JPH03210810A - フィルタ回路 - Google Patents
フィルタ回路Info
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- JPH03210810A JPH03210810A JP555090A JP555090A JPH03210810A JP H03210810 A JPH03210810 A JP H03210810A JP 555090 A JP555090 A JP 555090A JP 555090 A JP555090 A JP 555090A JP H03210810 A JPH03210810 A JP H03210810A
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- Japan
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- circuit
- signal
- differential
- output signal
- capacitor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、フィルタ回路に関し、例えば半導体集積回
路装置により構成されるものに利用して有効な技術に関
するものである。
路装置により構成されるものに利用して有効な技術に関
するものである。
フィルタの基本的回路としては、例えば@ICQ出版社
昭和50年10月20日発行「実用電子回路ハンドブッ
ク(2)」頁281に記載しであるようなアクティブフ
ィル回路がある。このアクティブフィルタ回路では、そ
のカットオフ周波数のバラツキを抑えるためにキャパシ
タCや抵抗Rといった時定数回路を外部部品により構成
するものである。
昭和50年10月20日発行「実用電子回路ハンドブッ
ク(2)」頁281に記載しであるようなアクティブフ
ィル回路がある。このアクティブフィルタ回路では、そ
のカットオフ周波数のバラツキを抑えるためにキャパシ
タCや抵抗Rといった時定数回路を外部部品により構成
するものである。
フィルタ回路の全素子を半導体集積回路に内蔵させると
、その時定数は半導体集積回路の製造バラツキをそのま
ま受けることになる。例えば、抵抗素子は、その抵抗値
が約±25%ものバラツキを持ち、キャパシタはその容
量値が±30%ものバラツキを持つ。したがって、これ
らの抵抗素子とキャパシタからなる時定数回路の時定数
は、約±60%もの大きなバラツキを持つ結果となる。
、その時定数は半導体集積回路の製造バラツキをそのま
ま受けることになる。例えば、抵抗素子は、その抵抗値
が約±25%ものバラツキを持ち、キャパシタはその容
量値が±30%ものバラツキを持つ。したがって、これ
らの抵抗素子とキャパシタからなる時定数回路の時定数
は、約±60%もの大きなバラツキを持つ結果となる。
このような大きなバラツキを持つフィルタ回路が半導体
集積回路に2個以上存在すると、各フィルタ回路に上記
のバラツキが存在するため、トータルシステムでの特性
が取れなくなる。
集積回路に2個以上存在すると、各フィルタ回路に上記
のバラツキが存在するため、トータルシステムでの特性
が取れなくなる。
また、時定数回路を半導体集積回路装置に内蔵させるた
めには、大きな容量値のキャパシタが必要になる。この
場合、大きな占有面積を持つキャパシタを形成すること
になるのでコストが大きくなり、フィルタ回路の内蔵化
による音響製品などの小型化を妨げる原因になっている
。
めには、大きな容量値のキャパシタが必要になる。この
場合、大きな占有面積を持つキャパシタを形成すること
になるのでコストが大きくなり、フィルタ回路の内蔵化
による音響製品などの小型化を妨げる原因になっている
。
この発明の目的は、半導体集積回路化に適したフィルタ
回路を提供することにある。
回路を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、入力信号を受ける差動入力段の出力信号を受
けその動作電流が可変にされ、出力信号を差動入力段の
帰還端子に帰還させる第1の差動増幅回路と、上記差動
入力段の出力信号を受けその動作電流がそれぞれ可変に
される第2の差動増幅回路と、上記第2の差動増幅回路
の出力信号を受け、その出力信号をキャパシタを介して
上記差動入力段の帰還端子に帰還させるミラー積分回路
とを設けて上記ミラー積分回路の出力信号と入力信号と
を加算回路により加算して出力させる。また、入力信号
を受ける差動入力段の出力信号を受ける電圧電流変換回
路と、この電圧電流変換回路の出力信号により充放電さ
れるキャパシタとによりフィルタ回路を構成するととも
に、上記キャパシタの電圧信号を減衰させて上記差動入
力段の帰還端子に帰還させる。さらに、ボルテージフォ
ロワ形態にされた複数の差動トランジスタ回路を縦列接
続し、初段の差動増幅回路には、出力段回路の出力信号
をキャパシタを介して帰還させ、第2段目以降のボルテ
ージフォロワ形態にされた差動トランジスタ回路には出
力と交流接地点との間にキャパシタをそれぞれ設けてN
次のフィルタ回路を構成するとともに調整可能にされた
制御電流により上記差動トランジスタ回路のエミンタ電
流を形成する。
けその動作電流が可変にされ、出力信号を差動入力段の
帰還端子に帰還させる第1の差動増幅回路と、上記差動
入力段の出力信号を受けその動作電流がそれぞれ可変に
される第2の差動増幅回路と、上記第2の差動増幅回路
の出力信号を受け、その出力信号をキャパシタを介して
上記差動入力段の帰還端子に帰還させるミラー積分回路
とを設けて上記ミラー積分回路の出力信号と入力信号と
を加算回路により加算して出力させる。また、入力信号
を受ける差動入力段の出力信号を受ける電圧電流変換回
路と、この電圧電流変換回路の出力信号により充放電さ
れるキャパシタとによりフィルタ回路を構成するととも
に、上記キャパシタの電圧信号を減衰させて上記差動入
力段の帰還端子に帰還させる。さらに、ボルテージフォ
ロワ形態にされた複数の差動トランジスタ回路を縦列接
続し、初段の差動増幅回路には、出力段回路の出力信号
をキャパシタを介して帰還させ、第2段目以降のボルテ
ージフォロワ形態にされた差動トランジスタ回路には出
力と交流接地点との間にキャパシタをそれぞれ設けてN
次のフィルタ回路を構成するとともに調整可能にされた
制御電流により上記差動トランジスタ回路のエミンタ電
流を形成する。
上記した手段によれば、第1と第、2の差動増幅回路の
動作電流を調整することにより、ノ・ノチ周波数及びQ
を調整することが可能になる。また、上記帰還信号を減
衰させることより、等価的にキャパシタの容量値を減ら
すことができる。さらに、N次のフィルタ回路における
内蔵されるキヤ、パシタのバラツキを抑えつつ周波数特
性を急峻にできる。
動作電流を調整することにより、ノ・ノチ周波数及びQ
を調整することが可能になる。また、上記帰還信号を減
衰させることより、等価的にキャパシタの容量値を減ら
すことができる。さらに、N次のフィルタ回路における
内蔵されるキヤ、パシタのバラツキを抑えつつ周波数特
性を急峻にできる。
第1図には、この発明に係るノンチフィルタ回路の一実
施例を示すブロック図が示されている。
施例を示すブロック図が示されている。
同図の各回路ブロック及び素子は、公知の半導体集積回
路の製造技術によって、特に制限されないが、単結晶シ
リコンのような1個の半導体基板上において形成される
。
路の製造技術によって、特に制限されないが、単結晶シ
リコンのような1個の半導体基板上において形成される
。
(入力信号Vinは、減衰回路1/N1によって減衰さ
れて副信号経路に伝えられる。上′記減衰された入力信
号は、差動入力段AIの非反転入力(+)に供給される
。この差動入力段A1の出力信号は、第1の差動増幅回
路A2を通して上記差動入力段A1の反転入力(−)に
帰還される。この差動増幅回路A2は、その動作電流工
1が可変にされ、可変電圧電流変換回路として作用する
。
れて副信号経路に伝えられる。上′記減衰された入力信
号は、差動入力段AIの非反転入力(+)に供給される
。この差動入力段A1の出力信号は、第1の差動増幅回
路A2を通して上記差動入力段A1の反転入力(−)に
帰還される。この差動増幅回路A2は、その動作電流工
1が可変にされ、可変電圧電流変換回路として作用する
。
上記差動入力段A1の出力信号は、第2の差動増幅回路
A3を通して演算増幅回路A4と帰還抵抗R1及びキャ
パシタc2からなるミラー積分回路に供給される。上記
差動増幅回路A3は、その動作電流■2が可変にされ、
可変電圧電流変換回路として作用する。上記ミラー積分
回路の出力信号は、キャパシタC1を介して上記差動入
力段A1の帰還端子(−)に帰還される。
A3を通して演算増幅回路A4と帰還抵抗R1及びキャ
パシタc2からなるミラー積分回路に供給される。上記
差動増幅回路A3は、その動作電流■2が可変にされ、
可変電圧電流変換回路として作用する。上記ミラー積分
回路の出力信号は、キャパシタC1を介して上記差動入
力段A1の帰還端子(−)に帰還される。
入力信号Vinをそのまま伝える主信号経路を通した信
号と上記のような副信号経路を通した信号とは、入力抵
抗R2、R3と、帰還抵抗R4及び演算増幅回路A5か
らなる加算回路により加算されて出力信号Voutとし
て出力される。
号と上記のような副信号経路を通した信号とは、入力抵
抗R2、R3と、帰還抵抗R4及び演算増幅回路A5か
らなる加算回路により加算されて出力信号Voutとし
て出力される。
上記可変電流11.I2は、そのベースに定電圧VBI
が供給され、トリミングにより抵抗値が可変にされた可
変抵抗RIO,R11がエミッタに設けられたトランジ
スタQIO,Q11により形成される。
が供給され、トリミングにより抵抗値が可変にされた可
変抵抗RIO,R11がエミッタに設けられたトランジ
スタQIO,Q11により形成される。
第2図には、上記フィルタ回路の一実施例を示す具体的
回路図が示されている。
回路図が示されている。
PNP型の入力トランジスタQ1とQ2のエミッタと電
源電圧Vccとの間には、それぞれ定電流源Ioが設け
られる。これらの入力トランジスタQ1とQ2のエミッ
タ間には、信号電流を得るための抵抗ROが設けられる
。そして、上記トランジスタQlとQ2のコレクタには
、アクティブ負荷回路を構成するダイオード接続のNP
N)ランジメタQ3と04が接続される。これらのトラ
ンジスタQ3とQ4の共通エミッタ(カソード側)は、
ダイオード形態のNPN l−ランジメタQ5を介して
接地電位点に結合される。これらの回路素子は第1図の
差動入力段A1@構成する。
源電圧Vccとの間には、それぞれ定電流源Ioが設け
られる。これらの入力トランジスタQ1とQ2のエミッ
タ間には、信号電流を得るための抵抗ROが設けられる
。そして、上記トランジスタQlとQ2のコレクタには
、アクティブ負荷回路を構成するダイオード接続のNP
N)ランジメタQ3と04が接続される。これらのトラ
ンジスタQ3とQ4の共通エミッタ(カソード側)は、
ダイオード形態のNPN l−ランジメタQ5を介して
接地電位点に結合される。これらの回路素子は第1図の
差動入力段A1@構成する。
抵抗ROIとRO2は、第1図に示した減衰回路1/N
1を構成し、抵抗ROIとRO2との抵抗分割により入
力信号Vinを減衰させる。
1を構成し、抵抗ROIとRO2との抵抗分割により入
力信号Vinを減衰させる。
上記差動入力段におけるトランジスタQ1とQ2のコレ
クタ電流が流れるダイオード接続のトランジスタQ3.
Q4により形成された出力電圧は、第1及び第2の差動
増幅回路A2及びA3を構成するNPN型の差動トラン
ジスタQ6.Q7及びQ13.Q12のベースに供給さ
れる。
クタ電流が流れるダイオード接続のトランジスタQ3.
Q4により形成された出力電圧は、第1及び第2の差動
増幅回路A2及びA3を構成するNPN型の差動トラン
ジスタQ6.Q7及びQ13.Q12のベースに供給さ
れる。
この差動増幅回路は、基本的には電圧電流変換回路とし
て作用する。そして、エミッタに設けられる電流源トラ
ンジスタQ10.Qllのエミッタ抵抗R10,R11
は、並列形態にされた抵抗の数がレーザー光線により選
択的に切断させられることより可変抵抗として作用させ
られることに対応して可変電圧電流変換回路としての動
作を行う。
て作用する。そして、エミッタに設けられる電流源トラ
ンジスタQ10.Qllのエミッタ抵抗R10,R11
は、並列形態にされた抵抗の数がレーザー光線により選
択的に切断させられることより可変抵抗として作用させ
られることに対応して可変電圧電流変換回路としての動
作を行う。
すなわち、上記可変電圧電流変換回路としての第1の差
動増幅回路は、上記差動トランジスタQ6とQ7と、そ
のコレクタに設けられたアクティブ負荷回路を構成する
電流ミラー形態のPNP トランジスタQ8とQ9及び
差動トランジスタQ6とQ7の共通エミッタに前記、電
流11を流すトランジスタQIOと抵抗RIOからなる
ような可変電流源回路から構成される。この可変電圧電
流変換回路としての差動トランジスタQ6とQ7により
形成された信号電流は後述するキャパシタc1の充放電
電流とされ、その信号が上記差動入力段の帰還端子であ
るトランジスタQ2のベースに帰還される。この帰還端
子には、キャパシタC1の一方の電極が接続される。こ
のキャパシタc1は、半導体集積回路に内蔵される。例
えば、キャパシタC1としては、電圧依存性を持たない
眉間絶縁膜とそれを挟む2つの電極とから構成される。
動増幅回路は、上記差動トランジスタQ6とQ7と、そ
のコレクタに設けられたアクティブ負荷回路を構成する
電流ミラー形態のPNP トランジスタQ8とQ9及び
差動トランジスタQ6とQ7の共通エミッタに前記、電
流11を流すトランジスタQIOと抵抗RIOからなる
ような可変電流源回路から構成される。この可変電圧電
流変換回路としての差動トランジスタQ6とQ7により
形成された信号電流は後述するキャパシタc1の充放電
電流とされ、その信号が上記差動入力段の帰還端子であ
るトランジスタQ2のベースに帰還される。この帰還端
子には、キャパシタC1の一方の電極が接続される。こ
のキャパシタc1は、半導体集積回路に内蔵される。例
えば、キャパシタC1としては、電圧依存性を持たない
眉間絶縁膜とそれを挟む2つの電極とから構成される。
この他、キャパシタを半導体集積回路に構成する方法は
、種々公知であるのでこの実施例のフィルタ回路に適し
たものを用いるようにすればよい。
、種々公知であるのでこの実施例のフィルタ回路に適し
たものを用いるようにすればよい。
差動入力段は、その非反転入力(+)であるトランジス
タQ1のベースに供給される入力>号■inの減衰信号
(Vin/Nl)と、その反転入力(−)であるトラン
ジスタQ2のベースの直流電位が等しくなるように作動
する。交流的には反転入力(−)にはキャパシタC1が
設けられているため、入力信号Vinがその高域周波数
で減衰されるためロウパスフィルタ特性を示す。
タQ1のベースに供給される入力>号■inの減衰信号
(Vin/Nl)と、その反転入力(−)であるトラン
ジスタQ2のベースの直流電位が等しくなるように作動
する。交流的には反転入力(−)にはキャパシタC1が
設けられているため、入力信号Vinがその高域周波数
で減衰されるためロウパスフィルタ特性を示す。
第2の差動増幅回路A3も、上記同様な差動トランジス
タQ12.Q13、アクティブ負荷としてのPNP )
ランジメタQ14.Q15及び可変電流源回路を構成す
るトランジスタQ11.R11から構成される。この差
動増幅回路の出力信号は、次の演算増幅回路A4と帰還
抵抗R1及びキャパシタC2からなる積分回路に入力さ
れる。演算増幅回路A4は、差動トランジスタQ46.
Q17、PNP負荷トランジスジメ18.C19及び差
動トランジスタQ16.Q17の共通エミッタに設けら
れる定電流源IOと、上記出力信号を形成するトランジ
スタQ20と定電流源IOとからなるエミッタフォロワ
回路から構成される。
タQ12.Q13、アクティブ負荷としてのPNP )
ランジメタQ14.Q15及び可変電流源回路を構成す
るトランジスタQ11.R11から構成される。この差
動増幅回路の出力信号は、次の演算増幅回路A4と帰還
抵抗R1及びキャパシタC2からなる積分回路に入力さ
れる。演算増幅回路A4は、差動トランジスタQ46.
Q17、PNP負荷トランジスジメ18.C19及び差
動トランジスタQ16.Q17の共通エミッタに設けら
れる定電流源IOと、上記出力信号を形成するトランジ
スタQ20と定電流源IOとからなるエミッタフォロワ
回路から構成される。
このミラー積分回路を構成する演算増幅回路A4の出力
信号は、上記キャパシタC1の他方の電極に伝えられる
とともに演算増幅回路A5を用いた加算回路に入力され
、主信号経路を通して伝えられる入力信号Vinと加算
される。上記加算回路に用いられる演算増幅回路A5は
、前記と同様な差動トランジスタQ21.Q22、PN
P負荷トランジスジメ23.C24、定電流源Io及び
出力トランジスタQ25と定電流源IOからなるエミッ
タフォロワ出力回路から構成される。
信号は、上記キャパシタC1の他方の電極に伝えられる
とともに演算増幅回路A5を用いた加算回路に入力され
、主信号経路を通して伝えられる入力信号Vinと加算
される。上記加算回路に用いられる演算増幅回路A5は
、前記と同様な差動トランジスタQ21.Q22、PN
P負荷トランジスジメ23.C24、定電流源Io及び
出力トランジスタQ25と定電流源IOからなるエミッ
タフォロワ出力回路から構成される。
この実施例において、I0は定電流源を一般的に表すも
のであり、その定電流値を示すものではないことに注意
されたい。すなわち、上記差動トランジスタのバイアス
電流とエミッタフォロワ出力トランジスタのバイアス電
流とは等しいという意味ではない。
のであり、その定電流値を示すものではないことに注意
されたい。すなわち、上記差動トランジスタのバイアス
電流とエミッタフォロワ出力トランジスタのバイアス電
流とは等しいという意味ではない。
ここで、トランジスタQ3.Q4のオン抵抗値をrdl
とし、トランジスタQ6.Q7のエミッタ抵抗の抵抗値
、言い換えるならば第1の差動増幅回路A2の相互コン
ダクタンスを1/rd2とし、トランジスタQ12.Q
13のエミッタ抵抗の抵抗値、言い換えるならば、第2
の差動増幅回路A3の相互コンダクタンスを1/rd3
とすると、rdl= (kT/q)÷Ioとなり、rd
2= (kT/q)全11/2となり、rd3= (k
T/q)÷!2/2となる。上記のkT/qは、約26
mVである。上記電流11と12は、前記のような抵抗
のトリミングによって変化させられるから、それに応じ
て抵抗rd2及びrd3も変化させられる。
とし、トランジスタQ6.Q7のエミッタ抵抗の抵抗値
、言い換えるならば第1の差動増幅回路A2の相互コン
ダクタンスを1/rd2とし、トランジスタQ12.Q
13のエミッタ抵抗の抵抗値、言い換えるならば、第2
の差動増幅回路A3の相互コンダクタンスを1/rd3
とすると、rdl= (kT/q)÷Ioとなり、rd
2= (kT/q)全11/2となり、rd3= (k
T/q)÷!2/2となる。上記のkT/qは、約26
mVである。上記電流11と12は、前記のような抵抗
のトリミングによって変化させられるから、それに応じ
て抵抗rd2及びrd3も変化させられる。
また、説明を簡単にするために、R2=R4とし、R2
/R3=1/2とし、減衰量を2R2/R3と設定する
。
/R3=1/2とし、減衰量を2R2/R3と設定する
。
Vout/Vin=
(1+jw (RIC1+ROC1rd2/2rdl−
RIC13rd2/2rd3)+(jw)” RORI
CIC2rd2/2rdl)÷(1+jw(RIC2+
ROC1rd2/2rdl−RIC1rd2/rd3)
+(jw)” RORICIC2rd2/2rdl
・・・・・・(1)上記式(1)において、j−はjω
のことである。
RIC13rd2/2rd3)+(jw)” RORI
CIC2rd2/2rdl)÷(1+jw(RIC2+
ROC1rd2/2rdl−RIC1rd2/rd3)
+(jw)” RORICIC2rd2/2rdl
・・・・・・(1)上記式(1)において、j−はjω
のことである。
上記(1)式から
ωo=1/(RORICIC2rd2/2rdl)””
・・・(2)Q =(RORICIC2rd2
/2rdl)””÷(RIC2+ROC1rd2/2r
dl−RIC1rd2/rd3 ・・(3)上記式(i
)〜(3)より明らかなように、ノンチフィルタの中心
周波数ω。及び選択度Qは、上記rdl〜rd3により
決めることができる。すなわち、抵抗トリミングにより
調整可能な電流I1. I2により決めることができる
。例えば、第5図に示した周波数特性図において、電流
11の調整により、中心周波数ω。をA、Bのように変
化させることができる。また、電流I2の調整により、
選択度QをA、C及びDのように変化させることができ
る。
・・・(2)Q =(RORICIC2rd2
/2rdl)””÷(RIC2+ROC1rd2/2r
dl−RIC1rd2/rd3 ・・(3)上記式(i
)〜(3)より明らかなように、ノンチフィルタの中心
周波数ω。及び選択度Qは、上記rdl〜rd3により
決めることができる。すなわち、抵抗トリミングにより
調整可能な電流I1. I2により決めることができる
。例えば、第5図に示した周波数特性図において、電流
11の調整により、中心周波数ω。をA、Bのように変
化させることができる。また、電流I2の調整により、
選択度QをA、C及びDのように変化させることができ
る。
これにより、半導体集積回路装置に内蔵される抵抗RO
1R1,R2やキャパシタC1,C2にプロセスバラツ
キがあっても、上記抵抗RIOやR11のトリミングに
より一それを補正するように調整することが可能になる
。
1R1,R2やキャパシタC1,C2にプロセスバラツ
キがあっても、上記抵抗RIOやR11のトリミングに
より一それを補正するように調整することが可能になる
。
また、この実施例では、入力部に減衰回路が設けらてい
る。これにより、前記のように副信号路を構成する各増
幅回路等において、信号レベルが1/Nlに低減されて
いる。これにより、キャパシタC1の両端の電位も1/
N1で済むため、同一人力レベルでの歪を改善できる。
る。これにより、前記のように副信号路を構成する各増
幅回路等において、信号レベルが1/Nlに低減されて
いる。これにより、キャパシタC1の両端の電位も1/
N1で済むため、同一人力レベルでの歪を改善できる。
すなわち、各信号伝達経路のうち、直線性のよい部分の
みを使うことができる。
みを使うことができる。
なお、上記減衰回路は、差動入力段の帰還端子側に設け
る構成としてもよいし、減衰回路そのものを省略するも
のであってもよい。このように減衰回路を省略しても、
上記のように半導体集積回路装置に構成される各素子の
プロセスバラツキを補正するような信号伝達特性を得る
ことができるものである。
る構成としてもよいし、減衰回路そのものを省略するも
のであってもよい。このように減衰回路を省略しても、
上記のように半導体集積回路装置に構成される各素子の
プロセスバラツキを補正するような信号伝達特性を得る
ことができるものである。
第3図には、この発明に係るフィルタ回路の他の一実施
例の回路図が示されている。
例の回路図が示されている。
この実施例のフィルタ回路は、ロウバスフィルタに向け
られている。入力信号Vinは、前記実施例と同様な差
動入力段回路に入力される。すなわち、PNP型の入力
トランジスタQlとQ2のエミッタと電源電圧Vccと
の間には、それぞれ定電流源■0が設けられる。これら
の入力トランジスタQ1とQ2のエミッタ間には、信号
電流を得るための抵抗R1が設けられる。そして、上記
トランジスタQ1とQ2のコレクタには、アクティブ負
荷回路を構成するダイオード接続のNPN l−ランジ
メタQ3とQ4が接続される。これらのトランジスタQ
3とQ4の共通エミッタ(カソード側)は、ダイオード
形態のNPNトランジスジメ5を介して接地電位点に結
合される。これらの回路素子は差動入力段を構成する。
られている。入力信号Vinは、前記実施例と同様な差
動入力段回路に入力される。すなわち、PNP型の入力
トランジスタQlとQ2のエミッタと電源電圧Vccと
の間には、それぞれ定電流源■0が設けられる。これら
の入力トランジスタQ1とQ2のエミッタ間には、信号
電流を得るための抵抗R1が設けられる。そして、上記
トランジスタQ1とQ2のコレクタには、アクティブ負
荷回路を構成するダイオード接続のNPN l−ランジ
メタQ3とQ4が接続される。これらのトランジスタQ
3とQ4の共通エミッタ(カソード側)は、ダイオード
形態のNPNトランジスジメ5を介して接地電位点に結
合される。これらの回路素子は差動入力段を構成する。
上記トランジスタQ1とQ2のコレクタ電流が流れるダ
イオード接続のトランジスタQ3.Q4により形成され
た出力電圧は、可変電圧電流変換回路としての差動増幅
回路を構成するNPN型の差動トランジスタQ6.Q7
のベースに供給される。可変電圧電流変換回路は、前記
同様に差動トランジスタQ6と07と、そのコレクタに
設けられたアクティブ負荷回路を構成する電流ミラー形
態のPNP )ランジメタQ8と09及び差動トランジ
スタQ6とQ7の共通エミッタに・上記可変電流を流す
トランジスタQIOとトリミングにより抵抗値が変化さ
せられる抵抗RIOからなる前記のような可変電流源回
路が設けられる。
イオード接続のトランジスタQ3.Q4により形成され
た出力電圧は、可変電圧電流変換回路としての差動増幅
回路を構成するNPN型の差動トランジスタQ6.Q7
のベースに供給される。可変電圧電流変換回路は、前記
同様に差動トランジスタQ6と07と、そのコレクタに
設けられたアクティブ負荷回路を構成する電流ミラー形
態のPNP )ランジメタQ8と09及び差動トランジ
スタQ6とQ7の共通エミッタに・上記可変電流を流す
トランジスタQIOとトリミングにより抵抗値が変化さ
せられる抵抗RIOからなる前記のような可変電流源回
路が設けられる。
差動トランジスタQ6とQ7により形成された信号電流
は後述するキャパシタC1の充放電電流とされ、その信
号が上記差動入力段の帰還端子であるトランジスタQ2
のベースに帰還される。この帰還端子と接地電位との間
には、フィルタ回路を構成するキャパシタCIが設けら
れる。このキャパシタC1は、半導体集積回路に内蔵さ
れる。
は後述するキャパシタC1の充放電電流とされ、その信
号が上記差動入力段の帰還端子であるトランジスタQ2
のベースに帰還される。この帰還端子と接地電位との間
には、フィルタ回路を構成するキャパシタCIが設けら
れる。このキャパシタC1は、半導体集積回路に内蔵さ
れる。
例えば、キャパシタC1としては、電圧依存性を持たな
い眉間絶縁膜とそれを挟む2つの電極とから構成される
。この他、キャパシタを半導体集積回路に構成する方法
は、種々公知であるのでこの実施例のフィルタ回路に適
したものを用いるようにすればよい。
い眉間絶縁膜とそれを挟む2つの電極とから構成される
。この他、キャパシタを半導体集積回路に構成する方法
は、種々公知であるのでこの実施例のフィルタ回路に適
したものを用いるようにすればよい。
差動入力段は、その非反転入力(+)であるトランジス
タQlのベースに供給される入力信号Vinと、その反
転入力(−)であるトランジスタQ2のベースの直流電
位が等しくなるように作動する。交流的には反転入力(
−)にはキャパシタCIが設けられているため、人力信
号Vinがその高域周波数で減衰されるため、この反転
入力(−)の信号は、適当なバッファ回路を設けて出力
させることによりロウバスフィルタ回路を構成すること
ができる。
タQlのベースに供給される入力信号Vinと、その反
転入力(−)であるトランジスタQ2のベースの直流電
位が等しくなるように作動する。交流的には反転入力(
−)にはキャパシタCIが設けられているため、人力信
号Vinがその高域周波数で減衰されるため、この反転
入力(−)の信号は、適当なバッファ回路を設けて出力
させることによりロウバスフィルタ回路を構成すること
ができる。
この実施例では、上記キャパシタC1により形成される
信号が、減衰回路1/N2を通して上記帰還端子に帰還
される。
信号が、減衰回路1/N2を通して上記帰還端子に帰還
される。
これにより、伝達関数は、次式(4)により求められる
。
。
Vout/Vin= 1 /(1+jwCIRO−N2
rd2/2rdl) ・・(4)ここでカットオフ周
波数ωoはCIRO−N2rd2/2rdlで検定され
、抵抗RO、キャパシタC1のプロセスバラツキは、上
記抵抗のトリミングにより変化させられるコンダクタン
ス(1/rd2)により補正することができる。そして
、上記減衰回路の挿入によって、等価的にカットオフ周
波数の時定数を大きくすることができ、半導体集積回路
に形成される小さな容量値のキャパシタを用いて、低域
周波数までのカントオフ周波数を実現できる。すなわち
、実質的に容量値を持つキャパシタを得ることができる
。
rd2/2rdl) ・・(4)ここでカットオフ周
波数ωoはCIRO−N2rd2/2rdlで検定され
、抵抗RO、キャパシタC1のプロセスバラツキは、上
記抵抗のトリミングにより変化させられるコンダクタン
ス(1/rd2)により補正することができる。そして
、上記減衰回路の挿入によって、等価的にカットオフ周
波数の時定数を大きくすることができ、半導体集積回路
に形成される小さな容量値のキャパシタを用いて、低域
周波数までのカントオフ周波数を実現できる。すなわち
、実質的に容量値を持つキャパシタを得ることができる
。
なお、上記差動入力段の帰還端子から出力信号Vout
を得るようにしているが、実際には適当なバッファ回路
が設けられる。
を得るようにしているが、実際には適当なバッファ回路
が設けられる。
第4図には、この発明に係るフィルタ回路の更に他の実
施例の回路図が示されている。この実施例では、多次の
ロウパスフィルタに向けられている。
施例の回路図が示されている。この実施例では、多次の
ロウパスフィルタに向けられている。
ボルテージフォロワ形態の差動回路が、4段縦列接続さ
れる。すなわち、初段回路は、差動トランジスタQ30
.Q31と、コレクタに設けられ電流ミラー形態にされ
たPNP型の負荷トランジスタQ32.Q33と、共通
エミッタに設けられる可変電流源回路を構成するトラン
ジスタQ35及びエミッタ抵抗から構成される。他の差
動回路も上記同様な回路から構成される。
れる。すなわち、初段回路は、差動トランジスタQ30
.Q31と、コレクタに設けられ電流ミラー形態にされ
たPNP型の負荷トランジスタQ32.Q33と、共通
エミッタに設けられる可変電流源回路を構成するトラン
ジスタQ35及びエミッタ抵抗から構成される。他の差
動回路も上記同様な回路から構成される。
第2段目から第4段目の差動回路には、帰還端子にキャ
パシタC3がそれぞれ設けられる。第4段目の出力信号
はは、上記同様な差動増幅回路とエミッタフォロワ出力
回路からなるバッファ回路に入力され、このバッファ回
路を通して出力信号がVoutが形成される。ただし、
この出力回路の動作電流は定電流源1oにより構成され
、上記他の差動回路とは異なる。上記バッファ回路の出
力信号は、キャパシタC3を介して初段回路の帰還端子
に帰還される。
パシタC3がそれぞれ設けられる。第4段目の出力信号
はは、上記同様な差動増幅回路とエミッタフォロワ出力
回路からなるバッファ回路に入力され、このバッファ回
路を通して出力信号がVoutが形成される。ただし、
この出力回路の動作電流は定電流源1oにより構成され
、上記他の差動回路とは異なる。上記バッファ回路の出
力信号は、キャパシタC3を介して初段回路の帰還端子
に帰還される。
上記各差動回路の相互コンダクタンスを1/rd4とす
ると、伝達特性は次式(5)のようになる。
ると、伝達特性は次式(5)のようになる。
Vout/Vin= 1 / [1+3jsvC
3rd4+6(jwc3rd4)”+4(3wC3rd
4)3+(jiec3rd4)’) (5)この実施
例のフィルタ回路では、カントオフ周波数がキャパシタ
C3と相互コンダクタンスrd4により決定され、キャ
パシタC3のプロセスバラツキを、抵抗R30のトリミ
ングにより補正することができる。すなわち、抵抗R3
0とトランジスタQ34と、各差動回路の電流源トラン
ジスタが電流ミラー形態にされることにより上記電流調
整に対応して相互コンダクタンスrd4を変化させるこ
とができる。
3rd4+6(jwc3rd4)”+4(3wC3rd
4)3+(jiec3rd4)’) (5)この実施
例のフィルタ回路では、カントオフ周波数がキャパシタ
C3と相互コンダクタンスrd4により決定され、キャ
パシタC3のプロセスバラツキを、抵抗R30のトリミ
ングにより補正することができる。すなわち、抵抗R3
0とトランジスタQ34と、各差動回路の電流源トラン
ジスタが電流ミラー形態にされることにより上記電流調
整に対応して相互コンダクタンスrd4を変化させるこ
とができる。
入力信号Vinは、初段バッファとしての差動回路を通
り、次段回路に供給される。次段以降には、帰還端子に
キャパシタC3が設けられているから、入力信号Vin
の周波数が高くなると、すなわち、カットオフ周波数付
近になると出力より帰還がかかるようなる。このような
回路を数段縦列接続することにより、第6図の伝達特性
図に示すようにa −+ b及びb−40のようにフィ
ルタ特性を急峻にしている。
り、次段回路に供給される。次段以降には、帰還端子に
キャパシタC3が設けられているから、入力信号Vin
の周波数が高くなると、すなわち、カットオフ周波数付
近になると出力より帰還がかかるようなる。このような
回路を数段縦列接続することにより、第6図の伝達特性
図に示すようにa −+ b及びb−40のようにフィ
ルタ特性を急峻にしている。
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 (11人力信号を受ける差動入力段の出力信号を受けそ
の動作電流が可変にされ、出力信号を差動入力段の帰還
端子に帰還させる第1の差動増幅回路と、上記差動入力
段の出力信号を受けその動作電流がそれぞれ可変にされ
る第2の差動増幅回路と、上記第2の差動増幅回路の出
力信号を受け、その出力信号をキャパシタを介して上記
差動入力段の帰還端子に帰還させるミラー積分回路とを
設けて上記ミラー積分回路の出力信号と入力信号とを加
算回路により加算して出力させることにより、帰還用の
キャパシタやミラー積分回路を構成するキャパシタや抵
抗素子のプロセスバラツキを、上記差動増幅回路の相互
コンダクタンスの調整により補正することができる。こ
れにより、半導体集積回路に適したフィルタ回路を得る
ことができるという効果が得られる。
る。すなわち、 (11人力信号を受ける差動入力段の出力信号を受けそ
の動作電流が可変にされ、出力信号を差動入力段の帰還
端子に帰還させる第1の差動増幅回路と、上記差動入力
段の出力信号を受けその動作電流がそれぞれ可変にされ
る第2の差動増幅回路と、上記第2の差動増幅回路の出
力信号を受け、その出力信号をキャパシタを介して上記
差動入力段の帰還端子に帰還させるミラー積分回路とを
設けて上記ミラー積分回路の出力信号と入力信号とを加
算回路により加算して出力させることにより、帰還用の
キャパシタやミラー積分回路を構成するキャパシタや抵
抗素子のプロセスバラツキを、上記差動増幅回路の相互
コンダクタンスの調整により補正することができる。こ
れにより、半導体集積回路に適したフィルタ回路を得る
ことができるという効果が得られる。
(2)入力信号を受ける差動入力段の出力信号を受ける
電圧電流変換回路と、この電圧電流変換回路の出力信号
により充放電されるキャパシタとによりフィルタ回路を
構成するとともに、上記キャパシタの電圧信号を減衰さ
せて上記差動入力段の帰還端子に帰還させる。この構成
では、等価的にキャパシタの容量値を信号減衰比に逆比
例して増大させることができるから半導体集積回路内に
大きな時定数を設定できるという効果が得られる。
電圧電流変換回路と、この電圧電流変換回路の出力信号
により充放電されるキャパシタとによりフィルタ回路を
構成するとともに、上記キャパシタの電圧信号を減衰さ
せて上記差動入力段の帰還端子に帰還させる。この構成
では、等価的にキャパシタの容量値を信号減衰比に逆比
例して増大させることができるから半導体集積回路内に
大きな時定数を設定できるという効果が得られる。
(3)ボルテージフォロワ形態にされた複数の差動トラ
ンジスタ回路を縦列接続し、初段の差動増幅回路には、
出力段回路の出力信号をキャパシタを介して帰還させ、
第2段目以降のボルテージフォロワ形態にされた差動ト
ランジスタ回路には出力と交流接地点との間にキャパシ
タをそれぞれ設けてN次のフィルタ回路を構成するとと
もに調整可能にされた制御電流により上記差動トランジ
スタ回路のエミッタ電流を形成することにより、N次の
フィルタ回路における内蔵されるキャパシタのバラツキ
を抑えつつ周波数特性を急峻にできるという効果が得ら
れる。
ンジスタ回路を縦列接続し、初段の差動増幅回路には、
出力段回路の出力信号をキャパシタを介して帰還させ、
第2段目以降のボルテージフォロワ形態にされた差動ト
ランジスタ回路には出力と交流接地点との間にキャパシ
タをそれぞれ設けてN次のフィルタ回路を構成するとと
もに調整可能にされた制御電流により上記差動トランジ
スタ回路のエミッタ電流を形成することにより、N次の
フィルタ回路における内蔵されるキャパシタのバラツキ
を抑えつつ周波数特性を急峻にできるという効果が得ら
れる。
(4)入力信号を減衰させて入力することにより、その
信号を受ける伝達経路の信号振幅を小さくできる。これ
により、信号伝達回路の直線性の良い部分を利用できる
から歪率の改善を図ることができるという効果が得られ
る。
信号を受ける伝達経路の信号振幅を小さくできる。これ
により、信号伝達回路の直線性の良い部分を利用できる
から歪率の改善を図ることができるという効果が得られ
る。
以上本願発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定され
るものではな(、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、抵抗トリミ
ングによって制御電流を変化させる構成は、前記のよう
に抵抗素子が接続される配線を選択的に切断するもの他
、抵抗素子のパターンそのものをトリミングするもの等
種々の実施形態を取ることができる。また、フィルタ回
路を構成する差動増幅素子は、上記各実施例のようなバ
イポーラ型トランジスタに代え、MOSFET (絶縁
ゲート形電界効果トランジスタ)やジャンクション型F
ET等を含むものであってもよい。また、主信号経路を
通した信号と副信号経路を通した信号とを加算する加算
回路の具体的構成は、種々の実施形態を採ることができ
るものである。
具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定され
るものではな(、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、抵抗トリミ
ングによって制御電流を変化させる構成は、前記のよう
に抵抗素子が接続される配線を選択的に切断するもの他
、抵抗素子のパターンそのものをトリミングするもの等
種々の実施形態を取ることができる。また、フィルタ回
路を構成する差動増幅素子は、上記各実施例のようなバ
イポーラ型トランジスタに代え、MOSFET (絶縁
ゲート形電界効果トランジスタ)やジャンクション型F
ET等を含むものであってもよい。また、主信号経路を
通した信号と副信号経路を通した信号とを加算する加算
回路の具体的構成は、種々の実施形態を採ることができ
るものである。
この発明は、フィルタ回路を内蔵する半導体集積回路装
置に広く利用できるものである。
置に広く利用できるものである。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、差動トランジスタのエミッタ電流の制御に
よってカントオフ周波数が変化させられるフィルタ回路
に対して、抵抗のトリミングにより上記差動トランジス
タのエミッタ電流を形成し、フィルタ回路を構成する抵
抗素子やキャパシタのプロセスバラツキを補正すること
ができるから半導体集積回路装置に適したフィルタ回路
を得ることができる。
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、差動トランジスタのエミッタ電流の制御に
よってカントオフ周波数が変化させられるフィルタ回路
に対して、抵抗のトリミングにより上記差動トランジス
タのエミッタ電流を形成し、フィルタ回路を構成する抵
抗素子やキャパシタのプロセスバラツキを補正すること
ができるから半導体集積回路装置に適したフィルタ回路
を得ることができる。
第1図は、この発明に係るノツチフィルタ回路の一実施
例を示すブロック図、 第2図は、上記ノツチフィルタ回路の具体的一実施例を
示す回路図、 第3図は、この発明に係るフィルタ回路の他の一実施例
を示す回路図、 第4図は、この発明に係るフィルタ回路の更に他の一実
施例を示す回路図、 第5図は、第1図のフィルタ回路の動作を説明するため
の伝達特性図、 第6図は、上記第4図のフィルタ回路の動作を説明する
ための伝達特性図である。 A1・・差動入力段、A2.A3・・差動増幅回路、A
4.A5・・演算増幅回路、1/Nl。 1/N2・・減衰回路
例を示すブロック図、 第2図は、上記ノツチフィルタ回路の具体的一実施例を
示す回路図、 第3図は、この発明に係るフィルタ回路の他の一実施例
を示す回路図、 第4図は、この発明に係るフィルタ回路の更に他の一実
施例を示す回路図、 第5図は、第1図のフィルタ回路の動作を説明するため
の伝達特性図、 第6図は、上記第4図のフィルタ回路の動作を説明する
ための伝達特性図である。 A1・・差動入力段、A2.A3・・差動増幅回路、A
4.A5・・演算増幅回路、1/Nl。 1/N2・・減衰回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、入力信号を受ける差動入力段と、この差動入力段の
出力信号を受けその動作電流が可変にされ、出力信号を
差動入力段の帰還端子に帰還させる第1の差動増幅回路
と、上記差動入力段の出力信号を受けその動作電流がそ
れぞれ可変にされる第2の差動増幅回路と、上記第2の
差動増幅回路の出力信号を受け、その出力信号をキャパ
シタを介して上記差動入力段の帰還端子に帰還させるミ
ラー積分回路と、上記ミラー積分回路の出力信号と入力
信号とを加算して出力させる加算回路とを含むことを特
徴とするフィルタ回路。 2、上記差動入力段には、減衰回路を介して入力信号又
は帰還信号が供給されるものであり、この信号減衰量に
見合って増幅されて加算回路により加算動作が行われる
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のフィルタ回路。 3、入力信号を受ける差動入力段と、この差動入力段の
出力信号を受ける電圧電流変換回路と、この電圧電流変
換回路の出力信号により充放電されるキャパシタと、こ
のキャパシタの電圧信号を減衰させて上記差動入力段の
帰還端子に帰還させる減衰回路とを備えたことを特徴と
するフィルタ回路。 4、ボルテージフォロワ形態にされた複数の差動トラン
ジスタ回路を縦列接続し、初段の差動増幅回路には、出
力段回路の出力信号をキャパシタを介して帰還させ、第
2段目以降のボルテージフォロワ形態にされた差動トラ
ンジスタ回路には、その出力と交流接地点との間にキャ
パシタを設けるとともに、調整可能にされた制御電流に
より上記差動トランジスタ回路のエミッタ電流を形成す
ることを特徴とするフィルタ回路。 5、上記フィルタ回路は、半導体集積回路装置ににより
構成され、調整可能にされる電流は抵抗のトリミングに
より形成されるものであることを特徴とする特許請求の
範囲第1、第2、第3又は第4項記載のフィルタ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP555090A JPH03210810A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | フィルタ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP555090A JPH03210810A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | フィルタ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210810A true JPH03210810A (ja) | 1991-09-13 |
Family
ID=11614302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP555090A Pending JPH03210810A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | フィルタ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03210810A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004523932A (ja) * | 2000-09-18 | 2004-08-05 | スカイワークス ソリューションズ,インコーポレイテッド | GmCフィルタおよびこのフィルタによって導出される不要な信号の抑制方法 |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP555090A patent/JPH03210810A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004523932A (ja) * | 2000-09-18 | 2004-08-05 | スカイワークス ソリューションズ,インコーポレイテッド | GmCフィルタおよびこのフィルタによって導出される不要な信号の抑制方法 |
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