JPH0846457A - トランスコンダクタ回路およびアクティブ・フィルター - Google Patents

トランスコンダクタ回路およびアクティブ・フィルター

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JPH0846457A
JPH0846457A JP7166569A JP16656995A JPH0846457A JP H0846457 A JPH0846457 A JP H0846457A JP 7166569 A JP7166569 A JP 7166569A JP 16656995 A JP16656995 A JP 16656995A JP H0846457 A JPH0846457 A JP H0846457A
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JP
Japan
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transconductor circuit
node
terminal
circuit
transconductor
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Pending
Application number
JP7166569A
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English (en)
Inventor
Francesco Rezzi
レッツィ フランチェスコ
Andrea Baschirotto
バスキロット アンドレア
Rinaldo Castello
カステッロ リナルド
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.)
STMicroelectronics SRL
Original Assignee
STMicroelectronics SRL
SGS Thomson Microelectronics SRL
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/04Frequency selective two-port networks
    • H03H11/0422Frequency selective two-port networks using transconductance amplifiers, e.g. gmC filters
    • H03H11/0433Two integrator loop filters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/261Amplifier which being suitable for instrumentation applications

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷電流および電圧の変動を抑え,それによ
って,トランスコンダクタンスから発生する歪みを抑制
する。 【構成】 本発明は,差動入力および単一出力を有し,
その一次誘導端子(D1,S1,D2,S2)がそれぞ
れ共に接続され,それによって,負荷電流および電圧の
変動を低くし,同時にそれぞれのトランスコンダクタン
スから生じる歪みも低く抑えることができる,2つの入
力トランジスタ(M1,M2)により構成されたトラン
スコンダクタ回路に関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,差動入力型のトランス
コンダクタ回路およびこのタイプの回路が使用可能なア
クティブ・フィルターに関するものである。
【0002】
【従来の技術】トランスコンダクタ回路は良く知られて
おり,その入力電圧の強度に対応した線形性の必要性で
知られている。
【0003】特許出願GB−A−2 175 763
は,とりわけこの問題に応えるものであって,図4に示
す半回路を好ましい実施例として提案するものである。
この発明は,そのソース端子が基準電位(通常はアー
ス,図中GNDとして表現されているもの)に接続され
ており,そのゲート端子は回路の入力端子に接続されて
いる,図中Mとして示すMOSトランジスタと,トラン
ジスタMのドレイン端子に接続されたエミッタ端子と基
準バイアス電位UDCに接続されたベース端子を有する
BJTトランジスタとで構成されており,バイアス電流
IDCはトランジスタQのコレクタを介して流れてい
る。
【0004】回路のトランスコンダクタンスGは,以下
の式によって与えられる。すなわち, G = K*H*VDS である。
【0005】ここで,VDSはトランジスタMのドレイ
ン−ソース電圧であり,KはトランジスタMに対して採
用される製造プロセスとゲート−ソース電圧VGSに対
応した係数であり,HはトランジスタMの形状に依存し
た係数である。
【0006】係数Kによる歪みを制限するために,上記
特許出願GB−A−2 175 763は十分に対称的
な差動半回路の使用を提案するものである。
【0007】VSDが存在する故の歪みを制限するため
に,上記の出願では,好ましい実施例として,図4の半
回路に示すようなドレイン端子上のトランジスタMから
見て,出力インピーダンスを下げるためにトランジスタ
Qの使用を提案しており,実際,トランジスタMのゲー
ト−ソース電圧VGSが変動すると,その(出力)ドレ
イン電流も変動し,結果的に,VDSに対応するその
(出力)ドレイン端子に加えらる負荷の(出力)電圧も
変動するようになっている。2番目の選択肢として,ト
ランジスタQを入力インピーダンスがずっと低く,出力
インピーダンスがずっと高いフィードバック接続回路に
よって構成される出力ステージと取り替えることを提案
している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,こうし
た出力ステージは,必然的にかなり複雑な回路構成とな
り,アクティブ・フィルターの場合と同様,そして,特
にチップに集積される場合には,複数のトランスコンダ
クタ回路を用いなければならないことから,益々回路構
成が複雑になるという問題点や,さらに,フィードバッ
ク構成がその周波数に制限を課すことから,その構造の
実用性範囲に制約を課すことになるという問題点があっ
た。
【0009】本発明は,上記に鑑みてなされたものであ
って,特に,高周波数アクティブ・フィルターに適した
最も単純な線形的回路構成により,負荷電流および電圧
の変動を抑え,それによって,トランスコンダクタンス
から発生する歪みを抑制できるトランスコンダクタ回路
およびアクティブ・フィルターを得ることを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,請求項1に係るトランスコンダクタ回路は,第1
(I1)および第2(I2)の入力端子上に差動入力が
行われ,さらに出力端子(OP)上で単一の出力が行わ
れ,それぞれ前記第1,第2の入力端子(I1,I2)
に接続されたゲート端子(G1,G2)を有する第1
(M1)および第2(M2)の入力トランジスタと,相
互に接続されていると同時に第1のノード(ND1)に
接続された2つの第1のホモログ端子(S1,S2)
と,前記第1および第2のトランジスタ(M1,M2)
の2つの第2のホモログ端子(D1,D2)に接続され
たバイアス電流発生装置(GDC)とを有するトランス
コンダクタ回路において,前記2つの第2のホモログ端
子(D1,D2)が相互に接続されていると同時に第2
のノード(ND2)に接続されており,前記出力端子
(OP)および前記バイアス電流発生装置(GDC)と
に接続された第3のノード(ND3)と,それぞれ前記
第2(ND2)および第3(ND3)のノードに接続さ
れた一次誘導端子(E,C)を有する第3のトランジス
タ(QO)と,基準バイアス電位(UDC)に接続され
ており,それによって前記第2のノードの電位(ND
2)を制御するゲート端子(B)とからなるものであ
る。
【0011】また,請求項2に係るトランスコンダクタ
回路は,前記第1および第2のトランジスタ(M1,M
2)が,MOSタイプである。
【0012】また,請求項3に係るトランスコンダクタ
回路は,前記第3のトランジスタ(QO)が,BJTタ
イプである。
【0013】また,請求項4に係るトランスコンダクタ
回路は,前記第1のノード(ND1)が,予め決められ
た固定電位を有しているものである。
【0014】また,請求項5に係るトランスコンダクタ
回路は,前記第1のノード(ND1)に接続された追加
バイアス電流発生装置を含んでいるものである。
【0015】また,請求項6に係るアクティブ・フィル
ターは,前記請求項1ないし5に記載のトランスコンダ
クタ回路において,少なくとも1つのトランスコンダク
タ回路(TD)をフィルター・アクティブ要素として構
成するものである。
【0016】また,請求項7に係るアクティブ・フィル
ターは,1つの端子が基準電位に接続されており,他の
端子が前記トランスコンダクタ回路(TD)の前記出力
端子に接続されており,前記トランスコンダクタ回路
(TD)の前記入力端子の1つが前記トランスコンダク
タ回路(TD)の前記出力端子に接続されてフィードバ
ック回路を形成している,少なくとも1つのコンデンサ
(CC)を有するものである。
【0017】
【作用】2つの入力トランジスタが相互に接続された出
力端子を有している差動タイプのトランスコンダクタ回
路を用いることによって,出力電流とそれに伴う歪みの
変動という現象を大幅に削減することができる。
【0018】この方式は,差動入力端子に対する信号電
圧がモジュロにおいてほぼ等しく,ほぼ180度ずれて
いる場合に特に効果的である。このことから良く分かる
ように,最高の性能はできる限り同様の入力トランジス
タを用いることによって達成されるものである。
【0019】
【実施例】以下,この発明に係るトランスコンダクタ回
路およびアクティブ・フィルターの実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。
【0020】図1に示す本実施例に係るトランスコンダ
クタ回路は,第1および第2の入力端子(I1,I2)
上に差動入力を,さらに,出力端子OP上に単一の出力
を有している。また,上記トランスコンダクタ回路は,
それぞれ入力端子I1およびI2に接続されたゲート端
子G1およびG2を有するMOSタイプの第1の入力ト
ランジスタM1と,これもMOSタイプの第2の入力ト
ランジスタM2と,相互に接続されると共に第1のノー
ドND1に接続されているソース端子S1およびS2
と,相互に接続されると共に第2のノードND2に接続
されているドレイン端子を有している。
【0021】さらに,第2のノードND2に接続された
エミッタ端子Eと,基準バイアス電位UDCに接続され
たベース端子Bと,第3のノードND3に接続されたコ
レクタ端子Cとを有するBJTタイプの第3のトランジ
スタQOを含んでいる。さらに,バイアス電流発生装置
GDCが第3のノードND3に接続されており,出力端
子OPもノードND3に接続されている。第2のノード
ND2の電位は,トランジスタQOを介して制御するこ
とができる。
【0022】上記のことを前提として,さらにバイアス
信号を無視すれば,トランジスタQOを介して流れる信
号電流は小さく,したがって,ベース−エミッタ電圧V
BEによる偏差も小さいことがわかる。実際,この電流
はトランジスタM1のトランスコンダクタンスによって
増幅(multiplied) された入力端子I1の信号電圧とト
ランジスタM2のトランスコンダクタンスによって増幅
された入力端子I2の信号電圧によって与えられる。
【0023】したがって,ノードND2の電位はまった
く安定しており,そして,トランジスタM1,M2のド
レイン−ソース電圧VDSと,その結果として,トラン
スコンダクタンスの偏差も限定されたものとなる。この
結果,歪みが小さくなる。
【0024】図1に示したトランスコンダクタ回路にあ
っては,いくつかの応用が可能であり,特に,トランジ
スタM1,M2およびQOはMOSタイプとBJTタイ
プのいずれであってもよい。
【0025】また,第1のノードND1は通常,所定の
固定電位,多くの場合は接地電位に保持されている。し
かし,第1のノードND1は別のバイアス電流発生装置
に接続することもできる。
【0026】以上のような想定(差動入力端子に対する
信号電圧がモジュロにおいてほぼ等しく,約180度ず
れている)は,実際によく起きることである。
【0027】従来における第1段階のアクティブ・フィ
ルターは,図2(a)に示すように,2つの,直列に接
続された従来におけるタイプのトランスコンダクタ回路
TTによって構成されている。このリンク(link)の中
央のタップはコンデンサCCを介して接地されると同時
に,フィルター出力端子にも直接接続され,それによっ
てフィードバック・パスを形成している。
【0028】タイプは同様であるが,本実施例に係るト
ランスコンダクタ回路TDを備えた回路を図2(b)に
示す。このトランスコンダクタ回路TDはフィルターの
入力端子に接続された第1の入力端子と,トランスコン
ダクタ回路TDの出力端子に接続された第2の入力端子
を有しており,この出力端子はコンデンサCCを介して
接地されるとともに,直接の連結でフィルターの出力端
子にも接続されている。
【0029】図2(b)に示した回路は,ほぼ,少なく
とも回路のカットオフ周波数以下で,この前提が満たさ
れていることを示している。
【0030】図3(a)は,従来における設計のトラン
スコンダクタ回路TT,第1のコンデンサC1および第
2のコンデンサC2によって実施された第2段階のアク
ティブ・フィルターを示している。これは基本的には,
図2(a)に示した,第1段階のフィードバックカスケ
ード接続された2つのフィルターを有していることと同
等である。
【0031】図3(b)は,本実施例に係るトランスコ
ンダクタ回路TDによって実施された第2段階の同じタ
イプのフィルターを示している。これは基本的には,カ
スケード接続され,フィードバックされる図3(a)に
示されているものと同様に,第1段階の2つのフィルタ
ーを有することと基本的に同じである。
【0032】
【発明の効果】以上,説明した通り,この発明に係るト
ランスコンダクタ回路およびアクティブ・フィルターに
あっては,2つの入力トランジスタが相互に接続された
出力端子を有している差動タイプのトランスコンダクタ
を用いるため,出力電流とそれに伴う歪みの変動という
現象を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るトランスコンダクタ回路の構成を
示す回路図である。
【図2】(a)従来の,(b)本発明に係る第1段階の
アクティブ・フィルターの構成を示す回路図である。
【図3】(a)従来の,(b)本発明に係る第2段階の
アクティブ・フィルターの構成を示す回路図である。
【図4】従来におけるトランスコンダクタ回路の構成を
示す回路図である。
【符号の説明】
I1,I2 入力端子 OP 出力端子 G1,G2 ゲート端子 M1,M2 トランジスタ ND1 第1のノード S1,S2 第1のホモログ端子 D1,D2 第2のホモログ端子 GDC バイアス電流発生装置 ND2 第2のノード ND3 第3のノード E,C 一次誘導端子 UDC 基準バイアス電位 QO トランジスタ TT,TD トランスコンダクタ回路 CC,C1,C2 コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレア バスキロット イタリア国,イ−15057 アレッサンドリ ア,トルトナ,ビア バルストゥラ,3 (72)発明者 リナルド カステッロ イタリア国,イ−20043 ミラノ,アルコ ーレ,ビア ゴルジ,13

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2の入力端子上に差動入力
    が行われ,さらに出力端子上で単一の出力が行われ,そ
    れぞれ前記第1,第2の入力端子に接続されたゲート端
    子を有する第1および第2の入力トランジスタと,相互
    に接続されていると同時に第1のノードに接続された2
    つの第1のホモログ端子と,前記第1および第2のトラ
    ンジスタの2つの第2のホモログ端子に接続されたバイ
    アス電流発生装置とを有するトランスコンダクタ回路に
    おいて,前記2つの第2のホモログ端子が相互に接続さ
    れていると同時に第2のノードに接続されており,前記
    出力端子および前記バイアス電流発生装置とに接続され
    た第3のノードと,それぞれ前記第2および第3のノー
    ドに接続された一次誘導端子を有する第3のトランジス
    タと,基準バイアス電位に接続されており,それによっ
    て前記第2のノードの電位を制御するゲート端子とから
    なることを特徴とするトランスコンダクタ回路。
  2. 【請求項2】 前記第1および第2のトランジスタが,
    MOSタイプであることを特徴とする請求項1に記載の
    トランスコンダクタ回路。
  3. 【請求項3】 前記第3のトランジスタが,BJTタイ
    プであることを特徴とする請求項1または2に記載のト
    ランスコンダクタ回路。
  4. 【請求項4】 前記第1のノードが,予め決められた固
    定電位を有していることを特徴とする請求項1,2また
    は3に記載のトランスコンダクタ回路。
  5. 【請求項5】 前記第1のノードに接続された追加バイ
    アス電流発生装置を含んでいることを特徴とする請求項
    1,2または3に記載のトランスコンダクタ回路。
  6. 【請求項6】 前記請求項1ないし5に記載のトランス
    コンダクタ回路において,少なくとも1つのトランスコ
    ンダクタ回路をフィルター・アクティブ要素として構成
    することを特徴とするアクティブ・フィルター。
  7. 【請求項7】 1つの端子が基準電位に接続されてお
    り,他の端子が前記トランスコンダクタ回路の前記出力
    端子に接続されており,前記トランスコンダクタ回路の
    前記入力端子の1つが前記トランスコンダクタ回路の前
    記出力端子に接続されてフィードバック回路を形成して
    いる,少なくとも1つのコンデンサを有することを特徴
    とする請求項6に記載のアクティブ・フィルター。
JP7166569A 1994-06-30 1995-06-30 トランスコンダクタ回路およびアクティブ・フィルター Pending JPH0846457A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP94830324A EP0690562B1 (en) 1994-06-30 1994-06-30 Active filter comprising a transconductor circuit with high-linearity differential input
IT948303243 1994-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0846457A true JPH0846457A (ja) 1996-02-16

Family

ID=8218481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7166569A Pending JPH0846457A (ja) 1994-06-30 1995-06-30 トランスコンダクタ回路およびアクティブ・フィルター

Country Status (4)

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US (1) US5576646A (ja)
EP (1) EP0690562B1 (ja)
JP (1) JPH0846457A (ja)
DE (1) DE69428785T2 (ja)

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Also Published As

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DE69428785D1 (de) 2001-11-29
EP0690562B1 (en) 2001-10-24
DE69428785T2 (de) 2002-07-04
EP0690562A1 (en) 1996-01-03
US5576646A (en) 1996-11-19

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