JP2000101390A - トリミング回路 - Google Patents

トリミング回路

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JP2000101390A
JP2000101390A JP10265364A JP26536498A JP2000101390A JP 2000101390 A JP2000101390 A JP 2000101390A JP 10265364 A JP10265364 A JP 10265364A JP 26536498 A JP26536498 A JP 26536498A JP 2000101390 A JP2000101390 A JP 2000101390A
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JP
Japan
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trimming
circuit
impedance
switch
resistance
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JP10265364A
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English (en)
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Noriaki Dobashi
橋 則 亮 土
Chaanoru Jisurafu
ジスラフ・チャーノル
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H5/00One-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/24Frequency-independent attenuators
    • H03H11/245Frequency-independent attenuators using field-effect transistor

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 経路ごとに正確なインピーダンス比を設定す
ることができ、フィルタ回路に適用した場合にはピーク
変動を招かずに正確なトリミングを行うことが可能なト
リミング回路を提供する。 【解決手段】 複数の分岐経路を有し、各分岐経路には
少なくともスイッチ素子(SW)およびインピーダンス
素子(C)の直列回路でなるトリミング部を備え、各分
岐経路のトリミング部におけるスイッチのオン抵抗とイ
ンピーダンス素子の合成インピーダンスが所定の関係に
なるように設定される。これにより、フィルタ等に応用
した場合ピークレベルの変動を招くことなく正確なトリ
ミングが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トリミング回路に
関するもので、特に、アクティブフィルタ等の周波数調
整用に用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】アクティブフィルタは、能動素子を主要
素として全体としてフィルタ作用を行う回路であって、
通常演算増幅器、抵抗(R)、容量(C)により構成さ
れ、その周波数特性はRC素子の値により決定される。
【0003】しかしながら、半導体製造工程上のばらつ
きからこれら抵抗および容量を構成する層の幅、膜厚、
不純物濃度がばらつき、RおよびCの値にばらつきを生
じやすい。
【0004】このため、素子の値のばらつきが生ずるこ
とを前提として、回路としての周波数特性のずれを調整
する目的で、RまたはCをトリミングすることが行われ
ている。このトリミングは従来、スイッチを用いて調整
用の経路を切り換え、素子の値を微調整するようにして
いる。
【0005】図7は従来のアクティブフィルタの例を示
す回路図であって、2次多重帰還ローパスフィルタの一
例を示すものである。
【0006】入力端子INと演算増幅器OPの反転入力
端子間には抵抗R1およびR2の直列回路が接続され、
この抵抗R1およびR2の接続中点と接地間には容量C
1が接続されている。また、出力端子OUTと反転入力
端子間には容量C2が、出力端子OUTと抵抗R1およ
びR2の接続中点間には抵抗R3がそれぞれ接続されて
いる。
【0007】このようなアクティブフィルタにおける周
波数特性fcは
【数1】 で表される。したがって、これらの各抵抗あるいは各容
量の少なくとも1つを調整することにより周波数特性を
調整することができる。
【0008】次に、トリミングを行うための具体的な手
法について説明する。図8は容量、例えば図7における
C2を調整するためのトリミング回路の回路図である。
この回路では基準抵抗Cに対して、1C、2C、4C、
8Cの4つの容量をそれぞれスイッチSW1〜SW4と
直列接続したものを並列に接続したものである。このよ
うな構成において、これらのスイッチSW1〜SW4の
オン状態を組み合わせることにより1Cから15Cまで
の容量を1C刻みに調整することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このト
リミング回路では、各経路のスイッチに同じサイズのも
のを用いており、各スイッチは同じオン抵抗Rを有して
いるため、オン抵抗Rと容量Cの合計インピーダンスは
各経路で正確な比例関係にはなく、jω成分の影響が残
る。
【0010】このため、図9に示すように、トリミング
を行うことにより周波数を変動させることはできるが、
カットオフ周波数近傍のピークレベルも変動してしまう
という欠点がある。
【0011】本発明はこのような従来の問題を解決する
ためになされたもので、経路ごとに正確なインピーダン
ス比を設定することができ、フィルタ回路に適用した場
合にはピーク変動を招かずに正確なトリミングを行うこ
とが可能なトリミング回路を提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるトリミン
グ回路によれば、複数の分岐経路を有し、各分岐経路に
は少なくともスイッチ素子およびインピーダンス素子の
直列回路でなるトリミング部を備え、各トリミング部に
おけるスイッチのオン抵抗とインピーダンス素子のイン
ピーダンスが所定の関係、特に積が一定になるように設
定されたことを特徴とする。
【0013】トリミング部は、並列接続された同じサイ
ズのn(nは自然数)個のトランジスタ素子よりなるス
イッチと、並列接続された同じサイズのn個の単位容量
素子よりなるインピーダンス素子とを含むと良い。
【0014】このトランジスタ素子および単位容量素子
はスタンダードセルを利用することができる。
【0015】また、トリミング部におけるスイッチ素子
のゲート幅とゲート長が基準となるスイッチ素子のn倍
の寸法を有するようにすることもできる。
【0016】このような構成のトリミング回路を採用す
ることにより、各経路のスイッチのオン抵抗とインピー
ダンス素子の合成インピーダンスを正確な比にすること
ができるため、ピークレベルの変動を招くことなく正確
なトリミングが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1〜図6
を参照して説明する。図1は本発明にかかるトリミング
回路の一般的な構成を示す回路図である。この回路は、
2つの端子間に、オン抵抗値Rを有するスイッチと容量
値Cの容量素子の直列回路、オン抵抗値R/2のスイッ
チと容量値2Cの容量素子の直列回路、以下同様にオン
抵抗値R/nのスイッチと容量値nCの容量素子の直列
回路を分岐経路として有しており、これらの分岐経路は
2つの端子AB間に並列接続されている。すなわち、各
経路間では抵抗値、容量とも一定の比となっており、ま
た、各経路における抵抗値と容量値の積はRCで一定で
ある。
【0018】このような構成における各分岐経路の合成
インピーダンスを計算すると、 Z1=R+1/jωC=(jωRC+1)/jωC Z2=R/2+1/jω(2C)=(jωRC+1)/
2jωC Z3=R/4+1/jω(4C)=(jωRC+1)/
4jωC Z4=R/8+1/jω(8C)=(jωRC+1)/
8jωC となる。このような関係を一般化すれば、n番目の経路
では Zn=R/2(n−1)+1/jω2(n−1)C =(jωRC+1)/2(n−1)jωC となり、これらの比は Z1:Z2:・・・:Zn=1/C:1/2C:・・
・:1/2(n−1)C=2(n−1):・・・2:1 となる。
【0019】したがって、合成インピーダンスはjω成
分を含まない単純な整数比となるため、図2のグラフに
示すように、トリミングによりカットオフ周波数近傍の
ピークレベルの変動を招くことなく周波数を変動させる
ことができる。
【0020】図3は図1の構成の具体的な実施の形態を
示す回路図である。
【0021】この実施の形態では、4つの並列な経路を
有しており、第1の経路では制御信号S1で制御される
オン抵抗Rのスイッチと容量Cのキャパシタが直列接続
され、第2の経路では制御信号S2で制御され、それぞ
れオン抵抗Rの並列接続された2つのスイッチと、それ
ぞれ容量Cの並列接続された2つのキャパシタとが直列
接続され、第3の経路では制御信号S3で制御され、そ
れぞれオン抵抗Rの並列接続された4つのスイッチと、
それぞれ容量Cの並列接続された4つのキャパシタとが
直列接続され、第4の経路では制御信号S4で制御さ
れ、それぞれオン抵抗Rの並列接続された8つのスイッ
チと、それぞれ容量Cの並列接続された8つのキャパシ
タとが直列接続された構成となっている。
【0022】図4はスイッチSWの構成を示す回路図で
ある。端子AB間にNチャネルトランジスタQ1および
PチャネルトランジスタQ2が並列接続されており、N
チャネルトランジスタQ1のゲートには制御信号Sのイ
ンバータINV1およびINV2により2回反転された
信号が供給され、PチャネルトランジスタQ2のゲート
には制御信号SのインバータINV1による反転信号が
供給されている。したがって、制御信号によって、2つ
のトランジスタQ1Q2は同時に開閉制御される。
【0023】この実施の形態における抵抗値、容量値は
図1の場合と全く同じであり、図2のようなトリミング
特性を得ることができる。
【0024】この実施の形態におけるスイッチおよびキ
ャパシタはそれぞれパターン形成を行ってもよいが、予
め標準の単位セルがマトリクス状に配設されたスタンダ
ードセルを配線して得ることができる。このようにする
ことにより、各経路間の正確な整数比を得ることができ
る。
【0025】図5はオン抵抗値の異なるスイッチをサイ
ズを異ならせることにより得た実施の形態を示す回路図
である。ここで用いられたスイッチの詳細を図6に示
す。
【0026】図6の構成は図4の場合と接続関係は同じ
であるが、トランジスタ自体の大きさを特別に設計して
いる。すなわち、NチャネルトランジスタQ11はゲー
ト長Lおよびゲート幅WNを有しており、Pチャネルト
ランジスタQ12はゲート長Lおよびゲート幅WPを有
している。そして、図5に示すように、第1の経路にお
いてはこのWPとWNとの比WP/WNは20/10で
あり、第2の経路においては40/20、第3の経路に
おいては80/40、第4の経路においては160/8
0となっている。このようにサイズが異なる結果、その
オン抵抗値は図1の場合と同じになり、図2に示すトリ
ミング特性を得ることができる。
【0027】以上の実施の形態ではインピーダンス素子
としてキャパシタを採用したが、これに限ることなく、
種々のインピーダンス素子、例えばインダクタンス素子
等も使用することができる。
【0028】また、上述した実施の形態においては、各
分岐経路の合成インピーダンスは2の累乗の関係にあっ
たが、必要とされる調整値および調整範囲を考慮して所
定の関係とすれば良い。例えばより細かい調整をする場
合には全体を1/10の値とすることができる。
【0029】さらに、異なる抵抗値を得るために、イオ
ン注入のドーズ量を変えることもできる。
【0030】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかるトリミン
グ回路によれば、複数の分岐経路における合成抵抗が所
定の関係になるように、スイッチのオン抵抗をインピー
ダンス素子の値に応じて変化させるようにしているの
で、フィルタ等に応用した場合ピークレベルの変動を招
くことなく正確なトリミングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるトリミング回路の一般的な構成
を示す回路図である。
【図2】図1のトリミング回路を用いてフィルタの周波
数特性を変化させた様子を示すグラフである。
【図3】本発明にかかるトリミング回路の第1の実施の
形態を示す回路図である。
【図4】図3の構成におけるスイッチの詳細を示す回路
図である。
【図5】本発明にかかるトリミング回路の第2の実施の
形態を示す回路図である。
【図6】図5の構成におけるスイッチの詳細を示す回路
図である。
【図7】本発明が適用されるアクティブフィルタの構成
を示す回路図である。
【図8】従来のトリミング回路の構成を示す回路図であ
る。
【図9】図8に示す従来のトリミング回路を用いてフィ
ルタの周波数特性を調整した場合の問題を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
R オン抵抗 C 容量 Q1、Q2、Q11、Q12 トランジスタ INV1、INV2、INV11、INV12 インバ
ータ SW スイッチ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年10月6日(1998.10.
6)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図 2】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図 3】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図9
【補正方法】変更
【補正内容】
【図 9】

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の分岐経路を有し、 各分岐経路には少なくともスイッチ素子およびインピー
    ダンス素子の直列回路でなるトリミング部を備え、 前記各分岐経路のトリミング部における前記スイッチの
    オン抵抗と前記インピーダンス素子の合成インピーダン
    スが所定の関係になるように設定されたことを特徴とす
    るトリミング回路。
  2. 【請求項2】隣接する分岐経路のトリミング部における
    合成インピーダンスであるオン抵抗の抵抗値とCの容量
    値の積が一定であることを特徴とする請求項1に記載の
    トリミング回路。
  3. 【請求項3】n(nは自然数)番目の分岐経路のトリミ
    ング部は、並列接続された同じサイズのn個のトランジ
    スタ素子よりなるスイッチと、並列接続された同じサイ
    ズのn個の単位容量素子よりなるインピーダンス素子と
    を含むことを特徴とする請求項1に記載のトリミング回
    路。
  4. 【請求項4】前記トランジスタ素子および単位容量素子
    はスタンダードセルを利用したものであることを特徴と
    する請求項3に記載のトリミング回路。
  5. 【請求項5】前記トリミング部におけるスイッチ素子の
    ゲート幅とゲート長が基準となるスイッチ素子のn倍の
    寸法を有することを特徴とする請求項3に記載のトリミ
    ング回路。
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