JP2009033323A

JP2009033323A - カットオフ周波数調整方法、ＧｍＣフィルタ回路及び半導体装置

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Publication number: JP2009033323A
Application number: JP2007193424A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiro Mizumasa; 竜大水正
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-02-12
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Abstract

【課題】本発明は、カットオフ周波数調整方法、ＧｍＣフィルタ回路及び半導体装置に関し、ＧmＣ値を一定にすると共に、低消費電力化を同時に実現可能とすることを目的とする。
【解決手段】Ｇm値が制御可能なＯＴＡ回路及びコンデンサを備えたＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を調整するカットオフ周波数調整方法において、ＯＴＡ回路の出力で電荷を充電するコンデンサの電圧に基づいてＯＴＡ回路のＧm値を検出し、検出されたＧm値に基づいてＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御することで、ＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を所望の値にするように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明はカットオフ周波数調整方法、ＧｍＣフィルタ回路及び半導体装置に係り、特にＧｍＣフィルタのカットオフ周波数を調整するカットオフ周波数調整方法、そのようなカットオフ周波数調整方法を用いたＧｍＣフィルタ回路、及びそのようなＧｍＣフィルタを備えた半導体装置に関する。

携帯電話等の、アナログデータ処理回路を有する電子装置は、ノイズの除去等を目的としたフィルタ回路を内蔵している。フィルタ回路のカットオフ周波数は、フィルタ回路を構成する素子の製造工程での製造ばらつきに起因してばらつくため、除去するべき目的周波数を全て除去しきれないことが多い。

図１は、従来のＧmＣフィルタ回路の一例を示す回路図である。ＧmＣフィルタ回路１は、図１に示す如く接続されたＯＴＡ（Operational Transconductance Amplifier）回路２とコンデンサＣを有する。ＧmＣフィルタ回路１への入力信号をＶin、ＧｍＣフィルタ回路１の出力信号をＶout、コンデンサＣの容量をＣ、ＯＴＡ回路２のｇ_ｍ値をＧmで表すと、出力信号ＶoutはＶout＝（Ｇm・Ｖin）／ｊωＣで表される。このＧmＣフィルタ回路１のカットオフ周波数Ｆcは、Ｆc＝Ｇm・Ｖin／Ｃで決まる。ＧmＣフィルタ回路１のＧmＣ値は、ＯＴＡ回路２のＧm値及びコンデンサＣの容量Ｃを適切な設計値に設定することにより任意に設定可能である。

ＧmＣフィルタ回路１は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）特性を有する。しかし、ＧmＣフィルタ回路１を半導体集積回路（ＬＳＩ）に作り込む場合、製造工程での製造ばらつきに起因してＧm値及び容量Ｃが設計値とはならずにばらついてしまうため、所望のＬＰＦ特性を得ることができない。つまり、Ｇm値及び容量Ｃにばらつきが生じても、ＧmＣ値を検出する手段が無いので、ＧmＣフィルタ回路１のカットオフ周波数Ｆcを決定することができず、カットオフ周波数Ｆcの値を一定にするＧmＣフィルタ回路１を構成することは難しい。

又、従来のＧmＣフィルタ回路の他の例では、ＧmＣ値を一定にするために、ＯＴＡ回路内部にＧmＣフィルタ回路内のコンデンサの容量と同じか、若しくは、比例関係にある容量のコンデンサが設けられている。この場合、ＯＴＡ回路内部のコンデンサをスイッチドキャパシタとして用いることで、常に任意のクロックを入力してＧmＣ値を一定にする。しかし、このようにしてＧmＣ値を一定とするＧmＣフィルタ回路では、常に一定のクロックをＧmＣフィルタ回路に入力し続けなければならず、消費電力の削減は難しい。従って、このようなＧmＣフィルタ回路は、携帯電話等の特に低消費電力化が求められる電子装置での使用には適していない。

コンダクタンスアンプ（Ｇmアンプ）を用いたフィルタ回路は、例えば特許文献１にて提案されている。又、ＧmＣフィルタ回路は、例えば特許文献２、特許文献３及び特許文献４にて提案されている。特許文献３は、スイッチドキャパシタを用いるＧmＣフィルタ回路に関するものである。
特開２００４−２６６３１６号公報特開２００３−８３９８号公報特開２００５−３４８１０９号公報特開２００５−２８６７７８号公報

従来のＧmＣフィルタ回路では、ＧmＣ値を一定にすると共に、低消費電力化を同時に実現することは難しいという問題があった。

そこで、本発明は、ＧmＣ値を一定にすると共に、低消費電力化を同時に実現可能とするカットオフ周波数調整方法、ＧｍＣフィルタ回路及び半導体装置を提供することを目的とする。

上記の課題は、Ｇm値が制御可能なＯＴＡ回路及びコンデンサを備えたＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を調整するカットオフ周波数調整方法であって、該ＯＴＡ回路の出力で電荷を充電する該コンデンサの電圧に基づいて該ＯＴＡ回路のＧm値を検出し、検出されたＧm値に基づいて該ＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御することで、該ＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を所望の値にすることを特徴とするカットオフ周波数調整方法により達成できる。

上記の課題は、Ｇm値が制御可能なＯＴＡ回路と、コンデンサと、該ＯＴＡ回路の出力で電荷を充電する該コンデンサの電圧に基づいてＧm値を検出する検出回路と、検出されたＧm値に基づいて該ＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御することで、該ＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を所望の値にする制御回路とを備えたことを特徴とするＧmＣフィルタ回路により達成できる。

上記の課題は、上記のＧmＣフィルタ回路を備えたことを特徴とする半導体装置により達成できる。

本発明によれば、ＧmＣ値を一定にすると共に、低消費電力化を同時に実現可能なカットオフ周波数調整方法、ＧｍＣフィルタ回路及び半導体装置を実現することができる。

本発明では、Ｇm値が制御可能なＯＴＡ回路及びコンデンサを備えたＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を自動的に調整する。先ず、ＯＴＡ回路の出力で電荷を充電するコンデンサの電圧に基づいてＯＴＡ回路のＧm値を検出し、検出されたＧm値に基づいてＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御することでＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を所望の値にする。

これにより、ＧmＣフィルタ回路のＧmＣ値を一定にすると共に、ＧmＣフィルタ回路の低消費電力化を同時に実現可能となる。

以下に、本発明のカットオフ周波数調整方法、ＧｍＣフィルタ回路及び半導体装置の各実施例を、図２以降と共に説明する。

図２は、本発明の第１実施例のＧmＣフィルタ回路を示す回路図である。ＧmＣフィルタ回路１１は、図２に示す如く接続されたｇ_ｍ値が制御可能な構成のＯＴＡ回路１２、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３、コンデンサＣ、比較回路１３及び制御回路１４を有する。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３及びコンデンサＣは、ノードＮ１により接続されている。コンデンサＣの容量はＣ、ＯＴＡ回路１２のｇ_ｍ値はＧm、比較回路１３に入力される基準信号はＶrefで表すものとする。ＧmＣフィルタ回路１１への入力信号ＶinはＯＴＡ回路１２に入力され、ＯＴＡ回路１３のＧm値を調整する際には、既知の値Ｖinrefの入力信号ＶinをＯＴＡ回路１２に入力する。ＧmＣフィルタ回路１１の出力信号Ｖoutは、ノードＮ１から出力される。比較回路１３の出力信号Ｖcompは、制御回路１４を介してＯＴＡ回路１２にフィードバックされ、制御回路１４が出力する制御信号ＶＢによるバイアス制御によりＯＴＡ回路１２のＧm値が制御される。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のオン／オフのタイミングは、ＧmＣフィルタ１１内部の制御回路１４から出力されるオン／オフ制御信号により制御されても、ＧmＣフィルタ回路１１の外部に設けられた制御回路、制御部やＣＰＵ等のプロセッサで構成された制御手段（図示せず）から出力されるオン／オフ制御信号により制御されても良い。ＧmＣフィルタ回路１１のカットオフ周波数Ｆcを調整するカットオフ周波数調整方法は、出力信号ＶcompをＯＴＡ回路１２にフィードバックすると共に、このようなＧmＣフィルタ回路１１の内部或いは外部の制御手段により、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のオン／オフのタイミングを制御することでＯＴＡ回路１２のＧm値を制御する。尚、ＧmＣフィルタ回路１１の外部の制御手段によりスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のオン／オフのタイミングを制御する場合には、この制御手段に比較回路１３の出力信号Ｖcompが供給される。

ＧmＣフィルタ回路１１は、半導体集積回路（ＬＳＩ）に作り込まれる場合、ＧmＣフィルタ回路１１の外部に設けられた制御回路、制御部やＣＰＵ等のプロセッサと同一基板上に形成されて半導体装置（半導体チップ）を構成する。

このＧmＣフィルタ回路１１のカットオフ周波数Ｆcは、Ｆc＝Ｇm・Ｖin／Ｃで決まる。従って、ＧmＣフィルタ回路１１のＬＰＦ特性は、Ｇm／Ｃ値で決まり、このＧm／Ｃ値を一定に制御すれば、ＬＰＦ特性も一定に保たれる。

ＧmＣフィルタ回路１１のＧmＣ値は、ＯＴＡ回路１２のＧm値及びコンデンサＣの容量Ｃを適切な設計値に設定することにより任意に設定可能である。しかし、ＧmＣフィルタ回路１１を半導体集積回路（ＬＳＩ）に作り込む場合、製造工程での製造ばらつきに起因してＧm値及び容量Ｃが設計値とはならずにばらついてしまう。本実施例では、製造ばらつきによりＧm値や容量Ｃにばらつきが生じていても、出力信号Ｖcompに基づいてＯＴＡ回路１２のＧm値を制御してＧm／Ｃ値を一定に制御することで、ＬＰＦ特性を一定に保つことができる。

図３は、ＯＴＡ回路１２を示す回路図である。ＯＴＡ回路１２は、図３に示す如く接続された電流源１２１，１２２及びNMOSトランジスタ１２３，１２４，１２５を有する。入力信号ＶinはNMOSトランジスタ１２３のゲートに入力され、制御信号ＶＢはNMOSトランジスタ１２５のゲートに入力される。図３中、ＶDDは電源電圧、ＳＧはNMOSトランジスタ１２４のゲートに入力される基準信号、ＩssはNMOSトランジスタ１２５を流れるテイル電流、ｉはｉ＝Ｇm・Ｖinで表されるＯＴＡ回路１２の出力電流を示す。このＯＴＡ回路１２のＧm値は、NMOSトランジスタ１２５の電流を決めるパラメータをβで示すと、Ｇm＝｛２・（Ｉss／β）｝^１／２で表される。このため、制御信号ＶＢを制御することで、Ｇm値を制御することができる。

図４は、ＧmＣフィルタ回路１１の動作を説明するタイムチャートである。図４中、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。図４において、（ａ）は比較回路１３の出力信号Ｖcomp、（ｂ）はスイッチＳＷ３のオン／オフ制御信号、（ｃ）はスイッチＳＷ１のオン／オフ制御信号、（ｄ）はスイッチＳＷ２のオン／オフ制御信号、（ｅ）はノードＮ１の電位、即ち、ＧmＣフィルタ回路１１の出力信号Ｖoutを示す。説明の便宜上、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、オン／オフ制御信号がハイレベルの時にオン状態（信号を通過させる閉成状態）となり、ローレベルの時にオフ状態（信号を通過させない開成状態）となるものとする。

先ず、図４（ｂ）に示すように、スイッチＳＷ３を時間ｔ１だけオンとして初期化（クリア）することにより、コンデンサＣの電荷を放電し、その後は時間ｔ２だけオフとしてコンデンサＣの電荷の充電を可能としておく。

初期化が行われた時点で、ＧmＣフィルタ回路１１の入力信号ＶinをＯＴＡ回路１２に入力し、図４（ｃ）に示すようにスイッチＳＷ１を時間ｔ３だけオンとする。この時、入力信号Ｖinは既知の値Ｖinrefであり、且つ、時間ｔ３が既知の値であるため、コンデンサＣに充電される電圧Ｖcは、Ｖc＝（Ｖin・Ｇm）ｔ３／Ｃとなる。この時間ｔ３が経過するとスイッチＳＷ１をオフにして、図４（ｄ）に示すようにスイッチＳＷ２を時間ｔ４だけオンとする。ここで、時間ｔ２，ｔ３，ｔ４の間では、ｔ２>（ｔ３＋ｔ４）なる関係が成り立つ。この時、比較回路１３は、電圧Ｖcと基準信号Ｖrefの電圧を比較して、Ｖc≧Ｖrefとなった瞬間にハイレベル若しくはローレベルの出力信号Ｖcompを出力する。基準信号Ｖrefの値は、予め所望のＧｍＣ値を得るのに必要となる電圧Ｖcの値と等しく設定されている。従って、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３及び比較回路１３は、ＯＴＡ回路１２のＧm値を検出する検出回路又は検出手段を構成する。又、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のオン／オフのタイミングを制御するＧmＣフィルタ回路１１の内部又は外部の制御手段は、コンデンサＣを短絡して初期化するタイミングと、既知の時間ｔ３だけＯＴＡ回路１２の出力をコンデンサＣに供給してコンデンサＣに電荷を充電するタイミングと、充電されたコンデンサＣの電圧Ｖcと所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサＣの電圧（即ち、基準信号）Ｖrefとを比較するタイミングとを制御することになる。制御回路１４は、この出力信号Ｖcompが正論理の場合はハイレベル（負論理の場合はローレベル）の時にＯＴＡ回路１２のＧm値が設計値であると判断し、ＧmＣフィルタ回路１１のＯＴＡ回路１２に設計値のＧm値に対応する制御信号ＶＢを供給する。

比較回路１３は、電圧Ｖcと基準信号Ｖrefの電圧を比較して、Ｖc<Ｖrefであれば、スイッチＳＷ２をオフとし、スイッチＳＷ３をオンとすることで、コンデンサＣの両端子を短絡して電荷をクリアする。又、制御回路１３は、設計値のＧm値に対応する制御信号ＶＢの値に対して、ＯＴＡ回路１２に供給する制御信号ＶＢの値を所定値だけ増加させて、Ｖc≧Ｖrefとなるまで上記と同様の動作を繰り返す。

これにより、製造ばらつきによりＧm値や容量Ｃにばらつきが生じていても、出力信号Ｖcompに基づいてＯＴＡ回路１２のＧm値を制御してＧm／Ｃ値を一定に制御することで、ＬＰＦ特性を一定に保つことができる。従って、ＧmＣフィルタ回路１１のカットオフ周波数Ｆcを所望の値にすることが可能となる。つまり、ＧmＣフィルタ回路１１のＧｍＣ値を正確に検出することで、カットオフ周波数Ｆcの値を所望の値に調整することができる。又、ＧmＣ値を一定とするために、常に一定のクロックをＧmＣフィルタ回路１１に入力し続ける必要もない。つまり、ＧmＣフィルタ回路１１のＧmＣ値を一定にすると共に、低消費電力化を同時に実現可能となる。

図５は、本発明の第２実施例のＧmＣフィルタ回路を示す回路図である。図５中、図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ＧmＣフィルタ回路１１Ａは、比較回路１３の出力信号Ｖcompのフィードバック経路に、図５に示す如く接続されたコード発生回路１４１、電流源１４２、可変抵抗１４３及びNMOSトランジスタ１４４を有する。コード発生回路１４１、電流源１４２、可変抵抗１４３及びNMOSトランジスタ１４４は、上記第１実施例の制御回路１４に相当する。

コード発生回路１４１は、比較回路１３の出力信号Ｖcompがハイレベルの時には出力コードの値を維持し、ローレベルの時には出力コードの値を所定値だけ増加させる。例えば、比較回路１３の出力信号Ｖcompがハイレベルの時の出力コードの値は、コード発生回路１４１内のレジスタ（図示せず）に保持される。電流源１４２に接続された可変抵抗１４３の抵抗値は、コード発生回路１４１からの出力コードに基づいて可変設定され、出力コードの値が増加すると抵抗値が増加する。ＯＴＡ回路１２に供給される制御信号ＶＢは、ソースとゲートが可変抵抗１４３に共通接続され、且つ、ドレインが接地されたNMOSトランジスタ１４４のゲートから出力される。

これにより、ＧmＣフィルタ回路１１ＡのＧmＣ値を一定にすると共に、低消費電力化を同時に実現可能となる。

図６は、本発明の第３実施例のＧmＣフィルタ回路を示す回路図である。図６中、図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例では、１つの半導体装置内に同一基本構成を有する複数のＧmＣフィルタ回路が設けられている。

同一基本構成を有し同一製造プロセスにより製造される複数のＧmＣフィルタ回路が１つの半導体装置内に設けられている場合、Ｇm値を制御する制御回路は１つのＧmＣフィルタ回路に対してのみ設け、この制御回路が出力する制御信号ＶＢを全てのＧmＣフィルタ回路に供給するように構成することで、回路構成を簡略化することができる。

具体的には、上記第１実施例の如き図２に示す構成を有する第１のＧmＣフィルタ回路１１、或いは、上記第２実施例の如き図５に示す構成を有する第１のＧmＣフィルタ回路１１Aと、この第１のＧmＣフィルタ回路１１又は１１Ａと同一基本構成を有し同一製造プロセスにより製造されるＯＴＡ回路１２及びコンデンサＣのみからなる１又は複数の第２のＧmＣフィルタ回路５２を図６に示すように１つの半導体装置５１内に設け、第１のＧmＣフィルタ回路１１又は１１Ａ内で生成された制御信号ＶＢを第１のＧmＣフィルタ回路１１又は１１Ａ内のＯＴＡ回路１２及び各第２のＧmＣフィルタ回路５２内のＯＴＡ回路１２に供給することで、第１のＧmＣフィルタ回路１１又は１１Ａ及び第２のＧmＣフィルタ回路５２の全てのＧm／Ｃ値を一定に保ってカットオフ周波数Ｆcの値を所望の値にすることができる。これは、同一基本構成を有し同一製造プロセスにより製造されたＯＴＡ回路１２及びコンデンサＣのばらつきが、第１のＧmＣフィルタ回路１１又は１１Ａと第２のＧmＣフィルタ回路５２との間で同じであることによる。図６において、Ｖin1，Ｖin2は対応する第２のＧmＣフィルタ回路５２の入力信号、Ｖout1，Ｖout2は対応する第２のＧmＣフィルタ回路５２の出力信号を示す。

これにより、ＧmＣフィルタ回路のＧmＣ値を一定にすると共に、低消費電力化を同時に実現可能となる。

ＧｍＣ値を所望の値に調整することで、個々のＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数Ｆcの値のばらつきを低減し、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。又、製造歩留まりの向上により、半導体装置のコストダウンが可能となる。

携帯電話等の電子装置の環境が変動した場合でも、本発明のＧmＣフィルタ回路を採用することで、定期的にカットオフ周波数Ｆcの値を自動的に調整することもできるので、環境変動に伴う通信劣化等も低減できる。

尚、本発明は、以下に付記する発明をも包含するものである。
（付記１）
Ｇm値が制御可能なＯＴＡ回路及びコンデンサを備えたＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を調整するカットオフ周波数調整方法であって、
該ＯＴＡ回路の出力で電荷を充電する該コンデンサの電圧に基づいて該ＯＴＡ回路のＧm値を検出し、
検出されたＧm値に基づいて該ＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御することで、該ＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を所望の値にすることを特徴とするカットオフ周波数調整方法。
（付記２）
該Ｇm値の検出は、
既知の値の入力信号を該ＯＴＡ回路に入力し、
既知の時間だけ該ＯＴＡ回路の出力を該コンデンサに供給して該コンデンサに電荷を充電し、
充電されたコンデンサの電圧と、所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧とを比較し、
該充電されたコンデンサの電圧が該所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧より低いと該ＯＴＡ回路のＧm値を増加させるフィードバック制御を行うことを特徴とする付記１記載のカットオフ周波数調整方法。
（付記３）
該Ｇm値の検出に先立って該コンデンサを短絡して初期化することを特徴とする付記２記載のカットオフ周波数調整方法。
（付記４）
該コンデンサを短絡して初期化するタイミングと、該既知の時間だけ該ＯＴＡ回路の出力を該コンデンサに供給して該コンデンサに電荷を充電するタイミングと、該充電されたコンデンサの電圧と該所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧とを比較するタイミングとを、該ＧmＣフィルタ回路の内部又は外部の制御手段により制御することを特徴とする付記３記載のカットオフ周波数調整方法。
（付記５）
該ＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御する制御信号を、該ＯＴＡ回路と、該ＯＴＡ回路と同一のＯＴＡ回路及び該コンデンサと同一のコンデンサを備えた他の１又は複数のＧｍＣフィルタ回路の各ＯＴＡ回路とに供給することを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項記載のカットオフ周波数調整方法。
（付記６）
Ｇm値が制御可能なＯＴＡ回路と、
コンデンサと、
該ＯＴＡ回路の出力で電荷を充電する該コンデンサの電圧に基づいてＧm値を検出する検出回路と、
検出されたＧm値に基づいて該ＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御することで、該ＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を所望の値にする制御回路とを備えたことを特徴とするＧmＣフィルタ回路。
（付記７）
該検出回路は、
既知の時間だけ該ＯＴＡ回路の出力を該コンデンサに供給して該コンデンサに電荷を充電させる第１のスイッチと、
充電されたコンデンサの電圧と、所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧とを比較する比較回路とを備え、
該制御回路は、該充電されたコンデンサの電圧が該所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧より低いことを示す信号が該比較回路から出力されると、該ＯＴＡ回路のＧm値を増加させるフィードバック制御を行うことを特徴とする付記６記載のＧmＣフィルタ回路。
（付記８）
該検出回路による該Ｇm値の検出に先立って該コンデンサを短絡して初期化する第２のスイッチを更に備えたことを特徴とする付記７記載のＧmＣフィルタ回路。
（付記９）
該充電されたコンデンサの電圧を該比較回路に供給する第３のスイッチを更に備えたことを特徴とする付記８記載のＧmＣフィルタ回路。
（付記１０）
該制御回路は、該第２のスイッチが該コンデンサを短絡して初期化するタイミングと、該第１のスイッチが該既知の時間だけ該ＯＴＡ回路の出力を該コンデンサに供給して該コンデンサに電荷を充電するタイミングと、該第３のスイッチが該充電されたコンデンサの電圧と該所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧とを該比較回路が比較するタイミングとを制御することを特徴とする付記８記載のＧmＣフィルタ回路。
（付記１１）
付記６乃至１０のいずれか１項記載のＧmＣフィルタ回路を備えたことを特徴とする半導体装置。
（付記１２）
該ＯＴＡ回路と同一のＯＴＡ回路及び該コンデンサと同一のコンデンサを備えた他の１又は複数のＧｍＣフィルタ回路を更に備え、
該ＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御する制御信号は、各ＧｍＣフィルタ回路のＯＴＡ回路とに供給されることを特徴とする付記１１記載の半導体装置。

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。

従来のＧmＣフィルタ回路の一例を示す回路図である。本発明の第１実施例のＧmＣフィルタ回路を示す回路図である。ＯＴＡ回路を示す回路図である。ＧmＣフィルタ回路の動作を説明するタイムチャートである。本発明の第２実施例のＧmＣフィルタ回路を示す回路図である。本発明の第３実施例のＧmＣフィルタ回路を示す回路図である。

符号の説明

１１，１１Ａ，５２ＧmＣフィルタ回路
１２ＯＴＡ回路
１３比較回路
１４制御回路
５１半導体装置
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３スイッチ
Ｃコンデンサ

Claims

Ｇm値が制御可能なＯＴＡ回路及びコンデンサを備えたＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を調整するカットオフ周波数調整方法であって、
該ＯＴＡ回路の出力で電荷を充電する該コンデンサの電圧に基づいて該ＯＴＡ回路のＧm値を検出し、
検出されたＧm値に基づいて該ＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御することで、該ＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を所望の値にすることを特徴とするカットオフ周波数調整方法。
該Ｇm値の検出は、
既知の値の入力信号を該ＯＴＡ回路に入力し、
既知の時間だけ該ＯＴＡ回路の出力を該コンデンサに供給して該コンデンサに電荷を充電し、
充電されたコンデンサの電圧と、所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧とを比較し、
該充電されたコンデンサの電圧が該所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧より低いと該ＯＴＡ回路のＧm値を増加させるフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１記載のカットオフ周波数調整方法。
該Ｇm値の検出に先立って該コンデンサを短絡して初期化することを特徴とする請求項２記載のカットオフ周波数調整方法。
該コンデンサを短絡して初期化するタイミングと、該既知の時間だけ該ＯＴＡ回路の出力を該コンデンサに供給して該コンデンサに電荷を充電するタイミングと、該充電されたコンデンサの電圧と該所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧とを比較するタイミングとを、該ＧmＣフィルタ回路の内部又は外部の制御手段により制御することを特徴とする請求項３記載のカットオフ周波数調整方法。
該ＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御する制御信号を、該ＯＴＡ回路と、該ＯＴＡ回路と同一のＯＴＡ回路及び該コンデンサと同一のコンデンサを備えた他の１又は複数のＧｍＣフィルタ回路の各ＯＴＡ回路とに供給することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のカットオフ周波数調整方法。
Ｇm値が制御可能なＯＴＡ回路と、
コンデンサと、
該ＯＴＡ回路の出力で電荷を充電する該コンデンサの電圧に基づいてＧm値を検出する検出回路と、
検出されたＧm値に基づいて該ＯＴＡ回路のＧm値を一定に制御することで、該ＧmＣフィルタ回路のカットオフ周波数を所望の値にする制御回路とを備えたことを特徴とするＧmＣフィルタ回路。
該検出回路は、
既知の時間だけ該ＯＴＡ回路の出力を該コンデンサに供給して該コンデンサに電荷を充電させる第１のスイッチと、
充電されたコンデンサの電圧と、所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧とを比較する比較回路とを備え、
該制御回路は、該充電されたコンデンサの電圧が該所望の値のＧm値が得られる時のコンデンサの電圧より低いことを示す信号が該比較回路から出力されると、該ＯＴＡ回路のＧm値を増加させるフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項６記載のＧmＣフィルタ回路。
該検出回路による該Ｇm値の検出に先立って該コンデンサを短絡して初期化する第２のスイッチを更に備えたことを特徴とする請求項７記載のＧmＣフィルタ回路。
該充電されたコンデンサの電圧を該比較回路に供給する第３のスイッチを更に備えたことを特徴とする請求項８記載のＧmＣフィルタ回路。
請求項６乃至９のいずれか１項記載のＧmＣフィルタ回路を備えたことを特徴とする半導体装置。