JP2014519265A - 電流バッファ - Google Patents

Abstract

電流フィルタリング電流バッファ増幅器は、入力電流に結合され、この入力電流を受信するように構成された第１のポートおよび第２の入力ポートと、負荷に結合され、この負荷に電流を提供するように構成された第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、受信された入力電流を出力電流として第１および第２の出力ポートに転送するように構成されたバッファと、ここで、バッファは、入力インピーダンスと出力インピーダンスとを有しており、出力インピーダンスは、入力インピーダンスよりも高く、バッファは、第１および第２の増幅器を備え、第１の増幅器は、共通モードフィードバック増幅器である、第１および第２の入力ポートに結合され、第１および第２の増幅器に結合されたフィルタと、ここで、フィルタは、複素インピーダンスを有しており、受信された入力電流をノッチフィルタリングするように構成される、を含む。

Description

バッファ増幅器（別名バッファ）は、ある回路から別の回路に電気インピーダンス変換を提供する電子デバイスである。電圧バッファおよび電流バッファという２つ主なタイプのバッファが存在する。典型的に、電流バッファ増幅器は、低い出力インピーダンスレベルを有する第１の回路から、高い入力インピーダンスレベルを有する第２の回路に電流を転送するために使用される。挿入されたバッファ増幅器は、第２の回路が、許容できないない形で第１の回路に負荷をかけないようにして、その所望の動作に干渉しないようにする。

理想的な電流バッファでは、入力抵抗がゼロであり、一方で出力抵抗は無限である（理想的な電流ソースのインピーダンスは無限である）。理想的なバッファの他の特性（properties）には典型的に、信号振幅に関わらない完全な線形性（perfect linearity）と、入力信号の速度に関わらない瞬間出力応答とが含まれる。電流バッファ増幅器について、電流が変更なく転送される場合（電流利得は１である）、この増幅器は、出力電流が入力電流に「追随」または追跡するため、単一利得バッファまたは電流フォロア（current follower)と呼ばれる。電流バッファ増幅器の電流利得は、（ほぼ）不変（unity）である。既存の電流バッファ増幅器は、電流バッファリングを提供する一方で、電流フィルタリングは提供しない。また、既存の電流バッファ増幅器は通常、出力において、ほぼ完全な線形性を提供しない可能性がある。

図１は、ユニポーラトランジスタ１０２、１０４、１１２、１１４、１１６、および１１８（例えば、ＦＥＴコモンゲート接続型トランジスタ）、差分増幅器１０６および１１０、位相シフト増幅器１０８、並びに抵抗１２０および１２２を備える従来の電流バッファ増幅器１００を示す。差分増幅器１０６および１１０は、コモンモード信号を抑制するために使用されるコモンモードフィードバック（ＣＭＦＢ）増幅器である。トランジスタ１１２および１１４のドレインは、図１で示されるように、増幅器１０６および１０８の入力に接続される。バッファ増幅器の２つの入力ポートは、それぞれ、トランジスタ１１２および１１４のドレインに接続される。正の入力ポートは、増幅器１０８の負の入力ポート、トランジスタ１０２のソース、および増幅器１０６の負の入力ポートに接続される。負の入力ポートは、増幅器１０８の正の入力ポート、トランジスタ１０６のソース、および増幅器１０６の正の入力ポートに接続される。入力電流^ｉｉｎは、電流バッファ増幅器１００から出力電流^ｉｏｕｔとして第２の回路（図示せず）に転送される、第１の回路（図示せず）からの出力電流である。^ｉｎｎ^＋及び^ｉｎｎ⁻の両方が供給された場合、ＣＭＦＢ増幅器１０６は、^ｉｎｎ入力信号を増幅し、ＦＥＴトランジスタ１０２、１０４、１１２、および１１４は、信号を反転させ（１８０°位相）、コモン信号を差し引くだろう。差分信号について、ＣＭＦＢは動作しないだろう。このケースにおいて、入力電流^ｉｉｎは通過するだろう。このように、入力インピーダンスｇ_ｍ１は低く保たれ、出力インピーダンスｇ_ｍ２は高く保たれる。

理想的に言えば、電流バッファ増幅器は、出力信号強度が入力信号強度に正比例して変化する完全な直線である。線形デバイスにおいて、入力信号の強度がどうであろうと、出力／入力信号振幅の比は常に同じである。図２のグラフ２００は、周波数の関数として、理想的な電流転送利得を示す。

しかしながら、実際、図２に示される理想的な線形性のタイプは達成することが難しい。増幅器が通常の条件下で線形性を示す場合であっても、オーバードライブにより入力信号が強すぎる場合、それは非線形になるであろう。増幅カーブは、入力信号振幅が臨界点を超えて増加するにつれ水平スロープに向かって曲がり、それによって、出力に歪みが生成される。振幅／変調（ＡＭ）、無線送信、およびハイファイオーディオのようなアナログアプリケーションにおいて、線形性は重要である。これらのアプリケーションにおける非線形性は、利得の変動が、アナログ入力波形に関してアナログ出力波形の形に影響を及ぼすため、信号の歪みに帰着する。したがって、電流が出力で電圧へと変換される場合、図１に示された電流バッファ増幅器では線形性の問題が生じうる。

電流フィルタリング電流バッファ増幅器の例には、入力電流に結合され、その入力電流を受信するように構成された第１のポートおよび第２の入力ポートと、負荷に結合され、その負荷に電流を提供するように構成された第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、受信された入力電流を出力電流として第１および第２の出力ポートに転送するように構成されたバッファと、ここで、バッファは、入力インピーダンスと出力インピーダンスとを有しており、出力インピーダンスは入力インピーダンスよりも高く、バッファは、第１および第２の増幅器を備え、第１の増幅器は共通モードフィードバック増幅器である、第１および第２の入力ポートに結合され、第１および第２の増幅器に結合されたフィルタと、ここで、フィルタは、複素インピーダンスを有しており、受信された入力電流をノッチフィルタ（notch filter）にかけるように構成される、が含まれる。

そのような増幅器の実現は、以下の特徴のうちの１つ以上を備えうる。フィルタは、抵抗および容量を有するＲＣ回路を含み、フィルタは、第１および第２の増幅器の両方の正および負の入力に結合されている。抵抗は、第１および第２の抵抗を備え、第１の抵抗は、第１の入力ポートと、第１および第２の増幅器の負の入力との間に結合され、第２の抵抗は、第２の入力ポートと、第１および第２の増幅器の正の入力との間に結合される。容量は、第１の抵抗と第２の抵抗との間に接続される。容量は、第１および第２の増幅器の正の入力と接地との間に結合された第１の容量と、第１および第２の増幅器の負の入力と接地との間に結合された第２の容量とを含む。増幅器はさらに、バッファに結合されており、バッファのトランジスタのコモンゲート電圧をブーストして、増幅器の通過帯域および増幅器の阻止帯域における転送利得を抑止するように構成されたブースタを備える。ブースタ部は、第３の容量を通して第１の入力ポートに結合された第１のブースタ回路と、第４の容量を通して第２の入力ポートに結合された第２のブースタ回路とを含み、第３および第４の容量は、増幅器の阻止帯域における周波数の電流を、それぞれ第１および第２のブースタ回路に通すように構成される。

第１と第２の回路との間の電流をバッファする方法の一例は、第１の回路の出力に入力インピーダンスを、第２の回路の入力に出力インピーダンスを提供することと、ここで、出力インピーダンスは、入力インピーダンスよりも高い、第１の出力振幅が第１の電流の第１の入力振幅の少なくとも半分となるように第１の周波数を下回る周波数を有する第１の回路から受信された第１の電流が第２の回路に転送され、第２の出力振幅が第２の電流の第２の入力振幅の１０分の１未満となるように第２の周波数を上回る周波数を有する第１の回路から受信された第２の電流が第２の回路に転送されるように第１の回路から受信された電流をローパスフィルタリングおよびノッチフィルタリングすることによって第１の回路から受信された電流を第２の回路に転送することと、を含み、但し、第２の周波数は、第１の周波数の約２倍未満である。

そのような方法の実現は、以下の特徴のうちの１つ以上を備えうる。ノッチフィルタリングは、局所最小の転送利得を、第１の周波数の約１．３倍から第１の周波数の約１．７倍の間の局所最小周波数で生じさせる。方法はさらに、第１の周波数よりも下か局所最小周波数よりも上のうちの少なくとも１つで転送利得を抑止することを備える。

電流バッファの例には、入力電流に結合され、その入力電流を受信するように構成された第１のポートおよび第２の入力ポートと、負荷に結合され、その負荷に電流を提供するように構成された第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、受信された入力電流を出力電流として第１および第２の出力ポートに転送するように構成されたバッファ部と、ここで、バッファ部は、入力インピーダンスと出力インピーダンスとを含み、出力インピーダンスは、入力インピーダンスよりも高い、増幅器が、第１および第２の入力ポートから第１および第２の出力ポートへの受信された入力電流のために、第１の周波数までの周波数について、第１の転送利得値を上回る転送利得を有し、第１の周波数よりも高い第２の周波数を上回る周波数について、第２の転送利得値を下回る転送利得を有し、第２の周波数よりも高い第３の周波数において、第３の転送利得値の転送利得を有し、第３の周波数よりも高い第４の周波数において第４の転送利得値の転送利得を有する、ように、受信された入力電流をフィルタリングするために、第１および第２の入力ポート、第１および第２の出力ポート、およびバッファ部に結合されたフィルタ手段と、ここで、第３の転送利得値は、第２の転送利得値よりも低く、第４の転送利得値は、第３の転送利得値よりも高い、が含まれる。

そのようなバッファの実現は、以下の特徴のうちの１つ以上を備えうる。フィルタ手段は、第１の転送利得値が約−３ｄＢであり、第２の転送利得値が約−１０ｄＢであり、第２の周波数が第１の周波数の約１．２倍になるように構成される。第３の周波数は、第２の周波数の約１．５倍である。フィルタ手段は、ＲＣ回路を備え、それは、抵抗および容量を含み、第１および第２の入力ポートと第１および第２の出力ポートとの間に結合される。抵抗および容量の値は、第３の周波数を決定する。

本明細書で説明されるアイテムおよび／または技法は、以下のケイパビリティのうちの１つ以上のケイパビリティを提供しうる。電流フィルタリング電流バッファ増幅器は、従来の電流バッファ増幅器と比べて、調整可能なノッチフィルタリング、低減された通過帯域ピーキング、改善された線形性を提供しうる。費用がかからず、調整しやすく、広域を有しており、かつ、許容可能な入力回路および出力回路のダイバーシティおよびレンジを高める電流バッファ増幅器が提供されうる。増幅器は、例えば、ポータブルコンピュータ、モバイル電話、携帯情報端末、等、を含むモバイル電子デバイスなどの、低い入力インピーダンスおよび高い出力インピーダンスを有する回路を用いる電子デバイスでの使用のために提供される。

図１は、従来の電流バッファ増幅器の回路図である。 図２は、周波数の関数として、理想的な電流転送利得を示すグラフである。 図３は、電流フィルタリング電流バッファ増幅器の回路図である。 図４は、図３に示された電流フィルタリング電流バッファ増幅器についての、周波数の関数としての入力インピーダンスのグラフである。 図５は、図３に示された電流フィルタリング電流バッファ増幅器についての、周波数の関数としての電流転送利得である。 図６は、図３に示された電流フィルタリング電流バッファ増幅器のための様々な抵抗および容量値を有する周波数の関数としてのメイン共通ゲートのトータル入力インピーダンスのグラフである。 図７は、図３に示された電流フィルタリング電流バッファ増幅器の入力／出力転送関数のグラフである。

説明される特徴は一般的に、電流バッファリングのための１つ以上の改善された方法および／または装置に関する。説明される方法および装置のさらなる適用性は、次の詳細な説明、特許請求の範囲、および図面から明らかとなるであろう。詳細な説明および具体的な例は、詳細な説明の精神および範囲内の様々な変更および修正が当業者にとって明らかとなるため、説明を目的としてのみ与えられている。このように、以下の説明は実例を提供するものであり、特許請求の範囲において示される範囲、適用性、または構成を限定するものではない。本開示の範囲および精神から逸脱することなく、説明される要素の機能および配置に対して変更がなされうる。様々な実例が、必要に応じて、様々なプロシージャあるいはコンポーネントを省略、置換、または追加しうる。例えば、説明される方法は、説明されるものとは異なる順序で実行されることができ、様々な動作が追加、省略、あるいは組み合わせられうる。さらに、特定の実例に関して説明される特徴は、その他の実例と組み合わせられうる。

図３は、調整可能なノッチフィルタリングおよび低減された帯域通過ピーキングを提供するように構成された電流フィルタリング電流バッファ増幅器３００の例示的な回路図を示す。増幅器３００は、減衰をほとんどまたはまったく伴わず、恐らくは利得を伴って、特定の範囲内の周波数を有する信号を通し、その範囲外の周波数を有する信号を拒否する（すなわち、顕著に減衰させる）だろう。増幅器３００は、図１に示された電流バッファ１００と類似はしても異なるバッファ部３０１を含む。バッファ部３０１は、トランジスタ３０２、３０４、３１２、３１４、３１６、３１８、抵抗３２０、３２２、および、増幅器３０６、３０８、３１０を含む。加えて、バッファ増幅器３００は、コモンゲートブースト回路３４０、３５０を含んでおり、それらは、モノポーラトランジスタ３４２、３５２を含み、それぞれトランジスタ３０２、３０２のためにコモンゲート電圧をブーストするように構成される。コモンゲートブースト回路３４０、３５０は、高周波数信号を吸収することによって、高い周波数で低いインピーダンスを提供し、それは、入力インピーダンスが高くなりすぎるのを防ぐ（抑止する）ようにし、通過帯域ピーキング（すなわち、通過帯域における最大利得）を減らすようにする。

図３に示された例示的な増幅器３００において、ブースト回路３４０は、ノードＶ_１に接続されたコモンゲートであり、ブースト回路３５０は、ノードＶ_２に接続されたコモンゲートである。ブースト回路３４０のノードＶ_１は、トランジスタ３４２のドレインと、接地に接続されている電流ソース３４３との間に接続される。同様に、ブースト回路３５０のノードＶ_２は、トランジスタ３５２のドレインと、接地に接続されている電流ソース３４５との間に接続される。ブースト回路３４０、３５０はそれぞれ、容量３７０、３７２を介して、バッファ部３０１の正の入力ノード３７１および負の入力ノード３７３に接続される。入力ノード３７１、３７３は、トランジスタ３１２、３１４のドレイン、トランジスタ３０２、３０４のゲート、および接地に接続されている電流ソース３８０、３８２に接続される。正の入力電流ライン３８０は、入力ノード３７１に接続され、入力電流ｉ_ｉｎ ^＋を搬送する。負の入力電流ライン３８２は、入力ノード３７３に接続され、入力電流ｉ_ｉｎ ⁻を搬送する。

バッファ部３０１は、正の入力ノード３７１と負の入力ノード３７３との間に接続されたＲＣ回路３６０を含む。ＲＣ回路３６０は、各々抵抗Ｒ_１の２つの抵抗３６２、３６４および容量Ｃ_１の容量３６６を含む。ＲＣ回路３６０は、示されるように、抵抗３６４と直列に接続された容量３６６と直列に接続された抵抗３６２を有し、すべてが、ノード３７１とノード３７３との間で直列に接続される。抵抗３６２と容量３６６の両方に接続されたノード３６５はまた、増幅器３０６、３０８の負の入力ポートに接続される。抵抗３６４と容量３６６に接続されたノード３６７はまた、増幅器３０６、３０８の正の入力ポートに接続される。このように、入力ノード３７１は、抵抗３６２を介して、容量３６６と、増幅器３０６、３０８の各々の負の入力ポートとに接続され、入力ノード３７３は同様に、抵抗３６４を介して、容量３６６と、増幅器３０６、３０８の各々の正の入力ポートとに接続される。容量３６６は、増幅器３０６、３０８の各々の正の入力ポートと負の入力ポートとの間に接続される。ノード３７１とノード３７３との間に、抵抗３６４に直列である容量３６６に直列である抵抗３６２を有するＲＣ回路３６０が図３には示されているが、代替的な物理構成も可能である。例えば、ノード３７１は、抵抗３６２を介して、接地に接続された容量に接続され、ノード３７３は、抵抗３６４を介して、接地に接続された別の物理的に離れた容量に接続されうる。しかしながら、電気的な観点から、これは、図３に示されたＲＣ回路３６０に等価的である。

ＲＣ回路３６０は、図４−５で示され、下で説明されるように、入力信号の電流ノッチフィルタリングを提供するように機能する。ノッチフィルタリングは、容量３６６の容量値Ｃ_１を変更することによって、調整されうる。回路３００のバッファ部３０１の入力ノード３７１および３７２にブースト回路３４０および３５０を接続する容量３７０、３７２の容量Ｃ_２が使用され、ノード３６５および３６７において入力される共通モード信号の周波数を変更することによって低い周波数がブロックされる。ブースト回路３４３０、３５０がない場合、高い周波数信号は、トランジスタ３１２、３１４からの高いインピーダンスに直面し、バッファ３０１に影響を与える。しかしながら、ブースト回路３４０、３５０は、高い周波数で低いインピーダンスを提供し、よって、増幅器３００が低い周波数電流を出力に通すようにし、高い周波数電流が出力に到達しないようにする。

動作中、電流フィルタリング電流バッファ増幅器３００は、電流フィルタリングを用いて２つの回路間で電流バッファリングを提供する。ここで、図４−６に示されるように、フィルタリングは、低い周波数を通すことと、高い周波数をノッチフィルタリングすることとを備える。

図４および５について、グラフ４００は、周波数の関数として入力インピーダンスを示し、グラフ５００は、電流バッファ増幅器３００のための周波数の関数として電流転送利得を示す。プロット４０２は、図３において矢印３９０および３９２によって示されるノードＶ_１およびＶ_２を見たインピーダンスを周波数の関数として示す。プロット４０４は、図３において矢印３９４によって示されるノードＶ_３を見たインピーダンス（ｇ_ｍ１１）を周波数の関数として示す。プロット４０６は、組み合わせられた入力インピーダンスを示す。図４に示されるように、インピーダンス４０４、すなわちｇ_ｍ１は、低い周波数でピークになり、高い周波数で低下する。周波数の関数として電流転送利得を示すグラフ５００のプロット５０２は、低い周波数ｆ_ｐｅａｋにおいて、ピーク利得Ｇ_ｐｅａｋの局所的／相対的ピーク５０４が存在することを示す。通過帯域０Ｈｚから通過閾値周波数ｆ_ＰＴ１にかけて、利得は、点線（０ＤＢ）よりも上であるため正であり、それは、信号が通され、いくつかの転送利得が提供されたこと、を示す。代替的に、通過帯域は、信号を通すとみなされる許容可能な程度に低いこれらの信号の減衰を伴って、通過閾値利得Ｇ_ＰＴ（例えば、−３ｄＢ）に対応するより高い通過閾値周波数ｆ_ＰＴ２に拡張しうる。より高い周波数において、信号は、フィルタリングされて減衰し、他のレベルが許容されうるが、約−１０ｄＢの停止閾値利得Ｇ_ＳＴに到達し、調整可能な値である停止閾値周波数ｆ_ＳＴで使用される回路値の回路特性によって決定され、カーブ５０２の「ノッチ」５０６において、対応する周波数ｆ_{ｎｏｔｃｈ}で局所的／相対的な最小利得Ｇ_{ｎｏｔｃｈ}に到達しうる。ＲＣ回路３６０によって提供されたノッチフィルタリングを用いて、増幅器３００の利得は、ＲＣ回路３６０を有さない増幅器３００によって提供される利得の利得カーブ５１０によって示されるように、ＲＣ回路３６０が無い場合よりも低い周波数で停止閾値利得Ｇ_ＳＴに到達しうる。さらに、「並列ＣＧがある場合」とラベル付けされたプロット５０２の一部５０７、および、「並列ＣＧが無い場合」とラベル付けされたプロット５０８によって示されるように、並列コモンゲートブースト回路３４０および３５０がバッファ部３０１に接続されている場合の利得は、ノッチ周波数を上回る周波数において、回路３４０および３５０が接続されていない場合よりも低い。

相対的／局所的な最小利得Ｇ_{ｎｏｔｃｈ}における周波数ｆ_{ｎｏｔｃｈ}は、ノッチフィルタ特性の中心周波数にほぼ等しくなる。局所的な最小利得に対応する周波数ｆ_{ｎｏｔｃｈ}は、ノッチフィルタ特性の中心周波数でありうるか、ローパスフィルタ特性によって提供される利得ロールオフにより、わずかに高い周波数にシフトされうる。ノッチフィルタ特性の中心周波数と、局所的な最小利得周波数ｆ_{ｎｏｔｃｈ}との差分量は、ノッチフィルタ特性の中心周波数での、および、ノッチフィルタ特性の中心周波数の近くでの利得特性（例えば、利得ロールオフのレート）に依存することとなる。周波数ｆ_{ｎｏｔｃｈ}は、ノッチ周波数ｆ_{ｎｏｔｃｈ}を上回る（少なくとも上回る、および、近い／隣接する）周波数において、利得が局所的な最小利得Ｇ_{ｎｏｔｃｈ}よりも高いため、局所的な最小利得に対応する。

図６は、様々なＲ_１およびＣ_１の値を有する周波数の関数としてのメインコモンゲートのトータル入力インピーダンスＺ_ｉｎを示すグラフ６００を示す。Ｚ_ｉｎは、以下のように算出されうる：

ここにおいて、ｓ＝ｊｗである。Ｃ_ｏｕｔは、フィードバック増幅器３０８の出力容量である。Ｒ_ｏｕｔは、フィードバック増幅器３０８の出力抵抗である。ｇ_ｍ２は、フィードバック増幅器３０８の相互コンダクタンスである。ｆ_ｐは、グラフ６００で示されるカーブのピーク周波数である。グラフ６００で示される異なるプロットは、Ｒ_１およびＣ_１の異なる経験的値に対応しうる。

図７のグラフ７００は、電流バッファ増幅器３００の入力／出力転送関数７００を示す。グラフ７００は、周波数の関数として、バッファ増幅器３００の電流転送利得の大きさをｄＢ値で示す。図７に示されているように、ブースト回路３４０および３５０が利用された場合、ピーキングは減る、すなわち、図７に示されているピークは低くなる。図７に示される転送値Ｈ_ＣＦＣＢ（ｆ）は以下のように算出されうる。

ここにおいて、Ｃ_ｇｓ１は、トランジスタ３１２および３１４のゲートとソースとの間の寄生容量である。図７に示される異なるカーブは、異なる経験的値に対応しうる。

図３、５、および７について、増幅器３００、および、特にバッファ３０１は、ピーク５０４およびノッチ５０６の所望の特性、および、ピーク５０４とノッチ５０６の所望の関係を提供するように構成される。ピーク利得Ｇ_ｐｅａｋ、ピーク利得周波数ｆ_ｐｅａｋ、ノッチ利得Ｇ_{ｎｏｔｃｈ}、およびノッチ利得周波数ｆ_{ｎｏｔｃｈ}は、増幅器の設計に依存して様々な値を有しうる。例えば、図７に関して、ピーク利得Ｇ_ｐｅａｋは、約１０ｄＢ（本明細書では、約９ｄＢから約１２ｄＢ）であり、ピーク利得周波数ｆ_ｐｅａｋは、約１２ＭＨｚと約３０ＭＨｚとの間（本明細書では、約１０ＭＨｚから約３２Ｍｈｚ）であり、ノッチ利得Ｇ_{ｎｏｔｃｈ}は、約−２０ｄＢ（本明細書では約−１８ｄＢから約−２１ｄＢ）であり、ノッチ利得周波数ｆ_{ｎｏｔｃｈ}は、約２５ＭＨｚと約６０ＭＨｚとの間（本明細書では約２３ＭＨｚから約６３ＭＨｚ）でありうる。よって、ノッチ利得周波数ｆ_{ｎoｔｃｈ}とピーク利得周波数ｆ_ｐｅａｋとの比は、約２対１（本明細書では、約１．９対１〜約２．１対１）でありうる。ノッチ利得周波数ｆ_{ｎｏｔｃｈ}と３ｄＢの通過閾値周波数ｆ_ＰＴ２との比は、好ましくは、約１．３対１と約１．７対１との間であり、本明細書では約１．５対１（約１．４対１〜約１．６対１）でありうる。ノッチ利得周波数ｆ_{ｎｏｔｃｈ}と０ｄＢの通過閾値周波数ｆ_ＰＴ１との比は、約１．６５対１（本明細書では、約１．５５対１〜１．７５対１）でありうる。停止閾値周波数ｆ_ＳＴ（停止閾値利得Ｇ_ＳＴが−１０ｄＢである場合）と−３ｄＢの通過閾値周波数ｆ_ＰＴ２との比は、好ましくは、約２対１より低くなりうる、本明細書では約１．２対１でありうる（本明細書では、約１．１５対１〜約１．２５対１）。

本開示の先の説明は、本開示を製造または使用することをいずれの当業者にも可能にさせるために提供されている。本開示に対する様々な変更は、当業者にとって容易に明らかであろう、また、本明細書で定義される包括的な原理は、本開示の範囲または精神から逸脱することなく他の変更に適用されうる。本開示は、本明細書で説明される例および設計に限定されないが、本明細書で開示される原理および新規の特徴と一致して幅広い範囲が与えられる。

Claims (15)

1. 電流フィルタリング電流バッファ増幅器であって、
   入力電流に結合され、前記入力電流を受けるように構成された第１のポートおよび第２の入力ポートと、
   負荷に結合され、前記負荷に電流を提供するように構成された第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、
   受けた前記入力電流を、出力電流として、前記第１および第２の出力ポートに転送するように構成されたバッファと、ここで、前記バッファは、入力インピーダンスおよび出力インピーダンスを有し、前記出力インピーダンスは、前記入力インピーダンスよりも高く、前記バッファは、第１および第２の増幅器を含み、前記第１の増幅器は、共通モードフィードバックア増幅器である、
   前記第１および第２の入力ポートに結合され、前記第１および第２の増幅器に結合されたフィルタと、ここで、前記フィルタは、複素インピーダンスを有しており、受けた前記入力電流をノッチフィルタリングするように構成される、
   を備える、増幅器。
2. 前記フィルタは、抵抗および容量を有するＲＣ回路を含み、前記フィルタは、前記第１および第２の増幅器の両方の正および負の入力に結合される、請求項１に記載の増幅器。
3. 前記抵抗は、第１および第２の抵抗を備え、前記第１の抵抗は、前記第１の入力ポートと、前記第１および第２の増幅器の負の入力との間に結合され、前記第２の抵抗は、前記第２の入力ポートと、前記第１および第２の増幅器の正の入力との間に結合される、請求項２に記載の増幅器。
4. 前記容量は、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との間に結合される、請求項３に記載の増幅器。
5. 前記容量は、前記第１および第２の増幅器の前記正の入力と接地との間に結合された第１の容量と、前記第１および第２の増幅器の前記負の入力と前記接地との間に結合された第２の容量とを備える、請求項４に記載の増幅器。
6. 前記バッファに結合されており、前記バッファのトランジスタのコモンゲート電圧をブーストして、前記増幅器の通過帯域および前記増幅器の阻止帯域における転送利得を抑止するように構成されたブースタをさらに備える、請求項１に記載の増幅器。
7. 前記ブースタ部は、第３の容量を介して前記第１の入力ポートに結合された第１のブースタ回路と、第４の容量を介して前記第２の入力ポートに結合された第２のブースタ回路とを備え、前記第３および第４の容量は、前記増幅器の前記阻止帯域における周波数の電流をそれぞれ前記第１および第２のブースタ回路に通すように構成される、請求項６に記載の増幅器。
8. 第１の回路と第２の回路との間で電流をバッファリングする方法であって、
   前記第１の回路の出力に入力インピーダンスを、前記第２の回路の入力に出力インピーダンスを提供することと、ここで、前記出力インピーダンスは、前記入力インピーダンスよりも高い、
   第１の出力振幅が、前記第１の電流の第１の入力振幅の少なくとも半分になるように、第１の周波数を下回る周波数を有する前記第１の回路から受けた第１の電流が前記第２の回路に転送され、
   第２の出力振幅が前記第２の電流の第２の入力振幅の１０分の１未満になるように、第２の周波数を上回る周波数を有する前記第１の回路から受けた第２の電流が、前記第２の回路に転送される、
   ように、前記第１の回路から受けた電流をローパスフィルタリングおよびノッチフィルタリングすることによって、前記第１の回路から受信された前記電流を前記第２の回路に転送することと、
   ここにおいて、前記第２の周波数は、前記第１の周波数の約２倍未満である、を備える方法。
9. 前記ノッチフィルタリングすることは、転送利得の局所最小を、前記第１の周波数の約１．３倍から前記第１の周波数の約１．７倍の間の局所最小周波数で生じさせる、請求項８に記載の方法。
10. 前記第１の周波数よりも下または前記局所最小周波数よりも上のうちの少なくとも１つで転送利得を抑止することをさらに備える、請求項９に記載の方法。
11. 電流バッファであって、
    入力電流に結合され、前記入力電流を受信するように構成された第１のポートおよび第２の入力ポートと、
    負荷に結合され、前記負荷に電流を提供するように構成された第１の出力ポートおよび第２の出力ポートと、
    受けた前記入力電流を、出力電流として、前記第１および第２の出力ポートに転送するように構成されたバッファ部と、ここで、前記バッファ部は、入力インピーダンスおよび出力インピーダンスを有し、前記出力インピーダンスは、前記入力インピーダンスよりも高い、
    増幅器が、前記第１および第２の入力ポートから前記第１および第２の出力ポートへの受けた入力電流のために、第１の周波数までの周波数について第１の転送利得値を上回る転送利得を有し、前記第１の周波数よりも高い第２の周波数を上回る周波数について、第２の転送利得値を下回る転送利得を有し、前記第２の周波数よりも高い第３の周波数において第３の転送利得値の転送利得を有し、前記第３の周波数よりも高い第４の周波において第４の転送利得値の転送利得を有する、ように、前記受信された入力電流をフィルタリングするために、前記第１および第２の入力ポート、前記第１および第２の出力ポート、および前記バッファ部に結合されたフィルタ手段と、ここで、前記第３の転送利得値は、前記第２の転送利得値よりも低く、前記第４の転送利得値は、前記第３の転送利得値よりも高い、
    を備える、バッファ。
12. 前記フィルタ手段は、前記第１の転送利得値が約−３ｄＢであり、前記第２の転送利得値が約−１０ｄＢであり、前記第２の周波数が前記第１の周波数の約１．２倍になるように、構成される、請求項１１に記載のバッファ。
13. 前記第３の周波数は、前記第２の周波数の約１．５倍である、請求項１１に記載のバッファ。
14. 前記フィルタ手段は、抵抗および容量を含み、前記第１および第２の入力ポートと前記第１および第２の出力ポートとの間に結合されたＲＣ回路を備える、請求項１１に記載のバッファ。
15. 前記抵抗および容量の値は、前記第３の周波数を決定する、請求項１４に記載のバッファ。

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