JP2009171338A - 減衰補償回路 - Google Patents
減衰補償回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009171338A JP2009171338A JP2008008354A JP2008008354A JP2009171338A JP 2009171338 A JP2009171338 A JP 2009171338A JP 2008008354 A JP2008008354 A JP 2008008354A JP 2008008354 A JP2008008354 A JP 2008008354A JP 2009171338 A JP2009171338 A JP 2009171338A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- amplifier
- dummy
- gain
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 abstract 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 36
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 36
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 20
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
【課題】増幅器の利得がばらつくのを抑えること。増幅器の帯域が制限されるのを防ぐこと。増幅器の小型化を図ること。
【解決手段】減衰補償回路は、検知器および安定器7を備える。検知器は、増幅器の入力端子に接続された容量に対応するダミー容量を有し、そのダミー容量をダミー信号が通過する際の減衰量を検知することによって、増幅対象の信号が増幅器に接続された前記容量を通過する際の減衰量を検知する。安定器は、二つのダミー増幅器71,72を有し、これら二つのダミー増幅器の入力電圧に、検知器により検知された減衰量に対応する電圧差を設ける。そして、安定器は、二つのダミー増幅器の入力電圧差とダミー増幅器の利得の積が二つのダミー増幅器の出力電圧差に等しくなるように、ダミー増幅器の利得を設定するバイアス電圧を制御し、そのバイアス電圧を増幅器に供給する。
【選択図】図6
【解決手段】減衰補償回路は、検知器および安定器7を備える。検知器は、増幅器の入力端子に接続された容量に対応するダミー容量を有し、そのダミー容量をダミー信号が通過する際の減衰量を検知することによって、増幅対象の信号が増幅器に接続された前記容量を通過する際の減衰量を検知する。安定器は、二つのダミー増幅器71,72を有し、これら二つのダミー増幅器の入力電圧に、検知器により検知された減衰量に対応する電圧差を設ける。そして、安定器は、二つのダミー増幅器の入力電圧差とダミー増幅器の利得の積が二つのダミー増幅器の出力電圧差に等しくなるように、ダミー増幅器の利得を設定するバイアス電圧を制御し、そのバイアス電圧を増幅器に供給する。
【選択図】図6
Description
この発明は、増幅器の減衰を補償する減衰補償回路に関する。
従来、MOSFETを用いた増幅装置において、増幅利得の変動を抑圧する基準電流・電圧回路が公知である。この基準電流・電圧回路は、第1MOSFETと、このFETとほぼ同じ特性で、ソースとドレインのうち、何れか一方に基準抵抗が接続された第2のMOSFETを有し、これらのMOSFETのソース同士、または、第1のMOSFETのソースと第2のMOSFETのソースに接続した基準抵抗を共通接続するとともに、これらのMOSFETに流れる電流比率が予め設定された値を保ち、かつ、第1のMOSFETのゲート−ソース間電圧と第2のMOSFETのゲート−ソース間電圧の差電圧とほぼ同じ電位が、基準抵抗の両端に印加するようにこれらのMOSFETを流れる電流の合成電流を制御する制御手段を設け、制御した合成電流を基準電流として、および上記共通接続としたこれらのMOSFETのソース側端子に現れる電圧を基準電圧として使用するように構成されている(例えば、下記特許文献1参照。)。
また、容量を介して増幅器に増幅対象の信号が入力する構成の利得可変増幅回路が公知である。この増幅回路は、ドレインが第1の抵抗を介して電源端子部に接続されるソースが第2の抵抗を介して接地端子に接続される第1のFETと、前記第1の抵抗に並列接続される第2のFETとを含み、第1のFETのゲート端子に容量を介して前段の回路から信号が入力する(例えば、下記特許文献2参照。)。
しかしながら、前記特許文献2に開示された増幅回路のように、増幅対象の信号が容量を介してFETのゲート端子に入力する構成では、ゲート端子に接続された容量(以下、G接続容量とし、その容量値をC2とする)と、ゲート−ソース間の寄生容量(以下、GS間寄生容量とし、その容量値をCgsとする)およびゲート−ドレイン間の寄生容量(以下、GD間寄生容量とし、その容量値をCgdとする)とによって入力信号が容量分割される。そのため、入力信号は、[C2/(C2+Cgs+Cgd)]の減衰量で減衰されてゲート端子に入力する。
一般に、高速信号を通すため、G接続容量は、MIM(配線間容量)で構成されることが多い。一方、GS間寄生容量およびGD間寄生容量は、バルクに対する容量である。そのため、G接続容量と、GS間寄生容量およびGD間寄生容量とが独立してばらつき、それによって[C2/(C2+Cgs+Cgd)]がばらつくことになり、増幅器全体の利得が一定にならない。前記特許文献1に開示された基準電流・電圧回路を用いた場合も同様である。
GS間寄生容量とGD間寄生容量の和に対してG接続容量を十分に大きくすれば、[C2/(C2+Cgs+Cgd)]がばらつくのを抑えることができる。しかし、G接続容量を大きくすると、G接続容量の寄生容量が大きくなるため、増幅器の帯域が制限されてしまう。また、一般にMIMでは、面積効率が悪いため、集積回路の小型化を妨げる要因となってしまう。
増幅器の利得がばらつくのを抑えることができる減衰補償回路を提供することを目的とする。また、増幅器の帯域が制限されるのを防ぐことができる減衰補償回路を提供することを目的とする。また、増幅器の小型化を図ることができる減衰補償回路を提供することを目的とする。
この減衰補償回路は、検知器および安定器を備える。検知器は、増幅器の入力端子に接続されたG接続容量に対応するダミー容量を有し、そのダミー容量をダミー信号が通過する際の減衰量を検知することによって、増幅対象の信号が前記G接続容量を通過する際の減衰量を検知する。安定器は、第1ダミー増幅器および第2ダミー増幅器を有し、これら二つのダミー増幅器の入力電圧に、検知器により検知された減衰量に対応する電圧差を設ける。そして、安定器は、二つのダミー増幅器の入力電圧差とダミー増幅器の利得の積が二つのダミー増幅器の出力電圧差に等しくなるように、ダミー増幅器の利得を設定するバイアス電圧を制御し、そのバイアス電圧を増幅器に供給する。
従って、ダミー増幅器の利得が、二つのダミー増幅器の出力電圧差を入力電圧差で除した値となり、これと同じになるように、増幅器の利得が制御される。それによって、増幅器の容量結合による減衰量が補償されるので、増幅器全体の利得が安定する。また、増幅器のG接続容量を大きくしなくても増幅器全体の利得が安定するので、G接続容量の寄生容量が大きくなるのを抑えることができる。また、増幅器のG接続容量を小さくすることができる。
この減衰補償回路によれば、増幅器の利得がばらつくのを抑えることができるという効果を奏する。また、増幅器の帯域が制限されるのを防ぐことができるという効果を奏する。また、増幅器を小型化することができるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、この減衰補償回路の好適な実施の形態を詳細に説明する。各図面において、各部の容量値、抵抗値、電圧値および電流値を括弧内に示す。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
(全体構成の概略)
図1は、実施の形態にかかる減衰補償回路および増幅器の概略を示すブロック図である。図1に示すように、減衰補償回路(以下、単に補償回路とする)1は、生成器2、検知器4、論理器6および安定器7を備えている。増幅器9は、外部からの入力信号を容量分割し、増幅して出力する。生成器2には、クロック信号CLKが入力する。生成器2は、クロック信号CLKに基づいて例えば3個のタイミング信号T1,T2,T3を生成する。検知器4は、増幅器9の容量分割による入力信号の減衰量を検出し、検出信号S1,S2,S3を生成する。
図1は、実施の形態にかかる減衰補償回路および増幅器の概略を示すブロック図である。図1に示すように、減衰補償回路(以下、単に補償回路とする)1は、生成器2、検知器4、論理器6および安定器7を備えている。増幅器9は、外部からの入力信号を容量分割し、増幅して出力する。生成器2には、クロック信号CLKが入力する。生成器2は、クロック信号CLKに基づいて例えば3個のタイミング信号T1,T2,T3を生成する。検知器4は、増幅器9の容量分割による入力信号の減衰量を検出し、検出信号S1,S2,S3を生成する。
検知器4の動作は、生成器2で生成されたタイミング信号T1,T2,T3により制御される。論理器6は、検知器4から出力された検出信号S1,S2,S3を論理処理してコードCon1,Con2,Con3,Con4に変換する。安定器7は、論理器6から出力された制御信号Con1,Con2,Con3,Con4によるコードに基づいて、増幅器9に供給するバイアス電圧Vbiasを制御する。増幅器9の容量分割による減衰量に応じて安定器7によってバイアス電圧Vbiasが制御されることによって、増幅器9の容量分割による減衰量が補償され、利得が一定に保たれる。
(増幅器の構成)
図2は、増幅器の一例を示す回路図である。図2に示すように、増幅器9は、増幅用トランジスタ90、第1G接続容量91、第1抵抗92および第2抵抗93を備えている。増幅用トランジスタ90、第1抵抗92および第2抵抗93からなる増幅回路は、第1G接続容量91を介して前段の図示しない回路に結合される。この増幅回路は、例えば無線通信装置の送信用パワーアンプやそのパワーアンプを駆動するドライバに用いられる。増幅用トランジスタ90のドレイン端子は、増幅器9の出力端子と、第1抵抗92を介して電源に接続されている。増幅用トランジスタ90のソース端子は、接地されている。増幅用トランジスタ90のゲート端子は、G接続容量91を介して増幅器9の入力端子に接続されている。第1G接続容量91の容量値をC2とする。
図2は、増幅器の一例を示す回路図である。図2に示すように、増幅器9は、増幅用トランジスタ90、第1G接続容量91、第1抵抗92および第2抵抗93を備えている。増幅用トランジスタ90、第1抵抗92および第2抵抗93からなる増幅回路は、第1G接続容量91を介して前段の図示しない回路に結合される。この増幅回路は、例えば無線通信装置の送信用パワーアンプやそのパワーアンプを駆動するドライバに用いられる。増幅用トランジスタ90のドレイン端子は、増幅器9の出力端子と、第1抵抗92を介して電源に接続されている。増幅用トランジスタ90のソース端子は、接地されている。増幅用トランジスタ90のゲート端子は、G接続容量91を介して増幅器9の入力端子に接続されている。第1G接続容量91の容量値をC2とする。
また、増幅用トランジスタ90のゲート端子には、第2抵抗93を介して安定器7から利得設定用のバイアス電圧Vbiasが印加される。増幅用トランジスタ90はソース接地型増幅器であるので、増幅対象の信号が入力するゲート端子の電圧と利得を設定するための端子の電圧は同じになる。従って、増幅用トランジスタ90のゲート端子を、利得を設定するための端子として利用することができる。増幅器9では、第1G接続容量91と、増幅用トランジスタ90のGS間寄生容量およびGD間寄生容量とによって入力信号が容量分割される。従って、入力信号は、第1G接続容量91を通過することによって、次の(1)式で表される減衰量で減衰されて増幅用トランジスタ90のゲート端子に入力する。
C2/(C2+Cgs+Cgd) ・・・(1)
C2/(C2+Cgs+Cgd) ・・・(1)
(生成器の構成)
図3は、生成器の一例を示す回路図である。図3に示すように、生成器2は、第1ラッチ回路20、第2ラッチ回路21、Dフリップフロップ回路22、第1〜第4のインバータ23,24,25,26、第1ノアゲート27および第2ノアゲート28を備えている。第1ラッチ回路20のクロック端子には、クロック信号CLKが入力する。第2ラッチ回路21のクロック端子には、第1インバータ23を介してクロック信号CLKの反転信号が入力する。
図3は、生成器の一例を示す回路図である。図3に示すように、生成器2は、第1ラッチ回路20、第2ラッチ回路21、Dフリップフロップ回路22、第1〜第4のインバータ23,24,25,26、第1ノアゲート27および第2ノアゲート28を備えている。第1ラッチ回路20のクロック端子には、クロック信号CLKが入力する。第2ラッチ回路21のクロック端子には、第1インバータ23を介してクロック信号CLKの反転信号が入力する。
第2ラッチ回路21の入力端子は、第1ラッチ回路20の出力端子に接続されている。第2インバータ24の入力端子は、第2ラッチ回路21の出力端子に接続されている。第2インバータ24の出力端子は、第1ラッチ回路20の入力端子およびDフリップフロップ回路22のクロック端子に接続されている。Dフリップフロップ回路22のQ端子は、第4インバータ26の入力端子および第3インバータ25の入力端子に接続されている。第3インバータ25の出力端子は、Dフリップフロップ回路22のD端子に接続されている。
第4インバータ26は、ダミー信号となる第1タイミング信号T1を出力する。第1ノアゲート27の二つの入力端子は、Dフリップフロップ回路22のQ端子および第2インバータ24の出力端子にそれぞれ接続されている。第1ノアゲート27は、第2タイミング信号T2を出力する。第2ノアゲート28の三つの入力端子は、第3インバータ25の出力端子、第2インバータ24の出力端子および第1ラッチ回路20の出力端子にそれぞれ接続されている。第2ノアゲート28は、第3タイミング信号T3を出力する。
(検知器の構成)
図4は、検知器の一例を示す回路図である。図4に示すように、検知器4は、第3ダミー増幅用トランジスタ41を備えた第3ダミー増幅器40、ダミー容量である第2G接続容量42、リセット用トランジスタ43、第1〜第4の分圧抵抗44,45,46,47、第1〜第3のコンパレータ48,49,50および第3〜第5のラッチ回路51,52,53を備えている。第2G接続容量42は、第3ダミー増幅用トランジスタ41のゲート端子に接続されている。第2G接続容量42の容量値をC1とする。
図4は、検知器の一例を示す回路図である。図4に示すように、検知器4は、第3ダミー増幅用トランジスタ41を備えた第3ダミー増幅器40、ダミー容量である第2G接続容量42、リセット用トランジスタ43、第1〜第4の分圧抵抗44,45,46,47、第1〜第3のコンパレータ48,49,50および第3〜第5のラッチ回路51,52,53を備えている。第2G接続容量42は、第3ダミー増幅用トランジスタ41のゲート端子に接続されている。第2G接続容量42の容量値をC1とする。
第1タイミング信号T1は、第2G接続容量42を介して第3ダミー増幅用トランジスタ41のゲート端子に入力する。第3ダミー増幅用トランジスタ41のソース端子およびドレイン端子は、接地されている。第1タイミング信号T1の電圧は、電源電圧VDDまたは接地電圧VSSである。第1タイミング信号T1は、第2G接続容量42を通過する際に、第2G接続容量42と第3ダミー増幅用トランジスタ41のGS間寄生容量およびGD間寄生容量とによって容量分割される。
従って、第3ダミー増幅用トランジスタ41のGS間寄生容量およびGD間寄生容量の各容量値をそれぞれCgsおよびCgdとすると、第3ダミー増幅用トランジスタ41のゲート電圧は、第1タイミング信号T1を次の(2)式で表される減衰量で減衰させた電圧となる。
C1/(C1+Cgs+Cgd) ・・・(2)
C1/(C1+Cgs+Cgd) ・・・(2)
第2G接続容量42と前記増幅器9の第1G接続容量91を同様のMIM容量で構成して両者の容量値C1とC2を同じにするとともに、第3ダミー増幅用トランジスタ41と増幅器9の増幅用トランジスタ90を同じサイズとし、同一プロセスで近接させて形成することにより、第1タイミング信号T1の減衰量と増幅器9の入力信号の減衰量が同じになる(上記(2)式および前記(1)式参照)。つまり、第2G接続容量42および第3ダミー増幅用トランジスタ41によって、増幅器9における容量分割による入力信号の減衰量のばらつきを監視することができる。
そこで、第2G接続容量42と第1G接続容量91、および第3ダミー増幅用トランジスタ41と増幅用トランジスタ90は、それぞれ、上述した条件を満たすように形成される。そして、第3ダミー増幅用トランジスタ41のゲート電圧がモニタ信号Monとして引き出され、検知器4の後段に設けられている分圧抵抗44,45,46,47およびコンパレータ48,49,50によりモニタ信号Monの電圧(以下、モニタ電圧Vmonとする)が検出される。
モニタ電圧Vmonは、リセット用トランジスタ43によりリセットされる。リセット用トランジスタ43のソース端子は、接地されている。リセット用トランジスタ43のドレイン端子は、第3ダミー増幅用トランジスタ41のゲート端子に接続されている。リセット用トランジスタ43のゲート端子には、第2タイミング信号T2が入力する。
第1〜第4の分圧抵抗44,45,46,47は、この順に電源と接地の間に直列に接続されている。第1〜第3の分圧抵抗44,45,46の抵抗値をRr1とし、第4分圧抵抗47の抵抗値をRr2とする。また、第1分圧抵抗44と第2分圧抵抗45の間のノードの電圧を第1基準電圧Vref1とし、第2分圧抵抗45と第3分圧抵抗46の間のノードの電圧を第2基準電圧Vref2とし、第3分圧抵抗46と第4分圧抵抗47の間のノードの電圧を第3基準電圧Vref3とする。
この場合、第1基準電圧Vref1、第2基準電圧Vref2および第3基準電圧Vref3は、それぞれ、次の(3)式、(4)式および(5)式で表される。
Vref1=VDD×(2Rr1+Rr2)/(3Rr1+Rr2) ・・・(3)
Vref2=VDD×(Rr1+Rr2)/(3Rr1+Rr2) ・・・(4)
Vref3=VDD×Rr2/(3Rr1+Rr2) ・・・(5)
Vref1=VDD×(2Rr1+Rr2)/(3Rr1+Rr2) ・・・(3)
Vref2=VDD×(Rr1+Rr2)/(3Rr1+Rr2) ・・・(4)
Vref3=VDD×Rr2/(3Rr1+Rr2) ・・・(5)
第1コンパレータ48は、モニタ電圧Vmonと第1基準電圧Vref1を比較し、モニタ電圧Vmonの方が第1基準電圧Vref1よりも高いときにHレベルの信号を出力し、モニタ電圧Vmonの方が第1基準電圧Vref1よりも低いときにLレベルの信号を出力する。第2コンパレータ49は、モニタ電圧Vmonと第2基準電圧Vref2を比較し、同様にHレベルまたはLレベルの信号を出力する。第3コンパレータ50は、モニタ電圧Vmonと第3基準電圧Vref3を比較し、同様にHレベルまたはLレベルの信号を出力する。
第3タイミング信号T3は、第3〜第5のラッチ回路51,52,53の各クロック端子に入力する。第3ラッチ回路51は、第1コンパレータ48から出力される論理をラッチし、第1検出信号S1を出力する。第4ラッチ回路52は、第2コンパレータ49から出力される論理をラッチし、第2検出信号S2を出力する。第5ラッチ回路53は、第3コンパレータ50から出力される論理をラッチし、第3検出信号S3を出力する。
(論理器の構成)
図5は、論理器の一例を示す回路図である。図5に示すように、論理器6は、第1〜第4のアンドゲート60,61,62,63を備えている。第4アンドゲート63は、第1検出信号S1、第2検出信号S2および第3検出信号S3がすべてHレベルでないときにのみ第1制御信号Con1をHレベルとする。第3アンドゲート62は、第3検出信号S3のみがHレベルであるときにのみ第2制御信号Con2をHレベルとする。第2アンドゲート61は、第2検出信号S2および第3検出信号S3のみがHレベルであるときにのみ第3制御信号Con3をHレベルとする。第1アンドゲート60は、第1検出信号S1、第2検出信号S2および第3検出信号S3がすべてHレベルであるときにのみ第4制御信号Con4をHレベルとする。
図5は、論理器の一例を示す回路図である。図5に示すように、論理器6は、第1〜第4のアンドゲート60,61,62,63を備えている。第4アンドゲート63は、第1検出信号S1、第2検出信号S2および第3検出信号S3がすべてHレベルでないときにのみ第1制御信号Con1をHレベルとする。第3アンドゲート62は、第3検出信号S3のみがHレベルであるときにのみ第2制御信号Con2をHレベルとする。第2アンドゲート61は、第2検出信号S2および第3検出信号S3のみがHレベルであるときにのみ第3制御信号Con3をHレベルとする。第1アンドゲート60は、第1検出信号S1、第2検出信号S2および第3検出信号S3がすべてHレベルであるときにのみ第4制御信号Con4をHレベルとする。
(安定器の構成)
図6は、安定器の一例を示す回路図である。図6に示すように、安定器7は、バイアス回路70、第3抵抗73および第1ダミー増幅用トランジスタ74を備えた第1ダミー増幅器71、第4抵抗75および第2ダミー増幅用トランジスタ76を備えた第2ダミー増幅器72、第1および第2の電流源77,86、第1〜第4の制御用抵抗78,79,80,81、第1〜第4のスイッチ用トランジスタ82,83,84,85、第5および第6の抵抗87,89、並びにオペアンプ88を備えている。
図6は、安定器の一例を示す回路図である。図6に示すように、安定器7は、バイアス回路70、第3抵抗73および第1ダミー増幅用トランジスタ74を備えた第1ダミー増幅器71、第4抵抗75および第2ダミー増幅用トランジスタ76を備えた第2ダミー増幅器72、第1および第2の電流源77,86、第1〜第4の制御用抵抗78,79,80,81、第1〜第4のスイッチ用トランジスタ82,83,84,85、第5および第6の抵抗87,89、並びにオペアンプ88を備えている。
第1ダミー増幅用トランジスタ74のドレイン端子は、第3抵抗73を介して電源に接続されている。第1ダミー増幅用トランジスタ74のソース端子は、接地されている。第1ダミー増幅用トランジスタ74のゲート端子は、第1制御用抵抗78の一端に接続されている。第1制御用抵抗78の他端は、第1スイッチ用トランジスタ82のソース端子および第2制御用抵抗79の一端に接続されている。第2制御用抵抗79の他端は、第2スイッチ用トランジスタ83のソース端子および第3制御用抵抗80の一端に接続されている。第3制御用抵抗80の他端は、第3スイッチ用トランジスタ84のソース端子および第4制御用抵抗81の一端に接続されている。第4制御用抵抗81の他端は、第4スイッチ用トランジスタ85のソース端子に接続されている。
第1〜第4のスイッチ用トランジスタ82,83,84,85の各ドレイン端子と電源の間には、第1電流源77が接続されている。第1スイッチ用トランジスタ82のゲート端子には、第1制御信号Con1が入力する。第2スイッチ用トランジスタ83のゲート端子には、第2制御信号Con2が入力する。第3スイッチ用トランジスタ84のゲート端子には、第3制御信号Con3が入力する。第4スイッチ用トランジスタ85のゲート端子には、第4制御信号Con4が入力する。
第2ダミー増幅用トランジスタ76のドレイン端子は、第4抵抗75を介して電源に接続されている。第2ダミー増幅用トランジスタ76のソース端子は、接地されている。第2ダミー増幅用トランジスタ76のゲート端子は、第1〜第4のスイッチ用トランジスタ82,83,84,85の各ドレイン端子に共通に接続されている。オペアンプ88の反転入力端子は、第5抵抗87を介して第2ダミー増幅用トランジスタ76のドレイン端子に接続されている。オペアンプ88の反転入力端子と電源の間には、第2電流源86が接続されている。オペアンプ88非反転入力端子は、第1ダミー増幅用トランジスタ74のドレイン端子に接続されている。
オペアンプ88の出力端子は、第6抵抗89を介して第1ダミー増幅用トランジスタ74のゲート端子に接続されている。また、第1ダミー増幅用トランジスタ74のゲート端子は、バイアス回路70に接続されており、バイアス回路70により第1ダミー増幅用トランジスタ74のゲート電圧にバイアスが与えられる。第1ダミー増幅用トランジスタ74および第2ダミー増幅用トランジスタ76はいずれもソース接地型増幅器であるので、それぞれのゲート端子は、信号の入力端子であるとともに、利得を設定するための端子としても利用される。
第1ダミー増幅用トランジスタ74および第2ダミー増幅用トランジスタ76と増幅器9の増幅用トランジスタ90は、同じサイズであり、同一プロセスで近接して形成される。また、第3抵抗73および第4抵抗75と増幅器9の第1抵抗92は、同様に構成されており、例えば同じ抵抗値を有する。また、第1制御用抵抗78の抵抗値を[Rr2−0.5Rr1]とし、第2〜第4の制御用抵抗79,80,81の抵抗値をRr1とする。また、第5抵抗87の抵抗値を[Rr2+3Rr1]とする。
(バイアス回路の構成)
図7は、バイアス回路の一例を示す回路図である。図7に示すように、バイアス回路70は、第7抵抗100、トランジスタ101および第1容量102を備えている。トランジスタ101のドレイン端子は、第7抵抗100を介して電源に接続されているとともに、自身のゲート端子に接続されている。トランジスタ101のソース端子は、接地されている。第1容量102は、トランジスタ101のドレイン端子と接地の間に接続されている。トランジスタ101のドレイン電圧がバイアス電圧Vbiasとして第1ダミー増幅用トランジスタ74のゲート端子に印加される。なお、バイアス回路70として、前記特許文献1に開示された基準電流・電圧回路を用いてもよい。
図7は、バイアス回路の一例を示す回路図である。図7に示すように、バイアス回路70は、第7抵抗100、トランジスタ101および第1容量102を備えている。トランジスタ101のドレイン端子は、第7抵抗100を介して電源に接続されているとともに、自身のゲート端子に接続されている。トランジスタ101のソース端子は、接地されている。第1容量102は、トランジスタ101のドレイン端子と接地の間に接続されている。トランジスタ101のドレイン電圧がバイアス電圧Vbiasとして第1ダミー増幅用トランジスタ74のゲート端子に印加される。なお、バイアス回路70として、前記特許文献1に開示された基準電流・電圧回路を用いてもよい。
(補償回路の動作)
図8は、補償回路の動作を説明するタイミングチャートである。図8に示すように、時刻t0〜t1では、第1タイミング信号T1の電圧は接地電圧VSSであり、第2タイミング信号T2の電圧がHレベルであり、第3タイミング信号T3の電圧はLレベルである。第2タイミング信号T2の電圧がHレベルであるので、リセット用トランジスタ43が導通状態であり、補償回路1はリセットされている。従って、モニタ電圧Vmonは接地電圧VSSである。
図8は、補償回路の動作を説明するタイミングチャートである。図8に示すように、時刻t0〜t1では、第1タイミング信号T1の電圧は接地電圧VSSであり、第2タイミング信号T2の電圧がHレベルであり、第3タイミング信号T3の電圧はLレベルである。第2タイミング信号T2の電圧がHレベルであるので、リセット用トランジスタ43が導通状態であり、補償回路1はリセットされている。従って、モニタ電圧Vmonは接地電圧VSSである。
時刻t1でクロック信号CLKの立ち下がりエッジに同期して第2タイミング信号T2の電圧がLレベルに切り替わると、リセットが解除され、リセット用トランジスタ43が非導通状態となる。しかし、クロック信号CLKの次の立ち上がりエッジまでの時刻t1〜t2では、第1タイミング信号T1の電圧が接地電圧VSSのままであるので、モニタ電圧Vmonも接地電圧VSSのままである。
時刻t2でクロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期して第1タイミング信号T1の電圧が電源電圧VDDに切り替わると、これに引かれてモニタ電圧Vmonが上昇する。このとき、リセット用トランジスタ43が非導通状態のままであるので、第3ダミー増幅用トランジスタ41のゲート端子と第2G接続容量42の接続ノードから流れる電荷はない。従って、第3ダミー増幅用トランジスタ41のGS間寄生容量およびGD間寄生容量には、第2G接続容量42に蓄えられる電荷と同じ量の電荷が蓄えられる。
この電荷量をQとすると、Qは次の(6)式で表される。(6)式より、モニタ電圧Vmonは(7)式で表される。ただし、C1は第2G接続容量42の容量値であり、CgsおよびCgdは第3ダミー増幅用トランジスタ41のGS間寄生容量およびGD間寄生容量の各容量値である。
Q=(VDD−Vmon)C1=(Vmon−VSS)(Cgs+Cgd) ・・・(6)
Vmon={C1×VDD+(Cgs+Cgd)×VSS}/(C1+Cgs+Cgd) ・・・(7)
Q=(VDD−Vmon)C1=(Vmon−VSS)(Cgs+Cgd) ・・・(6)
Vmon={C1×VDD+(Cgs+Cgd)×VSS}/(C1+Cgs+Cgd) ・・・(7)
モニタ電圧Vmonが電源電圧VDDと第1基準電圧Vref1の間にある場合、第1〜第3のコンパレータ48,49,50はHレベルの信号を出力する。モニタ電圧Vmonが第1基準電圧Vref1と第2基準電圧Vref2の間にある場合、第1コンパレータ48はLレベルの信号を出力し、第2および第3のコンパレータ49,50はHレベルの信号を出力する。モニタ電圧Vmonが第2基準電圧Vref2と第3基準電圧Vref3の間にある場合、第1および第2のコンパレータ48,49はLレベルの信号を出力し、第3のコンパレータ50はHレベルの信号を出力する。モニタ電圧Vmonが第3基準電圧Vref3と接地電圧VSSの間にある場合、第1〜第3のコンパレータ48,49,50はLレベルの信号を出力する。
時刻t2以降、第1タイミング信号T1の電圧が接地電圧VSSに切り替わる時刻t5までの間において、時刻t3〜時刻t4で第3タイミング信号T3の電圧がHレベルとなる。このとき、第3〜第5のラッチ回路51,52,53は、第1〜第3のコンパレータ48,49,50の出力値をラッチし、第1〜第3のコンパレータ48,49,50の次の出力値をラッチするまで、その値を保持して第1検出信号S1、第2検出信号S2および第3検出信号S3として出力する。
時刻t5で第1タイミング信号T1の電圧が接地電圧VSSに切り替わった後、時刻t6で第2タイミング信号T2の電圧が再びHレベルになると、補償回路1は再びリセットされる。以後、同様の動作を繰り返す。図8には、モニタ電圧Vmonが第2基準電圧Vref2と第3基準電圧Vref3の間にある場合の例が示されている。
モニタ電圧Vmonが電源電圧VDDと第1基準電圧Vref1の間にある場合、第1検出信号S1、第2検出信号S2および第3検出信号S3がHレベルとなるので、論理器6から出力される制御信号Con1,Con2,Con3,Con4によるコードは"0001"となる。この4ビットのコードの表記においては、左から順に第1制御信号Con1、第2制御信号Con2、第3制御信号Con3および第4制御信号Con4の値である。
モニタ電圧Vmonが第1基準電圧Vref1と第2基準電圧Vref2の間にある場合、論理器6の出力コードは"0010"となる。モニタ電圧Vmonが第2基準電圧Vref2と第3基準電圧Vref3の間にある場合、論理器6の出力コードは"0100"となる。モニタ電圧Vmonが第3基準電圧Vref3と接地電圧VSSの間にある場合、論理器6の出力コードは"1000"となる。
安定器7では、論理器6の出力コードに応じて第1〜第4のスイッチ用トランジスタ82,83,84,85のうちのいずれか一つが導通状態となる。このようにして、第2G接続容量42の容量値と、第3ダミー増幅用トランジスタ41のGS間寄生容量の容量値とGD間寄生容量の容量値の和の情報が検知器4から安定器7に伝えられる。
論理器6の出力コードが"0001"である場合、第4スイッチ用トランジスタ85のみが導通状態となるので、次の(8)式が成り立つ。同様に、論理器6の出力コードが"0010"である場合、"0100"である場合、"1000"である場合には、それぞれ、第3スイッチ用トランジスタ84のみ、第2スイッチ用トランジスタ83のみ、第1スイッチ用トランジスタ82のみが導通状態となるので、次の(9)式、(10)および(11)式が成り立つ。
ただし、Vcは第1ダミー増幅用トランジスタ74の入力電圧であるとともに、利得を設定するためのバイアス電圧である。また、Vdは第2ダミー増幅用トランジスタ76の入力電圧であるとともに、利得を設定するためのバイアス電圧である。また、Ibは第1電流源77が流す微小電流の値である。
Vd−Vc=Ib(Rr2+2.5Rr1) ・・・(8)
Vd−Vc=Ib(Rr2+1.5Rr1) ・・・(9)
Vd−Vc=Ib(Rr2+0.5Rr1) ・・・(10)
Vd−Vc=Ib(Rr2−0.5Rr1) ・・・(11)
Vd−Vc=Ib(Rr2+2.5Rr1) ・・・(8)
Vd−Vc=Ib(Rr2+1.5Rr1) ・・・(9)
Vd−Vc=Ib(Rr2+0.5Rr1) ・・・(10)
Vd−Vc=Ib(Rr2−0.5Rr1) ・・・(11)
第1ダミー増幅用トランジスタ74の相互コンダクタンスgmは、電圧Vcによって決まる。また、第2ダミー増幅用トランジスタ76の相互コンダクタンスgmは、電圧Vdによって決まる。[Vd−Vc]は微少であるので、第1ダミー増幅器71の利得と第2ダミー増幅器72の利得は、ほぼ同じであると見なすことができる。この利得を−Aで表すと、次の(12)式および(13)式が成り立つ。ただし、Veは第1ダミー増幅用トランジスタ74のドレイン電圧であり、Vfは第2ダミー増幅用トランジスタ76のドレイン電圧である。
Ve=−A×Vc ・・・(12)
Vf=−A×Vd ・・・(13)
Ve=−A×Vc ・・・(12)
Vf=−A×Vd ・・・(13)
上記(12)式および(13)式の左辺同士および右辺同士をそれぞれ引き算して整理すると、次の(14)式が得られる。
−A(Vd−Vc)=Vf−Ve ・・・(14)
−A(Vd−Vc)=Vf−Ve ・・・(14)
また、安定器7では、オペアンプ88の出力が第6抵抗89を経由して第1ダミー増幅器71の入力にフィードバックされているので、オペアンプ88の非反転入力端子の入力電圧Ve(第1ダミー増幅用トランジスタ74のドレイン電圧と同じ)と反転入力端子の入力電圧Vgが等しくなるように帰還がかかる。従って、上記(14)式のVeをVgに置き換えると、次の(15)式が得られる。
−A(Vd−Vc)=−(Vg−Vf) ・・・(15)
−A(Vd−Vc)=−(Vg−Vf) ・・・(15)
第2電流源86が第1電流源77と同じ電流量の電流を流す構成とすると、第2電流源86により第5抵抗87に電流Ibが流れるので、次の(16)式が成り立つ。
Vg−Vf=Ib(Rr2+3Rr1) ・・・(16)
Vg−Vf=Ib(Rr2+3Rr1) ・・・(16)
前記(15)式に上記(16)式および前記(8)式を代入し、利得Aについて解くと次の(17)式が得られる。同様に、(8)式の代わりに、前記(9)式、(10)式または(11)式を代入すると、次の(18)〜(20)式が得られる。
A=(Rr2+3Rr1)/(Rr2+2.5Rr1) ・・・(17)
A=(Rr2+3Rr1)/(Rr2+1.5Rr1) ・・・(18)
A=(Rr2+3Rr1)/(Rr2+0.5Rr1) ・・・(19)
A=(Rr2+3Rr1)/(Rr2−0.5Rr1) ・・・(20)
A=(Rr2+3Rr1)/(Rr2+2.5Rr1) ・・・(17)
A=(Rr2+3Rr1)/(Rr2+1.5Rr1) ・・・(18)
A=(Rr2+3Rr1)/(Rr2+0.5Rr1) ・・・(19)
A=(Rr2+3Rr1)/(Rr2−0.5Rr1) ・・・(20)
つまり、第1ダミー増幅用トランジスタ74の利得は、モニタ電圧Vmonに応じて上記(17)〜(20)式のいずれかに調整される。換言すれば、そのような利得が得られるように、第1ダミー増幅用トランジスタ74のゲート電圧が制御される。第1ダミー増幅用トランジスタ74のゲート電圧と同じ電圧が、増幅器9の増幅用トランジスタ90の利得を設定するためのバイアス電圧Vbiasとして、増幅用トランジスタ90のゲート端子に与えられる。
第1ダミー増幅用トランジスタ74と増幅器9の増幅用トランジスタ90、および安定器7の第3抵抗73と増幅器9の第1抵抗92が、それぞれ、上述した同様のものであるという条件を満たすことによって、増幅用トランジスタ90の利得が第1ダミー増幅用トランジスタ74の利得と同じになる。従って、増幅用トランジスタ90の利得は、前記(17)〜(20)式のいずれかに調整される。
一方、増幅器9において、入力信号が第1G接続容量91を通過することによる減衰量をAlossとすると、減衰量Alossは次の(21)式で表される。ただし、C2は第1G接続容量91の容量値であり、CgsおよびCgdは増幅用トランジスタ90のGS間寄生容量およびGD間寄生容量の各容量値である。
Aloss=C2/(C2+Cgd+Cgs) ・・・(21)
Aloss=C2/(C2+Cgd+Cgs) ・・・(21)
従って、増幅器9の入力端子から出力端子までの増幅器全体の利得をAtotalとすると、全体の利得Atotalは次の(22)式で表される。
Atotal=Aloss×A ・・・(22)
Atotal=Aloss×A ・・・(22)
上記(22)式、前記(21)式および前記(17)〜(20)式より、増幅器9の全体の利得Atotalは次の(23)〜(26)式で表される。
・Vref1<Vmon<VDDの場合
Atotal={C2/(C2+Cgd+Cgs)}×{(Rr2+3Rr1)/(Rr2+2.5Rr1)} ・・・(23)
・Vref2<Vmon<Vref1の場合
Atotal={C2/(C2+Cgd+Cgs)}×{(Rr2+3Rr1)/(Rr2+1.5Rr1)} ・・・(24)
・Vref3<Vmon<Vref2の場合
Atotal={C2/(C2+Cgd+Cgs)}×{(Rr2+3Rr1)/(Rr2+0.5Rr1)} ・・・(25)
・VSS<Vmon<Vref3の場合
Atotal={C2/(C2+Cgd+Cgs)}×{(Rr2+3Rr1)/(Rr2−0.5Rr1)} ・・・(26)
・Vref1<Vmon<VDDの場合
Atotal={C2/(C2+Cgd+Cgs)}×{(Rr2+3Rr1)/(Rr2+2.5Rr1)} ・・・(23)
・Vref2<Vmon<Vref1の場合
Atotal={C2/(C2+Cgd+Cgs)}×{(Rr2+3Rr1)/(Rr2+1.5Rr1)} ・・・(24)
・Vref3<Vmon<Vref2の場合
Atotal={C2/(C2+Cgd+Cgs)}×{(Rr2+3Rr1)/(Rr2+0.5Rr1)} ・・・(25)
・VSS<Vmon<Vref3の場合
Atotal={C2/(C2+Cgd+Cgs)}×{(Rr2+3Rr1)/(Rr2−0.5Rr1)} ・・・(26)
一例として、モニタ電圧Vmonが第2基準電圧Vref2と第3基準電圧Vref3の間にある場合について、具体的な数値を挙げて説明する。なお、本発明は、以下の数値に限定されるものではない。増幅器9において、第1G接続容量91の容量値C2を100fFとし、増幅用トランジスタ90の[Cgs+Cgd]を50fFとする。また、検知器4において、第2G接続容量42の容量値C1を100fFとし、第3ダミー増幅用トランジスタ41の[Cgs+Cgd]を50fFとする。
また、電源電圧VDDを1.2Vとし、接地電圧VSSを0Vとする。また、抵抗値Rr1を1.5kΩとし、抵抗値Rr2を7.5kΩとする。この場合、前記(3)〜(5)式より、第1基準電圧Vref1、第2基準電圧Vref2および第3基準電圧Vref3は、それぞれ、1.05V、0.9Vおよび0.75Vとなる。前記(7)式に各数値を代入すると、モニタ電圧Vmonは0.8Vである。従って、前記(19)式に各数値を代入すると、第1ダミー増幅用トランジスタ74の利得は1.45倍となる。また、前記(21)式に各数値を代入すると、増幅器9における容量分割による減衰量は0.67倍である。
従って、前記(22)式または前記(25)式より、増幅器9の全体の利得は0.97倍となる。つまり、容量分割による減衰量を補償して、ほぼ1倍の利得が得られることがわかる。増幅器9の第1抵抗92の抵抗値を、第1ダミー増幅器71の第3抵抗73の抵抗値および第2ダミー増幅器72の第4抵抗75の抵抗値に対して2倍にすれば、増幅器9の利得は第1ダミー増幅器71の利得および第2ダミー増幅器72の利得の1.94倍になる。
ここで、増幅器9の1倍や2倍よりもわずかに小さいのは、モニタ電圧Vmonと第1〜第3の基準電圧(Vref1、Vref2、Vref3)を比較し、その大小関係に基づいて容量分割による減衰量をデジタル化して処理しているからである。従って、モニタ電圧Vmonを比較する際の基準電圧間の電圧差を小さくして、基準電圧の数を増やすことによって、精度をより高めることができる。その一方で、基準電圧の数を増やすと分圧抵抗の抵抗値が大きくなり、回路面積が増大するので、補償回路1を小型化する場合には、基準電圧の数を減らせばよい。
増幅器9の帯域に及ぼす影響は以下の通りである。例えば、製造プロセスにおいて、MIMで構成された第1G接続容量91の容量値C2と増幅用トランジスタ90の[Cgs+Cgd]とが相対的に±30%ばらつくと仮定する。そして、この製造プロセスで作製した増幅器9の利得のばらつきを±1.5%以内に抑える場合を想定する。
入力信号が第1G接続容量91を通過することによる減衰量をAlossとすると、補償回路1がない場合には、次の(27)式および(28)式を満たす必要がある。ただし、Aloss(typ)は、利得のばらつきがない場合の減衰量であり、Aloss(max)は、利得が+1.5%ばらついた場合の減衰量であり、Aloss(min)は、利得が−1.5%ばらついた場合の減衰量である。
Aloss(max)/Aloss(typ)={C2/(C2+0.7(Cgd+Cgs))}/{C2/(C2+Cgd+Cgs)}<1.015
∴C2>18.6(Cgd+Cgs) ・・・(27)
Aloss(min)/Aloss(typ)={C2/(C2+1.3(Cgd+Cgs))}/{C2/(C2+Cgd+Cgs)}>0.995
∴C2>17.4(Cgd+Cgs) ・・・(28)
Aloss(max)/Aloss(typ)={C2/(C2+0.7(Cgd+Cgs))}/{C2/(C2+Cgd+Cgs)}<1.015
∴C2>18.6(Cgd+Cgs) ・・・(27)
Aloss(min)/Aloss(typ)={C2/(C2+1.3(Cgd+Cgs))}/{C2/(C2+Cgd+Cgs)}>0.995
∴C2>17.4(Cgd+Cgs) ・・・(28)
従って、第1G接続容量91の容量値C2を、増幅用トランジスタ90の[Cgs+Cgd]の18.6倍にする必要がある。第1G接続容量91の寄生容量が第1G接続容量91の1割であるとすると、その容量値は[Cgs+Cgd]の1.86倍となる。この場合、第1G接続容量91の寄生容量が0である場合と比べて、増幅器の帯域は0.35倍であり、第1G接続容量91を通過する信号の伝達利得は0.95倍である。従って、GB積は0.33倍(=0.35×0.95)となる。
それに対して、補償回路1がある場合、第1G接続容量91の容量値C2を、増幅用トランジスタ90の[Cgs+Cgd]の5倍にすると、第1G接続容量91の寄生容量の容量値は[Cgs+Cgd]の0.5倍となる。この場合、第1G接続容量91の寄生容量が0である場合と比べて、増幅器の帯域は0.83倍となり、第1G接続容量91を通過する信号の伝達利得は0.67倍となる。従って、GB積は0.56倍(=0.83×0.67)となる。従って、補償回路1を設けた場合のGB積は、補償回路1を設けない場合の1.7倍(=0.56/0.33)となり、増幅器9の特性を改善できることがわかる。また、補償回路1がない場合に比べて、第1G接続容量91を小さくすることができるので、増幅器9の小型化を図ることができる。
(一般化した増幅器の構成)
図9は、増幅器を一般化した例を示す回路図である。図9に示すように、増幅器9では、増幅回路110の入力端子inに第1G接続容量91が接続される。増幅回路110の入力容量Cinは、図2に示す増幅用トランジスタ90の[Cgs+Cgd]に相当する。増幅回路110の利得設定端子Gsetには、安定器7からバイアス電圧Vbiasが供給される。増幅回路110の出力端子outは、増幅器9の出力端子に接続される。
図9は、増幅器を一般化した例を示す回路図である。図9に示すように、増幅器9では、増幅回路110の入力端子inに第1G接続容量91が接続される。増幅回路110の入力容量Cinは、図2に示す増幅用トランジスタ90の[Cgs+Cgd]に相当する。増幅回路110の利得設定端子Gsetには、安定器7からバイアス電圧Vbiasが供給される。増幅回路110の出力端子outは、増幅器9の出力端子に接続される。
(増幅器を一般化した場合の検知器の構成)
図10は、増幅器を一般化した場合の検知器を示す回路図である。図10に示すように、検知器4では、第3ダミー増幅器40として、図4に示す第3ダミー増幅用トランジスタ41の代わりに、第3ダミー増幅回路120が用いられる。図10に示す検知器4は、図9に示す増幅器9に対する補償回路1において用いられる。
図10は、増幅器を一般化した場合の検知器を示す回路図である。図10に示すように、検知器4では、第3ダミー増幅器40として、図4に示す第3ダミー増幅用トランジスタ41の代わりに、第3ダミー増幅回路120が用いられる。図10に示す検知器4は、図9に示す増幅器9に対する補償回路1において用いられる。
第3ダミー増幅回路120は、図9に示す増幅回路110と同様の構成を有し、増幅回路110の入力容量Cinと同等の入力容量Cinを有する。第3ダミー増幅回路120の入力容量Cinは、図4に示す第3ダミー増幅用トランジスタ41の[Cgs+Cgd]に相当する。第3ダミー増幅回路120の入力端子inに第2G接続容量42およびリセット用トランジスタ43のドレイン端子が接続される。第3ダミー増幅回路120の利得設定端子Gsetには、適当なバイアス電圧Vbias'が供給される。検知器4のその他の構成は、図4に示す構成と同じである。
(増幅器を一般化した場合の安定器の構成)
図11は、増幅器を一般化した場合の安定器を示す回路図である。図11に示すように、安定器7では、第1ダミー増幅器71および第2ダミー増幅器72として、それぞれ、第1ダミー増幅回路130および第2ダミー増幅回路131が用いられる。図11に示す安定器7は、図9に示す増幅器9に対する補償回路1において用いられる。
図11は、増幅器を一般化した場合の安定器を示す回路図である。図11に示すように、安定器7では、第1ダミー増幅器71および第2ダミー増幅器72として、それぞれ、第1ダミー増幅回路130および第2ダミー増幅回路131が用いられる。図11に示す安定器7は、図9に示す増幅器9に対する補償回路1において用いられる。
第1ダミー増幅回路130および第2ダミー増幅回路131は、図9に示す増幅回路110と同様の構成を有し、増幅回路110の入力容量Cinと同等の入力容量Cinを有する。第1ダミー増幅回路130の入力容量Cinは、図6に示す第1ダミー増幅用トランジスタ74の[Cgs+Cgd]に相当する。第1ダミー増幅回路130の利得設定端子Gsetには、利得を設定するためのバイアス電圧Vcが供給される。第1ダミー増幅回路130の入力端子inには、第1電圧源132によりVcよりも所定電圧だけ高い電圧が供給される。
第2ダミー増幅回路131の入力容量Cinは、図6に示す第2ダミー増幅用トランジスタ76の[Cgs+Cgd]に相当する。第2ダミー増幅回路131の利得設定端子Gsetには、利得を設定するためのバイアス電圧Vcが供給される。本来は、図6に示す安定器7と同様に、第2ダミー増幅回路131の利得設定端子Gsetに、利得を設定するためのバイアス電圧としてVdを入力し、図9に示す増幅回路110と第1ダミー増幅回路130と第2ダミー増幅回路131の全ての利得を同じにするのがよい。
ここでは、VcとVdの電圧差が微少であるので、第2ダミー増幅回路131の利得設定端子GsetにVcを入力させても、Vdを入力させる場合と比べて利得の違いは微少であり、実用上、問題はない。なお、第2ダミー増幅回路131の利得設定端子GsetにVdを入力させてもよい。第2ダミー増幅回路131の入力端子inには、第2電圧源133によりVdよりも所定電圧だけ高い電圧が供給される。第2電圧源133による電圧上昇分と前記第1電圧源132による電圧上昇分は同じである。従って、第1ダミー増幅回路130の入力端子inに入力する信号の電圧と第2ダミー増幅回路131の入力端子inに入力する信号の電圧との差は、[Vd−Vc]である。安定器7のその他の構成は、図6に示す構成と同じである。
(増幅器を低雑音増幅回路とした場合の構成)
図12は、増幅器を低雑音増幅回路にした例を示す回路図である。図12に示すように、増幅器9では、増幅用トランジスタ90のドレイン端子には、抵抗の代わりインダクタ140が負荷として接続されている。また、増幅用トランジスタ90のドレイン端子とゲート端子の間に第2容量141および第8抵抗142が接続されている。増幅器9のその他の構成は、図6に示す構成と同じである。増幅用トランジスタ90、第2抵抗93、インダクタ140、第2容量141および第8抵抗142からなる増幅回路は、例えば無線通信装置の受信用低雑音増幅回路(LNA)に用いられる。
図12は、増幅器を低雑音増幅回路にした例を示す回路図である。図12に示すように、増幅器9では、増幅用トランジスタ90のドレイン端子には、抵抗の代わりインダクタ140が負荷として接続されている。また、増幅用トランジスタ90のドレイン端子とゲート端子の間に第2容量141および第8抵抗142が接続されている。増幅器9のその他の構成は、図6に示す構成と同じである。増幅用トランジスタ90、第2抵抗93、インダクタ140、第2容量141および第8抵抗142からなる増幅回路は、例えば無線通信装置の受信用低雑音増幅回路(LNA)に用いられる。
図12に示す増幅器9に対する補償回路1において、図6に示す安定器7を用いると、増幅用トランジスタ90の負荷がインダクタ140であり、第1ダミー増幅用トランジスタ74および第2ダミー増幅用トランジスタ76の負荷がそれぞれ第3抵抗73および第4抵抗75であるという違いがある。しかし、抵抗およびインダクタのばらつきは極めて小さいので、目的とする周波数での抵抗とインダクタのインピーダンスを考慮して設計すれば、特に問題はない。
以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。例えば、第2G接続容量42の容量値C1と第3ダミー増幅用トランジスタ41のGS間寄生容量の容量値CgsおよびGD間寄生容量の容量値Cgdとの比と、第1G接続容量91の容量値C2と増幅用トランジスタ90のGS間寄生容量の容量値CgsおよびGD間寄生容量の容量値Cgdとの比が等しければよい。
Vbias バイアス電圧
Vref1,Vref2,Vref3 基準電圧
1 補償回路
4 検知器
7 安定器
9 増幅器
42,91 容量
44,45,46,47,78,79,80,81 抵抗
48,49,50 コンパレータ
71,72 ダミー増幅器
Vref1,Vref2,Vref3 基準電圧
1 補償回路
4 検知器
7 安定器
9 増幅器
42,91 容量
44,45,46,47,78,79,80,81 抵抗
48,49,50 コンパレータ
71,72 ダミー増幅器
Claims (7)
- 増幅対象の信号が容量を通過する際の減衰量を検知する検知器と、
前記検知器により検知された減衰量に基づいて増幅器に供給するバイアス電圧を制御する安定器と、
を備えることを特徴とする減衰補償回路。 - 前記検知器は、
増幅対象の信号が通過する前記容量に対応するダミー容量と、
複数の基準電圧と、
前記ダミー容量を通過したダミー信号の電圧と前記基準電圧を比較するコンパレータと、
を有し、前記コンパレータにより前記ダミー容量を通過した前記ダミー信号の電圧と前記基準電圧を比較することによって、前記ダミー信号が前記ダミー容量を通過する際の減衰量を検知することを特徴とする請求項1に記載の減衰補償回路。 - 前記検知器は、複数の抵抗を有し、所定の電圧を前記複数の抵抗で分圧することにより前記複数の基準電圧を生成することを特徴とする請求項2に記載の減衰補償回路。
- 前記安定器は、
第1バイアス電圧により利得が制御され、第1入力電圧を増幅して第1出力電圧を出力する第1ダミー増幅器と、
第2バイアス電圧により利得が制御され、第2入力電圧を増幅して第2出力電圧を出力する第2ダミー増幅器と、
を備え、前記第1バイアス電圧と前記第2バイアス電圧の差および前記第1入力電圧と前記第2入力電圧の差をともに前記検知器により検知された減衰量に対応する第1電圧差に設定し、前記第1出力電圧と前記第2出力電圧の差を第2電圧差に設定し、前記第1電圧差と前記第1ダミー増幅器の利得の積が前記第2電圧差に等しくなるように前記第1バイアス電圧を制御し、前記第1バイアス電圧を前記増幅器に利得を制御するバイアス電圧として供給することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の減衰補償回路。 - 前記安定器は、
バイアス電圧により利得が制御され、第1入力電圧を増幅して第1出力電圧を出力する第1ダミー増幅器と、
前記バイアス電圧により利得が制御され、第2入力電圧を増幅して第2出力電圧を出力する第2ダミー増幅器と、
を備え、前記第1入力電圧と前記第2入力電圧の差を前記検知器により検知された減衰量に対応する第1電圧差に設定し、前記第1出力電圧と前記第2出力電圧の差を第2電圧差に設定し、前記第1電圧差と前記第1ダミー増幅器の利得の積が前記第2電圧差に等しくなるように前記バイアス電圧を制御し、前記バイアス電圧を前記増幅器に利得を制御するバイアス電圧として供給することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の減衰補償回路。 - 前記増幅器の利得を、前記第2電圧差を前記第1電圧差で除した値に制御することを特徴とする請求項4または5に記載の減衰補償回路。
- 前記検知器により検知された減衰量に応じて前記第1ダミー増幅器の入力端子と前記第2ダミー増幅器の入力端子の間に接続される抵抗の数を変えることによって、前記第1電圧差を発生させることを特徴とする請求項4〜6のいずれか一つに記載の減衰補償回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008008354A JP2009171338A (ja) | 2008-01-17 | 2008-01-17 | 減衰補償回路 |
US12/206,070 US20090184768A1 (en) | 2008-01-17 | 2008-09-08 | Attenuation Compensating Circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008008354A JP2009171338A (ja) | 2008-01-17 | 2008-01-17 | 減衰補償回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009171338A true JP2009171338A (ja) | 2009-07-30 |
Family
ID=40875994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008008354A Withdrawn JP2009171338A (ja) | 2008-01-17 | 2008-01-17 | 減衰補償回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090184768A1 (ja) |
JP (1) | JP2009171338A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014175942A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Ricoh Co Ltd | 増幅装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104242851B (zh) * | 2014-09-19 | 2017-12-08 | 京信通信系统(中国)有限公司 | 二次曲线电调增益均衡电路 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4459553A (en) * | 1982-02-11 | 1984-07-10 | Tektronix, Inc. | D.C. Stabilization circuit for a follower-type amplifier |
-
2008
- 2008-01-17 JP JP2008008354A patent/JP2009171338A/ja not_active Withdrawn
- 2008-09-08 US US12/206,070 patent/US20090184768A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014175942A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Ricoh Co Ltd | 増幅装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090184768A1 (en) | 2009-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7154294B2 (en) | Comparators capable of output offset calibration | |
US7221190B2 (en) | Differential comparator with extended common mode voltage range | |
US7312660B2 (en) | Differential amplifier and active load for the same | |
US20060176115A1 (en) | Operational amplifier circuit | |
US7893767B2 (en) | Operational amplifier and integrating circuit | |
US7733182B2 (en) | Hybrid class AB super follower | |
US20050007195A1 (en) | Low voltage high gain amplifier circuits | |
US7446607B2 (en) | Regulated cascode circuit, an amplifier including the same, and method of regulating a cascode circuit | |
US7443240B2 (en) | AM intermediate frequency variable gain amplifier circuit, variable gain amplifier circuit and its semiconductor integrated circuit | |
US6833760B1 (en) | Low power differential amplifier powered by multiple unequal power supply voltages | |
US6756841B2 (en) | Variable offset amplifier circuits and their applications | |
US8022764B2 (en) | Differential amplifier | |
US6879212B2 (en) | Operational amplifier having large output current with low supply voltage | |
US9136806B2 (en) | Amplifier circuit | |
US6972623B2 (en) | Differential amplifier without common mode feedback | |
US8193838B2 (en) | Input circuit and semiconductor integrated circuit including the same | |
US20140111278A1 (en) | Dynamically biased output structure | |
US7924095B2 (en) | Operational amplifiers having low-power unconditionally-stable common-mode feedback | |
US7688145B2 (en) | Variable gain amplifying device | |
US10812029B2 (en) | Operational amplifier | |
JP2007295566A (ja) | 演算増幅器 | |
JP2009171338A (ja) | 減衰補償回路 | |
JP4707099B2 (ja) | 差動出力回路 | |
EP2779445A1 (en) | Three Stage Amplifier | |
CN112346505B (zh) | 增益调变电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110405 |