[发明专利]电路

说明书

本发明申请是本发明申请人于2003年11月17日提交的、申请号为03100794.5、发明名称为“电路”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种电路的技术。本发明也涉及一种半导体装置技术。此外，本发明属于一种半导体装置技术领域，该半导体装置具有以源跟随电路、差动放大器、读出放大器、运算放大器等、信号线驱动电路和光电转换器件为代表的电路。

背景技术

这些年广泛用于便携式电话和便携式端子等的集成电路(IC)具有一种在约5平方毫米的硅基片上形成成百上千到几百万晶体管和电阻器的结构，并且在装置小型化、增加装置可靠性和装置的大规模生产中起重要作用。

其次当用于集成电路(IC)等的电路被设计时，在许多情况下，具有放大小振幅信号的电压和电流功能的放大器电路被设计。放大器电路被广泛应用，因为它是阻止产生失真而使电路稳定工作所必不可少的电路。

此处，作为放大器电路的一个实例，将描述一个源跟随电路的结构及其操作。首先，图5A表示一个源跟随电路的结构实例，并且描述了其在稳态的操作。然后，通过图5B和5C，将描述源跟随电路的工作点。最后，一个结构不同于图5A的源跟随电路的实例示于图6中，并且将描述其在瞬态的操作。

首先，将利用图5A的源跟随电路描述稳态下的操作。

在图5A中，参考数字11表示一个n-沟道型放大晶体管，而参考数字12表示n-沟道型偏压晶体管。此外，虽然图5A中所示的放大晶体管11和偏压晶体管12是n-沟道型，但它们也可用p-沟道型晶体管构成。另外，此处为简化起见，假定放大晶体管11和偏压晶体管12的特性和尺寸相同，并且更进一步电流特性也是理想的。总之，假定即使放大晶体管和偏压晶体管12的源极和漏极间的电压变化，饱和区的电流值也不变。

并且，放大晶体管11的漏区被连接到电源线13，而源区被连接到偏压晶体管12的漏区。偏压晶体管12的源区被连接到电源线14。

偏压电位V_b被施加到偏压晶体管12的栅电极。然后电源电位V_dd被施加到电源线13，而接地电位V_ss被施加到电源线14。

在图5A所示的源跟随电路中，放大晶体管11的栅电极成为输入端，并且输入电位V_输入被施加到放大晶体管11的栅电极。并且，放大晶体管11的源区成为输出端，而放大晶体管11的源区的电位成为输出电位V_输出。偏压电位V_b被施加到偏压晶体管12的栅电极，并假定当偏压晶体管12在饱和区工作时，有表示为I_b的电流流动。此时，由于放大晶体管11和偏压晶体管12串联，因此相同大小的电流流过这两个晶体管。即当电流I_b流过偏压晶体管12时，电流I_b也流过放大晶体管11。

此处，将计算在源跟随电路中的输出电位V_输出。通过调节放大晶体管11的栅极和源极间的电压V_gs1，使输出电位V_输出的值小于输入电位V_输入。此时，输入电位V_输入、输出电位V_输出和栅极及源极间的电压Vgs1的关系满足下式(1)。

V_输出＝V_输入-V_gs1    …(1)

其次，由于在放大晶体管11在饱和区工作情况下，电流I_b流过放大晶体管11，因此放大晶体管11的栅极和源极间的电压V_gs1需等于偏压电位V_b。然后得到下面的公式(2)。但是公式(2)只是当放大晶体管11和偏压晶体管12在饱和区工作时才能得到。

V_输出＝V_输入-V_b    …(2)

其次，将利用表示放大晶体管11和偏压晶体管12的电压和电流关系的图5B和5C，描述源跟随电路的工作点。更详细地，将利用图5B描述放大晶体管11的栅极和源极间的电压V_gs1与偏压晶体管12的栅极和源极间的电压V_gs2为相同值的情况。然后，利用图5C描述放大晶体管11的栅极和源极间的电压V_gs1为一个不同于偏压晶体管12的栅极和源极间的电压V_gs2的值的情况，例如偏压晶体管12在线性区工作的情况。