JP2008294682A - 可変インピーダンス回路、それを用いた可変インピーダンスシステム、フィルタ回路、増幅器、通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1トランジスタM1は、差動入力信号の一方を受ける第1端子と、インピーダンスを変化させるための制御信号を受ける第2端子と、第2トランジスタと接続された第3端子と、基板に電位を供給するための第4端子とを含む。第2トランジスタM2は、差動入力信号の他方を受ける第5端子と、制御信号を受ける第6端子と、第1トランジスタと接続された第7端子と、基板に電位を供給するための第8端子とを含む。第3端子、第4端子、第7端子および第8端子が接続される。
【選択図】図2
Description
図1は、従来技術における可変インピーダンス回路の一例を示す(特許文献1の図1参照)。図1にて、FET4aのゲート端子を抵抗素子6aの一端と抵抗素子7の一端に、ドレイン端子を入出力端子2とキャパシタ8aの一端に、ソース端子を電界効果トランジスのソース端子に各々接続する。FET4bのゲート端子を抵抗素子7の他端と抵抗素子5bの一端に、ドレイン端子を入出力端子3とキャパシタ8bの一端に各々接続する。キャパシタ8aの他端は抵抗素子6aの他端と抵抗素子5aの一端に接続し、キャパシタ8bの他端は抵抗素子6bの他端と抵抗素子5bの一端に接続する。抵抗素子5aの他端と抵抗素子5bの他端はインピーダンス制御端子1に接続する。二つのFET4a、4bを直列に接続することにより一方のFETをダイオード的に振る舞わせ、入力信号電圧の極性などにより電流の直線性が大きく低下することを抑制している。
Ids=2K{(Vgs−VT)−Vds/2}Vds ・・・(式1)
Kはトランスコンダクタンスパラメータ、VTは閾値電圧を表す。
VT=VT0+γ{√(2φgs+Vsb)−√(2φgs)} ・・・(式2)
γはデバイス定数、φは強反転層における表面電位、Vsbはソース−サブストレート間電圧を表す。
R1a:R1b:R1c=α1:α2:α3 ・・・(式3)
R2a:R2b:R2c=α1:α2:α3 ・・・(式4)
(L1a/W1a):(L1b/W1b):(L1b/W1b)=α1:α2:α3 ・・・(式5)
(L2a/W2a):(L2b/W2b):(L2b/W2b)=α1:α2:α3 ・・・(式6)
L1は第1トランジスタM1のゲート長、W1は第1トランジスタM1のゲート幅、L2は第1トランジスタM2のゲート長、およびW2は第1トランジスタM2のゲート幅を表す。
Z1:Z2:Z3=α1:α2:α3 ・・・(式7)
Zは可変インピーダンス回路100のインピーダンスの値を表す。
Q1(Vc)=Gm・Z1・√(C21/C22) ・・・(式8)
Q2(Vc)=Gm・Z2・√(C31/C32) ・・・(式9)
Q3(Vc)=Gm・Z3・√(C41/C42) ・・・(式10)
図8は、本実施の形態に係る可変インピーダンス回路100を適用した差動増幅回路300の構成を示す図である。差動増幅回路300は、一対のトランジスタM11、M12、定電流源50、一対の負荷L11、L12、および可変インピーダンス回路100を備える。負荷L11、L12には、抵抗、ゲート電位が固定されたトランジスタ、共振器などを用いることができる。
図9は、本実施の形態に係る可変インピーダンス回路100を適用したハイパスフィルタ400の構成を示す図である。ハイパスフィルタ400は、容量C50および可変インピーダンス回路100を備える。容量C50は、入力端子16と出力端子18との間に設けられる。容量C50の出力端子22側に可変インピーダンス回路100を接続する。なお、変形例1、2に係る可変インピーダンス回路110、120を接続してもよい。可変インピーダンス回路100の他端は、所定の固定電位、ここではグラウンド電位に接続する。可変インピーダンス回路100のインピーダンスの値を制御することにより、カットオフ周波数を制御することができる。実施の形態に係る可変インピーダンス回路100を適用することにより、従来の可変インピーダンス回路を用いた場合より、広帯域にわたり線形性を向上させることができる。
図10は、本実施の形態に係る可変インピーダンス回路100を適用した増幅器500の構成を示す図である。増幅器500は、オペアンプOP、および二つの可変インピーダンス回路100を備える。オペアンプOPの反転入力端子には、一方の可変インピーダンス回路100が接続され、非反転入力端子には、所定の固定電位、ここではグラウンド電位が接続される。オペアンプOPの出力端子と反転入力端子との間の帰還経路に、他方の可変インピーダンス回路100が接続される。なお、少なくともいずれかの一方の可変インピーダンス回路100の代わりに、変形例1、2に係る可変インピーダンス回路110、120を接続してもよい。
Claims (10)
- 第1トランジスタおよび第2トランジスタが直列に接続された可変インピーダンス回路であって、
前記第1トランジスタは、差動入力信号の一方を受ける第1端子と、インピーダンスを変化させるための制御信号を受ける第2端子と、前記第2トランジスタと接続された第3端子と、基板に電位を供給するための第4端子と、を含み、
前記第2トランジスタは、前記差動入力信号の他方を受ける第5端子と、前記制御信号を受ける第6端子と、前記第1トランジスタと接続された第7端子と、基板に電位を供給するための第8端子と、を含み、
前記第3端子、前記第4端子、前記第7端子および前記第8端子が接続されたことを特徴とする可変インピーダンス回路。 - 前記第1端子に接続され、前記差動入力信号の一方を分圧して前記第1トランジスタに供給する第1抵抗と、
前記第5端子に接続され、前記差動入力信号の他方を分圧して前記第2トランジスタに供給する第2抵抗と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の可変インピーダンス回路。 - 当該可変インピーダンス回路と並列に接続され、前記差動入力信号を受ける並列抵抗をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の可変インピーダンス回路。
- 請求項1から3のいずれかに記載の可変インピーダンス回路を複数備え、
単一の制御信号で複数の可変インピーダンス回路のそれぞれのインピーダンスが制御されることを特徴とする可変インピーダンスシステム。 - 差動型のフィルタ部を複数段、縦列接続したフィルタ回路であって、
各段のフィルタ部に、請求項4に記載の可変インピーダンスシステムの各可変インピーダンス回路が設けられることを特徴とするフィルタ回路。 - 前記単一の制御信号で当該フィルタ回路のQ値または極を制御することを特徴とする請求項5に記載のフィルタ回路。
- 請求項1から3のいずれかに記載の可変インピーダンス回路が、差動増幅回路の出力端子間に設けられることを特徴とする増幅器。
- 請求項1から3のいずれかに記載の可変インピーダンス回路が、オペアンプの入力端子およびその帰還経路の少なくとも一方に接続されることを特徴とする増幅器。
- 所定の周波数で発振する局部発振器と、
前記局部発振器の発振信号とアンテナから受信した信号とをミキシングするミキサ回路と、
前記ミキサ回路により周波数変換された信号をフィルタリングする請求項5または6に記載のフィルタ回路と、
を備えることを特徴とする通信システム。 - 所定の周波数で発振する局部発振器と、
前記局部発振器の発振信号とアンテナから受信した信号とをミキシングするミキサ回路と、
前記ミキサ回路により周波数変換された信号を増幅する請求項7または8に記載の増幅器と、
を備えることを特徴とする通信システム。
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