JP2781934B2 - 供給電流補償回路 - Google Patents

供給電流補償回路

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JP2781934B2
JP2781934B2 JP3099633A JP9963391A JP2781934B2 JP 2781934 B2 JP2781934 B2 JP 2781934B2 JP 3099633 A JP3099633 A JP 3099633A JP 9963391 A JP9963391 A JP 9963391A JP 2781934 B2 JP2781934 B2 JP 2781934B2
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
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    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/301Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in MOSFET amplifiers
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    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45479Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、給電(電源)バスか
ら引き出される供給電流の、上記供給バスに共通接続さ
れた諸回路の動作に影響を及ぼすような、変化を補償す
るための装置に関するものである。
【0002】
【発明の背景】最近の電子技術界においては、電子シス
テムは非常にコンパクトなモジュール化されたサブシス
テムの形をとる複数個の機能素子を含んでいるのが普通
である。その様なサブシステム内では各機能素子は共通
の給電バスに接続されている。サブシステムはコンパク
トに作られているからこの給電バスは無視できないイン
ピーダンスを持っている。これら機能素子が給電バスか
ら引き出す電流は屡々信号によって決まるもので、すな
わちそれら機能素子が引き出す電流は一定していない。
この機能素子が引き出す電流の変動は、給電バスのイン
ピーダンスと相俟って、各機能素子に時間によって変化
する局部的な供給電位を印加することになる。その様な
供給電位の変動は特定素子の変換(伝達)関数に悪影響
を及ぼす。
【0003】局部供給電位変動は、たとえば各機能素子
にバイパス・キャパシタを設けることによって防止する
ことができるが、この解決法は、高度にコンパクトなシ
ステム中における機能素子の配置を不要に複雑化させる
だけでなく、あるいは、サブシステムを不必要に拡大す
ることになる。これは、集積回路(IC)中にサブシス
テムを組み込む場合に、特に顕著になる。
【0004】集積回路における供給電位の変動に対する
一つの解決法が米国特許第4327332号に開示され
ており、その開示例のシステムでは共通の給電バスに複
数個の増幅器が結合されている。この各増幅器の応答に
対する局部供給電位変位の悪影響を除くために、上記解
法ではそれぞれ電圧調整器回路を介して各増幅器を給電
バスに結合している。しかし、各電圧調整器回路は、全
体的な回路の複雑さを大幅に増加させる他に温度変化に
敏感であるという様な欠点を持っている。
【0005】
【発明の概要】この発明は、機能素子が電流を引き出す
べき給電バスの相互間に結合された装置を有し、この装
置は、機能素子が処理する信号により制御されて、上記
の機能素子が引き出す供給電流の変動と等大逆極性の電
流を、給電バスから引き出すように働く。
【0006】
【詳細な説明と実施例】図1には、共通の給電バス10
と25の間に接続された、増幅器14、アナログ−デジ
タル変換器(ADC)16、デジタル信号プロセッサ1
8、デジタル−アナログ変換器(DAC)20、および
別の増幅器22を含むシステムが示されている。給電バ
スは、無視できない大きさの抵抗を有していることを示
すために、縦続接続された抵抗R(破線で示す)として
描かれている。各機能素子14−22が引き出す供給電
流は給電バスに沿って電位降下を生じさせる。これらの
バスは、バス上に生じる如何なる直流(DC)電位降下
も、少なくとも動作電源からこの機能素子に対して供給
電位を印加することが妨げられる程に大きな値にならな
いような、充分な寸法を持っている。
【0007】増幅器14と22は、各入力接続にそれぞ
れ印加される瞬時々々の信号に機能的に(functi
onally)関係する供給電流に引き出し、また素子
16、18および20は実質的に一定の電流を引き出す
ものと仮定する。これらの増幅器によって引き出される
時間的に変化する供給電流は、各抵抗Rの両端間に時間
的に変化する電位を生じ、従って機能素子16、18お
よび20に時間的に変化する供給電位を与える。その機
能素子が8−10ビットADCやDACのような精密素
子であるか、裕度(トレランス)が可成り厳しい供給電
圧で動作するように設計されたデジタル回路である場合
には、この時間的に変化する供給電位は、その様な機能
素子の動作に相当な影響を与え、最悪状態では或る期間
に亘って動作不能にすることもある。
【0008】つぎに、図2と図3Aおよび図3Bについ
て説明する。図2は、帰還および供給電流補償回路52
が結合された簡単な差動増幅器50を示している。増幅
器50は、図1の回路における増幅器14または22と
して構成することができる。増幅器50は普通の設計の
ものであるから詳細な説明は省略する。この増幅器は、
1対のP型入力トランジスタP1とP2を有し双方のソ
ース電極を定電流源I1に結合して差動構成にしてある
ことだけを説明すれば充分であろう。両トランジスタP
1とP2のドレイン電極は、n型トランジスタN1とN
2から成る電流ミラー増幅器負荷回路の入力端子と出力
端子とに、それぞれ結合されている。
【0009】図3Aは、印加入力信号電圧の関数とし
て、増幅器50が引き出す供給電流を示す線図である。
図3Bは、増幅器50と電流補償回路52の組み合わせ
が引き出す供給電流を示す線図である。図3Aは、増幅
器50が引き出す供給電流が、入力信号電圧の線形動作
範囲を通じて約3.4%変化することを示している。供
給電流の予想変化は、回路シミュレーションによって、
またはテスト回路を作ってその変動を測定することによ
って、求めることができる。供給電流対信号入力電圧を
プロットすることによって、供給電流補償回路の要求が
決まる。この例では、増幅器が引き出す供給電流は入力
信号電圧の変化に対し直線的に変化している。従って、
供給電流は、トランジスタのような線形電流制御装置で
補償できる。
【0010】図2において、供給電流補償回路52はP
型トランジスタP3で構成されており、そのドレインと
ソース電極は、相対的に正のおよび相対的に負の給電バ
ス10、25にそれぞれ結合され、ゲート電極は適当な
極性の信号電位を取り出し得る回路点に接続されてい
る。トランジスタP3が導通するACドレイン電流△i
は△V×gmに等しい。ここに、△Vはそのトランジス
タに印加されるACゲート−ソース電位であり、gmは
そのトランジスタの相互コンダクタンスである。△Vの
値はAd△Vinに等しい。ここに、Adはトランジス
タP1とN1の信号入力電極間の電圧利得であり、△V
inはAC入力信号を表わしている。この供給電流の変
動を補償するための、トランジスタP3の相互コンダク
タンスの値は次式で与えられる。 gm=△i/(Ad△Vin) (1) そして、△i/△Vinは図3Aの供給電流対入力電圧
特性の勾配から決まる。
【0011】トランジスタP3はP型トランジスタで、
ゲート電圧の減少に伴って導通ドレイン電流が増大する
ようなものである。このゲート電圧は信号入力電圧の増
加に対して減少する。従って、トランジスタP3は、信
号入力電圧が増加するにつれて給電バスからより大きな
電流を引き出すもので、これは増幅器50の供給電流−
信号電圧特性と逆である。トランジスタP3と増幅器5
0の双方が要求する供給電流の和は、図3Bに示された
様に、増幅器50の線形入力ダイナミック範囲内で信号
電圧の変化に対して比較的一定である。
【0012】トランジスタP3を流れる全電流は、DC
成分IDCとAC成分△iの和である。図2の実施例で
は、図3Aと図3Bとから、DC成分は約1.4ミリア
ンペアまたは供給電流の補償が無い増幅器が引き出すD
C電流の約30%であることが判る。トランジスタP3
が導通するこの比較的高レベルのDC電流は、回路の電
力消費量を約30%も不要に増加させる。
【0013】トランジスタP3が引き出すこのDC電流
はトランジスタP3に印加される平均ゲート−ソース電
位を低くすることによって低減することができる。相対
的に正の供給電位がVDDで、トランジスタP3のゲー
ト電極に印加される平均電位がVDボルトであると仮定
する。トランジスタP3によって引き出される電流ID
Cは次式で与えられる。 IDC=K(VD−VDD−VT)2 (2) ここに、VTはトランジスタの閾値電位であり、Kはト
ランジスタの形状寸法に比例する定数である。DC電流
は、たとえば、トランジスタP3のソース電極と給電バ
ス間に介在する電圧降下を含めることにより、ゲート−
ソース電位VD−VDDを減らすことによって低減でき
る。
【0014】これを図4に示すが、この図でトランジス
タP4はダイオード接続形式で、トランジスタP3と正
の給電バスの間に結合されている。この様な形でトラン
ジスタP4はIVT電位だけゲート−ソース電位を低減
するので、トランジスタP3を流れるDC電流は少なく
なる。トランジスタP3のゲート−ソース電位を低減す
るとその相互コンダクタンスも小さくなる。しかし、ト
ランジスタP3の形状寸法は、ゲート−ソース電圧の減
少による相互コンダクタンスの減少を補償するように、
変えることができる。相互コンダクタンスはゲートソー
ス電位に対して直線的に変化し、またDC電流はゲート
−ソース電位の2乗に比例して変化するから、補償供給
電流のAC成分を生成するに適する値にこの相互コンダ
クタンスを保ちながら、DC成分の正味減少を得ること
ができる。
【0015】図5は、供給電流補償回路が給電バスから
実質的にDC電流を引き出さず、従って余分な電力消費
をしないように構成された、上記とは別の実施例を示す
ものである。図5において、P型トランジスタP5はそ
のドレイン−ソース導通路をn型トランジスタN4のド
レイン−ソース導通路と直列に接続した形で、給電バス
相互間に接続されている。トランジスタP5のゲート電
極には実質的に一定のバイアス電位が与えられる。トラ
ンジスタP5のチャンネル寸法は、トランジスタP5に
印加されるゲート−ソース電位に対して、増幅器50が
引き出す供給電流の最大変動量と等しい電流を流すよう
に、選定される。
【0016】トランジスタN4のゲート電極は増幅器負
荷トランジスタN2のゲート電極に結合され、トランジ
スタN2とN4のソース電極は相対的に負の給電バスに
結合されている。従って、トランジスタN2とN4は同
じゲート−ソース電位を持っている。トランジスタN2
とN4は、それぞれのトランジスタのチャンネル面積の
比に等しい比の電流を導通させる。トランジスタN2の
ゲートおよびドレイン電極はトランジスタP2のドレイ
ン電極に接続されている。
【0017】トランジスタP2のドレインからトランジ
スタN2のゲート・ドレイン電極相互接続店に結合され
る電流i2は、トランジスタN2がそれに供給される電
流i2を導通させるようにそのトランジスタN2を制御
するに丁度足るだけの電位を、そのゲートとソース電極
の間に発生させる。トランジスタP2によって供給され
る電流i2は信号入力電位に直線的に比例する。トラン
ジスタN4が導通する電流はトランジスタN2が導通す
る電流に比例するから、トランジスタN4を流れる電流
は、信号入力電位△Vinに比例するi2に比例する。
【0018】トランジスタN4の相対的な寸法は次式の
関係によって決定される。 (△i/△ViN)/(i2/△Vin) =N4の寸法/N2の寸法 (3) または △i/△i2=N4の寸法/N2の寸法 (4) トランジスタN2の寸法に対するトランジスタN4の寸
法の比は、入力信号電位の関数としての供給電流の変動
と入力信号電位の関数としての電流i2の変動との比に
等しい。図5の供給電流補償回路52において、トラン
ジスタP5は流れる最大供給電流値を制限し、またトラ
ンジスタN2は供給電流の時間的に変化する振幅を制御
するように働く。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によって解決される問題点を有する一
例状況を示す電子システムのブロック図である。
【図2】この発明の一実施例を示す構成図である。
【図3】この発明を適用しない場合の図2の実施例回路
が引き出す供給電流を示す線図である。
【図4】供給電流補償回路を有する機能素子を示す構成
図である。
【図5】また別の供給電流補償回路を有する機能素子を
示す構成図である。
【符号の説明】 10 第1の導体(正の給電電位を供給するバス) 25 第2の導体(負の給電電位を供給するバス) 50 増幅器(機能素子) I1 増幅器50の定電流減をなすトランジスタ P1、P2 増幅器50を構成するトランジスタ N1、N2 増幅器負荷を構成するトランジスタ 52 供給電流補償回路 P3 供給電流補償回路を構成するトランジスタ
フロントページの続き (72)発明者 デイビツド ローレンス アルビーン アメリカ合衆国 インデイアナ州 イン デイアナポリス ノールワルド・アベニ ユ 6166 (56)参考文献 実開 昭62−187318(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05F 1/56 613 H03F 1/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相対的に正の給電電位および相対的に負
    の給電電位を供給するバスを構成する第1の導体および
    第2の導体と;上記バスに結合されていて、時間的に変
    化する信号を処理するための複数個の機能素子であっ
    て、そのうちの少なくとも1個の素子は、上記時間的に
    変化する信号に応動する入力と上記時間的に変化する信
    号を表わす信号を供給する出力とを有する増幅器から成
    り、印加された上記時間的に変化する信号に機能的に関
    連をもつ時間的に変化する供給電流を引き出すような素
    子であるものと;上記バスに結合されていて上記時間的
    に変化する信号を表わす信号に応じて補償供給電流を引
    出して上記増幅器と自己が要求する全電流を実質的に
    一定に維持する手段であって、上記増幅器の出力に結合
    された制御電極と上記第1と第2の導体間に結合された
    主導通路とを有する単一のトランジスタから成る手段
    と;を具備して成る供給電流補償回路。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL9001017A (nl) * 1990-04-27 1991-11-18 Philips Nv Bufferschakeling.
JP2628785B2 (ja) * 1990-10-19 1997-07-09 シャープ株式会社 出力回路
DE4311411A1 (de) * 1993-04-07 1994-10-13 Philips Patentverwaltung Verstärkeranordnung
US5642300A (en) * 1996-01-26 1997-06-24 Rotek Instrument Corp. Precision voltage/current/power source
US6148220A (en) 1997-04-25 2000-11-14 Triquint Semiconductor, Inc. Battery life extending technique for mobile wireless applications
US6624702B1 (en) 2002-04-05 2003-09-23 Rf Micro Devices, Inc. Automatic Vcc control for optimum power amplifier efficiency
US7010284B2 (en) * 2002-11-06 2006-03-07 Triquint Semiconductor, Inc. Wireless communications device including power detector circuit coupled to sample signal at interior node of amplifier
US20040072554A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-15 Triquint Semiconductor, Inc. Automatic-bias amplifier circuit
US20040070454A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-15 Triquint Semiconductor, Inc. Continuous bias circuit and method for an amplifier
US7177370B2 (en) * 2003-12-17 2007-02-13 Triquint Semiconductor, Inc. Method and architecture for dual-mode linear and saturated power amplifier operation
JP4866158B2 (ja) * 2006-06-20 2012-02-01 富士通セミコンダクター株式会社 レギュレータ回路
US7969124B2 (en) * 2007-06-01 2011-06-28 Advantest Corporation Power supply apparatus, test apparatus, and electronic device
US8120414B2 (en) 2010-06-01 2012-02-21 Enerdel, Inc. Low-noise current source

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1460569A (en) * 1972-11-13 1977-01-06 Rca Corp Amplifier having constant current consumption
GB1455291A (en) * 1973-02-05 1976-11-10 Rca Corp Amplifier which consumes a substantially constant current
GB1480745A (en) * 1973-11-21 1977-07-20 Rca Corp Constant current combined amplifiers eg vertical deflection and audio amplifiers
JPS5483746A (en) * 1977-12-16 1979-07-04 Nippon Gakki Seizo Kk Amplifier circuit
US4327332A (en) * 1980-01-31 1982-04-27 Rca Corporation Circuit arrangement useful in developing decoupled operating voltages for IF amplifier stages of an integrated circuit

Also Published As

Publication number Publication date
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KR100195382B1 (ko) 1999-06-15
KR910019319A (ko) 1991-11-30
US5030922A (en) 1991-07-09

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