回路として動作するための入力電圧の条件は、同
一発明者による特開平8−83314号公報に開示され
ている。それによると、図18に示すように、図8に示
したバイポーラ複合差動増幅回路の第1〜第4の出力電
圧V1、V2、V3、V4を、上記構成を持つバイポーラ・
クアドリテール・セルのバイポーラトランジスタQ2
1、Q22、Q23、Q24のべースにそれぞれ印加す
ると、乗算回路が実現される。
The condition of the input voltage for the bipolar quadruple cell to operate as a multiplier core circuit is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-83314 by the same inventor. According to this, as shown in FIG. 18, the first to fourth output voltages V 1 , V 2 , V 3 and V 4 of the bipolar composite differential amplifier circuit shown in FIG.
Quadrature cell bipolar transistor Q2
When applied to the bases of 1, Q22, Q23, and Q24, respectively, a multiplication circuit is realized.

【0382】すなわち、図8に示した第6実施形態のバ
イポーラ複合差動増幅回路において得られた数式(58
a)、(58b)、(58c)を特開平8−83314
号公報に開示されている条件に当てはめると、出力電流
+、I-はそれぞれ次の数式(69a)、(69b)の
ように示される。
That is, the equation (58) obtained in the bipolar composite differential amplifier circuit of the sixth embodiment shown in FIG.
a), (58b) and (58c) are disclosed in JP-A-8-83314.
When the conditions disclosed in the above publication are applied, the output currents I + and I are expressed by the following equations (69a) and (69b), respectively.

【0383】[0383]

【数69】 [Equation 69]

【0384】ただし、数式(69a)、(69b)にお
いて、 Ix -=I0−Gxx、 Ix +=I0+Gxx である。
[0384] However, Equation (69a), in (69b), I x - a = I 0 -G x V x, I x + = I 0 + G x V x.

【0385】したがって、差動出力電流△Iは、次の数
式(70)のようになる。
Therefore, the differential output current ΔI is expressed by the following equation (70).

【0386】[0386]

【数70】 [Equation 70]

【0387】数式(70)より、第16実施形態のバイ
ポーラ乗算器コア型乗算回路も、理想的な乗算回路とな
っていることが分かる。
From equation (70), it can be seen that the bipolar multiplier core type multiplier of the sixteenth embodiment is also an ideal multiplier.

【0388】この実施形態では、入力回路として図8に
示すバイポーラ複合差動増幅回路を使用しているが、そ
れに代えて、図9または図10に示すバイポーラ複合差
動増幅回路を使用してもよいことは言うまでもない。
In this embodiment, the bipolar composite differential amplifier circuit shown in FIG. 8 is used as the input circuit. Alternatively, the bipolar composite differential amplifier circuit shown in FIG. 9 or 10 may be used. It goes without saying that it is good.

【0389】[0389]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の第1および
第2の二乗回路は、動作入力電圧範囲の全体にわたって
二乗特性を持つ。
As described above, the first and second squaring circuits of the present invention have a square characteristic over the entire operating input voltage range.

【0390】本発明の第1〜第4の複合差動増幅回路で
は、二つの入力電圧に対して線形な差動出力電圧が動作
入力電圧範囲の全体にわたって得られる。また、乗算回
路の入力回路として好適に使用できる。
In the first to fourth composite differential amplifier circuits of the present invention, a differential output voltage linear with respect to two input voltages can be obtained over the entire operation input voltage range. Further, it can be suitably used as an input circuit of a multiplication circuit.

【0391】本発明の第1〜第3の乗算回路は、動作入
力電圧範囲の全体にわたって良好な線形性を持つ。ま
た、二つの入力電圧に対して線形性の良好なトランスコ
ンダクタンスを持つ。
The first to third multiplication circuits of the present invention have good linearity over the entire operating input voltage range. Also, the transconductance has good linearity with respect to two input voltages.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態のMOS二乗回路を示す
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a MOS squaring circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態のMOS二乗回路を示す
回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a MOS squaring circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図3】MOSトランジスタを負荷として用いたMOS
差動対の出力電圧特性を示す図である。
FIG. 3 shows a MOS using a MOS transistor as a load.
FIG. 4 is a diagram illustrating output voltage characteristics of a differential pair.

【図4】MOSクアドリテール・セルの各出力電流特性
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing each output current characteristic of a MOS quadruple cell.

【図5】本発明の第3実施形態のMOS複合差動増幅回
路を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a MOS composite differential amplifier circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4実施形態のMOS複合差動増幅回
路を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a MOS composite differential amplifier circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5実施形態のMOS複合差動増幅回
路を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a MOS composite differential amplifier circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第6実施形態のバイポーラ複合差動増
幅回路を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a bipolar composite differential amplifier circuit according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第7実施形態のバイポーラ複合差動増
幅回路を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a bipolar composite differential amplifier circuit according to a seventh embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第8実施形態のバイポーラ複合差動
増幅回路を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a bipolar composite differential amplifier circuit according to an eighth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第9実施形態のMOSクオータスク
エア型乗算回路の回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram of a MOS quarter-task type multiplication circuit according to a ninth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第10実施形態のMOSクオータス
クエア型乗算回路の回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram of a MOS quadrature-type multiplication circuit according to a tenth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第11実施形態のMOSクオータス
クエア型乗算回路の回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram of a MOS quadrature-type multiplication circuit according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第12実施形態のMOSクオータス
クエア型乗算回路の回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram of a MOS quadrature-type multiplication circuit according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第13実施形態のMOSクオータス
クエア型乗算回路の回路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram of a MOS quadrature-type multiplication circuit according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第14実施形態のMOS乗算器コア
型乗算回路の回路図である。
FIG. 16 is a circuit diagram of a MOS multiplier core type multiplication circuit according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第15実施形態のMOS乗算器コア
型乗算回路の回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram of a MOS multiplier core type multiplication circuit according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第16実施形態のバイポーラ乗算器
コア型乗算回路の回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram of a bipolar multiplier core type multiplication circuit according to a sixteenth embodiment of the present invention.

【図19】クァドリテール・セルを用いた従来のMOS
二乗回路を示す回路図である。
FIG. 19 shows a conventional MOS using a quadritail cell.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a squaring circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

M1,M2,M3,M4,M5,M6,M7 MOSト
ランジスタ M7A,M7B,M8,M10A,M10B MOSト
ランジスタ M11,M12,M13,M14,M15,M16 M
OSトランジスタ M17,M18,M19,M20,M27,M22 M
OSトランジスタ M31,M32,M33,M34,M35,M36 M
OSトランジスタ M37,M38,M39,M40,M41,M42 M
OSトランジスタ M51,M52,M53,M54 MOSトランジスタ M61,M62,M63,M64,M65,M66 M
OSトランジスタ M67,M68 MOSトランジスタ M71,M72,M73,M74 MOSトランジスタ M1’,M2’,M3’,M4’,M5’,M6’ M
OSトランジスタ M7’,M7A’,M7B’ MOSトランジスタ Q1,Q2,Q3 バイポーラトランジスタ Q6,Q7,Q8 バイポーラトランジスタ Q13,Q14,Q17,Q18,Q21,Q22 バ
イポーラトランジスタ Q21,Q22,Q23,Q24 バイポーラトランジ
スタ Q33,Q34,Q37,Q38,Q41,Q42 バ
イポーラトランジスタ 1,2,3,4,5,6 定電流源 1’,2’,3’ 定電流源 11,12,13 定電流源 21,22,23,24,25,26,27,28,2
9 定電流源 31,32,33 電圧−電流(V−I)変換回路 41、42,43 電圧−電流(V−I)変換回路 50,51,52 定電流源 71,81 定電流源
M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 MOS transistors M7A, M7B, M8, M10A, M10B MOS transistors M11, M12, M13, M14, M15, M16 M
OS transistor M17, M18, M19, M20, M27, M22 M
OS transistor M31, M32, M33, M34, M35, M36 M
OS transistor M37, M38, M39, M40, M41, M42 M
OS transistor M51, M52, M53, M54 MOS transistor M61, M62, M63, M64, M65, M66 M
OS transistor M67, M68 MOS transistor M71, M72, M73, M74 MOS transistor M1 ', M2', M3 ', M4', M5 ', M6' M
OS transistor M7 ', M7A', M7B 'MOS transistor Q1, Q2, Q3 bipolar transistor Q6, Q7, Q8 bipolar transistor Q13, Q14, Q17, Q18, Q21, Q22 bipolar transistor Q21, Q22, Q23, Q24 bipolar transistor Q33, Q34, Q37, Q38, Q41, Q42 Bipolar transistors 1, 2, 3, 4, 5, 6 Constant current sources 1 ', 2', 3 'Constant current sources 11, 12, 13 Constant current sources 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 2
9 Constant current sources 31, 32, 33 Voltage-current (VI) conversion circuits 41, 42, 43 Voltage-current (VI) conversion circuits 50, 51, 52 Constant current sources 71, 81 Constant current sources

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a) ソース結合された第1および第
2のMOSFETにより形成されると共に、それら第1
および第2のMOSFETのゲート間に入力電圧が印加
されるMOS差動対と、(b) 前記第1MOSFET
のドレインに接続された、その第1MOSFETの負荷
として動作する第3MOSFETと、(c) 前記第2
MOSFETのドレインに接続された、その第2MOS
FETの負荷として動作する第4MOSFETと、
(d) ソース結合された第5、第6および第7のMO
SFETにより形成されると共に、それら第5、第6お
よび第7のMOSFETが単一のテール電流で駆動され
るトリプルテール・セルとを備え、(e) 前記第7M
OSFETのゲートには定電圧が印加され、(f) 前
記第5MOSFETのゲートには、前記第1MOSFE
Tのドレインに生成される前記MOS差動対の第1出力
電圧が印加され、且つ前記第6MOSFETのゲートに
は、前記第2MOSFETのドレインに生成される前記
MOS差動対の第2出力電圧が印加され、(g) 前記
第5MOSFETのドレインと前記第6MOSFETの
ドレインは互いに接続されて第1出力端子を形成する一
方、前記第7MOSFETのドレインは第2出力端子を
形成しており、(h) 当該二乗回路の出力は、前記第
1および第2の出力端子のいずれか一方から取り出され
ることを特徴とする二乗回路。
(A) formed by source-coupled first and second MOSFETs;
A MOS differential pair to which an input voltage is applied between the gates of the first and second MOSFETs, and (b) the first MOSFET
A third MOSFET connected to the drain of the third MOSFET and operating as a load of the first MOSFET; and (c) the second MOSFET.
The second MOS connected to the drain of the MOSFET
A fourth MOSFET that operates as a load of the FET;
(D) Source coupled fifth, sixth and seventh MOs
A third tail cell formed by an SFET, wherein the fifth, sixth and seventh MOSFETs are driven by a single tail current;
A constant voltage is applied to the gate of the OSFET, and (f) the first MOSFET is connected to the gate of the fifth MOSFET.
The first output voltage of the MOS differential pair generated at the drain of T is applied to the gate of the sixth MOSFET, and the second output voltage of the MOS differential pair generated at the drain of the second MOSFET is applied to the gate of the sixth MOSFET. (G) the drain of the fifth MOSFET and the drain of the sixth MOSFET are connected together to form a first output terminal, while the drain of the seventh MOSFET forms a second output terminal; An output of the squaring circuit is obtained from one of the first and second output terminals.
【請求項2】 (a) ソース結合された第1および第
2のMOSFETにより形成されると共に、それら第1
および第2のMOSFETのゲート間に入力電圧が印加
されるMOS差動対と、(b) 前記第1MOSFET
のドレインに接続された、その第1MOSFETの負荷
として動作する第3MOSFETと、(c) 前記第2
MOSFETのドレインに接続された、その第2MOS
FETの負荷として動作する第4MOSFETと、
(d) ソース結合された第5、第6、第7および第8
のMOSFETにより形成されると共に、それら第5、
第6、第7および第8のMOSFETが単一のテール電
流で駆動されるクアドリテール・セルとを備え、(e)
前記第7および第8のMOSFETのゲートには定電
圧が共通に印加され、(f) 前記第5MOSFETの
ゲートには、前記第1MOSFETのドレインに生成さ
れた前記MOS差動対の第1出力電圧が印加され、且つ
前記第6MOSFETのゲートには、前記第2MOSF
ETのドレインに生成された前記MOS差動対の第2出
力電圧が印加され、(g) 前記第5MOSFETのド
レインと前記第6MOSFETのドレインは互いに接続
されて第1出力端子を形成する一方、前記第7MOSF
ETのドレインと前記第8MOSFETのドレインは互
いに接続されて第2出力端子を形成しており、(h)
当該二乗回路の出力は、前記第1および第2の出力端子
のいずれか一方から取り出されることを特徴とする二乗
回路。
2. (a) formed by source-coupled first and second MOSFETs, and
A MOS differential pair to which an input voltage is applied between the gates of the first and second MOSFETs, and (b) the first MOSFET
A third MOSFET connected to the drain of the third MOSFET and operating as a load of the first MOSFET; and (c) the second MOSFET.
The second MOS connected to the drain of the MOSFET
A fourth MOSFET that operates as a load of the FET;
(D) source coupled fifth, sixth, seventh and eighth
And their fifth,
(E) comprising a quadrature cell in which the sixth, seventh and eighth MOSFETs are driven by a single tail current;
A constant voltage is commonly applied to the gates of the seventh and eighth MOSFETs, and (f) a first output voltage of the MOS differential pair generated at the drain of the first MOSFET is applied to the gate of the fifth MOSFET. Is applied, and the gate of the sixth MOSFET is connected to the second MOSF.
A second output voltage of the MOS differential pair generated is applied to a drain of the ET, and (g) a drain of the fifth MOSFET and a drain of the sixth MOSFET are connected to each other to form a first output terminal, 7th MOSF
(H) the drain of the ET and the drain of the eighth MOSFET are connected to each other to form a second output terminal;
An output of the squaring circuit is obtained from one of the first and second output terminals.
【請求項3】 (a) ソース結合された第1および第
2のMOSFETにより形成されると共に、それら第1
および第2のMOSFETのゲート間に第1入力電圧が
印加される第1MOS差動対と、(b) 前記第1MO
SFETのドレインに接続された、その第1MOSFE
Tの負荷として動作する第3MOSFETと、(c)
前記第2MOSFETのドレインに接続された、その第
2MOSFETの負荷として動作する第4MOSFET
と、(d) ソース結合された第5および第6のMOS
FETにより形成されると共に、それら第5および第6
のMOSFETのゲート間に第2入力電圧が印加される
第2MOS差動対と、(e) 前記第5MOSFETの
ドレインに接続された、その第5MOSFETの負荷と
して動作する第7MOSFETと、(f) 前記第6M
OSFETのドレインに接続された、その第6MOSF
ETの負荷として動作する第8MOSFETと、(g)
ソース結合された第9および第10のMOSFETに
より形成されると共に、それら第9および第10のMO
SFETのゲート間に前記第2入力電圧が印加される第
3MOS差動対と、(h) 前記第9MOSFETのド
レインに接続された、その第9MOSFETの負荷とし
て動作する第11MOSFETと、(i) 前記第10
MOSFETのドレインに接続された、その第10MO
SFETの負荷として動作する第12MOSFETとを
備え、(j) 前記第7および第8のMOSFETのゲ
ートには、前記第1MOSFETのドレインに生成され
る前記第1MOS差動対の第1出力電圧が共通に印加さ
れると共に、前記第11および第12のMOSFETの
ゲートには、前記第2MOSFETのドレインに生成さ
れる前記第1MOS差動対の第2出力電圧が共通に印加
され、(k) 前記第5、第6、第9および第10のM
OSFETのドレインから当該複合差動増幅回路の第
1、第2、第3および第4の出力電圧がそれぞれ取り出
されることを特徴とする複合差動増幅回路。
(A) formed by source-coupled first and second MOSFETs, and
A first MOS differential pair to which a first input voltage is applied between the gates of the first and second MOSFETs;
The first MOSFET connected to the drain of the SFET
A third MOSFET which operates as a load of T; (c)
A fourth MOSFET connected to the drain of the second MOSFET and operating as a load of the second MOSFET
And (d) fifth and sixth source-coupled MOSs
FETs and their fifth and sixth
A second MOS differential pair to which a second input voltage is applied between the gates of the MOSFETs, (e) a seventh MOSFET connected to the drain of the fifth MOSFET and operating as a load of the fifth MOSFET, and (f) 6th M
The sixth MOSF connected to the drain of the OSFET
An eighth MOSFET acting as a load on the ET, and (g)
The ninth and tenth MOSFETs are formed by source-coupled ninth and tenth MOSFETs.
A third MOS differential pair to which the second input voltage is applied between the gates of the SFET, (h) an eleventh MOSFET connected to a drain of the ninth MOSFET and operating as a load of the ninth MOSFET, and (i) Tenth
The 10th MO connected to the drain of the MOSFET
A twelfth MOSFET that operates as a load of an SFET; and (j) a gate of the seventh and eighth MOSFETs has a common first output voltage of the first MOS differential pair generated at the drain of the first MOSFET. And the second output voltage of the first MOS differential pair generated at the drain of the second MOSFET is commonly applied to the gates of the eleventh and twelfth MOSFETs, and (k) Fifth, sixth, ninth and tenth M
A composite differential amplifier circuit, wherein first, second, third, and fourth output voltages of the composite differential amplifier circuit are respectively taken out from a drain of the OSFET.
【請求項4】 (a) ソース結合された第1および第
2のMOSFETにより形成されると共に、それら第1
および第2のMOSFETのゲート間に第1入力電圧が
印加される第1MOS差動対と、(b) 前記第1MO
SFETのドレインに接続された、その第1MOSFE
Tの負荷として動作する第3MOSFETと、(c)
前記第2MOSFETのドレインに接続された、その第
2MOSFETの負荷として動作する第4MOSFET
と、(d) ソース結合された第5および第6のMOS
FETにより形成されると共に、それら第5および第6
のMOSFETのゲート間に第2入力電圧が印加される
第2MOS差動対と、(e) 前記第5MOSFETの
ドレインに接続された、その第5MOSFETの負荷と
して動作する第7MOSFETと、(f) 前記第6M
OSFETのドレインに接続された、その第6MOSF
ETの負荷として動作する第8MOSFETと、(g)
ソース結合された第9および第10のMOSFETに
より形成されると共に、それら第9および第10のMO
SFETのゲート間に前記第2入力電圧が印加される第
3MOS差動対と、(h) 前記第9MOSFETのド
レインに接続された、その第9MOSFETの負荷とし
て動作する第11MOSFETと、(i) 前記第10
MOSFETのドレインに接続された、その第10MO
SFETの負荷として動作する第12MOSFETとを
備え、(j) 前記第7および第12のMOSFETの
ゲートには、前記第1MOSFETのドレインに生成さ
れる前記第1MOS差動対の第1出力電圧が共通に印加
されると共に、前記第8および第11のMOSFETの
ゲートには、前記第2MOSFETのドレインに生成さ
れる前記第1MOS差動対の第2出力電圧が共通に印加
され、(k) 前記第5、第10、第6および第9のM
OSFETのドレインから当該複合差動増幅回路の第
1、第2、第3および第4の出力電圧がそれぞれ取り出
されることを特徴とする複合差動増幅回路。
And (a) formed by source-coupled first and second MOSFETs, and
A first MOS differential pair to which a first input voltage is applied between the gates of the first and second MOSFETs;
The first MOSFET connected to the drain of the SFET
A third MOSFET which operates as a load of T; (c)
A fourth MOSFET connected to the drain of the second MOSFET and operating as a load of the second MOSFET
And (d) fifth and sixth source-coupled MOSs
FETs and their fifth and sixth
A second MOS differential pair to which a second input voltage is applied between the gates of the MOSFETs, (e) a seventh MOSFET connected to the drain of the fifth MOSFET and operating as a load of the fifth MOSFET, and (f) 6th M
The sixth MOSF connected to the drain of the OSFET
An eighth MOSFET acting as a load on the ET, and (g)
The ninth and tenth MOSFETs are formed by source-coupled ninth and tenth MOSFETs.
A third MOS differential pair to which the second input voltage is applied between the gates of the SFET, (h) an eleventh MOSFET connected to a drain of the ninth MOSFET and operating as a load of the ninth MOSFET, and (i) Tenth
The 10th MO connected to the drain of the MOSFET
A twelfth MOSFET which operates as a load of an SFET; and (j) a gate of the seventh and twelfth MOSFETs has a common first output voltage of the first MOS differential pair generated at a drain of the first MOSFET. And the second output voltage of the first MOS differential pair generated at the drain of the second MOSFET is commonly applied to the gates of the eighth and eleventh MOSFETs, and (k) 5, tenth, sixth and ninth M
A composite differential amplifier circuit, wherein first, second, third, and fourth output voltages of the composite differential amplifier circuit are respectively taken out from a drain of the OSFET.
【請求項5】 前記第1MOS差動対を形成する前記第
1および第2のMOSFETが、前記第2MOS差動対
を形成する前記第5および第6のMOSFETと前記第
3MOS差動対を形成する前記第9および第10のMO
SFETと同じ極性を有する請求項3または4に記載の
複合差動増幅回路。
5. The first and second MOSFETs forming the first MOS differential pair form the third and third MOS differential pairs with the fifth and sixth MOSFETs forming the second MOS differential pair. The ninth and tenth MOs
5. The composite differential amplifier circuit according to claim 3, which has the same polarity as the SFET.
【請求項6】 前記第1MOS差動対を形成する前記第
1および第2のMOSFETが、前記第2MOS差動対
を形成する前記第5および第6のMOSFETと前記第
3MOS差動対を形成する前記第9および第10のMO
SFETとは逆の極性を有する請求項3または4に記載
の複合差動増幅回路。
6. The first and second MOSFETs forming the first MOS differential pair form the third and fifth MOSFETs with the fifth and sixth MOSFETs forming the second MOS differential pair. The ninth and tenth MOs
5. The composite differential amplifier circuit according to claim 3, which has a polarity opposite to that of the SFET.
【請求項7】 前記第1MOS差動対を形成する前記第
1および第2のMOSFETが、それら第1および第2
のMOSFETの負荷として動作する前記第3および第
4のMOSFETと同じ極性を有し、 前記第2MOS差動対を形成する前記第5および第6の
MOSFETが、それら第5および第6のMOSFET
の負荷として動作する前記第7および第8のMOSFE
Tと同じ極性を有し、 前記第3MOS差動対を形成する前記第9および第10
のMOSFETが、それら第9および第10のMOSF
ETの負荷として動作する前記第11および第12のM
OSFETと同じ極性を有する請求項3または4に記載
の複合差動増幅回路。
7. The first and second MOSFETs forming the first MOS differential pair include a first and a second MOSFET.
The fifth and sixth MOSFETs, which have the same polarity as the third and fourth MOSFETs operating as the loads of the MOSFETs and form the second MOS differential pair, are the fifth and sixth MOSFETs.
The seventh and eighth MOSFEs operating as loads
The ninth and tenth elements having the same polarity as T and forming the third MOS differential pair
Of the ninth and tenth MOSFETs
The eleventh and twelfth Ms acting as ET loads
5. The composite differential amplifier circuit according to claim 3, which has the same polarity as the OSFET.
【請求項8】 前記第1MOS差動対を形成する前記第
1および第2のMOSFETが、それら第1および第2
のMOSFETの負荷として動作する前記第3および第
4のMOSFETとは逆の極性を有し、 前記第2MOS差動対を形成する前記第5および第6の
MOSFETが、それら第5および第6のMOSFET
の負荷として動作する前記第7および第8のMOSFE
Tとは逆の極性を有し、 前記第3MOS差動対を形成する前記第9および第10
のMOSFETが、それら第9および第10のMOSF
ETの負荷として動作する前記第11および第12のM
OSFETとは逆の極性を有する請求項3または4に記
載の複合差動増幅回路。
8. The first and second MOSFETs forming the first MOS differential pair include the first and second MOSFETs.
The fifth and sixth MOSFETs, which have opposite polarities to the third and fourth MOSFETs operating as loads of the MOSFETs, form the second MOS differential pair. MOSFET
The seventh and eighth MOSFEs operating as loads
The ninth and tenth elements having a polarity opposite to T and forming the third MOS differential pair
Of the ninth and tenth MOSFETs
The eleventh and twelfth Ms acting as ET loads
5. The composite differential amplifier circuit according to claim 3, which has a polarity opposite to that of the OSFET.
【請求項9】 (a) 入力端子対に印加される第1入
力電圧を変換してその第1入力電圧に比例する第1対の
差動出力電流を出力端子対に出力する第1電圧−電流変
換回路と、(b) 前記第1電圧−電流変換回路の出力
端子対にそれぞれ接続された、その第1電圧−電流変換
回路の負荷として動作する第1および第2のバイポーラ
トランジスタと、(c) 入力端子対に印加される第2
入力電圧を変換してその第2入力電圧に比例する第2対
の差動出力電流を出力端子対に出力する第2電圧−電流
変換回路と、(d) 前記第2電圧−電流変換回路の出
力端子対にそれぞれ接続された、その第2電圧−電流変
換回路の負荷として動作する第3および第4のバイポー
ラトランジスタと、(e) 入力端子対に印加される前
記第2入力電圧を変換してその第2入力電圧に比例する
第3対の差動出力電流を出力端子対に出力する第3電圧
−電流変換回路と、(f) 前記第3電圧−電流変換回
路の出力端子対にそれぞれ接続された、その第3電圧−
電流変換回路の負荷として動作する第5および第6のバ
イポーラトランジスタとを備え、(g) 前記第3およ
び第4のバイポーラトランジスタのベースには、前記第
1電圧−電流変換回路の第1対の差動出力電流の一方に
より生成されるその第1電圧−電流変換回路の第1出力
電圧が共通に印加されると共に、前記第5および第6の
バイポーラトランジスタのベースには、前記第1電圧−
電流変換回路の第1対の差動出力電流の他方により生成
されるその第1電圧−電流変換回路の第2出力電圧が共
通に印加され、(h) 前記第2電圧−電流変換回路の
出力端子対から当該複合差動増幅回路の第1および第2
の出力電圧がそれぞれ取り出され、前記第3電圧−電流
変換回路の出力端子対から当該複合差動増幅回路の第3
および第4の出力電圧がそれぞれ取り出されることを特
徴とする複合差動増幅回路。
9. A first voltage for converting a first input voltage applied to an input terminal pair and outputting a first pair of differential output currents proportional to the first input voltage to an output terminal pair. (B) first and second bipolar transistors respectively connected to an output terminal pair of the first voltage-current conversion circuit and operating as loads of the first voltage-current conversion circuit; c) The second applied to the input terminal pair
A second voltage-current conversion circuit for converting an input voltage and outputting a second pair of differential output currents proportional to the second input voltage to an output terminal pair; and (d) a second voltage-current conversion circuit. Third and fourth bipolar transistors respectively connected to the output terminal pair and operating as loads of the second voltage-current conversion circuit, and (e) converting the second input voltage applied to the input terminal pair. A third voltage-current conversion circuit that outputs a third pair of differential output currents proportional to the second input voltage to the output terminal pair, and (f) an output terminal pair of the third voltage-current conversion circuit. Connected to its third voltage-
Fifth and sixth bipolar transistors operating as a load of the current conversion circuit; and (g) a base of the third and fourth bipolar transistors is provided with a first pair of the first voltage-current conversion circuit. The first output voltage of the first voltage-current conversion circuit generated by one of the differential output currents is commonly applied, and the first voltage-current conversion circuit is connected to the base of the fifth and sixth bipolar transistors.
A second output voltage of the first voltage-current conversion circuit generated by the other of the first pair of differential output currents of the current conversion circuit is commonly applied; and (h) an output of the second voltage-current conversion circuit. From the terminal pair, the first and second
Of the composite differential amplifier circuit from the output terminal pair of the third voltage-current conversion circuit.
And a fourth output voltage respectively taken out.
【請求項10】 (a) 入力端子対に印加される第1
入力電圧を変換してその第1入力電圧に比例する第1対
の差動出力電流を出力端子対に出力する第1電圧−電流
変換回路と、(b) 前記第1電圧−電流変換回路の出
力端子対にそれぞれ接続された、その第1電圧−電流変
換回路の負荷として動作する第1および第2のバイポー
ラトランジスタと、(c) 入力端子対に印加される第
2入力電圧を変換してその第2入力電圧に比例する第2
対の差動出力電流を出力端子対に出力する第2電圧−電
流変換回路と、(d) 前記第2電圧−電流変換回路の
出力端子対にそれぞれ接続された、その第2電圧−電流
変換回路の負荷として動作する第3および第4のバイポ
ーラトランジスタと、(e) 入力端子対に印加される
前記第2入力電圧を変換してその第2入力電圧に比例す
る第3対の差動出力電流を出力端子対に出力する第3電
圧−電流変換回路と、(f) 前記第3電圧−電流変換
回路の出力端子対にそれぞれ接続された、その第3電圧
−電流変換回路の負荷として動作する第5および第6の
バイポーラトランジスタとを備え、(g) 前記第3お
よび第6のバイポーラトランジスタのベースには、前記
第1電圧−電流変換回路の第1対の差動出力電流の一方
により生成されるその第1電圧−電流変換回路の第1出
力電圧が共通に印加されると共に、前記第4および第5
のバイポーラトランジスタのベースには、前記第1電圧
−電流変換回路の第1対の差動出力電流の他方により生
成されるその第1電圧−電流変換回路の第2出力電圧が
共通に印加され、(h) 前記第2電圧−電流変換回路
の出力端子対から当該複合差動増幅回路の第1および第
3の出力電圧がそれぞれ取り出され、前記第3電圧−電
流変換回路の出力端子対から当該複合差動増幅回路の第
2および第4の出力電圧がそれぞれ取り出されることを
特徴とする複合差動増幅回路。
10. A first signal applied to an input terminal pair.
A first voltage-current conversion circuit for converting an input voltage and outputting a first pair of differential output currents proportional to the first input voltage to an output terminal pair; and (b) a first voltage-current conversion circuit. First and second bipolar transistors respectively connected to the output terminal pair and operating as loads of the first voltage-current conversion circuit; and (c) converting the second input voltage applied to the input terminal pair. A second proportional to the second input voltage
A second voltage-current conversion circuit for outputting a differential output current of the pair to an output terminal pair, and (d) a second voltage-current conversion circuit connected to the output terminal pair of the second voltage-current conversion circuit, respectively. Third and fourth bipolar transistors operating as a load of a circuit, and (e) a third pair of differential outputs proportional to the second input voltage by converting the second input voltage applied to the input terminal pair A third voltage-current conversion circuit for outputting a current to an output terminal pair, and (f) operating as a load of the third voltage-current conversion circuit connected to the output terminal pair of the third voltage-current conversion circuit, respectively. And (g) a base of each of the third and sixth bipolar transistors is provided with one of a first pair of differential output currents of the first voltage-current conversion circuit. That number generated The first output voltage of the first voltage-current conversion circuit is applied in common, and the fourth and fifth
A second output voltage of the first voltage-current conversion circuit generated by the other of the first pair of differential output currents of the first voltage-current conversion circuit is commonly applied to a base of the bipolar transistor; (H) first and third output voltages of the composite differential amplifier circuit are respectively taken out from an output terminal pair of the second voltage-current conversion circuit, and the first and third output voltages are extracted from the output terminal pair of the third voltage-current conversion circuit; A composite differential amplifier circuit, wherein second and fourth output voltages of the composite differential amplifier circuit are respectively taken out.
【請求項11】 (a)入力端子対に印加される第1入
力電圧を変換してその第1入力電圧に比例する第1対の
差動出力電流を出力端子対に出力する第1電圧−電流変
換回路と、(b) 前記第1電圧−電流変換回路の出力
端子対にそれぞれ接続された、その第1電圧−電流変換
回路の負荷として動作する第1および第2のバイポーラ
トランジスタと、(c) 入力端子対に印加される第2
入力電圧を変換してその第2入力電圧に比例する第2対
の差動出力電流を出力端子対に出力する第2電圧−電流
変換回路と、(d) 前記第2電圧−電流変換回路の出
力端子対にそれぞれ接続された、その第2電圧−電流変
換回路の負荷として動作する第3および第4のバイポー
ラトランジスタと、(e) 入力端子対に印加される前
記第2入力電圧を変換してその第2入力電圧に比例する
第3対の差動出力電流を出力端子対に出力する第3電圧
−電流変換回路と、(f) 前記第3電圧−電流変換回
路の出力端子対にそれぞれ接続された、その第3電圧−
電流変換回路の負荷として動作する第5および第6のバ
イポーラトランジスタとを備え、(g) 前記第3およ
び第4のバイポーラトランジスタのベースには、前記第
1電圧−電流変換回路の第1対の差動出力電流の一方に
より生成されるその第1電圧−電流変換回路の第1出力
電圧が共通に印加されると共に、前記第5および第6の
バイポーラトランジスタのベースには、前記第1電圧−
電流変換回路の第1対の差動出力電流の他方により生成
されるその第1電圧−電流変換回路の第2出力電圧が共
通に印加され、(h) 前記第2電圧−電流変換回路の
出力端子対から当該複合差動増幅回路の第1および第2
の出力電圧がそれぞれ取り出され、前記第3電圧−電流
変換回路の出力端子対から当該複合差動増幅回路の第3
および第4の出力電圧がそれぞれ取り出されることを特
徴とする複合差動増幅回路。
11. A first voltage for converting a first input voltage applied to an input terminal pair and outputting a first pair of differential output currents proportional to the first input voltage to an output terminal pair. (B) first and second bipolar transistors respectively connected to an output terminal pair of the first voltage-current conversion circuit and operating as loads of the first voltage-current conversion circuit; c) The second applied to the input terminal pair
A second voltage-current conversion circuit for converting an input voltage and outputting a second pair of differential output currents proportional to the second input voltage to an output terminal pair; and (d) a second voltage-current conversion circuit. Third and fourth bipolar transistors respectively connected to the output terminal pair and operating as loads of the second voltage-current conversion circuit, and (e) converting the second input voltage applied to the input terminal pair. A third voltage-current conversion circuit that outputs a third pair of differential output currents proportional to the second input voltage to the output terminal pair, and (f) an output terminal pair of the third voltage-current conversion circuit. Connected to its third voltage-
Fifth and sixth bipolar transistors operating as a load of the current conversion circuit; and (g) a base of the third and fourth bipolar transistors is provided with a first pair of the first voltage-current conversion circuit. The first output voltage of the first voltage-current conversion circuit generated by one of the differential output currents is commonly applied, and the first voltage-current conversion circuit is connected to the base of the fifth and sixth bipolar transistors.
A second output voltage of the first voltage-current conversion circuit generated by the other of the first pair of differential output currents of the current conversion circuit is commonly applied; and (h) an output of the second voltage-current conversion circuit. From the terminal pair, the first and second
Of the composite differential amplifier circuit from the output terminal pair of the third voltage-current conversion circuit.
And a fourth output voltage respectively taken out.
【請求項12】 (a) 入力される第1および第2の
入力電圧に対応する第1、第2,第3および第4の出力
電圧を出力する入力回路と、(b) 前記入力回路から
出力される前記第1、第2,第3および第4の出力電圧
のうちの二つの電圧が入力端子対にそれぞれ入力される
第1の二乗回路と、(c) 前記入力回路から出力され
る前記第1、第2,第3および第4の出力電圧のうちの
他の二つの電圧が入力端子対にそれぞれ入力される第2
の二乗回路とを備え、(d) 前記第1の二乗回路の出
力端子対と前記第2の二乗回路の出力端子対とは互いに
接続されて差動出力端子対を形成しており、その差動出
力端子対から前記第1および第2の入力電圧の乗算結果
を含む差動出力が取り出されるクオータースクエア型乗
算回路において、(e) 前記第1および第2の二乗回
路のそれぞれが請求項1または2に記載の二乗回路から
構成されることを特徴とするクオータースクエア型乗算
回路。
12. An input circuit for outputting first, second, third and fourth output voltages corresponding to the input first and second input voltages, and A first squaring circuit in which two of the output first, second, third and fourth output voltages are respectively input to an input terminal pair; and (c) output from the input circuit. The other two voltages of the first, second, third and fourth output voltages are respectively input to the input terminal pair.
(D) an output terminal pair of the first square circuit and an output terminal pair of the second square circuit are connected to each other to form a differential output terminal pair; 2. A quarter-square type multiplication circuit from which a differential output including a multiplication result of the first and second input voltages is taken out from a dynamic output terminal pair, wherein (e) each of the first and second squaring circuits is provided. Or a quarter-square type multiplication circuit comprising the squaring circuit according to 2.
【請求項13】 前記入力回路が抵抗加算器から構成さ
れる請求項12に記載のクオータースクエア型乗算回
路。
13. The quarter-square type multiplication circuit according to claim 12, wherein said input circuit comprises a resistance adder.
【請求項14】 (a) 入力される第1および第2の
入力電圧に対応する第1、第2,第3および第4の出力
電圧を出力する入力回路と、(b) 前記入力回路から
出力される前記第1、第2,第3および第4の出力電圧
のうちの二つの電圧が入力端子対にそれぞれ入力される
第1の二乗回路と、(c) 前記入力回路から出力され
る前記第1、第2,第3および第4の出力電圧のうちの
他の二つの電圧が入力端子対にそれぞれ入力される第2
の二乗回路とを備え、(d) 前記第1の二乗回路の出
力端子対と前記第2の二乗回路の出力端子対とは互いに
接続されて差動出力端子対を形成しており、その差動出
力端子対から前記第1および第2の入力電圧の乗算結果
を含む差動出力が取り出されるクオータースクエア型乗
算回路において、(e) 前記入力回路が請求項3〜1
1のいずれかに記載の複合差動増幅回路から構成される
ことを特徴とするクオータースクエア型乗算回路。
14. An input circuit for outputting first, second, third and fourth output voltages corresponding to the input first and second input voltages, and A first squaring circuit in which two of the output first, second, third and fourth output voltages are respectively input to an input terminal pair; and (c) output from the input circuit. The other two voltages of the first, second, third and fourth output voltages are respectively input to the input terminal pair.
(D) an output terminal pair of the first square circuit and an output terminal pair of the second square circuit are connected to each other to form a differential output terminal pair; 3. A quarter-square type multiplying circuit from which a differential output including a result of multiplication of the first and second input voltages is taken out from a dynamic output terminal pair.
A quarter-square type multiplication circuit comprising the composite differential amplification circuit according to any one of the first to third aspects.
【請求項15】 (a)入力回路と、その入力回路の出
力を受けて乗算結果を出力する乗算器コア回路とを備え
てなる乗算回路において、(b) 前記入力回路が、請
求項3〜11のいずれかに記載の複合差動増幅回路から
構成され、(c) 前記乗算器コア回路が、エミッタま
たはソースが結合された第1、第2、第3および第4の
トランジスタにより形成されると共に、それら第1、第
2、第3および第4のトランジスタが単一のテール電流
で駆動されるクアドリテール・セルから構成され、
(d) 前記第1、第2、第3および第4のトランジス
タのベースまたはゲートは、前記クアドリテール・セル
の第1、第2、第3および第4の入力端子をそれぞれ形
成し、(e) 前記第2および第3のトランジスタのコ
レクタまたはドレインは互いに接続されて、前記クアド
リテール・セルの第1の出力端子を形成すると共に、前
記第1および第4のトランジスタのコレクタまたはドレ
インは互いに接続されて、前記クアドリテール・セルの
第2の出力端子を形成し、(f) 入力される第1およ
び第2の入力電圧に応じて前記複合差動増幅回路から出
力される第1、第2,第3および第4の出力電圧が、前
記クアドリテール・セルの前記第1、第2、第3および
第4の入力端子にそれぞれ入力され、(g) 前記クア
ドリテール・セルの前記第1および第2の出力端子から
前記第1および第2の入力電圧の乗算結果を含む差動出
力が取り出されることを特徴とする乗算回路。
15. A multiplication circuit comprising: (a) an input circuit; and a multiplier core circuit that receives an output of the input circuit and outputs a multiplication result, wherein: (b) the input circuit includes: (C) wherein the multiplier core circuit is formed by first, second, third and fourth transistors having an emitter or a source coupled thereto. And the first, second, third and fourth transistors are comprised of a quadri-tail cell driven by a single tail current,
(D) the bases or gates of said first, second, third and fourth transistors form first, second, third and fourth input terminals of said quadretail cell, respectively; The collectors or drains of the second and third transistors are connected together to form a first output terminal of the quadrature cell, and the collectors or drains of the first and fourth transistors are connected together. To form a second output terminal of the quadrature cell, and (f) a first and a second output from the composite differential amplifier circuit according to the input first and second input voltages. , A third and a fourth output voltage are respectively applied to the first, second, third and fourth input terminals of the quadri-tail cell, and (g) the A multiplying circuit, wherein a differential output including a multiplication result of the first and second input voltages is taken out from first and second output terminals.
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