JP2889732B2 - バイポーラ集積回路による低域通過フィルタ - Google Patents

バイポーラ集積回路による低域通過フィルタ

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JP2889732B2 JP3108033A JP10803391A JP2889732B2 JP 2889732 B2 JP2889732 B2 JP 2889732B2 JP 3108033 A JP3108033 A JP 3108033A JP 10803391 A JP10803391 A JP 10803391A JP 2889732 B2 JP2889732 B2 JP 2889732B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はバイポーラプロセスに
より製造され、低域通過フィルタを構成する集積回路に
関する発明である。
【0002】
【従来の技術】通信技術の発展にともない、通信装置の
小型化が強く要望されている。特に、コードレス電話、
携帯電話などの音声帯域を取り扱うポータブル通信端末
においては、音声帯域を扱うフィルタの省電力化、小型
化等が望まれている。
【0003】フィルタの小型化を計る一手段としてLS
I化がある。特にバイポーラ集積回路は、トランジスタ
や抵抗ばかりでなくコンデンサもオンチップ化すること
ができ、周辺部品の多くを削減できるので近年多用され
ている。
【0004】図2はこのようなバイポーラ集積回路によ
る1次低域通過フィルタの回路例である。差動増幅器2
段と、積分コンデンサと、出力回路より構成されてい
る。
【0005】初段差動増幅器DA1はトランジスタQ1
とQ2より構成される。トランジスタQ1のベースには
入力コンデンサC1 を介して入力信号が印加され、トラ
ンジスタQ2のベースには出力回路の出力信号が負帰還
信号として印加されている。初段差動増幅器DA1の負
荷として、エミッタフォロア型に接続されたトランジス
タが用いられている。トランジスタQ1のコレクタには
トランジスタQ13が、トランジスタQ2のコレクタに
はトランジスタQ14が、それぞれ接続されている。
【0006】またトランジスタQ1、Q2のコレクタは
終段差動増幅器DA2を構成するトランジスタQ3、Q
4のベースにも接続されている。終段差動増幅器DA2
の一方の出力、ここでは、トランジスタQ4のコレクタ
から、トランジスタQ10、Q11からなる電流ミラー
回路CM1を用いて出力電流が取り出されている。トラ
ンジスタQ10、Q11のエミッタ面積は等しいので、
トランジスタQ4のコレクタ電流と、電流ミラー回路の
出力電流は等しい。この出力電流は積分コンデンサC2
で積分され、積分コンデンサC2 の端子電圧は出力回路
を介して外部に出力される。出力回路は、トランジスタ
Q5、Q12の2段のエミッタフォロアから構成されて
いる。トランジスタQ12のエミッタは最終出力Vo と
して、外部に接続されているだけでなく、前述したよう
に、負帰還として初段差動増幅器のトランジスタQ2の
ベースにも接続されている。
【0007】このような構成による低域通過フィルタの
遮断周波数fc は次式で示される。 fc =( Gm1×Gm2×re)/( π×C) ・・・(1) ただし、Gm1は初段差動増幅器の相互コンダクタンス、
Gm2は終段差動増幅器の相互コンダクタンス、re は初
段差動増幅器の負荷であるエミッタフォロアQ13、Q
14のエミッタ内部抵抗、Cは積分コンデンサC2の容
量である。
【0008】バイポーラプロセスの製造上の制限によ
り、Cの容量は最大2000pF程度が限界となる。す
ると、遮断周波数fc を3000Hz程度にするために
は、相互コンダクタンスGm1、Gm2を小さい値に抑えな
ければならない。初段の差動増幅器のGm1を小さな値に
することはダイナミックレンジを狭くするので望ましく
ない。そのため、一般的には、ダイナミックレンジにあ
まり影響しないGm2を特に小さな値とする事が行われて
いる。Gm2の大きさは定電流源I2 の値によって決定さ
れる。Gm2を小さな値にするため、実際に定電流源I2
の値は、わずか1〜3μAとなることが多い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のバイポーラ集積
回路による低域通過フィルタは以上のように構成されて
いるので、次のような課題があった。
【0010】すなわち、第一に、定電流源I2 の値が1
〜3μA程度であり、極めて小さいので、トランジスタ
Q3、Q4の差動オフセット電圧が大きくなってしま
う。
【0011】第二に、この回路は低電圧動作ができな
い。定電流回路の電圧降下は通常0.3V以上必要であ
り、また、トランジスタのベース・エミッタ間電圧は
0.7Vなので、終段差動増幅器のベースのDCバイア
スは合計1.0V以上必要である。そのため、エミッタ
フォロアQ13、Q14のベース電圧VB は1.7V以
上必要である。またトランジスタQ13、Q14のベー
スにバイアスを与える定電流回路の電圧効果も0.3V
となる。結局、この低域通過フィルタの最小動作電源電
圧は約2Vとなる。前述した省電力化、及び小型化とい
う面から見ると、通信装置に用いられる回路は乾電池一
本で動作するのが理想であるが、以上のように構成され
た低域通過フィルタでは2V以上必要になるので、乾電
池を2本使わざるを得ない。
【0012】この発明は上記課題を解決し、オフセット
電圧が小さく、かつ、最小動作電圧の低い低域通過フィ
ルタをバイポーラ集積回路で構成することを目的とす
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明にかかる低域通過フィルタは、複数個の差
動増幅器が直列接続され、終段差動増幅器の電流出力と
接地との間に積分コンデンサを接続し、低域通過フィル
タを構成するバイポーラ集積回路において、エミッタ電
流が相異なる2つのトランジスタを用いた電流ミラー回
路を備えている。
【0014】さらに、前記終段差動増幅器の出力を前記
電流ミラー回路を用いて取り出すことによって減衰さ
せ、前記減衰された出力と接地との間に前記積分コンデ
ンサを接続し、初段差動増幅器の負荷を、電流ミラー回
路と、前記電流ミラー回路の出力電流が供給される所定
の抵抗値を有する抵抗とから構成したものである。
【0015】そして、当該低域通過フィルタは、前記初
段および終段差動増幅器の相互インダクタンスを各々G
m1,Gm2、初段差動増幅器の負荷を構成する前記抵抗の
抵抗値がRL、前記第1の電流ミラー回路を構成する二
つのトランジスタのエミッタの面積比がn:1、前記積
分コンデンサの容量がCである場合、当該フィルタの遮
断周波数fcが、 fc=(Gm1×Gm2×RL)/(n×π×C) ・・・(2) で表されるものである。
【0016】
【作用】 したがって、遮断周波数fcが同じであるなら
ば、後段差動増幅器の相互インダクタンスGm2をn倍
に、すなわち定電流源の電流値をn倍にすることがで
き、前記二つのトランジスタの差動オフセット電圧を小
さくすることができる。
【0017】さらに、上述のように、初段差動増幅器の
負荷として電流ミラー回路のダイオード接続されたトラ
ンジスタを用いた場合、その電圧降下はおよそ0.7V
である。また初段のエミッタ・コレクタ間電圧は0.2
V以上必要である。上述したように、定電流回路の電圧
降下は通常0.3V以上必要なので、合計1.2V以上
の電源電圧で動作する。
【0018】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
【0019】図1は本発明に係るバイポーラ集積回路に
よる一次低域通過フィルタの一実施例を示す回路図であ
る。従来の場合と同様に差動増幅器2段と、積分コンデ
ンサと、出力回路より構成されている。
【0020】初段差動増幅器DA1はトランジスタQ1
とQ2より構成される。トランジスタQ1のベースには
入力コンデンサC1 を介して入力信号が印加され、トラ
ンジスタQ2のベースには出力回路からの出力が負帰還
として印加されている。トランジスタQ1、Q2のエミ
ッタと、グランドの間には定電流源I1 がそれぞれ一つ
ずつ接続されている。また、トランジスタQ1、Q2の
エミッタ間にはエミッタ抵抗RE が接続されている。
【0021】初段差動増幅器の出力は電流ミラー回路C
M2とCM3とを用い、電流出力として取り出してい
る。電流ミラー回路CM2、CM3からの電流は負荷抵
抗RLによって、電圧に変換され、終段差動増幅器に入
力されている。
【0022】電流ミラー回路CM2は、トランジスタQ
6、Q7から構成され、電流ミラー回路CM3は、トラ
ンジスタQ8、Q9から構成されている。電流ミラー回
路CM2はトランジスタQ1の出力を取り出し、電流ミ
ラー回路CM3はトランジスタQ2の出力を取り出す。
ベースとコレクタを結びダイオード接続としたトランジ
スタQ6とQ8のコレクタ(ベース)は、それぞれ、ト
ランジスタQ1、Q2のコレクタと接続され、エミッタ
は、電源電圧Vccに接続されている。トランジスタQ6
とQ8のベース(コレクタ)は、それぞれ、トランジス
タQ7,Q9のベースに接続されている。トランジスタ
Q7,Q9のコレクタは、終段差動増幅器を構成するト
ランジスタQ3、Q4のベースにそれぞれ接続されてお
り、さらに、それぞれ負荷抵抗RL を介して、基準電圧
Vref に接続されている。
【0023】終段差動増幅器DA2の出力はn:1電流
ミラー回路CM4を用いて1/nに減衰されて取り出さ
れ、積分コンデンサC2 に入力される。
【0024】終段差動増幅器DA2は、トランジスタQ
3とQ4から構成されている。トランジスタQ3のエミ
ッタはQ4のエミッタに接続され、さらに、定電流源I
6 を介して、グランドに接続している。トランジスタQ
3のコレクタは、電源電圧Vccに接続されている。しか
し一方トランジスタQ4のコレクタからは、トランジス
タQ13、Q14からなる電流ミラー回路CM4を用い
て出力電流が取り出されている。ベースとコレクタを結
び、ダイオード接続としたトランジスタQ13のコレク
タ(ベース)は、トランジスタQ4のコレクタに、さら
に、トランジスタQ14のベースに接続されている。ト
ランジスタQ13とQ14のエミッタは、電源電圧Vcc
に接続されている。トランジスタQ14のコレクタは定
電流源I3 を介して、グランドに接続されている。積分
コンデンサC2 も、トランジスタQ14のコレクタとグ
ランドの間に接続されている。
【0025】積分コンデンサC2 の電圧は出力回路によ
って、外部に取り出される。
【0026】トランジスタQ14のコレクタからの電流
出力は積分コンデンサC2 で積分され、トランジスタQ
5,Q12の二つのエミッタフォロアから構成される出
力回路を通じて、出力Vo となり、外部に取り出され
る。
【0027】トランジスタQ5のベースはトランジスタ
Q14のコレクタに、コレクタは電源電圧Vccに、エミ
ッタは定電流源I4 を介してグランドに接続されてい
る。トランジスタQ12のベースはトランジスタQ5の
エミッタに、コレクタはグランドに、エミッタは定電流
源I5 を介して電源電圧Vccに接続されている。出力V
o は、トランジスタQ12のエミッタから取り出されて
いる。トランジスタQ12のエミッタは外部に出力され
るだけでなく、前述したように、負帰還として初段差動
増幅器のトランジスタQ2のベースにも接続されてい
る。
【0028】本実施例の低域通過フィルタの遮断周波数
fc は次式で与えられる。
【0029】 fc =( Gm1×Gm2×RL)/( n×π×C) ・・・(3) ただし、電流ミラー回路CM4を構成するトランジスタ
Q13、Q14の2つのトランジスタのエミッタ面積比
はn:1であり、出力電流は1/nに減衰されるものと
する。また、Gm1は初段差動増幅器DA1の相互コンダ
クタンス、Gm2は終段差動増幅器DA2の相互コンダク
タンス、RL は初段差動増幅器の出力を取り出す電流ミ
ラー回路CM2及びCM3の出力と基準電圧Vref の間
に接続されている抵抗の抵抗値である。Cは積分コンデ
ンサC2 の容量である。したがって、fc が同じである
ならば、Gm2をn倍に、すなわち定電流源I6 の電流値
を従来の電流値(I2 )に比べてn倍にすることがで
き、トランジスタQ3、Q4の差動オフセット電圧を小
さくすることができる。
【0030】さらに、本実施例のように、初段差動増幅
器DA1の負荷として電流ミラー回路CM2、CM3と
抵抗RL とを用いた場合、トランジスタQ3、Q4のベ
ースバイアス電圧を1.0Vとすれば、電流ミラー回路
CM2、CM3を構成するトランジスタQ7、Q9のコ
レクタ・エミッタ間電圧として0.3V必要であるか
ら、合計1.3Vの電源電圧で動作する。すなわち、乾
電池1個で動作可能である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
終段差動増幅器の出力をエミッタ面積の異なるトランジ
スタを用いた電流ミラー回路で減衰して積分コンデンサ
に印加したので、同一の遮断周波数を実現した場合、従
来に比べて、相互コンダクタンスの値を大きくすること
ができる。また相互コンダクタンスが等しいならば、よ
り低い遮断周波数を実現することができる。
【0032】さらに、初段差動増幅器の負荷を電流ミラ
ー回路のダイオード接続したトランジスタとしたため
に、最低動作電源電圧を1.3Vとすることができ、乾
電池1個で動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る1次低域通過フィルタの一実施例
を示す回路図である。
【図2】従来の1次低域通過フィルタの一実施例を示す
回路図である。
【符号の説明】
C1 入力コンデンサ C2 積分コンデンサ DA1 初段差動増幅器 DA2 終段差動増幅器 CM1,CM2 初段差動増幅器DA1の出力を取り出
す電流ミラー回路 CM3 電流ミラー回路 CM4 終段差動増幅器の出力を1/nに減衰する電流
ミラー回路 Q1,Q2 初段差動増幅器DA1を構成するトランジ
スタ Q3,Q4 終段差動増幅器DA2を構成するトランジ
スタ Q5,Q12 出力回路を構成するトランジスタ Q10,Q11 電流ミラー回路CM1を構成するトラ
ンジスタ Q6,Q7 電流ミラー回路CM2を構成するトランジ
スタ Q8,Q9 電流ミラー回路CM3を構成するトランジ
スタ Q13,Q14 電流ミラー回路CM4を構成するトラ
ンジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03H 11/04 - 11/14 H01L 27/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個の差動増幅器が直列接続され、終
    段差動増幅器の電流出力と接地との間に積分コンデンサ
    を接続し、低域通過フィルタを構成するバイポーラ集積
    回路において、 エミッタ電流が相異なる2つのトランジスタを用いた第
    1の電流ミラー回路を備え、前記終段差動増幅器の出力
    を前記第1の電流ミラー回路を用いて取り出すことによ
    って減衰させ、前記減衰された出力と接地との間に前記
    積分コンデンサを接続し、 初段差動増幅器の負荷を、第2の電流ミラー回路と、前
    記第2の電流ミラー回路の出力電流が供給される所定の
    抵抗値を有する抵抗とから構成し 前記初段および終段差動増幅器の相互インダクタンスが
    各々Gm1,Gm2、初段差動増幅器の負荷を構成する前記
    抵抗の抵抗値がRL、前記第1の電流ミラー回路を構成
    する二つのトランジスタのエミッタの面積比がn:1、
    前記積分コンデンサの容量がCである場合、当該フィル
    タの遮断周波数fcが、 fc=(Gm1×Gm2×RL)/(n×π×C) で表されるバイポーラ集積回路による低域通過フィル
    タ。
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JPS58161413A (ja) * 1982-03-18 1983-09-26 Sony Corp 多目的フイルタ
JPS6139716A (ja) * 1984-07-31 1986-02-25 Toshiba Corp 能動フイルタ
JPS61140210A (ja) * 1984-12-13 1986-06-27 Toshiba Corp 信号処理回路
JP3098527U (ja) * 2003-06-12 2004-03-04 ファインプット株式会社 電話回線接続装置

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