JP2006262264A - 電流制御回路、それを用いた信号増幅装置ならびに電子機器。 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の負荷回路に供給する電流を制御する電流制御回路を小型化する。
【解決手段】 複数の増幅部ＡＭＰ１〜ＡＭＰ４に供給する電流を制御するバイアス電流制御回路１００において、電流生成部１０は、時間とともに変化する第１電流Ｉｃ１と、第１電流と相補的な関係を有する第２電流Ｉｃ２を生成する。複数の電流出力部３０〜３６は、複数の増幅部ＡＭＰ１〜ＡＭＰ４ごとに設けられ、それぞれにバイアス電流Ｉｂｉａｓ１〜Ｉｂｉａｓ４として、第１電流Ｉｃ１、第２電流、または第１電流と第２電流の和（Ｉｃ１＋Ｉｃ２）のいずれかを供給する。電流出力部３０、３２は、バイアス電流Ｉｂｉａｓ１、Ｉｂｉａｓ２が相補的な関係となるように増幅部ＡＭＰ１、ＡＭＰ２を制御する。同様に、電流出力部３４、３６は、バイアス電流Ｉｂｉａｓ３、Ｉｂｉａｓ４が相補的な関係となるように増幅部ＡＭＰ３、ＡＭＰ４を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、負荷回路に供給する電流を制御する電流制御回路に関する。

オーディオ機器においては、微弱な電気信号であるオーディオ信号を増幅してスピーカやイヤホンなどの音声出力部に供給するために、オーディオ信号増幅装置が用いられる。こうしたオーディオ信号増幅装置においては、ボリュームを調節するためにその利得を変化させている。こうしたボリュームの調節にはたとえば特許文献１に記載の可変利得増幅器が用いられる。

オーディオ信号増幅装置においては、利得を変化させる際に、信号の振幅が不連続となると、クリック音などとして知られる不快なノイズがスピーカから発生し、オーディオを聞く人間の聴覚を刺激する。

こうしたクリック音を低減するためには、オーディオ信号増幅装置の利得を緩やかに変化させる必要がある。オーディオ信号増幅装置の利得を緩やかに変化させるためには、キャパシタを備えた時定数回路が用いられる。この時定数回路は、キャパシタを充放電することにより、ある時定数を持って上昇、あるいは下降する電圧を生成し、この電圧にもとづいてオーディオ信号増幅装置の利得を制御する。

特開２００４−３３６１２９号公報

ここで、複数のスピーカを備える電子機器において、各スピーカごとにボリュームを調節する場合を考える。各スピーカごとにボリュームを調節する場合、スピーカごとに設けられた増幅回路について、その利得を緩やかに変化させる必要があるため、各増幅回路ごとに上述の時定数回路を設ける必要がある。

しかしながら、時定数回路を複数設けることは、電子機器において、オーディオ周辺回路の面積を大きくし、またコストを上昇させる原因となってしまう。特に、小型化、低コスト化が進む近年の携帯電話端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）などの電子機器においては、ＩＣチップの占有面積の削減、周辺部品点数の削減が重要な課題となる。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、複数の負荷回路に供給する電流を制御する電流制御回路の小型化にある。

本発明のある態様は、電流制御回路に関する。この電流制御回路は、複数の負荷回路に電流を供給する電流制御回路であって、電流値が時間とともに変化する第１電流と、第１電流と電流値が相補的な関係を有する第２電流を生成する電流生成部と、複数の負荷回路ごとに設けられ、各負荷回路に、第１電流、第２電流、または第１電流と第２電流の和のいずれかを供給する複数の電流出力部と、を備える。

この態様によると、２つの負荷回路に、それぞれ第１電流と第２電流を供給したときでは、電流の増減を逆相とすることができる。また、ある負荷回路に、第１電流と第２電流の和を供給したときには、時間に対して変動しない定電流を供給することができる。その結果、複数の負荷回路の駆動状態を互いに関連づけて、あるいは独立に制御することができる。この電流制御回路によれば、電流生成部により生成される電流を、複数の電流出力部で共通して利用するため、各負荷回路ごとに電流生成部を設ける必要がないため、回路を小型化することができる。

電流生成部は、キャパシタと、キャパシタを充放電する充放電回路と、キャパシタの一端に現れる電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、所定の定電流を生成する定電流源と、を備えてもよい。電圧電流変換回路により変換された電流を第１電流とし、所定の定電流と第１電流との差分を第２電流としてもよい。
キャパシタを含む時定数回路によって生成された第１電流と、所定の定電流との差から第２電流を生成することにより、第１電流と第２電流を、所定の定電流の一定値とすることができる。

電流生成部は、第１電流が流れる経路上に設けられた第１トランジスタと、第２電流が流れる経路上に設けられた第２トランジスタと、を含んでもよい。さらに、複数の負荷回路ごとに設けられる電流出力部は、電流を供給すべき負荷回路が接続される電流出力端子と、電流出力端子と固定電位間に接続され、第１トランジスタとカレントミラー接続された第３トランジスタと、第３トランジスタの電流経路上に設けられた第１スイッチと、電流出力端子と固定電位間に接続され、第２トランジスタとカレントミラー接続された第４トランジスタと、第４トランジスタの電流経路上に設けられた第２スイッチと、を含んでもよい。
この態様によれば、第１スイッチをオンすることにより、電流出力端子から第１電流を出力することができ、第２スイッチをオンすることにより、電流出力端子から第２電流を出力することができ、第１、第２スイッチをともにオンすることにより、電流出力端子から第１電流と第２電流の和を出力することができる。また、負荷回路の数が増加しても、電流出力部を増設すればよく、電圧生成部は共通とすることができるため、回路を小型化することができる。

本発明の別の態様は、信号増幅装置である。この信号増幅装置は、２つの電流出力部を含む電流制御回路と、入力端子および出力端子が共通に設けられ、それぞれ第１利得、第２利得を有する第１、第２増幅部を含む増幅回路であって、第１、第２増幅部に流すバイアス電流によって、第１利得と第２利得を連続的に切り替え可能な増幅回路と、を備える。電流制御回路は、第１、第２増幅部を複数の負荷回路としてバイアス電流を供給する。

この態様によれば、第１増幅部と第２増幅部に相補的な関係を有する第１電流、第２電流をバイアス電流として供給することにより、その増幅回路の利得をシームレスに切り替えることができる。また、第１増幅部あるいは第２増幅部の一方に、第１電流と第２電流の和の電流を供給する場合には、第１電流の変動にかかわらず増幅回路の利得を一定値に固定することができる。

第１増幅部および第２増幅部は、それぞれ可変利得増幅器であってもよい。

増幅回路は複数であって、電流制御回路の電流出力部は、各増幅回路の第１、第２増幅部ごとに複数設けられてもよい。

増幅回路は、第１非反転入力端子および第１反転入力端子に対応づけられた第１差動対と、第２非反転入力端子および第２反転入力端子に対応づけられた第２差動対と、第１、第２差動対に共通に設けられたカレントミラー負荷と、を含む演算増幅器と、複数の抵抗が直列に接続され、その一端が演算増幅器の出力端子に接続された抵抗群と、抵抗群に含まれる複数の抵抗の各接続ノードと、第１反転入力端子との間に設けられた複数のスイッチを含む第１スイッチ群と、複数の抵抗の各接続ノードと、第２反転入力端子との間に設けられた複数のスイッチを含む第２スイッチ群と、第１スイッチ群および第２スイッチ群から、それぞれひとつのスイッチを選択してオンするスイッチ制御部と、第１非反転入力端子および第２非反転入力端子に所定の基準電圧を印加する電圧源と、を備えてもよい。第１増幅部は、第１差動対および第１スイッチ群を含んで構成される反転増幅器であり、第２増幅部は、第２差動対および第２スイッチ群を含んで構成される反転増幅器であり、電流制御回路は、第１差動対および第２差動対のバイアス電流を供給してもよい。
このように構成された増幅回路を用いれば、第１差動対、第２差動対に流すバイアス電流を制御することにより、第１増幅部と第２増幅部の利得を連続的に切り替えることができる。

信号増幅装置は、オーディオ信号を増幅してもよい。電子機器に上記の信号増幅装置を用いることによって、複数のオーディオ信号用の増幅器の利得を独立に制御できるとともに、電流制御回路の電圧生成部を共通とすることができ、セットのサイズを小型化できる。
信号増幅装置は、ひとつの半導体集積回路として形成されてもよい。

本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、音声出力部と、音声出力部に、増幅したオーディオ信号を出力する上述の信号増幅装置と、を備える。
音声出力部とは、スピーカやイヤホンなどを含む。この態様によれば、複数の増幅回路に供給する電流をひとつの電流制御回路で制御することができるため、装置を小型化することができる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明に係る電流制御回路によれば、複数の負荷回路に供給する電流を制御する電流制御回路を小型化することができる。また、本発明に係る信号増幅装置によれば、複数の増幅回路の利得を独立に、緩やかに変化させることができる。

図１は、本実施の形態に係るオーディオマネージメントＩＣ５００を搭載した携帯電話端末６００の構成示すブロック図である。携帯電話端末６００は、処理ユニット５１０、通信処理部５２０、操作部５３０、オーディオマネージメントＩＣ５００、第１スピーカＳＰ１、第２スピーカＳＰ２を備える。

処理ユニット５１０は、ＣＰＵ５１２、メモリ５１４を含み、携帯電話端末６００を統括的に制御するユニットであり、各機能ブロックとバスを介して接続されている。メモリ５１４は、プログラムがロードされ、あるいは携帯電話端末６００の各処理に必要なデータが保持される。
操作部５３０は、ユーザが電話番号や文字等を入力するためのインターフェースであり、ボタンを含む。
通信処理部５２０は、通信に必要な処理を実行する通信ユニットであって、具体的には外部の電話機やサーバからの着信を検出し、または外部の電話機またはサーバに対して発信する。なお、ここでいう着信は、電話の着呼だけでなく、ネットワーク経由のサーバからのパケット通信の着呼も含む。なお、発信についても同様である。携帯電話システムとしては、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ ｓｙｓｔｅｍ）方式を採用したものであってもよく、また、簡易型携帯電話システム、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式やＧＳＭ方式の移動通信システムであってもよい。

以下、本実施の形態に係るオーディオマネージメントＩＣ５００ついて説明する。
オーディオマネージメントＩＣ５００には、第１スピーカＳＰ１、第２スピーカＳＰ２が接続されている。第１スピーカＳＰ１は、通話用スピーカであり、第２スピーカＳＰ２は、着信音を再生し、あるいはその他の音声情報を再生するためのスピーカである。
オーディオマネージメントＩＣ５００は、通話時においては、通信処理部５２０から出力されるデジタルデータを、アナログの音声信号に変換し、第１スピーカＳＰ１に出力する。ユーザは、第１スピーカＳＰ１から出力される音声信号を利用して通話相手との会話を行う。
また、通話時以外、たとえば着信音や着信音メロディなどの音声情報を再生する際には、処理ユニット５１０から出力されるデジタルデータをアナログの音声信号に変換し、第２スピーカＳＰ２から出力する。第１スピーカＳＰ１、第２スピーカＳＰ２から出力される音声信号の音量は、オーディオマネージメントＩＣ５００によって、独立に制御される。

オーディオマネージメントＩＣ５００は、オーディオ信号増幅装置３００、ＤＳＰ３１０、Ｄ／Ａコンバータ３１２を含み、ひとつの半導体回路として集積化されている。ＤＳＰ３１０は、オーディオマネージメントＩＣ５００全体を統括的に制御するデジタル信号処理回路であり、処理ユニット５１０との間でデータの送受を行うインターフェース機能や、音声データをコーディング、デコーディングする機能を備える。ＤＳＰ３１０は、第１スピーカＳＰ１あるいは第２スピーカＳＰ２から再生すべき音声データをデジタルデータとしてＤ／Ａコンバータ３１２に出力する。

Ｄ／Ａコンバータ３１２は、デジタルデータをＤ／Ａ変換し、アナログのオーディオ信号ＳＩＧ１、ＳＩＧ２をオーディオ信号増幅装置３００へと出力する。
アナログのオーディオ信号ＳＩＧ１は、主として通話時に通話相手から発生される音声がアナログ電気信号に変換されたものであり、また、アナログのオーディオ信号ＳＩＧ２は、たとえば、着信音などがアナログ電気信号に変換されたものである。

オーディオ信号増幅装置３００は、バイアス電流制御回路１００、第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０を含む。第１増幅回路２００は、オーディオ信号ＳＩＧ１を増幅し、第１スピーカＳＰ１に出力する。同様に、第２増幅回路２１０は、オーディオ信号ＳＩＧ２を増幅し、第２スピーカＳＰ２に出力する。第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０は、可変利得増幅器であって、第１スピーカＳＰ１、第２スピーカＳＰ２から出力される音声のボリューム調節は、第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０の利得を変化することによって行う。実際の回路においては、第１増幅回路２００や第２増幅回路２１０の前段もしくは後段に、利得が固定された増幅器を備えているが、本実施の形態においては説明の簡略化のため省略している。

ユーザが操作部５３０に対して音量変更に対応した操作を行うと、処理ユニット５１０は、オーディオマネージメントＩＣ５００に対して音量を変更する指示を与える。ＤＳＰ３１０は、ＣＰＵからの指示を受けると、オーディオ信号増幅装置３００に第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０の利得を制御するよう指示する。第１スピーカＳＰ１、第２スピーカＳＰ２の音量は、独立に制御されるため、第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０の利得もそれぞれ独立に制御される。

詳しくは後述するが、図１に図示される第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０は、それぞれが内部に２つの増幅部を備えている。
バイアス電流制御回路１００は、第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０の内部の各増幅部を負荷回路としてバイアス電流を供給し、このバイアス電流を制御することにより第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０の利得を制御する。

図２は、オーディオ信号増幅装置３００の構成を詳細に示す回路図である。上述したように、オーディオ信号増幅装置３００は、バイアス電流制御回路１００、第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０を含む。

第１増幅回路２００は、入力端子２０２に入力されたアナログのオーディオ信号ＳＩＧ１を増幅し、増幅後のオーディオ信号ＳＩＧ３を出力端子２０４から出力する。第１増幅回路２００は、入力端子および出力端子が共通に設けられ、異なる利得を有する第１増幅部ＡＭＰ１、第２増幅部ＡＭＰ２を含む。第１増幅部ＡＭＰ１、第２増幅部ＡＭＰ２の利得をそれぞれ第１利得ｇ１、第２利得ｇ２とする。第１増幅部ＡＭＰ１、第２増幅部ＡＭＰ２は可変利得増幅器であって、その利得ｇ１、ｇ２は、外部から制御可能となっている。
第１増幅部ＡＭＰ１、第２増幅部ＡＭＰ２のバイアス電流は、バイアス電流制御回路１００により制御される。以降、第１増幅部ＡＭＰ１、第２増幅部ＡＭＰ２にそれぞれ供給されるバイアス電流をそれぞれ第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１、第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２という。

第１増幅回路２００は、第１増幅部ＡＭＰ１、第２増幅部ＡＭＰ２に流すバイアス電流によって、いずれをアクティブとするかが切り替え可能となっている。すなわち、第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１を流し、第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２を遮断した場合、第１増幅部ＡＭＰ１がアクティブとなり、第１増幅回路２００全体の利得は第１利得ｇ１となる。逆に、第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２を流し、第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１を遮断した場合、第２増幅部ＡＭＰ２がアクティブとなり、第１増幅回路２００全体の利得は第２利得ｇ２となる。
また、第１増幅部ＡＭＰ１、第２増幅部ＡＭＰ２の両方にバイアス電流Ｉｂｉａｓ１、Ｉｂｉａｓ２を供給する場合、それぞれの電流値に応じて、第１利得ｇ１と第２利得ｇ２の中間値をとる。バイアス電流制御回路１００は、バイアス電流Ｉｂｉａｓ１、Ｉｂｉａｓ２を調節することにより、第１増幅回路２００の利得をｇ１からｇ２の範囲で制御することができる。

第２増幅回路２１０は、入力端子３０２に入力されたアナログのオーディオ信号ＳＩＧ２を増幅し、出力端子３０４から出力する。第２増幅回路２１０は、第１増幅回路２００と同様の構成となっており、第３増幅部ＡＭＰ３、第４増幅部ＡＭＰ４を含む。第３増幅部ＡＭＰ３、第４増幅部ＡＭＰ４の利得はそれぞれ第３利得ｇ３、第４利得ｇ４であり、第２増幅回路２１０全体の利得はｇ３からｇ４の範囲でバイアス電流制御回路１００によって制御される。

バイアス電流制御回路１００は、電流生成部１０、第１電流出力部３０、第２電流出力部３２、第３電流出力部３４、第４電流出力部３６を含む。
電流生成部１０は、時間とともに変化する第１電流Ｉｃ１と、第１電流Ｉｃ１と相補的な関係を有する第２電流Ｉｃ２を生成する。本実施の形態において、「相補的な関係を有する電流」とは、電流値の和が一定となる電流をいう。電流生成部１０は、第１電流Ｉｃ１、第２電流Ｉｃ２を、第１電流出力部３０から第４電流出力部３６へと出力する。
第１電流出力部３０〜第４電流出力部３６は、第１増幅部ＡＭＰ１〜第４増幅部ＡＭＰ４ごとに設けられ、各増幅部に対して、バイアス電流Ｉｂｉａｓ１〜Ｉｂｉａｓ４を供給する。バイアス電流Ｉｂｉａｓ１〜Ｉｂｉａｓ４は、それぞれ第１電流Ｉｃ１、第２電流Ｉｃ２、または第１電流と第２電流の和（Ｉｃ１＋Ｉｃ２）のいずれかの電流となるように第１電流出力部３０〜第４電流出力部３６によって制御される。

図３は、バイアス電流制御回路１００の構成を示す回路図である。バイアス電流制御回路１００は、電流生成部１０、第１電流出力部３０〜第４電流出力部３６を含む。
電流生成部１０は、キャパシタＣ１、充放電回路４０、電圧電流変換回路５０、定電流源６０を含む。
充放電回路４０は、電流源４２、４４を含み、一端が接地されたキャパシタＣ１を充放電する。この充放電回路４０において、電流源４２がオンすることによりキャパシタＣ１が充電され、キャパシタＣ１の一端に現れる電圧Ｖｘ（以下、単にキャパシタ電圧Ｖｘという）が上昇し、電流源４４がオンすることによりキャパシタＣ１が放電され、キャパシタ電圧Ｖｘが下降する。

電圧電流変換回路５０は、キャパシタ電圧Ｖｘを電流に変換する。この電圧電流変換回路５０は、トランジスタＭ１０〜Ｍ１４、テール電流源５２を含む。
トランジスタＭ１０のゲート端子にはキャパシタ電圧Ｖｘが入力され、トランジスタＭ１１のゲート端子には所定の基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。トランジスタＭ１０、Ｍ１１には、テール電流源５２が接続されている。トランジスタＭ１２は、トランジスタＭ１１と接地電位間に接続されている。トランジスタＭ１１、トランジスタＭ１２には、キャパシタ電圧Ｖｘと基準電圧Ｖｒｅｆに応じた電流Ｉｘ１が流れる。

トランジスタＭ１２とトランジスタＭ１３はカレントミラー回路を構成しており、トランジスタＭ１３には、電流Ｉｘ１が増幅された第１電流Ｉｃ１が流れる。トランジスタＭ１３のドレインには、定電流Ｉｓｓを生成する定電流源６０が接続されている。トランジスタＭ１３と並列に接続されたトランジスタＭ１４には、第２電流Ｉｃ２＝（Ｉｓｓ−Ｉｃ１）が流れる。
このようにして電流生成部１０は、相補的な関係を有する第１電流Ｉｃ１、第２電流Ｉｃ２を生成する。

第１電流出力部３０から第４電流出力部３６は、いずれも同一の構成を有しているため、第１電流出力部３０の構成について説明する。
第１電流出力部３０は、電流を供給すべき回路が接続される電流出力端子１０２、トランジスタＭ１５、トランジスタＭ１６、スイッチＳＷ１５、スイッチＳＷ１６を含む。
トランジスタＭ１５は、電流出力端子１０２と固定電位である接地電位間に設けられており、電流生成部１０の第１電流Ｉｃ１が流れる経路上に設けられたトランジスタＭ１３とカレントミラー接続されている。スイッチＳＷ１５は、トランジスタＭ１５と直列に接続されている。
トランジスタＭ１６は、電流出力端子１０２と固定電位である接地電位間に設けられており、電流生成部１０の第２電流Ｉｃ２が流れる経路上に設けられたトランジスタＭ１４とカレントミラー接続されている。スイッチＳＷ１６は、トランジスタＭ１６と直列に接続されている。

第１電流出力部３０は、スイッチＳＷ１５およびスイッチＳＷ１６のオン、オフの状態に応じて、電流出力端子１０２に接続される第１増幅部ＡＭＰ１に供給する第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１の値を制御する。すなわち、スイッチＳＷ１５がオンのとき、Ｉｂｉａｓ１＝Ｉｃ１となり、スイッチＳＷ１６がオンのとき、Ｉｂｉａｓ１＝Ｉｃ２となる。さらに、スイッチＳＷ１５とスイッチＳＷ１６が同時にオンするとき、Ｉｂｉａｓ１＝Ｉｃ１＋Ｉｃ２＝Ｉｓｓとなる。このようにして、第１電流出力部３０は、第１増幅部ＡＭＰ１に第１電流Ｉｃ１、第２電流Ｉｃ２、または第１電流と第２電流の和（Ｉｃ１＋Ｉｃ２＝Ｉｓｓ）のいずれかを供給する。

同様にして、第２電流出力部３２〜第４電流出力部３６は、第２増幅部ＡＭＰ２〜第４増幅部ＡＭＰ４に、バイアス電流として第１電流Ｉｃ１、第２電流Ｉｃ２、または第１電流と第２電流の和（Ｉｃ１＋Ｉｃ２＝Ｉｓｓ）のいずれかを供給する。

次に、図４および図５を用いて、第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０の構成について説明する。第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０は同様の構成であるため、ここでは第１増幅回路２００を例に説明する。
図４は、第１増幅回路２００に使用される演算増幅器ＯＰ１の構成を示す回路図である。この演算増幅器ＯＰ１は、２組の差動入力端子を備える。以下、第１の差動入力端子をＡチャンネル、第２の差動入力端子をＢチャンネルとよぶ。
演算増幅器ＯＰ１は、トランジスタＭ２０〜トランジスタＭ３８、出力増幅段２０を含む。

この演算増幅器ＯＰ１は、トランジスタＭ２０、トランジスタＭ２２により構成され、Ａチャンネルに対応した第１差動対８０と、トランジスタＭ２４、トランジスタＭ２６により構成され、Ｂチャンネルに対応した第２差動対８２の２つの差動対を備える。
トランジスタＭ２０〜トランジスタＭ２６は、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタであって、それぞれのゲート端子は、第１非反転入力端子（＋Ａ）、第１反転入力端子（−Ａ）、第２非反転入力端子（＋Ｂ）、第２反転入力端子（−Ｂ）となっている。

トランジスタＭ２０、トランジスタＭ２２により構成される第１差動対８０には、テール電流源としてトランジスタＭ３２が接続される。このトランジスタＭ３２はトランジスタＭ３４とカレントミラー接続されている。トランジスタＭ３２、Ｍ３４はＰチャンネルＭＯＳトランジスタであり、トランジスタＭ３４のドレイン端子は、第１電流供給端子８４に接続される。第１電流供給端子８４は、バイアス電流制御回路１００の第１電流出力部３０の電流出力端子１０２に接続される。同様に、トランジスタＭ２４、トランジスタＭ２６により構成される第２差動対８２には、トランジスタＭ３６が接続される。トランジスタＭ３６は、トランジスタＭ３８とカレントミラー接続されている。トランジスタＭ３８のドレイン端子は、第２電流供給端子８６に接続される。第２電流供給端子８６は、バイアス電流制御回路１００の第２電流出力部３２の電流出力端子１０４に接続される。
その結果、第１差動対８０には、テール電流として第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１が流れ、第２差動対８２には、テール電流として第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２が流れる。

トランジスタＭ２８、トランジスタＭ３０は、第１差動対８０および第２差動対８２に共通に接続されたカレントミラー負荷である。トランジスタＭ２８、トランジスタＭ３０はＮチャンネルＭＯＳトランジスタであって、ソース端子が接地されており、ゲート端子は、トランジスタＭ２８のドレイン端子に接続されている。
また、トランジスタＭ２８のドレイン端子はトランジスタＭ２０、トランジスタＭ２４のドレイン端子と接続され、同様にトランジスタＭ３０のドレイン端子はトランジスタＭ２２、トランジスタＭ２６のドレイン端子と接続される。
トランジスタＭ２８、トランジスタＭ３０は、第１差動対８０および第２差動対８２の定電流負荷として機能する。

トランジスタＭ３０のドレイン端子には出力増幅段２０が接続されている。出力増幅段２０は、２つの差動対により生成された出力電流Ｉｏｕｔを増幅し、出力端子８８から出力する。出力増幅段２０は、一般的な演算増幅器の出力段、すなわち増幅段とバッファを備えて構成されるものであればよく、その回路形式は本実施の形態において特に限定されるものではない。

以上のように構成された演算増幅器ＯＰ１の動作について説明する。
第１差動対８０の相互コンダクタンスｇｍ１は、ｇｍ１＝√（β×Ｉｂｉａｓ１）で与えられる。ここで、βは、ゲート幅Ｗ、ゲート長Ｌ、移動度μ、ゲート酸化膜のキャパシタンスＣｏｘを用いて、β＝Ｗ／Ｌ×μＣｏｘで与えられる。いま、第１非反転入力端子（＋Ａ）、第１反転入力端子（−Ａ）に入力される電圧の差、すなわち差動入力電圧をＶｉｎ１とすると、第１差動対により生成される差動電流Ｉｏｕｔ１は、Ｉｏｕｔ１＝ｇｍ１×Ｖｉｎ１となる。
同様にして第２差動対８２の相互コンダクタンスｇｍ２は、ｇｍ２＝√（β×Ｉｂｉａｓ２）で与えられ、差動入力電圧をＶｉｎ２とすると、第２差動対８２により生成される差動電流Ｉｏｕｔ２は、Ｉｏｕｔ２＝ｇｍ２×Ｖｉｎ２となる。

出力増幅段２０により増幅される出力電流Ｉｏｕｔは、第１差動対８０および第２差動対８２によりそれぞれ生成される差動電流Ｉｏｕｔ１、Ｉｏｕｔ２の和で与えられる。すなわち、Ｉｏｕｔ＝Ｉｏｕｔ１＋Ｉｏｕｔ２＝ｇｍ１×Ｖｉｎ１＋ｇｍ２×Ｖｉｎ２で与えられる。
このように、差動対の相互コンダクタンスｇｍ１、ｇｍ２は、それぞれ第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１、第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２の関数として与えられる。したがって、この演算増幅器ＯＰ１においては、第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１、第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２を制御することにより、第１差動対８０および第２差動対８２に対応したＡチャンネル、Ｂチャンネルのいずれをアクティブとするかを、連続的に切り替えることができる。

本実施の形態においては、第１差動対８０、第２差動対８２に流れるテール電流の和を一定値Ｉｓｓとなるように制御し、第１差動対８０および第２差動対８２に流すテール電流のいずれを大きくするかによって、Ａチャンネル、Ｂチャンネルのいずれを支配的とするかを調節することができる。
たとえば、Ｉｂｉａｓ１＝０、Ｉｂｉａｓ２＝Ｉｓｓとした場合、第２非反転入力端子（＋Ｂ）、第２反転入力端子（−Ｂ）に入力される電圧が差動増幅され、Ｉｂｉａｓ１＝Ｉｓｓ、Ｉｂｉａｓ２＝０とした場合、第１非反転入力端子（＋Ａ）、第１反転入力端子（−Ａ）に入力される電圧を差動増幅することができる。第１、第２差動対の両方にバイアス電流を供給した場合、Ａチャンネル、Ｂチャンネルそれぞれの差動入力電圧がバイアス電流の平方根に比例して増幅される。

図５は、第１増幅回路２００の構成を示す回路図である。この第１増幅回路２００は、可変利得増幅器であり、オーディオ信号を増幅するオーディオ信号増幅装置３００において、ボリューム調節回路として使用される。
第１増幅回路２００は、抵抗Ｒ２０〜Ｒ２４を含む抵抗群、スイッチＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａ、を含む第１スイッチ群ＳＷａ、スイッチＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂを含む第２スイッチ群ＳＷｂ、第１ミュートスイッチＳＷｍａ、第２ミュートスイッチＳＷｍｂ、スイッチ制御部７０を備える。
抵抗Ｒ２０〜Ｒ２４は直列に接続され、その一端が演算増幅器ＯＰ１の出力端子に接続される。抵抗Ｒ２０〜Ｒ２４の他端には、増幅すべきオーディオ信号ＳＩＧ１が入力される。

第１スイッチ群に含まれるスイッチＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａは、複数の抵抗Ｒ２０〜Ｒ２４の各接続ノードと、演算増幅器ＯＰ１の第１反転入力端子（−Ａ）との間に設けられる。同様に、第２スイッチ群に含まれるスイッチＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂは、複数の抵抗Ｒ２０〜Ｒ２４の各接続ノードと、演算増幅器ＯＰ１の第２反転入力端子（−Ｂ）との間に設けられる。また、第１ミュートスイッチＳＷｍａは、演算増幅器ＯＰ１の第１反転入力端子（−Ａ）と出力端子２０４間に設けられ、第２ミュートスイッチＳＷｍｂは、演算増幅器ＯＰ１の第２反転入力端子（−Ｂ）と出力端子２０４間に設けられる。

スイッチ制御部７０は、第１スイッチ群ＳＷａおよび第１ミュートスイッチＳＷｍａの中から１つのスイッチを選択してオンし、また、第２スイッチ群ＳＷｂおよび第２ミュートスイッチＳＷｍｂの中から、ひとつのスイッチを選択してオンする。図５は、第１スイッチ群ＳＷａのスイッチＳＷ４ａが選択され、第２スイッチ群ＳＷｂのスイッチＳＷ２ｂが選択されてオンとなった状態を示している。このスイッチ制御部７０は、図１のＤＳＰ３１０内部の機能ブロックのひとつとして構成されており、処理ユニット５１０からのボリューム変更の指示に従って、各スイッチのオンオフ状態を制御する。
また、演算増幅器ＯＰ１の第１非反転入力端子（＋Ａ）および第２非反転入力端子（＋Ｂ）には、所定の基準電圧Ｖｃが印加される。

演算増幅器ＯＰ１のＡチャンネル、抵抗Ｒ２０〜Ｒ２４、第１スイッチ群ＳＷａによって１つの反転増幅器が構成される。同様に、演算増幅器ＯＰ１のＢチャンネル、抵抗Ｒ２０〜Ｒ２４、第２スイッチ群ＳＷｂによって一つの反転増幅器が構成される。それぞれの反転増幅器は、図２の第１増幅部ＡＭＰ１、第２増幅部ＡＭＰ２に相当する。スイッチ制御部７０は、第１スイッチ群ＳＷａのいずれをオンするかによって第１増幅部ＡＭＰ１（Ａチャンネル）の第１利得ｇ１を制御し、第２スイッチ群ＳＷｂのいずれをオンするかによって第２増幅部ＡＭＰ２（Ｂチャンネル）の第２利得ｇ２を制御する。
また、第１ミュートスイッチＳＷｍａがオンすると、第１増幅部ＡＭＰ１は全帰還アンプとなり、その出力電圧は、基準電圧Ｖｃに固定される。このとき、第１増幅部ＡＭＰ１の出力信号ＳＩＧ３は、入力信号ＳＩＧ１によらず一定値となるため、第１利得ｇ１が０倍のミュート状態となる。同様に、第２ミュートスイッチＳＷｍｂがオンすると、第２増幅部ＡＭＰ２は全帰還アンプとなり、その出力電圧は基準電圧Ｖｃに固定され、ｇ２＝０となる。

こうして構成された第１増幅回路２００は、演算増幅器ＯＰ１のＡチャンネルおよびＢチャンネルのバイアス電流Ｉｂｉａｓ１、Ｉｂｉａｓ２が第１電流出力部３０、第２電流出力部３２から供給され、第１増幅部ＡＭＰ１、第２増幅部ＡＭＰ２のいずれをアクティブとするかが連続的に切り替えられる。

図６は、第１増幅回路２００の動作を示す図である。第１増幅回路２００に入力されるオーディオ信号ＳＩＧ１の振幅は、説明の簡単のため、一定値であるとする。時刻Ｔ０から時刻Ｔ１の間、バイアス電流制御回路１００のキャパシタ電圧Ｖｘは０Ｖであるとする。このときバイアス電流制御回路１００の電流生成部１０により生成される電流は、第１電流Ｉｃ１＝Ｉｓｓ、第２電流Ｉｃ２＝０となる。また、第１電流出力部３０において、スイッチＳＷ１５がオンし、スイッチＳＷ１６がオフ状態となっている。その結果、演算増幅器ＯＰ１のバイアス電流は、第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１＝Ｉｃ１＝Ｉｓｓ、第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２＝Ｉｃ２＝０となり、Ａチャンネルがアクティブとなっている。
すなわち、オーディオ信号ＳＩＧ１は、第１増幅回路２００の第１増幅部ＡＭＰ１により第１利得ｇ１で反転増幅される。

時刻Ｔ１にユーザが操作部５３０により第１スピーカＳＰ１のボリューム変更を指示すると、処理ユニット５１０からオーディオマネージメントＩＣ５００のＤＳＰ３１０にボリューム変更の指示信号を送出される。
図５のスイッチ制御部７０は、現在アクティブでない第２増幅部ＡＭＰ２の利得ｇ２を、変更後のボリュームに対応した値に設定するために、第２スイッチ群ＳＷｂのいずれかのスイッチをオンとする。

時刻Ｔ１に、バイアス電流制御回路１００において、キャパシタＣ１の充電が開始されると、キャパシタ電圧Ｖｘが徐々に増加し、時刻Ｔ２に電圧Ｖｍａｘに達する。キャパシタＶｘが増加すると、第１電流Ｉｃ１は減少し、第２電流Ｉｃ２が増加する。このとき、第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１が徐々に減少し、第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２が徐々に増加する。この結果、演算増幅器ＯＰ１のＢチャンネルが徐々にアクティブとなり、第１増幅回路２００の利得が第１利得ｇ１から第２利得ｇ２へと徐々に変化していき、増幅されたオーディオ信号ＳＩＧ３の振幅も連続的に変化し、ボリュームがなめらかに切り替えられる。
時刻Ｔ２には、Ｉｂｉａｓ２＝Ｉｓｓとなり、Ｂチャンネルのみがアクティブとなり、第１増幅回路２００の利得は第２増幅部ＡＭＰ２の第２利得ｇ２となる。

このように、バイアス電流制御回路１００により、第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１および第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２を相補的な関係を保ちつつ連続的に変化させることによって、第１増幅回路２００の利得を、第１利得ｇ１と第２利得ｇ２の範囲で連続的に変化させることができる。その結果、第１増幅回路２００から出力されるオーディオ信号ＳＩＧ３は不連続とならず、その振幅を徐々に変化させることができ、第１スピーカＳＰ１からいわゆるクリック音が発生するのを防止することができる。

その後、ユーザから再度ボリューム変更の指示を受けると、スイッチ制御部７０は、現在アクティブでない第１増幅部ＡＭＰ１の利得ｇ１を変更後のボリュームに対応した値に設定し、その後、第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１を徐々に増加させることにより、ボリュームを再度切り替える。

このように、本実施の形態に係るオーディオマネージメントＩＣ５００では、ボリュームの変更があるたびに第１増幅回路２００の第１増幅部ＡＭＰ１、第２増幅部ＡＭＰ２を交互に使用する。ボリュームの変更、すなわち第１増幅回路２００の利得が変更されるたびに、第１増幅部ＡＭＰ１と第２増幅部ＡＭＰ２のバイアス電流をなめらかに変化させることによって、利得の切り替えに際しクリック音と呼ばれるノイズが発生するのを防止することができる。

図５とは逆に、時刻Ｔ０にキャパシタＣ１が充電された状態（Ｖｘ＝Ｖｍａｘ）である場合には、第１増幅回路２００の利得を第１利得ｇ１から第２利得ｇ２へ変化させるために、第１電流出力部３０のスイッチＳＷ１６をオンし、スイッチＳＷ１５をオフすればよく、第２電流出力部３２のスイッチＳＷ１８をオフし、スイッチＳＷ１７をオンすればよい。このとき、第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１が第２電流Ｉｃ２＝Ｉｓｓに設定され、第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２が第１電流Ｉｃ１＝０に設定されるため、時間とともに第１電流Ｉｃ１が徐々に増加すると、演算増幅器ＯＰ１のＢチャンネルが徐々にアクティブとなり、第１増幅回路２００の利得が第１利得ｇ１から第２利得ｇ２へと徐々に変化していく。

また、第１ミュートスイッチＳＷｍａ、あるいは第２ミュートスイッチＳＷｍｂのいずれかをオンし、第１利得ｇ１または第２利得ｇ２のいずれかを０倍に設定することにより、ミュート状態と鳴動状態を滑らかに切り替え、ノイズ音が発生するのを防止することも可能となる。
上述したように、オーディオマネージメントＩＣ５００において、第１増幅回路２００および第２増幅回路２１０の利得は独立に制御される。したがって、図５に示すようにして第１増幅回路２００の利得が制御される間、第２増幅回路２１０の利得は一定値に保たれている必要がある。
たとえば、時刻Ｔ０〜Ｔ１の間、Ｉｂｉａｓ３＝Ｉｓｓ、Ｉｂｉａｓ４＝０に設定され、第３増幅部ＡＭＰ３がアクティブであって、第２増幅回路２１０の利得が第３利得ｇ３に設定されているとする。
時刻Ｔ１〜Ｔ２の間、バイアス電流制御回路１００のキャパシタ電圧Ｖｘが変化すると、第１電流Ｉｃ１、第２電流Ｉｃ２が時間とともに変化する。このとき、バイアス電流制御回路１００の第３電流出力部３４はスイッチＳＷ１９、ＳＷ２０をともにオンし、第４電流出力部３６はスイッチＳＷ２１、ＳＷ２２をオフとする。

その結果、第１電流Ｉｃ１、第２電流Ｉｃ２が時間とともに変化しても、第３バイアス電流Ｉｂｉａｓ３は、Ｉｃ１＋Ｉｃ２＝Ｉｓｓの一定値をとり、第４バイアス電流Ｉｂｉａｓ４＝０の一定値をとるため、第２増幅回路２１０の利得は、第３増幅部ＡＭＰ３の利得ｇ３の一定値に保たれ続ける。

逆に、時刻Ｔ０〜Ｔ１の間に第２増幅回路２１０の第４増幅部ＡＭＰ４がアクティブであった場合、第３電流出力部３４のスイッチＳＷ１９、ＳＷ２０をオフとし、第４電流出力部３６のスイッチＳＷ２１、ＳＷ２２をオンとすることにより、第２増幅回路２１０の利得を第４利得ｇ４の一定値に保つことができる。
以上が、オーディオ信号増幅装置３００の基本的な動作である。

図７は、オーディオ信号増幅装置３００の状態遷移図を示す。
オーディオ信号増幅装置３００において、第１増幅回路２００およびバイアス電流制御回路１００に着目すると、図７に示す４つの状態を遷移する。
第１状態ＳＴＴ１は、第１増幅回路２００の第１増幅部ＡＭＰ１がアクティブであり、バイアス電流制御回路１００のキャパシタＣ１が充電された状態である。
第２状態ＳＴＴ２は、第１増幅回路２００の第１増幅部ＡＭＰ１がアクティブであり、バイアス電流制御回路１００のキャパシタＣ１が放電された状態である。
第３状態ＳＴＴ３は、第１増幅回路２００の第２増幅部ＡＭＰ２がアクティブであり、バイアス電流制御回路１００のキャパシタＣ１が充電された状態である。
第４状態ＳＴＴ４は、第１増幅回路２００の第２増幅部ＡＭＰ２がアクティブであり、バイアス電流制御回路１００のキャパシタＣ１が放電された状態である。

第１状態ＳＴＴ１では、バイアス電流制御回路１００のキャパシタＣ１が充電され、Ｖｘ＝Ｖｍａｘとなっているため、第１電流Ｉｃ１＝０、第２電流Ｉｃ２＝Ｉｓｓである。このとき、第１電流出力部３０は、スイッチＳＷ１５がオフ、スイッチＳＷ１６がオンとなっており、第１増幅回路２００の演算増幅器ＯＰ１のＡチャンネルには、第２電流Ｉｃ２＝Ｉｓｓが供給され、第１増幅部ＡＭＰ１がアクティブに設定される。また、第２電流出力部３２は、スイッチＳＷ１７がオン、スイッチＳＷ１８がオフとなっており、第１増幅回路２００の演算増幅器ＯＰ１のＢチャンネルには、バイアス電流が供給されない。

第２状態ＳＴＴ２では、バイアス電流制御回路１００のキャパシタＣ１が放電され、Ｖｘ＝０となっているため、第１電流Ｉｃ１＝Ｉｓｓ、第２電流Ｉｃ２＝０である。このとき、第１電流出力部３０は、スイッチＳＷ１５がオン、スイッチＳＷ１６がオフとなっている。また、第２電流出力部３２は、スイッチＳＷ１７がオフ、スイッチＳＷ１８がオンとなっている。その結果、第１増幅回路２００の演算増幅器ＯＰ１のＡチャンネルには、第１電流Ｉｃ１＝Ｉｓｓが供給され、第１状態と同様、第１増幅部ＡＭＰ１がアクティブに設定される。

第３状態ＳＴＴ３では、第１電流Ｉｃ１＝０、第２電流Ｉｃ２＝Ｉｓｓである。また、第１電流出力部３０のスイッチＳＷ１５がオン、スイッチＳＷ１６がオフであり、第２電流出力部３２のスイッチＳＷ１７がオフ、スイッチＳＷ１８がオンとなり、第２増幅部ＡＭＰ２がアクティブに設定される。
第４状態ＳＴＴ４では、第１電流Ｉｃ１＝Ｉｓｓ、第２電流Ｉｃ２＝０である。また、第１電流出力部３０のスイッチＳＷ１５がオン、スイッチＳＷ１６がオフであり、第２電流出力部３２のスイッチＳＷ１７がオフ、スイッチＳＷ１８がオンとなり、第２増幅部ＡＭＰ２がアクティブに設定される。

ボリュームを変更する際には、第１増幅部ＡＭＰ１と第２増幅部ＡＭＰ２の間でアクティブとする増幅器を切り替えるが、このときバイアス電流Ｉｂｉａｓ１、Ｉｂｉａｓ２を時間とともに変化させる必要があるため、キャパシタＣ１の充放電状態を変化させる必要がある。言い換えれば、キャパシタＣ１の充放電状態を変化させずにボリュームを変更することはできないため、第１状態と第３状態間の遷移、第２状態と第３状態間の遷移は存在しない。

図８は、図７の各状態遷移でのスイッチＳＷ１５からスイッチＳＷ１８のオンオフ状態を示す図である。
第１、第２状態間の遷移Ｓ１２、Ｓ２１および第３、第４状態間の遷移Ｓ３４、Ｓ４３は、キャパシタＣ１の充放電状態のみが変化し、アクティブに設定される増幅部の切り替えられないため、第１増幅回路２００の利得は一定値に保たれる。すなわち、これらの遷移では、第２増幅回路２１０の利得が制御され、第２スピーカＳＰ２のボリュームが制御されている。
第１、第２状態間の遷移Ｓ１２、Ｓ２１では、第１増幅部ＡＭＰ１がアクティブの状態が保たれるため、スイッチＳＷ１５、ＳＷ１６がオン、スイッチＳＷ１７、ＳＷ１８がオフとされ、第１バイアス電流Ｉｂｉａｓ１がＩｃ１＋Ｉｃ２＝Ｉｓｓの一定値に保たれる。
同様に、第３、第４状態間の遷移Ｓ３４、Ｓ４３では、第２増幅部ＡＭＰ２がアクティブの状態が保たれるため、スイッチＳＷ１５、ＳＷ１６がオフ、スイッチＳＷ１７、ＳＷ１８がオンとされ、第２バイアス電流Ｉｂｉａｓ２がＩｃ１＋Ｉｃ２＝Ｉｓｓの一定値に保たれる。

第１、第４状態間の遷移Ｓ１４、Ｓ４１および第２、第３状態間の遷移Ｓ２３、Ｓ３２では、第１増幅回路２００のアクティブに設定される増幅部が切り替えられ、第１スピーカＳＰ１のボリュームが変更される場合に相当する。
第１、第４状態では、いずれもスイッチＳＷ１５がオフ、スイッチＳＷ１６がオン、スイッチＳＷ１７がオン、スイッチＳＷ１８がオフであるため、遷移Ｓ１４、Ｓ４１においても、スイッチはそのままの状態に保たれる。
同様に、第２、第３状態では、いずれもスイッチＳＷ１５がオン、スイッチＳＷ１６がオフ、スイッチＳＷ１７がオフ、スイッチＳＷ１８がオンであるため、遷移Ｓ２３、Ｓ３２においても、スイッチはそのままの状態に保たれる。

このように、本実施の形態に係るオーディオマネージメントＩＣ５００では、バイアス電流制御回路１００に増幅部ごとに電流出力部を設け、一の増幅部に供給する電流と他の増幅部に供給する電流とを独立に、あるいは互いに相補的な関係を保ちつつ変化させている。その結果、バイアス電流制御回路１００の電流生成部１０を、第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０で共有することができるため、回路素子数、ひいてはオーディオマネージメントＩＣ５００のチップサイズを小型化することができる。特に、電流生成部１０のキャパシタＣ１は大きな容量値が必要とされるため、電流生成部１０を共有することによるオーディオマネージメントＩＣ５００を小型化することができる。

上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態では、オーディオマネージメントＩＣ５００が第１増幅回路２００、第２増幅回路２１０の２つの可変利得増幅器を備える場合について説明したが、これには限定されず、さらに別の増幅回路を備えていてもよい。この場合、追加された増幅回路に対してバイアス電流を供給するために、バイアス電流制御回路１００の電流出力部を、第１電流出力部３０から第４電流出力部３６と並列に新たに設ければよい。

実施の形態において、バイアス電流制御回路１００の電流生成部１０は、キャパシタＣ１を充放電することによって時間とともに変化する電流を生成したが、これには限定されない。たとえば、時間とともに変化するデジタルデータを生成するユニットと、このユニットから出力されるデジタルデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータを用い、Ｄ／Ａコンバータの出力電圧を電圧電流変換回路５０に入力することによっても、時間とともに変化する第１電流Ｉｃ１、第２電流Ｉｃ２を生成することができる。

実施の形態において、オーディオマネージメントＩＣ５００は、携帯電話端末に搭載される場合について説明したが、これには限定されず、ＣＤプレイヤ、ＭＤプレイヤ、ＰＤＡなど、スピーカやイヤホンなどの音声出力部を備えるさまざまな電子機器に搭載することができる。

バイアス電流制御回路１００の用途としては、オーディオ信号増幅用の増幅回路の制御に限定されるものではなく、通信用の信号増幅器など、他の用途に用いられる増幅回路の利得制御に用いてもよい。
さらに、実施の形態に係るバイアス電流制御回路１００は、増幅回路を負荷回路として電流制御を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、その他の負荷回路を対象として、供給する電流を制御してもよい。
増幅回路の利得制御以外への本発明に係る電流制御回路の用途としては、たとえば、複数チャンネルを備えるスイッチングレギュレータやチャージポンプなどの電源回路において、チャンネル毎に独立したソフトスタート制御を行うような場合に適用することができる。この場合、電流制御回路の電流出力部から各チャンネルに出力される電流を電圧に変換し、この電圧にもとづいて各チャンネルごとにソフトスタートを行えばよい。

実施の形態に係るオーディオマネージメントＩＣを搭載した携帯電話端末の構成示すブロック図である。 オーディオ信号増幅装置の構成を詳細に示す回路図である。 バイアス電流制御回路の構成を示す回路図である。 第１増幅回路に使用される演算増幅器の構成を示す回路図である。 第１増幅回路の構成を示す回路図である。 第１増幅回路の動作を示す図である。 オーディオ信号増幅装置の状態遷移図である。 図７の各状態遷移における各スイッチのオンオフ状態を示す図である。

符号の説明

１０ 電流生成部、 Ｃ１ キャパシタ、 ３０〜３６ 電流出力部、 Ｃ１ キャパシタ、 ４０ 充放電回路、 ５０ 電圧電流変換回路、 ６０ 定電流源、 １００ バイアス電流制御回路、 １０２ 電流出力端子、 １０４ 電流出力端子、 １０６ 電流出力端子、 １０８ 電流出力端子、 ２００ 第１増幅回路、 ２１０ 第２増幅回路、 ＡＭＰ１ 第１増幅部、 ＡＭＰ２ 第２増幅部、 ＡＭＰ３ 第３増幅部、 ＡＭＰ４ 第４増幅部、 ＯＰ１ 演算増幅器、 ＳＰ１ 第１スピーカ、 ＳＰ２ 第２スピーカ、 ３００ オーディオ信号増幅装置、 ５００ オーディオマネージメントＩＣ、 ６００ 携帯電話端末。

Claims (10)

1. 複数の負荷回路に供給する電流を制御する電流制御回路であって、
   電流値が時間とともに変化する第１電流と、前記第１電流と電流値が相補的な関係を有する第２電流を生成する電流生成部と、
   前記複数の負荷回路ごとに設けられ、各負荷回路に、前記第１電流、前記第２電流、または前記第１電流と第２電流の和のいずれかを供給する複数の電流出力部と、
   を備えることを特徴とする電流制御回路。
2. 前記電流生成部は、
   キャパシタと、
   前記キャパシタを充放電する充放電回路と、
   前記キャパシタの一端に現れる電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、
   所定の定電流を生成する定電流源と、を備え、
   前記電圧電流変換回路により変換された電流を前記第１電流とし、前記所定の定電流と前記第１電流との差分を前記第２電流とすることを特徴とする請求項１に記載の電流制御回路。
3. 前記電流生成部は、
   前記第１電流が流れる経路上に設けられた第１トランジスタと、
   前記第２電流が流れる経路上に設けられた第２トランジスタと、を含み、
   前記複数の負荷回路ごとに設けられる電流出力部は、
   電流を供給すべき負荷回路が接続される電流出力端子と、
   前記電流出力端子と固定電位間に接続され、前記第１トランジスタとカレントミラー接続された第３トランジスタと、
   前記第３トランジスタの電流経路上に設けられた第１スイッチと、
   前記電流出力端子と固定電位間に接続され、前記第２トランジスタとカレントミラー接続された第４トランジスタと、
   前記第４トランジスタの電流経路上に設けられた第２スイッチと、
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電流制御回路。
4. ２つの電流出力部を含む請求項１から３のいずれかに記載の電流制御回路と、
   入力端子および出力端子が共通に設けられ、それぞれ第１利得、第２利得を有する第１、第２増幅部を含む増幅回路であって、前記第１、第２増幅部に流すバイアス電流によって、その利得を、前記第１利得と前記第２利得の間で連続的に切り替え可能な増幅回路と、を備え、
   前記電流制御回路は、前記第１、第２増幅部を複数の負荷回路としてバイアス電流を供給することを特徴とする信号増幅装置。
5. 前記第１増幅部および第２増幅部は、それぞれ可変利得増幅器であることを特徴とする請求項４に記載の信号増幅装置。
6. 前記増幅回路は複数設けられ、前記電流制御回路の前記電流出力部は、各増幅回路の前記第１、第２増幅部ごとに複数設けられることを特徴とする請求項４または５に記載の信号増幅装置。
7. 前記増幅回路は、
   第１非反転入力端子および第１反転入力端子に対応づけられた第１差動対と、第２非反転入力端子および第２反転入力端子に対応づけられた第２差動対と、前記第１、第２差動対に共通に設けられたカレントミラー負荷と、を含む演算増幅器と、
   複数の抵抗が直列に接続され、その一端が前記演算増幅器の出力端子に接続された抵抗群と、
   前記抵抗群に含まれる複数の抵抗の各接続ノードと、前記第１反転入力端子との間に設けられた複数のスイッチを含む第１スイッチ群と、
   前記複数の抵抗の各接続ノードと、前記第２反転入力端子との間に設けられた複数のスイッチを含む第２スイッチ群と、
   前記第１スイッチ群および前記第２スイッチ群から、それぞれひとつのスイッチを選択してオンするスイッチ制御部と、
   前記第１非反転入力端子および前記第２非反転入力端子に所定の基準電圧を印加する電圧源と、を備え、
   前記第１増幅部は、前記第１差動対および前記第１スイッチ群を含んで構成される反転増幅器であり、前記第２増幅部は、前記第２差動対および前記第２スイッチ群を含んで構成される反転増幅器であり、
   前記電流制御回路は、前記第１差動対および前記第２差動対のバイアス電流を供給することを特徴とする請求項４または５に記載の信号増幅装置。
8. 前記信号増幅装置は、オーディオ信号を増幅することを特徴とする請求項４または５に記載の信号増幅装置。
9. 前記信号増幅装置は、ひとつの半導体集積回路として形成されたことを特徴とする請求項４または５に記載の信号増幅装置。
10. 音声出力部と、
    前記音声出力部に、増幅したオーディオ信号を出力する請求項８に記載の信号増幅装置と、
    を備えることを特徴とする電子機器。

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