JPH09298437A - フィルタ回路 - Google Patents

フィルタ回路

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JPH09298437A
JPH09298437A JP8112659A JP11265996A JPH09298437A JP H09298437 A JPH09298437 A JP H09298437A JP 8112659 A JP8112659 A JP 8112659A JP 11265996 A JP11265996 A JP 11265996A JP H09298437 A JPH09298437 A JP H09298437A
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JP
Japan
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filter circuit
pass filter
output terminal
capacitance
emitter
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JP8112659A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Yada
俊朗 矢田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • 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

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  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、接合容量を使用しても波形の歪み
が少ないフィルタ回路および寄生容量の影響を受けない
フィルタ回路を得ることを目的としている。 【解決手段】 本発明は、一端が入力端子に接続され、
他端が出力端子に接続された抵抗と、制御電圧供給端子
と出力端子間に接続された第1の接合容量と、前記出力
端子と接地間に接続された第2の接合容量とを備えたフ
ィルタ回路および、そのフィルタ回路に、さらにpnp
トランジスタを備え、そのエミッタは抵抗を介して直流
電源に接続され、そのコレクタは接地され、そのベース
は出力端子に接続されるように構成されるフィルタ回路
を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路に関
するものであり、特に半導体の接合容量を用いたフィル
タ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路において、抵抗と静電容
量から成るフィルタ回路に使用される静電容量として
は、pn接合の空乏層を利用した接合容量と、薄膜を誘
電体として利用した薄膜静電容量の2種類が挙げられ
る。このうち薄膜静電容量は、製造に際して専用のマス
クや製造工程が必要であるのに対して、接合容量は、半
導体集積回路に一般に使用されるnpnトランジスタと
同じ製造工程で作ることができるので、薄膜静電容量に
比べて安価に製造できるという利点がある。一方、接合
容量は印加される電圧によってその静電容量値が変わる
という性質がある。接合容量に印加される電圧をVcと
したとき、静電容量値Cは、式(1)で表わされる。
【0003】
【数1】
【0004】ここで、Kは比例定数であり、接合の直近
における不純物濃度の水準に依存する。nは2<n<3
の範囲の数であり接合を形成する不純物拡散の形状によ
り決まる数である。例えば、階段状接合の場合はn=2
となり、直線勾配接合の場合はn=3となる。ガウス形
および相補誤差関数形のような拡散形状においては、階
段状接合と直線勾配接合の間の値を取ることになる。
(参考文献:Alan B Grebene著、中沢修治他訳「アナロ
グ集積回路」近代科学社刊)。
【0005】図22は、式(1)をグラフ化したもので
あり、Vcが0から2の間で変化したとき、n=2.1、
2.5、2.9の3通りの例についてプロットしたもので
ある。図22において、nの値が異なれば静電容量の減
少勾配は異なるが、全体的には式(1)で示されるよう
に、接合容量に印加される電圧が増加すると、静電容量
値が減少する。
【0006】ところで、静電容量と抵抗からなるフィル
タ回路として、従来より図19に示すような回路が用い
られている。図19は、従来の接合容量を用いたローパ
スフィルタ回路の一例を示す図である。図19におい
て、1は入力端子、2は出力端子、3は抵抗、7は接合
容量である。図においては、ローパスフィルタは、抵抗
3と接合容量7の直列接続によって実現される。
【0007】図20は、従来の接合容量を用いたローパ
スフィルタ回路をトランジスタを用いて実現した回路を
示す図である。図21において、npnトランジスタ4
9はそのコレクタが直流電源に接続され、そのベースは
接地され、そのエミッタは出力端子2に接続される。こ
のトランジスタ49においては、エミッタ電位はベース
電位よりも高くなるように設定されるので、ベースは逆
バイアスになりトランジスタには電流が流れない。この
時、ベース・エミッタ間に接合容量Cが形成される。図
20において、図19と同じ番号は同じ要素であるので
説明を省略する。
【0008】図21は、従来のローパスフィルタをIC
基板上で実現した半導体構造を示す図である。図21に
おいては、p型基板上に抵抗3、接合容量7が形成され
る。接合容量7はP型基板上に形成されたn層上のp層
とその上のn層間に形成される。すなわち、図中のCの
矢印で示されるダイオードのマークの部分に接合容量7
が形成される。一方、抵抗3は、Rの矢印で示すよう
に、接合容量7と分離された領域に、P型基板上のn層
上に形成されたp層に形成される。
【0009】このような構造において、抵抗3の値を
R、接合容量7の静電容量値をC、入力信号の周波数を
fとしたとき、このローパスフィルタの入出力利得Gは
式(2)で表わされる。
【0010】
【数2】
【0011】ただし、πは円周率である。接合容量7は
接合容量であるから、式(2)の静電容量値Cは式
(1)が示すように印加電圧によって変化し、入出力利
得Gもそれに伴い変動する。
【0012】従って、図19のローパスフィルタに交流
信号が入力された場合、信号の電位によって入出力利得
が変わることになり、その結果出力信号の波形が歪むこ
とになる。この様子を表したのが図23である。図23
の実線で示した波形は、図19に示すローパスフィルタ
回路の入力端子1に正弦波を印加したとき出力端子2か
ら出力される信号をあらわしている。また点線で示した
波形は理想的なローパスフィルタの入力端子1に正弦波
を印加したとき出力端子2から出力される理想的な正弦
波出力を示している。図19のローパスフィルタの接合
容量7の静電容量値は、上記のように印加された電圧の
値に応じて変化する。例えば、入力された信号の電圧が
下がった瞬間は静電容量値が増大し、逆に電圧が上昇し
た瞬間には静電容量値は減少する。
【0013】このため式(2)からわかるとおり、入力
信号の電圧が低い点では、接合容量7の静電容量値が大
きくなるので、入出力利得Gが減り、入力信号の電圧が
高い点では接合容量7の静電容量値が小さくなるので、
入出力利得Gが増える。その結果、図23に示すように
理想的な波形と比べて、出力信号は正弦波形の下側がつ
ぶれるという現象が生じる。このような現象を防ぐため
には、フィルタ回路に入力する信号の振幅を抑えるか、
入力電圧が低い場合に、接合容量7に印加される電圧が
高くなるように入力信号のDCレベルを上げるといった
方法が考えられる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、入力信
号の振幅を抑えると、S/N比が悪化する原因となり、
また、接合容量7に印加される電圧を上げるにしても、
集積回路で使用している電源電圧との関係上限界があ
り、また、接合容量7に印加される電圧を上げるとpn
接合の逆バイアスに対するリーク電流が増えるといった
弊害がある。
【0015】以上のように、フィルタ回路の静電容量と
して接合容量を使用すると、薄膜静電容量を使用した場
合に比べて安価に製造できる反面、出力信号の波形が歪
むという問題を避けることができなかった。
【0016】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、接合容量を使用しても波形の歪
みが少ないフィルタ回路を得ることを目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係るローパ
スフィルタ回路は、一端が入力端子に接続され、他端が
出力端子に接続された抵抗と、制御電圧供給端子と出力
端子間に接続された第1の接合容量と、出力端子と接地
間に接続された第2の接合容量とを備えるように構成さ
れる。
【0018】第2の発明に係るハイパスフィルタ回路
は、一端が入力端子に接続され、他端が出力端子に接続
された第1の接合容量と、入力端が入力端子に接続され
たレベルシフト回路と、一端がレベルシフト回路の出力
端子に接続され、他端が出力端子に接続された第2の接
合容量と、出力端子と接地間に接続された抵抗と定電圧
源の直列回路とを備えるように構成される。
【0019】第3の発明に係るローパスフィルタ回路
は、さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタ
は抵抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接
地され、そのベースは出力端子に接続されるように構成
される。
【0020】第4の発明に係るハイパスフィルタ回路
は、さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタ
は抵抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接
地され、そのベースは出力端子に接続されるように構成
される。
【0021】第5の発明に係るローパスフィルタ回路
は、第1の接合容量は、npnトランジスタによって形
成され、そのnpnトランジスタのコレクタは直流電源
に接続され、エミッタは制御電圧供給端子に接続され、
ベースは出力端子に接続され、第2の接合容量は、np
nトランジスタによって形成され、そのnpnトランジ
スタのコレクタは直流電源に接続され、ベースは接地さ
れ、エミッタは出力端子に接続されるように構成され
る。
【0022】第6の発明に係るハイパスフィルタ回路
は、第1の接合容量は、npnトランジスタによって形
成され、そのnpnトランジスタのコレクタは直流電源
に接続され、エミッタは入力端子に接続され、ベースは
出力端子に接続され、第2の接合容量は、npnトラン
ジスタによって形成され、そのnpnトランジスタのコ
レクタは直流電源に接続され、ベースはレベルシフト回
路に接続され、エミッタは出力端子に接続されるように
構成される。
【0023】第7の発明に係るローパスフィルタ回路
は、さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタ
は抵抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接
地され、そのベースは出力端子に接続されるように構成
される。
【0024】第8の発明に係るハイパスフィルタ回路
は、さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタ
は抵抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接
地され、そのベースは出力端子に接続されるように構成
される。
【0025】第9の発明に係るハイパスフィルタ回路に
おいて、レベルシフト回路は、その入力端子がnpnト
ランジスタのベースに接続され、そのトランジスタのコ
レクタは直流電源に接続され、そのエミッタは1以上の
直列接続ダイオードのアノード入力に接続され、直列接
続ダイオードのカソード出力は定電流源を介して接地さ
れると共に、そのレベルシフト回路の出力端子に接続さ
れるように構成される。
【0026】
【発明の実施の形態】 実施の形態1.図1は本発明の実施の形態1のローパス
フィルタ回路を示す図である。図1において、1は入力
端子、2は出力端子、3は抵抗、4、5は半導体の接合
容量、6は制御電圧供給源である。本発明の実施の形態
1は、従来の静電容量Cの1/2の静電容量値を有する
2つの静電容量を抵抗3の出力側に接続したものであ
る。このような接続にすることによって、入力電圧の変
化に依存しなローパスフィルタを実現できる。従来例と
の比較を容易にするために、接合容量4、5の半導体基
板上の面積は、共に図19における接合容量7の半導体
基板上の面積の2分の1とする。言い換えると、図1の
接合容量4、5と、図19の接合容量7に印加される電
圧が同じであるとすると、接合容量4、5の静電容量値
はそれぞれ接合容量7の静電容量値の2分の1である。
【0027】図2は、本発明の実施の形態1のローパス
フィルタ回路をトランジスタを用いて実現した回路を示
す図である。図2において、第2のnpnトランジスタ
42はそのコレクタが直流電源VCCに接続され、そのベ
ースは接地され、そのエミッタは出力端子2に接続され
る。第1のnpnトランジスタ41はそのエミッタが制
御電圧供給源6に接続され、コレクタが直流電源VCC
接続され、そのベースは出力端子2に接続される。この
トランジスタ41,42においては、エミッタ電位はベ
ース電位よりも高くなるように設定されるので、ベース
は逆バイアスになりトランジスタには電流が流れない。
この時、ベース・エミッタ間に接合容量C1,C2がそ
れぞれ形成される。図2において、図1と同じ番号は同
じ要素であるので説明を省略する。
【0028】図3は、本発明の実施の形態1のローパス
フィルタをIC基板上で実現した半導体構造を示す図で
ある。静電容量4はP型基板上に形成されたn層上のp
層とその上のn層間に形成される。すなわち、図中のC
2で示されたダイオード印の部分に静電容量4が形成さ
れる。また、静電容量5はP型基板上の他の領域に形成
されたn層上のp層とその上のn層間に形成される。す
なわち、図中のC1で示されたダイオード印の部分に静
電容量5が形成される。一方、抵抗3は、静電容量4、
5と分離された領域のP型基板上のn層上に形成された
p層に形成される。
【0029】なお、P型基板上に形成されたC2部分の
n層上とその上のp層間に寄生容量CS2形成される。P
型基板上に形成されたC1部分のn層とその上のp層間
に寄生容量CS1が形成される。これらの寄生容量CS2
よびCS1は、実施の形態3で詳述するので、ここではこ
れ以上述べない。
【0030】次に実施の形態1のローパスフィルタの動
作について説明する。図1の回路は、1を入力端子、2
を出力端子として動作するローパスフィルタである。フ
ィルタの構成要素である静電容量は、接合容量4と5が
並列接続された合成静電容量であり、その値は接合容量
4と5の値の和として求められる。制御電圧供給源6の
電圧値をVa、接合容量4に印加される電圧をVcとし
たとき、この回路における合成静電容量の値、すなわち
接合容量4と5の値の和は式(3)で表わされる。
【0031】
【数3】
【0032】ここで、K1、K2は比例定数、nは2<
n<3の範囲の数である。
【0033】図4は、例えば、式(3)において、K
1、K2=Kとおいた場合のシミュレーション・グラフ
である。簡単化のため、例えば、印加電圧Va=2[V]
とし、Vcが0[V]から2[V]の間で変化したとき、n
=2.1、2.5、2.9の3通りの例についてプロットし
ている。図4のグラフから、接合容量4に印加される電
圧Vcの値が1[V]に近いところでは、合成静電容量値
Cの変動はきわめて小さいことがわかる。これは、図1
において、静電容量4に印加される電圧が大きくなった
ときには静電容量5に印加される電圧が小さくなり、逆
に静電容量4に印加される電圧が小さくなったときには
静電容量5に印加される電圧が大きくなるため、静電容
量4と5の和としては、互いの静電容量値の変動を打ち
消すように働くためである。
【0034】図5は従来例との比較をし易くするため
に、図4と図22のグラフからn=2.5、K1=K2=
Kの場合の曲線を取り出して同じグラフ中に並べたもの
である。図5において、接合容量4に印加される電圧V
cの値が1に近いところでは、本発明のフィルタ回路に
おける静電容量値Cの変動は、従来例と比べ小さいこと
がわかる。図1のフィルタ回路における入出力利得G
は、従来例と同様に式(2)であらわされるので、本発
明のフィルタ回路における静電容量値Cの変動が少なく
なり、したがって、波形の歪みも小さくなる。
【0035】一方、本発明において、Vcの値が0また
は2に近づくにつれ、静電容量値Cの変動は大きくな
る。しかし、図1のフィルタ回路に入力する信号は、接
地電位0[V]と制御電圧供給源6の電圧の範囲を越える
と正常に動作しなくなるため、信号の電位は接地電位や
制御電圧供給源6の電圧に近づき過ぎないように動作マ
ージンをとるのが普通である。従って、実際には静電容
量値の変動が少ない領域でフィルタ回路を使用すること
になる。
【0036】実施の形態2.図6は、本発明をハイパス
フィルタに応用した場合の一実施の形態である。図6に
おいて、1は入力端子、2は出力端子、8、9は接合容
量、10は抵抗、11は定電圧源、12はレベルシフト
回路である。レベルシフト回路12は、入力された信号
の振幅を変化させることなく、入力端子1から信号の中
心レベルを一定の電圧だけ下げる働きをする回路であ
る。そのレベルの下げ幅は、端子1から入力される信号
の振幅よりも十分に大きく取る必要がある。また、定電
圧源11の値は、端子1から入力された信号の中心電位
から、レベルシフト回路12のレベルシフト量の2分の
1だけ下がった電位に設定される。
【0037】図7は、本発明の実施の形態2のハイパス
フィルタ回路をトランジスタを用いて実現した回路を示
す図である。図7において、第1のnpnトランジスタ
43はそのコレクタが直流電源VCCに接続され、そのエ
ミッタは入力端子1に接続され、そのベースは出力端子
2に接続される。第2のnpnトランジスタ44はその
コレクタが直流電源VCCに接続され、そのベースはレベ
ルシフト回路に接続され、そのエミッタは出力端子2に
接続される。このトランジスタ43,44においては、
エミッタ電位はベース電位よりも高くなるように設定さ
れるので、ベースは逆バイアスになりトランジスタには
電流が流れない。この時、ベース・エミッタ間に接合容
量C1,C2がそれぞれ形成される。図7において、図
6と同じ番号は同じ要素であるので説明を省略する。
【0038】図8は、本発明の実施の形態2のハイパス
フィルタをIC基板上で実現した半導体構造を示す図で
ある。静電容量8はP型基板上に形成されたn層上のp
層とその上のn層間に形成される。すなわち、図中のC
1で示されたダイオード印の部分に静電容量8が形成さ
れる。また、静電容量9はP型基板上の他の領域に形成
されたn層上のp層とその上のn層間に形成される。す
なわち、図中のC2で示されたダイオードのマークの部
分に静電容量9が形成される。一方、抵抗10は、静電
容量8、9と分離された領域に、P型基板上のn層上に
形成されたp層に形成される。レベルシフト回路12、
定電圧源11は図8においては、外部回路のように画か
れているが、同じp型基板上に形成することもできる。
ここでは、図面が複雑になるので、とりあえず外部回路
として説明をする。
【0039】なお、P型基板上に形成されたC2部分の
n層上とその上のp層間に寄生容量CS2が形成される。
P型基板上に形成されたC1部分のn層とその上のp層
間に寄生容量CS1が形成される。この寄生容量CS2およ
びCS1は、実施の形態4で詳述するので、ここではこれ
以上述べない。
【0040】図9は、図6中の、レベルシフト回路12
の従来回路を示す図である。レベルシフト回路12は種
々の回路によって実現できるが、ここではその一例を示
す。図9において、24はnpnトランジスタ、25は
複数のダイオード、26は定電流源、21は入力端子、
22は出力端子、23は電源である。入力端子21に入
力した信号は、その中心電位が、トランジスタ24のベ
ース・エミッタ電圧+複数のダイオードの電圧降下分シ
フトされて、出力端子22に出力される。このとき、入
力信号の中心電位のみがシフトされ、その信号振幅は同
じ値に維持されたまま、出力端子22に出力される。
【0041】図10は、図6において、ハイパスフィル
タ回路の入力端子1から正弦波が入力された場合の、X
点の入力信号、レベルシフト回路12を通過後のZ点の
信号、定電圧源11のY点の電位およびT点(出力点)
の電位の関係を示したものである。T点の最小振幅点が
Y点である。例えば、図10のように、X点と、Z点お
よびY点のレベル関係を図10のように設定すると、レ
ベルシフト回路12を通過後のZ点の信号レベルはその
中心値が、X点の電圧からZ点の電圧にレベルシフトさ
れ低下する。このZ点の中心電位はY点の電位よりも低
く、Z点を流れる信号の最大振幅の電位がY点およびT
点の電位以下になるように設定される。レベルシフト回
路12は直流的にはハイインピーダンスであるが交流的
にはローインピーダンスであるので、X点とZ点の直流
的な電位は異なるが、交流的に見ればX点とZ点は短絡
した状態にある。
【0042】したがって、接合容量8、9にはそれぞれ
逆バイアスがかかると共に、静電容量8に印加される電
圧が大きくなったときには静電容量9に印加される電圧
が小さくなり、逆に静電容量8に印加される電圧が小さ
くなったときには静電容量9に印加される電圧が大きく
なるという関係も維持される。従って、接合容量8と9
の和の静電容量は各静電容量値の変動を打ち消すように
働く。このハイパスフィルタの構成要素である静電容量
は、接合容量8と9の静電容量の和である。この回路の
入出力利得Gは、接合容量8と9の和をC、抵抗10の
値をR、入力信号の周波数をfとしたとき、式(4)で
表わされる。
【0043】
【数4】
【0044】本発明においては、静電容量値Cの値の変
動を抑えることができるので、式(4)から、入出力利
得の変動も抑えることができる。その結果、このフィル
タ回路を通過した信号の波形歪みを抑えることができ
る。
【0045】実施の形態3.実施の形態3の説明をする
前に、図11について説明する。図11は、図1の回路
に、IC構造のコレクタ・ベース領域間の接合容量によ
って生じる寄生静電容量を書き加えた図である。図11
において、13は接合容量4に付随するコレクタ・ベー
ス領域間寄生容量CS2、14は接合容量5に付随するコ
レクタ・ベース領域間寄生容量CS1、15、16は電源
電圧Vccであり、例えば、5[V]等の電圧が用いられ
る。
【0046】実施の形態1で簡単に触れたように、P型
基板上に形成されたC2部分のn層上とその上のp層間
に寄生容量CS2が形成され、P型基板上に形成されたC
1部分のn層とその上のp層間に寄生容量CS1が形成さ
れる。図11において、寄生容量CS1のアノードは出力
端子2に接続され、そのカソードは電源15に接続され
る。寄生容量CS2のアノードは接地され、そのカソード
は電源16に接続される。したがって、このフィルタ回
路の静電容量値CをC1とC2の和として設計しても、実
際にはCS1も静電容量として加わるので、フィルタ回路
の特性が所望の特性からずれてしまう。一方、寄生容量
S2のアノード(ベース領域であるp型拡散側)は接地
されているために、N点の電位変動があっても寄生容量
(コレクタ・ベース領域間)CS2はフィルタ回路の特性
に影響を与えない。
【0047】図12に示す回路は、本発明の実施の形態
3における寄生容量除去回路を有するローパスフィルタ
を示す図である。図13は、本発明の実施の形態3のロ
ーパスフィルタ回路をトランジスタを用いて実現した回
路を示す図である。図14は、本発明の実施の形態3の
ローパスフィルタをIC基板上で実現した半導体構造を
示す図である。
【0048】図12において、17はpnpトランジス
タ、18は抵抗である。30はトランジスタ17と抵抗
18により構成されたエミッタホロワである。エミッタ
ホロワ30中のトランジスタ17のエミッタは抵抗18
を介して電源15に接続され、エミッタホロワ30の入
力であるトランジスタ17のベースは端子2に接続さ
れ、エミッタホロワのコレクタは接地される。
【0049】このように構成において、寄生容量14の
一端はエミッタホロワの入力に、その他端はエミッタホ
ロワの出力(トランジスタ17のベース)に接続され
る。このため、寄生容量(CS1)14の両端にかかる電
圧はpnpトランジスタ17のベース・エミッタ間電圧
BEであり、この値は常に一定に保たれる。従って、寄
生容量14には充放電がおこなわれず、そのために、ロ
ーパスフィルタ回路の周波数特性に影響を及ぼさない。
【0050】図13は、本発明の実施の形態3のローパ
スフィルタ回路をトランジスタを用いて実現した回路を
示す図である。図13において、第1のnpnトランジ
スタ45はそのエミッタが制御電圧供給源6に接続さ
れ、コレクタがpnpトランジスタ17のエミッタに接
続され、そのベースは出力端子2に接続される。一方、
第2のnpnトランジスタ46はそのコレクタが直流電
源VCCに接続され、そのベースは接地され、そのエミッ
タは出力端子2に接続される。このトランジスタ45,
46においては、エミッタ電位はベース電位よりも高く
なるように設定されるので、ベースは逆バイアスになり
トランジスタには電流が流れない。この時、ベース・エ
ミッタ間に接合容量C1,C2がそれぞれ形成される。
図13において、図12と同じ番号は同じ要素であるの
で説明を省略する。
【0051】図14は、本発明の実施の形態3のローパ
スフィルタをIC基板上で実現した半導体構造を示す図
である。静電容量4はP型基板上に形成されたn層上の
p層とその上のn層間に形成される。すなわち、図中の
C2で示されたダイオード印の部分に静電容量(C2)
4が形成される。また、静電容量(C1)5はP型基板
上の他の領域に形成されたn層上のp層とその上のn層
間に形成される。すなわち、図中のC1で示されたダイ
オード印の部分に静電容量5が形成される。一方、抵抗
3は、静電容量4、5と分離された領域のP型基板上の
n層上に形成されたp層に形成される。一方、pnpト
ランジスタ17は接合容量C1,C2から分離された領
域に形成される。すなわち、pnpトランジスタはp型
基板上に形成された分離層とnエピタキシャル層および
その上に形成されたp層間に作られる。このpnpトラ
ンジスタのコレクタは接地され、エミッタは別の領域に
形成された抵抗を介して電源VCCに接続され、ベースは
出力端子2に接続される。
【0052】上述のように、寄生容量CS2はP型基板上
に形成されたC2部分のn層上とその上のp層間に形成
され、寄生容量CS1はP型基板上に形成されたC1部分
のn層とその上のp層間に形成される。寄生容量
(CS1)14の一端は出力端子2に接続され、その他端
はトランジスタ17のエミッタに接続される。寄生容量
(CS2)13の一端は接地され、その他端は電源16に
接続される。
【0053】実施の形態4.実施の形態4の説明をする
前に、図15について説明する。図15は、図6の回路
に、IC構造のコレクタ・ベース領域間の接合容量によ
って生じる寄生静電容量を書き加えた図である。図15
において、1は入力端子、2は出力端子、8、9は接合
容量、10は抵抗、11は定電圧源、12はレベルシフ
ト回路である。19は接合容量(C1)8に付随するコ
レクタ・ベース領域間寄生容量CS1、20は接合容量
(C2)9に付随するコレクタ・ベース領域間寄生容量
S2、15、16は電源電圧Vccであり、例えば、5
[V]等の電圧が用いられる。
【0054】実施の形態2で簡単に触れたように、P型
基板上に形成されたC2部分のn層上とその上のp層間
(コレクタ・ベース領域間)に寄生容量CS2が形成さ
れ、P型基板上に形成されたC1部分のn層とその上の
p層間(コレクタ・ベース領域間)に寄生容量CS1が形
成される。図15において、寄生容量CS1の一端は出力
端子2(T点)に接続され、その他端は電源15に接続
される。寄生容量CS2の一端はレベルシフト回路12の
出力端子(Z点)に接続され、その他端は電源16に接
続される。したがって、交流的に考えると、この寄生容
量CS1は一端がT端子に接続され、他端がアースされて
いることになる。
【0055】したがって、このフィルタ回路の静電容量
値CをC1とC2の和として設計しても、実際にはCS1
静電容量として加わるので、フィルタ回路の特性が所望
の特性からずれてしまう。一方、寄生容量CS2のアノー
ドはレベルシフト回路12の出力側(Z点)に接続され
ているが、このZ点のインピーダンスは通常非常に小さ
いので電位変動があっても寄生容量CS2はフィルタ回路
の特性に与える影響が少ない。
【0056】図16に示す回路は、本発明の実施の形態
4における寄生容量除去回路を有するハイパスフィルタ
を示す図である。図17は、本発明の実施の形態4のハ
イパスフィルタ回路をトランジスタを用いて実現した回
路を示す図である。図18は、本発明の実施の形態4の
ハイパスフィルタをIC基板上で実現した半導体構造を
示す図である。
【0057】図16において、17はpnpトランジス
タ、18は抵抗である。30はトランジスタ17と抵抗
18により構成されたエミッタホロワである。エミッタ
ホロワ30中のトランジスタ17のエミッタは抵抗18
を介して電源15に接続され、エミッタホロワ30の入
力であるトランジスタ17のベースは端子2に接続さ
れ、エミッタホロワのコレクタは接地される。
【0058】このように構成において、寄生容量19の
一端はエミッタホロワの出力に、他端はエミッタホロワ
の入力(トランジスタ17のベース)に接続される。こ
のため、寄生容量(CS1)19の両端にかかる電圧はp
npトランジスタ17のベース・エミッタ間電圧VBE
あり、この値は常に一定に保たれる。従って、寄生容量
19には充放電がおこなわれず、そのために、ハイパス
フィルタ回路の周波数特性に影響を及ぼさない。
【0059】図17は、本発明の実施の形態4のハイパ
スフィルタ回路をトランジスタを用いて実現した回路を
示す図である。図17において、第1のnpnトランジ
スタ47はそのコレクタがpnpトランジスタ17のエ
ミッタに接続され、そのエミッタは入力端子1に接続さ
れ、そのベースは出力端子2に接続される。第2のnp
nトランジスタ48はそのコレクタが直流電源VCCに接
続され、そのベースはレベルシフト回路に接続され、そ
のエミッタは出力端子2に接続される。このトランジス
タ47,48においては、エミッタ電位はベース電位よ
りも高くなるように設定されるので、ベースは逆バイア
スになりトランジスタには電流が流れない。この時、ベ
ース・エミッタ間に接合容量C1,C2がそれぞれ形成
される。図17において、図16と同じ番号は同じ要素
であるので説明を省略する。
【0060】図18は、本発明の実施の形態4のハイパ
スフィルタをIC基板上で実現した半導体構造を示す図
である。静電容量8はP型基板上に形成されたn層上の
p層とその上のn層間に形成される。すなわち、図中の
C1で示されたダイオード印の部分に静電容量8が形成
される。また、静電容量9はP型基板上の他の領域に形
成されたn層上のp層とその上のn層間に形成される。
すなわち、図中のC2で示されたダイオード印の部分に
静電容量9が形成される。一方、抵抗10は、静電容量
8、9と分離された領域に、P型基板上のn層上に形成
されたp層に形成される。レベルシフト回路12、定電
圧源11は図18においては、外部回路のように画かれ
ているが、同じp型基板上に形成することもできる。こ
こでは、図面が複雑になるので、とりあえず外部回路と
して説明をする。
【0061】一方、pnpトランジスタ17は接合容量
C1,C2から分離された領域に形成される。すなわ
ち、pnpトランジスタはp型基板上に形成された分離
層とnエピタキシャル層およびその上に形成されたp層
間に作られる。このpnpトランジスタのコレクタは接
地され、エミッタは別の領域に形成された抵抗を介して
電源VCCに接続され、ベースは出力端子2に接続され
る。
【0062】上述のように、寄生容量CS2はP型基板上
に形成されたC2部分のn層上とその上のp層間に形成
され、寄生容量CS1はP型基板上に形成されたC1部分
のn層とその上のp層間に形成される。寄生容量
(CS1)19の一端は出力端子2に接続され、その他端
はトランジスタ17のエミッタに接続される。寄生容量
(CS2)20の一端はレベルシフト回路の出力端子に接
続され、その他端は電源16に接続される。
【0063】
【発明の効果】第1の発明に係るローパスフィルタ回路
は、一端が入力端子に接続され、他端が出力端子に接続
された抵抗と、制御電圧供給端子と出力端子間に接続さ
れた第1の接合容量と、出力端子と接地間に接続された
第2の接合容量とを備えるように構成されるので、接合
容量を使用しても波形の歪みが少ないフィルタ回路が得
られる。
【0064】第2の発明に係るハイパスフィルタ回路
は、一端が入力端子に接続され、他端が出力端子に接続
された第1の接合容量と、入力端が入力端子に接続され
たレベルシフト回路と、一端がレベルシフト回路の出力
端子に接続され、他端が出力端子に接続された第2の接
合容量と、出力端子と接地間に接続された抵抗と定電圧
源の直列回路とを備えるように構成されるので、接合容
量を使用しても波形の歪みが少ないフィルタ回路が得ら
れる。
【0065】第3の発明に係るローパスフィルタ回路
は、さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタ
は抵抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接
地され、そのベースは出力端子に接続されるように構成
されるので、接合容量を使用しても波形の歪みが少な
い、さらに、寄生容量の影響が除去されるフィルタ回路
が得られる。
【0066】第4の発明に係るハイパスフィルタ回路
は、さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタ
は抵抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接
地され、そのベースは出力端子に接続されるように構成
されるので、接合容量を使用しても波形の歪みが少な
い、さらに、寄生容量の影響が除去されるフィルタ回路
が得られる。
【0067】第5の発明に係るローパスフィルタ回路
は、第1の接合容量は、npnトランジスタによって形
成され、そのnpnトランジスタのコレクタは直流電源
に接続され、エミッタは制御電圧供給端子に接続され、
ベースは出力端子に接続され、第2の接合容量は、np
nトランジスタによって形成され、そのnpnトランジ
スタのコレクタは直流電源に接続され、ベースは接地さ
れ、エミッタは出力端子に接続されるように構成される
ので、接合容量を使用しても波形の歪みが少ないフィル
タ回路が得られる。
【0068】第6の発明に係るハイパスフィルタ回路
は、第1の接合容量は、npnトランジスタによって形
成され、そのnpnトランジスタのコレクタは直流電源
に接続され、エミッタは入力端子に接続され、ベースは
出力端子に接続され、第2の接合容量は、npnトラン
ジスタによって形成され、そのnpnトランジスタのコ
レクタは直流電源に接続され、ベースはレベルシフト回
路に接続され、エミッタは出力端子に接続されるように
構成されるので、接合容量を使用しても波形の歪みが少
ないフィルタ回路が得られる。
【0069】第7の発明に係るローパスフィルタ回路
は、さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタ
は抵抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接
地され、そのベースは出力端子に接続されるように構成
されるので、接合容量を使用しても波形の歪みが少な
い、さらに、寄生容量の影響が除去されるフィルタ回路
が得られる。
【0070】第8の発明に係るハイパスフィルタ回路
は、さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタ
は抵抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接
地され、そのベースは出力端子に接続されるように構成
されるので、接合容量を使用しても波形の歪みが少な
い、さらに、寄生容量の影響が除去されるフィルタ回路
が得られる。
【0071】第9の発明に係るハイパスフィルタ回路に
おいて、レベルシフト回路は、その入力端子がnpnト
ランジスタのベースに接続され、そのトランジスタのコ
レクタは直流電源に接続され、そのエミッタは1以上の
直列接続ダイオードのアノード入力に接続され、直列接
続ダイオードのカソード出力は定電流源を介して接地さ
れると共に、そのレベルシフト回路の出力端子に接続さ
れるように構成されるので、接合容量を使用しても波形
の歪みが少ない、さらに、寄生容量の影響が除去される
フィルタ回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1のローパスフィルタ回
路を示す図である。
【図2】 本発明の実施の形態1のローパスフィルタ回
路をトランジスタを用いて実現した回路を示す図であ
る。
【図3】 本発明の実施の形態1のローパスフィルタを
IC基板上で実現した半導体構造を示す図である。
【図4】 本発明の実施の形態1の合成静電容量値の変
化を示す図である。
【図5】 本発明の実施の形態1の合成静電容量値と、
従来例の静電容量値の変化を比較した図である。
【図6】 本発明の実施の形態2のハイパスフィルタ回
路を示す図である。
【図7】 本発明の実施の形態2のハイパスフィルタ回
路をトランジスタを用いて実現した回路を示す図であ
る。
【図8】 本発明の実施の形態2のハイパスフィルタを
IC基板上で実現した半導体構造を示す図である。
【図9】 図6のレベルシフト回路を示す図である。
【図10】 図6の回路中における主な点の電圧を示す
図である。
【図11】 図1に、接合容量に付随して生じる寄生静
電容量を書き加えた図である。
【図12】 本発明の実施の形態3のローパスフィルタ
回路を示す図である。
【図13】 本発明の実施の形態3のローパスフィルタ
回路をトランジスタを用いて実現した回路を示す図であ
る。
【図14】 本発明の実施の形態3のローパスフィルタ
をIC基板上で実現した半導体構造を示す図である。
【図15】 図6に、接合容量に付随して生じる寄生静
電容量を書き加えた図である。
【図16】 本発明の実施の形態4のハイパスフィルタ
回路を示す図である。
【図17】 本発明の実施の形態4のハイパスフィルタ
回路をトランジスタを用いて実現した回路を示す図であ
る。
【図18】 本発明の実施の形態4のハイパスフィルタ
をIC基板上で実現した半導体構造を示す図である。
【図19】 従来の接合容量を用いたローパスフィルタ
回路の一例を示す図である。
【図20】 従来の接合容量を用いたローパスフィルタ
回路をトランジスタを用いて実現した回路を示す図であ
る。
【図21】 従来のローパスフィルタをIC基板上で実
現した半導体構造を示す図である。
【図22】 接合容量の値が印加電圧により変化する様
子を示す図である。
【図23】 従来の接合容量を用いたフィルタ回路によ
り波形が歪む様子を示す図である。
【図24】 従来の接合容量を用いたハイパスフィルタ
回路の一例を示す図である。
【符号の説明】
1…入力端子、2…出力端子、3…抵抗、4、5…半導
体の接合容量、6…制御電圧供給源、8、9…接合容
量、10…抵抗、11…定電圧源、12…レベルシフト
回路、13…寄生容量CS2、14…寄生容量CS1、1
5,16…電源、17…pnpトランジスタ、18…抵
抗、19…寄生容量CS1、20…寄生容量CS2、21…
入力端子、22…出力端子、23…電源、24…npn
トランジスタ、25…複数のダイオード、26…定電流
源、30…エミッタホロワ、41〜48…トランジスタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03H 11/04

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端が入力端子に接続され、他端が出力
    端子に接続された抵抗と、 制御電圧供給端子と出力端子間に接続された第1の接合
    容量と、 前記出力端子と接地間に接続された第2の接合容量と、 とを備えたことを特徴とするローパスフィルタ回路。
  2. 【請求項2】 一端が入力端子に接続され、他端が出力
    端子に接続された第1の接合容量と、 入力端が前記入力端子に接続されたレベルシフト回路
    と、 一端が前記レベルシフト回路の出力端子に接続され、他
    端が前記出力端子に接続された第2の接合容量と、 前記出力端子と接地間に接続された抵抗と定電圧源の直
    列回路と、 を備えたことを特徴とするハイパスフィルタ回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のローパスフィルタ回路に
    おいて、 さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタは抵
    抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接地さ
    れ、そのベースは出力端子に接続されることを特徴とす
    るローパスフィルタ回路。
  4. 【請求項4】 請求項2記載のハイパスフィルタ回路に
    おいて、 さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタは抵
    抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接地さ
    れ、そのベースは出力端子に接続されることを特徴とす
    るハイパスフィルタ回路。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のローパスフィルタ回路に
    おいて、 前記第1の接合容量は、npnトランジスタによって形
    成され、そのnpnトランジスタのコレクタは直流電源
    に接続され、エミッタは制御電圧供給端子に接続され、
    ベースは出力端子に接続され、 前記第2の接合容量は、npnトランジスタによって形
    成され、そのnpnトランジスタのコレクタは直流電源
    に接続され、ベースは接地され、エミッタは出力端子に
    接続されることを特徴とするローパスフィルタ回路。
  6. 【請求項6】 請求項2記載のハイパスフィルタ回路に
    おいて、 前記第1の接合容量は、npnトランジスタによって形
    成され、そのnpnトランジスタのコレクタは直流電源
    に接続され、エミッタは入力端子に接続され、ベースは
    出力端子に接続され、 前記第2の接合容量は、npnトランジスタによって形
    成され、そのnpnトランジスタのコレクタは直流電源
    に接続され、ベースは前記レベルシフト回路に接続さ
    れ、エミッタは出力端子に接続されることを特徴とする
    ハイパスフィルタ回路。
  7. 【請求項7】 請求項3記載のローパスフィルタ回路に
    おいて、 さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタは抵
    抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接地さ
    れ、そのベースは出力端子に接続されることを特徴とす
    るローパスフィルタ回路。
  8. 【請求項8】 請求項4記載のハイパスフィルタ回路に
    おいて、 さらに、pnpトランジスタを備え、そのエミッタは抵
    抗を介して直流電源に接続され、そのコレクタは接地さ
    れ、そのベースは出力端子に接続されることを特徴とす
    るハイパスフィルタ回路。
  9. 【請求項9】 請求項2,4,6,8のいずれかに記載
    のハイパスフィルタ回路において、 前記レベルシフト回路は、その入力端子がnpnトラン
    ジスタのベースに接続され、そのトランジスタのコレク
    タは直流電源に接続され、そのエミッタは1以上の直列
    接続ダイオードのアノード入力に接続され、前記直列接
    続ダイオードのカソード出力は定電流源を介して接地さ
    れると共に、そのレベルシフト回路の出力端子に接続さ
    れることを特徴とするハイパスフィルタ回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015065274A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 株式会社デンソー 接合分離型半導体集積回路とその製造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002118443A (ja) * 2000-10-06 2002-04-19 Niigata Seimitsu Kk フィルタ回路
US7514990B1 (en) * 2006-04-21 2009-04-07 Marvell International Ltd Very low frequency high pass filter
US8085956B2 (en) * 2007-12-14 2011-12-27 Knowles Electronics, Llc Filter circuit for an electret microphone

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6412250A (en) * 1987-07-06 1989-01-17 Agency Ind Science Techn Infrared optical window
JPH02272816A (ja) * 1989-04-13 1990-11-07 Mitsubishi Electric Corp Crフィルタ回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015065274A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 株式会社デンソー 接合分離型半導体集積回路とその製造方法

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