JP2005065135A - Driver circuit and method for initiating gain control circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線送信機などの送信用パワーアンプのドライバー回路に係り、特にドライバー回路を構成する利得制御回路の始動時にオーバーシュートを発生させないようにする利得制御回路の起動方法に関する。 The present invention relates to a driver circuit for a transmission power amplifier such as a radio transmitter, and more particularly to a method for starting a gain control circuit that prevents overshoot from occurring when a gain control circuit constituting the driver circuit is started.
図7は従来のドライバー回路の構成例を示したブロック図である。ドライバー回路は、外部から入力されるオン、オフ信号100に基づいて基準電圧を生成する基準電圧生成回路52、基準電圧生成回路52から出力される基準電圧及び外部から入力される外部制御電圧102に基づいて内部制御電圧200を生成する内部制御電圧生成回路54、基準電圧生成回路52から出力される基準電圧に基づいてバイアス電圧202を生成するバイアス電圧生成回路56、外部から入力される入力信号300を利得一定で増幅する固定利得回路58、固定利得回路58の出力を利得可変で増幅する利得制御回路60を有して構成される(例えば特許文献1参照)。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional driver circuit. The driver circuit generates a reference
次に上記従来のドライバー回路の動作について図8の動作波形図を参照して説明する。外部から利得制御回路60をオンする信号100が図8(A)に示すように時刻T0で入力されると、基準電圧生成回路52により発生される基準電圧は図8(B)に示すように時刻T1で所定の基準電圧に達するため、内部制御電圧生成回路54が図8(C)に示すように内部制御電圧200を発生する動作を開始し、バイアス電圧生成回路56が図8 (D)に示すようにバイアス電圧202を発生する動作を開始する。また、このオン信号100が入力されている時、利得制御回路60の利得を設定する外部制御電圧102が内部制御電圧生成回路54に入力される。
Next, the operation of the conventional driver circuit will be described with reference to the operation waveform diagram of FIG. When a
ここで、内部制御電圧生成回路54の始動時に発生される内部制御電圧200は高く、その後下降して外部制御電圧102で指定される設定電圧になる。このため、内部制御電圧生成回路54により発生される内部制御電圧200は勾配Pで立ち下がり、時刻T3になった時点で設定値に達する。
Here, the
この間、バイアス電圧生成回路56から発生されるバイアス電圧202は勾配Qで立ち上がり、時刻T2で設定値になる。このため、固定利得回路58及び利得制御回路60は時刻T2で動作可能状態になり、利得制御回路60は内部制御電圧200が設定値に達する前に始動してしまう。これにより、当初、利得制御回路60は外部制御電圧102により指定される利得よりも高い利得で動作し、その後、内部制御電圧200が時刻T3で所定値に達すると、外部制御電圧102により指定される利得になるため、図8(E)に示すように動作中に利得で変化することによるオーバーシュートが時刻T2とT3の間に利得制御回路60の出力(OUTPUT)400に生じてしまう。
上記のように、従来の利得制御回路60を含むドライバー回路では、利得制御回路60の始動時にオーバーシュートが発生してしまい、これがノイズとなる不要な電波レベルの放射となる。これに対して、例えばW−CDMA方式携帯電話では3GPP(3rd Generation Partnership Project)内のTransmitのON/OFF特性としてのオーバーシュートは±0.5dBと規格化されて、不要な電波レベルの放射を抑制している。この規格を満たすためには、端末セット側にて予めこの利得制御回路60のみをオンしておく等の対策が必要であるが、これでは消費電力が多くなるという問題があった。 As described above, in the driver circuit including the conventional gain control circuit 60, overshoot occurs when the gain control circuit 60 is started, and this becomes an unnecessary radio wave level radiation that becomes noise. On the other hand, for example, in the W-CDMA mobile phone, the overshoot as the ON / OFF characteristic of Transmit in 3GPP (3rd Generation Partnership Project) is standardized to ± 0.5 dB, and unnecessary radio wave level radiation is generated. Suppressed. In order to satisfy this standard, it is necessary to take measures such as turning on only the gain control circuit 60 in advance on the terminal set side. However, this has a problem that power consumption increases.
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、消費電力を増大させることなく、内蔵の利得制御回路の始動時にオーバーシュートがその出力に発生しないようにすることができるドライバー回路及び利得制御回路の起動方法を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent overshoot from occurring at the output of a built-in gain control circuit without increasing power consumption. It is an object of the present invention to provide a driver circuit and a method for starting up a gain control circuit.
本発明は上記目的を達成するため、入力信号を設定された利得で増幅する利得制御回路と、前記利得を設定する制御電圧を発生する制御電圧発生手段と、前記利得制御回路を動作可能状態にするバイアス電圧を発生するバイアス電圧発生手段と、前記制御電圧発生手段により発生される制御電圧が設定値に達した後に、前記バイアス電圧発生手段により発生されるバイアス電圧が設定値に達するように、前記バイアス電圧が初期値から設定値に達するまでの時間と前記制御電圧が初期値から設定値に達するまでの時間を異なるように設定する設定手段とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention makes a gain control circuit that amplifies an input signal with a set gain, control voltage generation means for generating a control voltage for setting the gain, and makes the gain control circuit operable. A bias voltage generating means for generating a bias voltage, and a bias voltage generated by the bias voltage generating means reaches a set value after the control voltage generated by the control voltage generating means reaches a set value. And setting means for setting the time for the bias voltage to reach a set value from an initial value and the time for the control voltage to reach a set value different from each other.
また、本発明は、入力信号を設定された利得で増幅する利得制御回路と、前記利得を設定する制御電圧を発生する制御電圧発生手段と、前記利得制御回路を動作状態にするバイアス電圧を発生するバイアス電圧発生手段と、前記バイアス電圧発生手段により発生されるバイアス電圧が初期値から設定値に達するまでの時間と設定値になったバイアス電圧が初期値に戻るまでの時間を異なるように設定する設定手段とを具備することを特徴とする。 The present invention also provides a gain control circuit for amplifying an input signal with a set gain, control voltage generating means for generating a control voltage for setting the gain, and a bias voltage for operating the gain control circuit. The bias voltage generating means that sets the bias voltage generated by the bias voltage generating means to be different from the time until the bias voltage reaching the set value from the initial value returns to the initial value. And setting means.
また、利得可変で入力信号を増幅する利得制御回路の起動方法であって、前記利得制御回路の利得を設定する制御電圧の立ち上がり時間を同利得制御回路を動作させるバイアス電圧の立ち上がり時間よりも短くし且つ、バイアス電圧の立ち下がり時間を立ち上がり時間よりも短くすることを特徴とする。 A method for starting a gain control circuit for amplifying an input signal with variable gain, wherein a rise time of a control voltage for setting a gain of the gain control circuit is shorter than a rise time of a bias voltage for operating the gain control circuit. In addition, the falling time of the bias voltage is shorter than the rising time.
このように本発明のドライバー回路は、制御電圧発生手段により発生される制御電圧が設定値に達した後に、前記バイアス電圧発生手段により発生されるバイアス電圧が設定値に達するようにしてあるため、制御電圧で利得制御回路の利得が設定された後に、同利得制御回路に設定値のバイアス電圧が入力されて動作を開始するため、利得制御回路が動作した後にその利得が変化するようなことがなくなり、利得制御回路の出力に利得の変化によるオーバーシュートが発生することをなくすことができる。また、バイアス電圧発生手段により発生されるバイアス電圧の初期値から設定値に達するまでの時間に対して、設定値になったバイアス電圧が初期値に戻るまでの時間を短く設定することにより、利得制御回路のオフからオンまでの時間が短い場合でも、バイアス電圧が十分下がったレベルから立ち上がるため、設定値に達するまでの時間が長く取れる。これにより、前記制御電圧が設定値に達した後に、前記バイアス電圧が設定値に達するため、利得制御回路が動作した後にその利得が変化するようなことがなくなり、その出力にオーバーシュートが発生することをなくすことができる。 As described above, the driver circuit of the present invention is configured so that the bias voltage generated by the bias voltage generating means reaches the set value after the control voltage generated by the control voltage generating means reaches the set value. After the gain of the gain control circuit is set with the control voltage, the gain control circuit starts operation by inputting the bias voltage of the set value, so that the gain may change after the gain control circuit operates. Thus, it is possible to eliminate the occurrence of overshoot due to a change in gain at the output of the gain control circuit. In addition, the gain until the bias voltage that has reached the set value returns to the initial value is set shorter than the time from the initial value of the bias voltage generated by the bias voltage generating means to the set value. Even when the time from when the control circuit is turned off to when it is short, the bias voltage rises from a sufficiently lowered level, so that it takes a long time to reach the set value. As a result, since the bias voltage reaches the set value after the control voltage reaches the set value, the gain does not change after the gain control circuit operates, and an overshoot occurs in the output. Can be eliminated.
以上詳細に説明したように、本発明によれば、利得制御回路の利得を制御する内部制御電圧が設定値に達した後に、同利得制御回路を動作させるバイアス電圧が設定値に達するようにすることにより、利得制御回路の利得が設定された後に同利得制御回路が動作するため、利得制御回路の出力から動作中の利得の変化に起因するオーバーシュートの発生をなくすことができる。
更に、バイアス電圧の初期値から設定値に達するまでの時間に対して、設定値になったバイアス電圧が初期値に戻るまでの時間を短く設定することにより、ドライバー回路のオフからオンまでの時間が短くとも、バイアス電圧は十分下がったレベルから立ち上がるため、設定値に達するまでの時間が長く取れるので、この場合も、内部制御電圧が設定値に達した後にバイアス電圧が設定値に達するため、利得制御回路の出力から動作中の利得の変化に起因するオーバーシュートの発生をなくすことができ、どのような場合にも、利得制御回路の出力にオーバーシュートを発生させないようにすることができる。
従って、利得制御回路を常時動作させるなどのW−CDMA方式携帯電話機等の端末設計対策は不要になり、しかも利得制御回路を必要な時のみ動作させればよいので、消費電力を増大させることなく、上記効果を得ることができる。
As described above in detail, according to the present invention, after the internal control voltage for controlling the gain of the gain control circuit reaches the set value, the bias voltage for operating the gain control circuit reaches the set value. Thus, since the gain control circuit operates after the gain of the gain control circuit is set, it is possible to eliminate the occurrence of overshoot due to a change in gain during operation from the output of the gain control circuit.
Furthermore, the time from the turn-off to the turn-on of the driver circuit is set by shortening the time until the bias voltage that has reached the set value returns to the initial value with respect to the time from the initial value of the bias voltage to the set value. Even if is short, the bias voltage rises from a sufficiently lowered level, so it takes a long time to reach the set value. It is possible to eliminate the occurrence of overshoot due to a change in gain during operation from the output of the gain control circuit, and in any case, it is possible to prevent overshoot from occurring in the output of the gain control circuit.
Accordingly, terminal design measures such as a W-CDMA mobile phone that always operates the gain control circuit are not necessary, and the gain control circuit only needs to be operated when necessary, without increasing power consumption. The above effects can be obtained.
消費電力を増大させることなく、ドライバー回路内蔵の利得制御回路の始動時にその出力にオーバーシュートが発生しないようにする目的を、利得制御回路の利得を制御する内部制御電圧が設定値に達した後に、同利得制御回路を動作状態にするバイアス電圧が設定値に達するようにし且つ、バイアス電圧が初期値から設定値に達するまでの時間よりも設定値になったバイアス電圧が初期値に戻るまでの時間を短くするように設定することによって実現した。 After the internal control voltage that controls the gain of the gain control circuit reaches the set value, the purpose is to prevent overshoot from occurring at the output of the gain control circuit built in the driver circuit without increasing the power consumption. The bias voltage for operating the gain control circuit reaches the set value, and the bias voltage that has become the set value is longer than the time until the bias voltage reaches the set value from the initial value until the bias voltage returns to the initial value. This was achieved by setting the time to be shorter.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るドライバー回路の構成を示したブロック図である。ドライバー回路80は、外部から入力されるオン、オフ信号100に基づいて基準電圧を生成する基準電圧生成回路2と、基準電圧生成回路2から出力される基準電圧及び外部から入力される外部制御電圧102に基づいて内部制御電圧200を生成する内部制御電圧生成回路4と、基準電圧生成回路2から出力される基準電圧に基づいて固定利得回路8及び利得制御回路10を動作させるバイアス電圧202を生成するバイアス電圧生成回路6と、外部から入力される入力信号300を利得一定で増幅する固定利得回路8と、固定利得回路8の出力を利得可変で増幅する利得制御回路10を有して構成される。但し、特許請求の範囲の利得制御回路は利得制御回路10に相当し、制御電圧発生手段は内部制御電圧生成回路4に相当し、バイアス電圧発生手段はバイアス電圧生成回路6に相当する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the driver circuit according to the first embodiment of the present invention. The
図2は図1に示したバイアス電圧生成回路6の構成を示した回路図である。バイアス電圧生成回路6は、入力端子18より入力される基準電圧を分圧する分圧回路を形成する抵抗R1及び抵抗R2と、ソースSが共通接続された1対のP型MOSトランジスタ(以降単にトランジスタと称する)TR1、TR2と、トランジスタTR1のドレインDに接続されるN型MOSトランジスタ(以降単にトランジスタと称する)TR3と、トランジスタTR2のドレインDに接続されると共にドレインDとゲートGが共通接続され、トランジスタTR3と共にカレントミラー回路を形成するN型MOSトランジスタ(以降単にトランジスタと称する)TR4と、トランジスタTR1、TR2のソースSと電源電圧VDD間を接続する電流源12と、トランジスタTR1とトランジスタTR3の接続点にゲートGが接続され、ドレインDが電流源14を介して電源電圧VDDに接続され、ソースSがVSS(例えば接地電位)に接続されているN型MOSトランジスタ(以降単にトランジスタと称する)TR5と、トランジスタTR5のドレインDと電流源14の接続点にゲートGが接続され、ドレインDが電源電圧VDDに接続され、ソースSが抵抗R3を介してVSSに接続されているN型MOSトランジスタ(以降単にトランジスタと称する)TR6を有している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the bias voltage generation circuit 6 shown in FIG. The bias voltage generation circuit 6 includes a pair of P-type MOS transistors (hereinafter simply referred to as transistors) in which a resistor S1 and a resistor R2 that form a voltage dividing circuit that divides a reference voltage input from an
更に、トランジスタTR1のゲートGは、分圧回路を形成する抵抗R1及び抵抗R2の接続点に接続され、トランジスタTR2のゲートGは、トランジスタTR6のソースSに接続され、トランジスタTR3、TR4のソースSはVSSに接続されている。また、トランジスタTR5のドレインDとゲートG間には位相補償用コンデンサCが接続されている。更に、分圧回路を形成する抵抗R1の他端に接続された入力端子18から基準電圧が、入力端子16から電源電圧VDDが、入力端子20から接地電圧VSSが入力される。尚、
本実施の形態では、位相補償用コンデンサCの容量を従来のそれよりも大きくしてある。但し、特許請求の範囲の設定手段は位相補償用コンデンサCに相当し、分圧回路は抵抗R1、R2に相当し、第1のトランジスタはトランジスタTR6に相当し、所定電圧発生回路はトランジスタTR1〜TR4及び電流源12に相当し、第2のトランジスタはトランジスタTR5に相当する。
Further, the gate G of the transistor TR1 is connected to the connection point of the resistors R1 and R2 forming the voltage dividing circuit, the gate G of the transistor TR2 is connected to the source S of the transistor TR6, and the sources S of the transistors TR3 and TR4. Is connected to VSS. Further, a phase compensation capacitor C is connected between the drain D and the gate G of the transistor TR5. Further, the reference voltage is input from the
In this embodiment, the capacity of the phase compensation capacitor C is made larger than that of the conventional one. However, the setting means in the claims corresponds to the phase compensation capacitor C, the voltage dividing circuit corresponds to the resistors R1 and R2, the first transistor corresponds to the transistor TR6, and the predetermined voltage generation circuit corresponds to the transistors TR1 to TR1. The second transistor corresponds to TR4 and the
次に本実施の形態の動作について図3の動作波形図を用いて説明する。外部から利得制御回路10をオンする信号100が図3(A)の時刻T0で入力されると、基準電圧生成回路2により発生される基準電圧は図3(B)に示すように時刻T1で所定の基準電圧に到達し、この基準電圧が図2の入力端子18から入力され、図3(D)に示すようにバイアス電圧生成回路6がバイアス電圧202を発生する動作を開始する。このバイアス電圧生成回路6がバイアス電圧202を発生する動作を開始すると同時に、内部制御電圧生成回路4が図3(C)に示すように内部制御電圧200を発生する動作を開始する。また、この時、利得制御回路10の利得を設定する外部制御電圧102が内部制御電圧生成回路4に入力される。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to the operation waveform diagram of FIG. When a
バイアス電圧発生回路6に基準電圧が入力される直前では、電流源12、14が動作しておらず、トランジスタTR1〜TR6はオフであり、トランジスタTR6のソース電圧であるバイアス電圧202も初期値で低くなっている。
Immediately before the reference voltage is input to the bias voltage generation circuit 6, the
入力端子18から基準電圧が時刻T1で入力されると、基準電圧は抵抗R1、抵抗R2により分圧されてトランジスタTR1のゲートGに印加され、トランジスタTR1、トランジスタTR3を通して電流が流れると共に、トランジスタTR2、トランジスタTR4を通して電流が流れる。また、電流源12、14も基準電圧の入力と共に動作し始めるため、トランジスタTR6のソース電圧、即ちバイアス電圧202も時刻T1より上昇を開始する。
When the reference voltage is input from the
トランジスタTR3とトランジスタTR4はカレントミラーを形成しており、トランジスタTR3に流れる電流と同一の電流(TR3とTR4のサイズが同一とする。)がトランジスタTR4にも流れるため、この電流がトランジスタTR2を通してトランジスタTR4に流れるように、トランジスタTR2のゲート電圧(トランジスタTR6のソース電圧)が決まり、この場合のゲート電圧は抵抗R1、抵抗R2による分圧電圧になる。 The transistor TR3 and the transistor TR4 form a current mirror, and the same current as the current flowing through the transistor TR3 (TR3 and TR4 have the same size) flows through the transistor TR4. The gate voltage of the transistor TR2 (source voltage of the transistor TR6) is determined so as to flow through TR4. In this case, the gate voltage is a divided voltage by the resistors R1 and R2.
従って、トランジスタTR2のゲート電圧が分圧電圧になるように、トランジスタTR6とトランジスタTR5に電流が流れなければならないが、そのようになるようにトランジスタTR1とトランジスタTR3の接続点の電圧が決まり、この電圧がトランジスタTR5のゲートGに印加される。 Therefore, a current must flow through the transistors TR6 and TR5 so that the gate voltage of the transistor TR2 becomes a divided voltage, and the voltage at the connection point between the transistors TR1 and TR3 is determined so as to be like this. A voltage is applied to the gate G of the transistor TR5.
この際、トランジスタTR5のドレインDとゲートG間には位相補償用コンデンサCが接続されているため、トランジスタTR1とトランジスタTR3の接続点からこの位相補償用コンデンサCを充電する充電電流が流れ、このコンデンサCが充電されてトランジスタTR5のゲート電圧が所定値となる時点、即ち時刻T3で、トランジスタTR6のソース電圧、即ちバイアス電圧202も設定値となる。
At this time, since the phase compensation capacitor C is connected between the drain D and the gate G of the transistor TR5, a charging current for charging the phase compensation capacitor C flows from the connection point between the transistors TR1 and TR3. At the time when the capacitor C is charged and the gate voltage of the transistor TR5 reaches a predetermined value, that is, at time T3, the source voltage of the transistor TR6, that is, the
従って、バイアス電圧202は時刻T1から時刻T3まで図3(D)に示すような勾配で上昇して設定値となる。この時点が、図3(D)に示した時刻T3の時点(例えば時刻T0から5μ秒後)である。本実施の形態では位相補償用コンデンサCの容量を大きくしてあるため、位相補償用コンデンサCの充電時間が長く、その分、トランジスタTR5のゲート電圧が所定値に達するまでの時間が長くなる。このため、時刻T1から時刻T3までのバイアス電圧202の上昇勾配は小さくなり、設定値に達するまでの時間が長くなる。尚、位相補償用コンデンサCの充電時間を長くするには位相補償用コンデンサCの容量を従来通りとし、充電電流を少なくする方法でも良いが、この例では容量を大きくしてある。
Therefore, the
また、上記バイアス電圧生成回路6の動作と共に、図3(C)の時刻T1より内部制御電圧生成回路4が動作して内部制御電圧200を発生するが、この内部制御電圧200は初期値から下降して時刻T2で設定値に達して安定する。この内部制御電圧200の下降勾配は従来通りであるため、内部制御電圧200が設定値に到達して安定した後にバイアス電圧202が設定値に達する。従って、バイアス電圧202が設定値に達して時刻T3より利得制御回路10が動作を開始するが、この時、内部制御電圧200は既に設定値に達して安定しているため、利得制御回路10の利得は最初から内部制御電圧200の設定値に応じた値になっており、図3(E)で示すように利得制御回路10の出力(Output)400にオーバーシュートは発生しない。
In addition to the operation of the bias voltage generation circuit 6, the internal control
本実施の形態によれば、ドライバー回路80がオフからオンになる時に、バイアス電圧生成回路6から発生するバイアス電圧202の上昇勾配を小さくすることにより、内部制御電圧生成回路4から発生される内部制御電圧200が設定値に達して安定した後にバイアス電圧202が設定値に達して利得制御回路10を動作させることにより、利得制御回路10の動作中に利得が変化することがないため、利得制御回路10の出力400にオーバーシュートを発生させないようにすることができ、オーバーシュートによる不要な電波レベルの放射を無くすことができる。本実施の形態ではドライバー回路80を動作させる時だけ、利得制御回路10を動作させるため、消費電力が増大することなく、上記効果を得ることができる。
According to the present embodiment, when the
図4は、本発明の第2の実施の形態に係るバイアス電圧生成回路に含まれる位相補償用コンデンサの構成を示した平面図と断面図である。但し、本例の構成は上記した第1の実施の形態と同様であるため、以下同一の構成を持つ各部については、その構成動作の説明を省略し、以下、その動作の特徴部分を説明する。 4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view showing the configuration of the phase compensation capacitor included in the bias voltage generation circuit according to the second embodiment of the present invention. However, since the configuration of this example is the same as that of the first embodiment described above, the description of the configuration operation of each unit having the same configuration is omitted, and the characteristic part of the operation is described below. .
上記した第1の実施の形態では、バイアス電圧生成回路6の位相補償用コンデンサCの容量を大きくして、ドライバー回路80のオン時のバイアス電圧202の上昇勾配を小さくしたが、これでは、ドライバー回路80のオフ時(図3の時刻T4)にも、位相補償用コンデンサCからの放電時間が長くなって、バイアス電圧202の下降勾配も小さくなり、余りバイアス電圧202が下がらない内に、ドライバー回路80がオン(図3の時刻T6)すると、内部制御電圧発生回路4から発生される内部制御電圧200が設定値に達する時点(図3の時刻T9)以前にバイアス電圧202が設定値に達してしまうため(図3の時刻T8)、図3(E)に示すように利得制御増幅器10の出力400にオーバーシュートが発生してしまい(図3の時刻T8からT9)、利得制御増幅器10の出力400に発生するオーバーシュートを皆無にすることができなかった。
In the first embodiment described above, the capacitance of the phase compensation capacitor C of the bias voltage generation circuit 6 is increased to reduce the rising gradient of the
そこで、本実施の形態では上記のような場合でも利得制御増幅器10の出力400にオーバーシュートが発生しないようにするために、バイアス電圧生成回路6のトランジスタTR5に接続されている位相補償用コンデンサCとトランジスタTR5のゲートGとの接続位置関係を後述する所定の関係とすることにより、バイアス電圧生成回路6が動作して発生されるバイアス電圧202の上昇勾配を小さくし、バイアス電圧生成回路6がオフしてバイアス電圧202が下降する際の下降勾配を大きくすることにより、上記オーバーシュートの発生を皆無にしている点が第1の実施の形態と異なるところであり、他の構成及び動作は第1の実施の形態と同様である。
Therefore, in this embodiment, in order to prevent overshoot from occurring in the
図4に示した位相補償用コンデンサCはトランジスタTR5のゲートGとドレインD間を接続するもので、図4(A)はその平面図を、図4(B)はそのP−P断面図を示している。図4(A)にて、位相補償用コンデンサCは、板状の広いAl電極32と、この電極32の切り欠き部に、Al電極32とは電気的に分離されて配置されたAl電極34とを有している。
The phase compensation capacitor C shown in FIG. 4 connects between the gate G and the drain D of the transistor TR5. FIG. 4 (A) is a plan view thereof, and FIG. 4 (B) is its P-P sectional view. Show. In FIG. 4A, the phase compensation capacitor C includes a plate-like
図4(B)にて、位相補償用コンデンサCは、P型基板36の上部に形成されたN型のエピタキシャル層38と、このN型のエピタキシャル層38の表面からその内部側に形成されたエミッタ拡散領域40と、このエミッタ拡散領域40とエピタキシャル層38の表面に積層された酸化膜42と、この酸化膜42の上に配置されたAl電極32とAl電極34とにより構成され、エミッタ拡散領域40とAl電極32との間で容量を形成する。また、エミッタ拡散領域40のトランジスタTR5のゲート側端部をAl導体部44によりAl電極34に接続している。尚、トランジスタTR5のゲートGは、図示していないが、図4(B)のP型基板36の左側に形成されているものとする。但し、特許請求の範囲の半導体層はN型のエピタキシャル層38に相当し、エミッタ拡散領域はエミッタ拡散領域40に相当し、第1の電極である導電部材はAl電極32に相当し、第2の電極はAl電極34に相当し、導電路はAl導体部44に相当する。
In FIG. 4B, the phase compensation capacitor C is formed on the inner side of the N-
図5(A)は図4に示した位相補償用コンデンサCの等価回路を示した回路図である。端子46と接地電位との間に、対基板容量C1が接続され、端子46と端子48の間に実容量C2が接続された回路となる。この端子46がAl電極34に相当し、端子48がAl電極32に相当する。端子46はトランジスタTR5のゲートGに接続され、端子48はトランジスタTR5のドレインDに接続される。
FIG. 5A is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the phase compensation capacitor C shown in FIG. A circuit in which a capacitor C1 to the substrate is connected between the terminal 46 and the ground potential and an actual capacitor C2 is connected between the terminal 46 and the terminal 48 is obtained. The terminal 46 corresponds to the
このような等価回路となるのは、図4でエミッタ拡散領域40のトランジスタTR5のゲート側端部からAl導体部44を介してAl電極34を引き出した点にある。逆にエミッタ拡散領域40のトランジスタTR5の反ゲート側端部からAl導体部を介してAl電極34を引き出した場合、その等価回路は図8(B)で示したようになり、図8(A)のそれとは異なったものとなる。
The equivalent circuit is such that the
次に本実施の形態の動作について図6の動作波形図を用いて説明する。図6(A)に示すようにドライバー回路80をオン、オフする信号100が時刻T0でオンしても、バイアス電圧発生回路6に基準電圧が入力される直前では、電流源12、14は動作しておらず、トランジスタTR1〜TR6はオフであり、トランジスタTR6のソース電圧であるバイアス電圧202も初期値で低くなっている。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to the operation waveform diagram of FIG. As shown in FIG. 6A, even when the
図6(B)に示すように基準電圧が時刻T1で立ち上がり、この基準電圧が入力端子18から時刻T1でバイアス電圧生成回路6に入力されると、基準電圧は抵抗R1、抵抗R2により分圧されてトランジスタTR1のゲートGに印加され、トランジスタTR1〜トランジスタTR4が動作すると共に、基準電圧の入力と共に電流源12、14も動作し始めるため、図6(D)に示すように、トランジスタTR6のソース電圧、即ちバイアス電圧202も初期値から上昇し始める。これと同時に、図6(C)に示すように、内部制御電圧発生回路4から発生される内部制御電圧200も初期値から下降し出す。
As shown in FIG. 6B, when the reference voltage rises at time T1 and this reference voltage is input from the
トランジスタTR3とトランジスタTR4はカレントミラーを形成しており、トランジスタTR3に流れる電流と同一の電流(TR3とTR4のサイズが同一とする。)がトランジスタTR4にも流れるため、この電流がトランジスタTR2を通してトランジスタTR4に流れるように、トランジスタTR2のゲート電圧(トランジスタTR6のソース電圧)が決まり、この場合のゲート電圧は抵抗R1、抵抗R2による分圧電圧になる。 The transistor TR3 and the transistor TR4 form a current mirror, and the same current as the current flowing through the transistor TR3 (TR3 and TR4 have the same size) flows through the transistor TR4. The gate voltage of the transistor TR2 (source voltage of the transistor TR6) is determined so as to flow through TR4. In this case, the gate voltage is a divided voltage by the resistors R1 and R2.
従って、トランジスタTR2のゲート電圧が分圧電圧になるように、トランジスタTR1とトランジスタTR3の接続点からトランジスタTR5のゲートGにゲート電圧が供給されるが、その際、位相補償用コンデンサCを充電する充電電流が流れ、このコンデンサCが充電されると、トランジスタTR5のゲート電圧が所定値となって、時刻T3でトランジスタTR6のソース電圧、即ちバイアス電圧202も図6(D)に示すように設定値となる。この時、図6(C)に示すように、内部制御電圧発生回路4から発生される内部制御電圧200は時刻T2で既に設定値となっているため、図6(E)に示すように、利得可変回路10は外部制御電圧102で指定された安定した利得で動作し、その出力400がハイレベルとなる。
Therefore, the gate voltage is supplied from the connection point of the transistors TR1 and TR3 to the gate G of the transistor TR5 so that the gate voltage of the transistor TR2 becomes a divided voltage. At this time, the phase compensation capacitor C is charged. When the charging current flows and the capacitor C is charged, the gate voltage of the transistor TR5 becomes a predetermined value, and the source voltage of the transistor TR6, that is, the
上記した位相補償用コンデンサCを充電する動作を図5(A)の等価回路で説明すると、容量C1と容量C2を充電しなければならず、容量C2を充電する電流は小さくなり、その分、充電が終了するまでの時間が長くなって、トランジスタTR5のゲート電圧が所定値に達するまでの時間が長くなる。それ故、図6(D)に示すように、バイアス電圧202が設定値に達するまでの時間が長く、設定値に達した時には、内部制御電圧生成回路4から出力される内部制御電圧200は既に時刻T2で設定値に達しているため、図6(E)に示すように、利得制御回路10の出力400にオーバーシュートが発生しない。
The operation for charging the phase compensation capacitor C will be described with reference to the equivalent circuit of FIG. 5A. The capacitors C1 and C2 must be charged, and the current for charging the capacitor C2 is reduced. The time until the charging is completed becomes longer, and the time until the gate voltage of the transistor TR5 reaches a predetermined value becomes longer. Therefore, as shown in FIG. 6D, the time until the
次に、図6(A)に示すようにドライバー回路80をオン、オフする信号100が、時刻T4でオフして、その後直ぐに時刻T6でオンした場合、図6(B)の時刻T5で基準電圧が初期値になった時点で、図6(C)、図6(D)に示すように、内部制御電圧200が設定値から上昇し始めると共に、バイアス電圧202が設定値から下降し始める。この場合、トランジスタTR5のゲート電圧がなくなる時点、即ち、位相補償用コンデンサCが時刻T7で放電してしまうと、トランジスタTR6のソース電圧、即ち、バイアス電圧202も初期値に戻る。
Next, as shown in FIG. 6A, when the
上記した位相補償用コンデンサCの放電する動作を図5(A)の等価回路で説明すると、容量C1、容量C2は直列接続された状態で放電するため、放電電流が大きく、位相補償用コンデンサCの放電時間は充電時間に比べて短くなる。それ故、ドライバー回路80のオフ時に、バイアス電圧202が初期値に戻る下降勾配は大きくなり、バイアス電圧202は設定値から短時間で初期値に戻る。従って、図6(A)のオン、オフ信号100が時刻T6で再度オンになり、時刻T8で内部制御電圧200が下降し始めると同時にバイアス電圧202が上昇し始める時は、バイアス電圧202は十分下降しており、初期値から上昇を始めるため設定値に達するまでの時間が長い。それ故、バイアス電圧202が設定値に達した時刻T9には内部制御電圧200は既に設定値に達しているので、図6(E)に示すように、時刻T9で、利得制御回路10の出力400にオーバーシュートは発生しない。
The discharging operation of the phase compensation capacitor C will be described with reference to the equivalent circuit of FIG. 5A. Since the capacitors C1 and C2 are discharged in a state of being connected in series, the discharge current is large and the phase compensation capacitor C2 is discharged. The discharge time is shorter than the charge time. Therefore, when the
尚、位相補償用コンデンサCのエミッタ拡散領域40のトランジスタTR5のゲートGとは反対の方向の端部から電極を引き出した場合、その等価回路は図5(B)となるため、充電時が短く、放電時が長くなってしまうため、上記と逆の動作が起き、オーバーシュートの発生を防止することはできない。 When the electrode is drawn from the end of the phase compensation capacitor C in the direction opposite to the gate G of the transistor TR5 in the emitter diffusion region 40, the equivalent circuit is as shown in FIG. Since the discharge time becomes longer, an operation reverse to the above occurs and the occurrence of overshoot cannot be prevented.
本実施の形態によれば、ドライバー回路80のオン時に、バイアス電圧202の立ち上がりを緩慢にし、ドライバー回路80のオフ時に、バイアス電圧202の立ち下がりを急峻にすることにより、どのような場合にも、特に、ドライバー回路80のオフ、オンの期間が短い時にも、電圧制御回路10の出力400にオーバーシュートが発生しないようにすることができ、本実施の形態のドライバー回路80をW−CDMA方式携帯電話機の送信用電力増幅回路の前段に用いても、3GPP(3rd Generation Partnership Project)内のTransmitのON/OFF特性規格をクリアーすることができる。また、上記効果を消費電力の増大なしで得ることができるため、携帯電話機の電池寿命を長くすることができる。
According to the present embodiment, the rise of the
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。上記実施の形態ではバイアス電圧発生回路6のバイアス電圧202の立ち上がり時間と、立ち下がり時間を異なるものにしたが、内部制御電圧発生回路4の内部制御電圧200の立ち下がり時間を立ち上がり時間に比べて短くすることにより、バイアス電圧202が設定値に達する前に内部制御電圧200が設定値に達しているような調整を行うようにしても良いし、バイアス電圧202と内部制御電圧200の両方の立ち上がり及び立ち下がり時間を調整しても同様の効果を得ることができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can implement also with another various form in a concrete structure, a function, an effect | action, and an effect. In the above embodiment, the rise time and the fall time of the
また、上記実施の形態のバイアス電圧発生回路はMOSトランジスタで構成されることを前提としたが、バイポーラトランジスタで構成しても上記実施の形態と同様の構成で同様の効果を得ることができる。 The bias voltage generation circuit of the above embodiment is assumed to be composed of a MOS transistor. However, even if it is composed of a bipolar transistor, the same effect can be obtained with the same structure as that of the above embodiment.
更に、本実施の形態は携帯電話機の送信用電力増幅器の前段のドライバー回路として使用することが前提であったが、ドライバー回路のオン時にオーバーシュートを発生させたくない機器であれば、本実施の形態のドライバー回路を各種機器のトライバー段として用いることにより、同様の効果を得ることができる。 Furthermore, the present embodiment is premised on use as a driver circuit in front of a transmission power amplifier for a mobile phone. However, if the device does not want to generate an overshoot when the driver circuit is on, the present embodiment The same effect can be obtained by using the driver circuit in the form as a triber stage of various devices.
2……基準電圧生成回路、4……内部制御電圧生成回路、6……バイアス電圧生成回路、8……固定利得回路、10……利得制御回路、12、14……電流源、16、18、20……入力端子、32、34……Al電極、36……P型基板、38……N型のエピタキシャル層、40……エミッタ拡散領域、42……酸化膜、46、48……端子、80……ドライバー回路、C……位相補償用コンデンサ、C1……対基板容量、C2……実容量、R1〜R3……抵抗、TR1〜TR6……トランジスタ。
2 ... Reference voltage generation circuit, 4 ... Internal control voltage generation circuit, 6 ... Bias voltage generation circuit, 8 ... Fixed gain circuit, 10 ... Gain control circuit, 12, 14 ... Current source, 16, 18 , 20... Input terminal, 32, 34... Al electrode, 36... P-type substrate, 38... N-type epitaxial layer, 40. , 80... Driver circuit, C... Phase compensation capacitor, C1 .. capacitance to substrate, C2... Actual capacitance, R1 to R3... Resistor, TR1 to TR6.
Claims (10)
前記利得を設定する制御電圧を発生する制御電圧発生手段と、
前記利得制御回路を動作状態にするバイアス電圧を発生するバイアス電圧発生手段と、 前記制御電圧発生手段により発生される制御電圧が設定値に達した後に、前記バイアス電圧発生手段により発生されるバイアス電圧が設定値に達するように、前記バイアス電圧が初期値から設定値に達するまでの時間と前記制御電圧が初期値から設定値に達するまでの時間を異なるように設定する設定手段と、
を具備することを特徴とするドライバー回路。 A gain control circuit for amplifying an input signal with a set gain;
Control voltage generating means for generating a control voltage for setting the gain;
A bias voltage generating means for generating a bias voltage for operating the gain control circuit; and a bias voltage generated by the bias voltage generating means after the control voltage generated by the control voltage generating means reaches a set value. Setting means for setting the time until the bias voltage reaches the set value from the initial value and the time until the control voltage reaches the set value from the initial value so that the bias voltage reaches the set value,
A driver circuit comprising:
前記利得を設定する制御電圧を発生する制御電圧発生手段と、
前記利得制御回路を動作状態にするバイアス電圧を発生するバイアス電圧発生手段と、 前記バイアス電圧発生手段により発生されるバイアス電圧が初期値から設定値に達するまでの時間と設定値になったバイアス電圧が初期値に戻るまでの時間を異なるように設定する設定手段と、
を具備することを特徴とするドライバー回路。 A gain control circuit for amplifying an input signal with a set gain;
Control voltage generating means for generating a control voltage for setting the gain;
A bias voltage generating means for generating a bias voltage for operating the gain control circuit; a time until the bias voltage generated by the bias voltage generating means reaches a set value from an initial value; A setting means for setting different times until the value returns to the initial value,
A driver circuit comprising:
前記第2のトランジスタのゲート側に対して所定の位置関係にある前記エミッタ拡散領域の端部を前記絶縁層の表面に形成される第2の電極に導電路を介して接続することを特徴とする請求項7記載のドライバー回路。 The phase compensation capacitor includes an emitter diffusion region formed from the surface of the semiconductor layer adjacent to the semiconductor layer in which the bias voltage generating means is formed to the inside, and an insulating layer on the surface of the semiconductor layer. A capacitor is formed between the first electrode and the conductive member that is laminated,
An end of the emitter diffusion region having a predetermined positional relationship with respect to a gate side of the second transistor is connected to a second electrode formed on the surface of the insulating layer through a conductive path. The driver circuit according to claim 7.
前記利得制御回路の利得を設定する制御電圧の立ち上がり時間を同利得制御回路を動作させるバイアス電圧の立ち上がり時間よりも短くし且つ、バイアス電圧の立ち下がり時間を立ち上がり時間よりも短くすることを特徴とする利得制御回路の起動方法。
A method of starting a gain control circuit that amplifies an input signal with variable gain,
The rise time of the control voltage for setting the gain of the gain control circuit is made shorter than the rise time of the bias voltage for operating the gain control circuit, and the fall time of the bias voltage is made shorter than the rise time. To start the gain control circuit.
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