JP3550271B2

JP3550271B2 - Filter circuit

Info

Publication number: JP3550271B2
Application number: JP11559997A
Authority: JP
Inventors: 俊朗矢田
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 1997-05-06
Filing date: 1997-05-06
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2017-05-06
Also published as: JPH10308647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体集積回路に関するものであり、特に、その製造時のばらつきに関係なく一定のフィルタ特性を得ることを目的としたフィルタ回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路は、同じ種類の素子であればその値の比が常にほぼ一定であるという性質があり、これを利用して、回路の特性のばらつきを抑えることができる。
しかし、素子の値の絶対値は製造時にばらつくことがあり、また、異なる種類の素子の間でばらつきに相関関係がないために、例えば抵抗と容量の値によって特性が決まるフィルタ回路では、製造時のばらつきによって特性もばらついてしまうことになる。
このような問題を解決するために、素子値がばらついても回路の特性を一定に保つ自動調整回路が従来より考えられている。
【０００３】
図４は、従来のフィルタ自動調整回路を示す図である。
図４において、１１は所望のフィルタ回路、１は入力端子、２は出力端子、１２は基準フィルタ回路、１３は基準信号源、１４，１５は抵抗、１６，１７は同じ特性を持つ振幅検出回路、１８は誤差検出回路である。
【０００４】
次に、動作について説明する。
基準信号源１３は、通常、振幅，周波数が一定の基準信号を発生する。基準信号は基準フィルタ回路１２に入力され、そのフィルタ特性に応じて減衰され、振幅検出回路１６に入力される。
一方、基準信号は抵抗１４，１５によって一定の減衰を受けた後、振幅検出回路１７に入力される。
【０００５】
次に、振幅検出回路１６，１７の出力信号は、誤差検出回路１８に入力される。誤差検出回路１８では、２つの振幅検出回路の出力の差に応じた信号を出力し、基準フィルタ回路１２の減衰量を抑制する。
その制御の仕方は、基準フィルタ回路１２の出力振幅が、抵抗１４，１５を通過した後の振幅よりも大きいときは、基準フィルタ１２の減衰量が大きくなる方向に、また逆に、基準フィルタ回路１２の出力振幅が、抵抗１４，１５を通過した後の振幅よりも小さくなるときは、基準フィルタ回路１２の減衰量が小さくなる方向に働くようになっている。
【０００６】
その結果、基準フィルタ回路１２による減衰量は、抵抗１４，１５による減衰量と等しくなる。抵抗１４，１５による減衰量は常に一定であるので、基準フィルタ回路１２による減衰量も一定に保たれる。すなわち、基準フィルタ回路１２の特性を一定に保つことができる。
【０００７】
一方、所望フィルタ回路１１も、基準フィルタ回路１２と同じ制御が行われている。所望フィルタ回路１１の内部の回路構成は基準フィルタ回路１２と同じであり、フィルタ特性を決める回路定数のみ、所望の特性になるように選ばれている。
したがって、所望フィルタ回路１１も、基準フィルタ回路１２と同様に特性が一定に保たれている。
【０００８】
図５は、図４における所望フィルタ回路１１、基準フィルタ回路１２の具体的回路構成を示す一例である。
この回路は一次のローパスフィルタであり、容量２９の値をＣ、電流源３０の値をＩとすると、カットオフ周波数は次の式で表される。
ｆｃ＝Ｉ／４πＣＶ_Ｔ …………（式１）
但し、Ｖ_Ｔ＝ｋＴ／ｑであり、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電子の電荷を表す。
この式から、このフィルタ回路の特性は、容量Ｃと電流源Ｉの値で決まることがわかる。
また、図５の点線で示している容量３６は、トランジスタ３２のコレクタ・基板間に付く寄生容量、トランジスタ３４のコレクタ・ベース間に付く寄生容量、及びトランジスタ３５のベース・コレクタ間に付く寄生容量を合計したものである。この寄生容量３６は、交流的には、容量２９と並列に接続されているのと等価である。
【０００９】
従って、寄生容量３６の値が、容量２９の値に対して無視できない大きさがあるとき、フィルタ特性も寄生容量の値を考慮する必要がある。その場合、寄生容量３６の値をＣxとすると、図５のフィルタ回路のカットオフ周波数は、
ｆｃ＝Ｉ／４π（Ｃ＋Ｃ_Ｘ）Ｖ_Ｔ …………（式２）
となる。
【００１０】
図６は、図４のフィルタ自動調整回路の所望フィルタ１１と基準フィルタ１２を、図５に示すフィルタの具体的回路に置き換えたものである。
ここでは、基準フィルタ回路１２内の容量１９の値をＣ、所望フィルタ回路１１内の容量３の値をＡＣ（すなわちＣのＡ倍、Ａ>１）、それぞれの電流源２０，４の値をどちらもＩとする。
このとき、基準フィルタ回路１２のカットオフ周波数ｆｃ12は、
ｆｃ12＝Ｉ／４πＣＶ_Ｔ ……………（式３）
であり、また、所望フィルタ回路１１のカットオフ周波数ｆｃ11は、
ｆｃ11＝Ｉ／４πＡＣＶ_Ｔ …………（式４）
である。
従って、所望フィルタ回路１１のカットオフ周波数は、Ｃの値に関係な
く、常に基準フィルタ回路１２の１／Ａとなる。
【００１１】
よって、自動調整によって基準フィルタ回路１２の特性が一定に保たれているかぎり、所望フィルタ回路１１の特性も一定に保たれている。
ただし、式３，式４はトランジスタの寄生容量を考慮していない。
トランジスタの寄生容量が無視できない場合には、基準フィルタ回路１２のカットオフ周波数ｆｃ12は、
ｆｃ12＝Ｉ／４π（Ｃ＋Ｃ_Ｘ）Ｖ_Ｔ ……………（式５）
であり、また、所望フィルタ回路１１のカットオフ周波数ｆｃ11は、
ｆｃ11＝Ｉ／４π（ＡＣ＋Ｃ_Ｘ）Ｖ_Ｔ …………（式６）
となる。
基準フィルタ回路１１と所望フィルタ回路１２は、容量１９，３の値以外は同じ回路構成であるので、トランジスタによる寄生容量はどちらもＣ_Ｘで表している。
【００１２】
式５，式６から、所望フィルタ回路１１のカットオフ周波数と基準フィルタ回路１２のカットオフ周波数の比は、
（Ｃ＋Ｃ_Ｘ）／（ＡＣ＋Ｃ_Ｘ）…………………（式７）
となる。仮に、製造時のばらつきによって、容量３，１９の値が変動した場合、トランジスタの寄生容量はその変動とは無関係なため、式７の値も変動してしまう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、フィルタ回路を構成しているトランジスタの寄生容量の大きさが、フィルタ回路の特性を決める本来の容量の値に対して無視できないとき、自動調整回路の働きによって基準フィルタ回路の特性が一定に保たれたとしても、製造時のばらつきによって所望フィルタ回路の特性がずれてしまうという問題があった。
【００１４】
刊行物としての先行技術としては、特開昭６０−１２３１２５号公報があるが、この先行技術によっては、このような問題を解決できるものではなかった。
【００１５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、フィルタ回路を構成しているトランジスタの寄生容量の大きさが、フィルタ回路の特性を決める本来の容量の値に対して無視できないときでも、フィルタ回路の特性が製造時のばらつきの影響を受けないようなフィルタ回路を得ることを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明のフィルタ回路においては、一方の入力に基準信号を入力し、所定の寄生容量を各々含む第１のトランジスタ対と、その第１のトランジスタ対に流れる電流を制御する第１の電流源と、その第１のトランジスタ対の出力ノードに一方が接続され、他方が接地された第１の容量を有する基準フィルタ回路と、
前記基準フィルタ回路の誤差を検出し、前記第１の電流源に流れる電流を制御する信号を出力する誤差検出回路と、
一方の入力に入力信号を受け、所定の寄生容量を各々含む第２のトランジスタ対と、その第２のトランジスタ対に流れる電流を制御する第２の電流源と、その第２のトランジスタ対の出力ノードに一方が接続され、他方が接地され、前記第１の容量の値より大きな値を持つ第２の容量を有する所望フィルタ回路とを備え、
前記誤差検出回路の出力に基づき、前記第２の電流源に流れる電流の値が前記第１の電流源に流れる電流の値と同じになるように制御されるとともに、
前記第１の容量の値と前記第２の容量の値との比に基づき、前記所望フィルタ回路の特性が設定されることを特徴とするフィルタ回路であって、
前記第２のトランジスタ対の各トランジスタに含まれる寄生容量の各々の値が、前記第１のトランジスタ対の各トランジスタに含まれる寄生容量の各々の値より大きくなるように、前記第２のトランジスタ対のトランジスタ形状を前記第１のトランジスタ対のトランジスタ形状と異なるようにしたものである。
【００１７】
第２の発明のフィルタ回路においては、第１の発明において、前記第２のトランジスタ対の各トランジスタに含まれる寄生容量の各々の値と前記第１のトランジスタ対の各トランジスタに含まれる寄生容量の各々の値との比が前記第２の容量の値と前記第１の容量の値の比と等しくなるように、前記第２のトランジスタ対のトランジスタ形状を前記第１のトランジスタ対のトランジスタ形状と異なるようにしたものである。
【００１８】
第３の発明のフィルタ回路においては、一方の入力に基準信号を入力し、所定の寄生容量を各々含む第１のトランジスタ対と、その第１のトランジスタ対に流れる電流を制御する第１の電流源と、その第１のトランジスタ対の出力ノードに一方が接続され、他方が接地された第１の容量を有する基準フィルタ回路と、
前記基準フィルタ回路の誤差を検出し、前記第１の電流源に流れる電流を制御する信号を出力する誤差検出回路と、
一方の入力に入力信号を受け、所定の寄生容量を各々含む第２のトランジスタ対と、その第２のトランジスタ対に流れる電流を制御する第２の電流源と、その第２のトランジスタ対の出力ノードに一方が接続され、他方が接地され、前記第１の容量の値より大きな値を持つ第２の容量を有する所望フィルタ回路とを備え、
前記誤差検出回路の出力に基づき、前記第２の電流源に流れる電流の値が前記第１の電流源に流れる電流の値と同じになるように制御されるとともに、
前記第１の容量の値と前記第２の容量の値との比に基づき、前記所望フィルタ回路の特性が設定されることを特徴とするフィルタ回路であって、
前記第２のトランジスタ対のトランジスタ形状は、前記第１のトランジスタ対のトランジスタ形状と同じ形状であり、更に前記第２のトランジスタ対の出力ノードに一端が接続されるとともに、他端のうち一端が開放された所定の寄生容量を含む第３のトランジスタを設けたものである。
【００１９】
第４の発明のフィルタ回路においては、第３の発明において、前記第３のトランジスタを複数設けたものである。
【００２０】
第５の発明フィルタ回路においては、第３の発明において、前記第３のトランジスタは、前記第２のトランジスタ対の各トランジスタに含まれる寄生容量の値と前記第３のトランジスタの寄生容量値との合計値と、前記第１のトランジスタ対のトランジスタに含まれる寄生容量の値との比が、前記第２の容量の値と前記第１の容量の値との比となるような寄生容量を含むようにしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す図である。回路構成は、図６の従来例と同一である。
図１において、１１は所望のフィルタ回路、１は入力端子、２は出力端子、３は容量、４は電流源、５〜９はトランジスタ、１０は寄生容量である。
１２は基準フィルタ回路、１３は基準信号源、１４，１５は抵抗、１６，１７は同じ特性を持つ振幅検出回路、１８は誤差検出回路である。
１９は容量、２０は電流源、２１〜２５はトランジスタ、２６は寄生容量である。
【００２２】
ただし、図１において、所望フィルタ回路１１内のトランジスタ５，６は、それぞれ基準フィルタ回路１２内のトランジスタ２１，２２に対して、コレクタ・基板間に付く寄生容量がＡ倍になるように、トランジスタの形状のレイアウト設計を行う。
なお、トランジスタ５，６の形状は同一であることは言うまでもない。
【００２３】
同様に、所望フィルタ回路１１内のトランジスタ７，８は、基準フィルタ回路１２内のトランジスタ２３，２４に対して、コレクタ・ベース間に付く寄生容量がＡ倍になるように、また、所望フィルタ回路１１内のトランジスタ９は、基準フィルタ回路１２内のトランジスタ２５に対して、ベース・コレクタ間に付く寄生容量がＡ倍になるように、それぞれトランジスタの形状のレイアウト設計を行う。
【００２４】
以上のように、トランジスタ５，６，７，８，９の所定の寄生容量がそれぞれトランジスタ２１，２２，２３，２４，２５のＡ倍になるようにする（図１のトランジスタ５，６，７，８，９の横に、“Ａ”と記述して、この様子を表している）。
こうすることにより、所望フィルタ回路１１内の容量３と並列に接続される寄生容量１０の値は、基準フィルタ回路１２内の容量１９と並列に接続される寄生容量２６の値のＡ倍になる。
すなわち、基準フィルタ回路１２内の寄生容量の値をＣ_Ｘとすると、所望フィルタ回路１１内の寄生容量１０の値は、ＡＣ_Ｘとなる。
【００２５】
このとき、寄生容量を考慮して、基準フィルタ回路１２のカットオフ周波数ｆｃ12，所望フィルタ回路１１のカットオフ周波数ｆｃ11はそれぞれ、式８，式９となる。
ｆｃ12＝Ｉ／４π（Ｃ＋Ｃ_Ｘ）Ｖ_Ｔ ……………（式８）
ｆｃ11＝Ｉ／４π（ＡＣ＋ＡＣ_Ｘ）Ｖ_Ｔ …………（式９）
【００２６】
式８，式９から、所望フィルタ回路１１のカットオフ周波数は、Ｃの値に関係なく、常に基準フィルタ回路１２の１／Ａとなる。
よって、自動調整によって基準フィルタ回路１２の特性が一定に保たれているかぎり、所望フィルタ回路１１の特性も一定に保たれている。
すなわち、寄生容量の影響がキャンセルされ、その影響が補償されている。
【００２７】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２を示す図である。
所望フィルタ回路１１以外の回路構成は、図１に示す実施の形態１と同一である。
図１では、フィルタ回路の構成上、トランジスタ５と６、及びトランジスタ７と８はそれぞれ同一形状にする必要があった。そのため、トランジスタ５と７は容量３に対し適正容量の影響がないにもかかわらず、形状をそれぞれトランジスタ６とトランジスタ８に合わせて大きくする必要があった。
【００２８】
一方、図２では、トランジスタ５，６，７，８の形状は、それぞれトランジスタ２１，２２，２３，２４と同一であるが、トランジスタ９のベース・コレクタ間の寄生容量値がトランジスタ２５のＡ倍となる形状とし、コレクタ・基板間の寄生容量がトランジスタ６の（Ａ−１）倍の形状を持つトランジスタ３７を、また、コレクタ・ベース間の寄生容量がトランジスタ８の（Ａ−１）倍の形状を持つトランジスタ３８を、それぞれ図に示すように追加することによって、寄生容量１０の値を実施の形態１と同じにすることができ、同様の効果が得られる。
【００２９】
追加されたトランジスタ３７，３８は、どちらもエミッタが接続されていないため動作はしていないが、上述のようにその寄生容量は容量３と並列に接続される役割を果たす。
これにより、寄生容量の影響がキャンセルされ、その影響が補償される。その結果、実施の形態１と比べて半導体基板上で所望フィルタ回路１１が占める面積を削減することができる。
【００３０】
実施の形態３．
実施の形態１，２では、容量３に接続されているすべてのトランジスタの寄生容量について考慮しているが、実際には個々の寄生容量の大きさは同一ではなく、寄生容量の種類（ベース・コレクタ間，コレクタ・基板間等）や、ｎｐｎとｐｎｐの違いによって、それぞれ大きさが異なる。
従って、例えば一般に使用される接合分離方式の半導体集積回路においては、ｎｐｎトランジスタのコレクタ・基板間寄生容量が、他の寄生容量に比べて大きいため、所望フィルタ回路１１の容量３にコレクタが接続されているｎｐｎトランジスタの寄生容量のみ考慮すれば、目的はほぼ達せられる。
【００３１】
図３は、この例を図示したものであり、従来例の図６の回路図に対して、トランジスタ３７のみを追加したものである。トランジスタ３７は、コレクタ・基板間の寄生容量がトランジスタ６の（Ａ−１）倍の形状を持つものである。
これにより、寄生容量の影響がキャンセルされ、その影響が補償される。
その結果、容量３に並列に接続される寄生容量１０は、正確には寄生容量２６のＡ倍にはならないが（図３ではＡ’Ｃx としている）、トランジスタ８，９の寄生容量が十分小さければ、Ａ’＝Ａであり、実施の形態１，２とほぼ同様の効果が得られると共に、半導体基板上で所望フィルタ回路１１が占める面積をより削減することができる。
【００３２】
実施の形態４．
実施の形態１〜３においては、図５に示すような構成のフィルタ回路を使用したフィルタ自動調整回路の例について述べたが、その他の形式のフィルタ回路を使用した場合でも、フィルタの特性を決める本来の容量に対して、並列に接続される寄生容量を、本来の容量の大きさに比例して付加することができれば、同様の効果が得られるのはいうまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
第１の発明によれば、寄生容量を増やすようにトランジスタ形状の変更を行い、寄生容量の影響を補償するようにしたので、フィルタ回路を構成しているトランジスタの寄生容量の大きさが、フィルタ回路の特性を決める本来の容量の値に対して無視できないときでも、フィルタ回路の特性が製造時のばらつきの影響を受けないようなフィルタ回路を得ることができる。
【００３４】
第２の発明によれば、所望フィルタ回路の容量の値と基準フィルタ回路の容量の値との比が所望フィルタ回路の容量の値と基準フィルタ回路の容量の値との比と等しくなるようにトランジスタ形状の変更を行い、寄生容量の影響を補償するようにしたので、フィルタ回路を構成しているトランジスタの寄生容量の大きさが、フィルタ回路の特性を決める本来の容量の値に対して無視できないときでも、フィルタ回路の特性が製造時のばらつきの影響を受けないようなフィルタ回路を得ることができる。
【００３５】
第３の発明によれば、寄生容量を増やすようにトランジスタの追加を行い、寄生容量の影響を補償するようにしたので、フィルタ回路を構成しているトランジスタの寄生容量の大きさが、フィルタ回路の特性を決める本来の容量の値に対して無視できないときでも、フィルタ回路の特性が製造時のばらつきの影響を受けないようなフィルタ回路を得ることができる。
【００３６】
第４の発明によれば、寄生容量を増やすように複数のトランジスタの追加を行い、寄生容量の影響を補償するようにしたので、フィルタ回路を構成しているトランジスタの寄生容量の大きさが、フィルタ回路の特性を決める本来の容量の値に対して無視できないときでも、フィルタ回路の特性が製造時のばらつきの影響を受けないようなフィルタ回路を得ることができる。
【００３７】
第５の発明によれば、所望フィルタ回路の容量の値と基準フィルタ回路の容量の値との比が所望フィルタ回路の容量の値と基準フィルタ回路の容量の値との比と等しくなるようにトランジスタの追加を行い、寄生容量の影響を補償するようにしたので、フィルタ回路を構成しているトランジスタの寄生容量の大きさが、フィルタ回路の特性を決める本来の容量の値に対して無視できないときでも、フィルタ回路の特性が製造時のばらつきの影響を受けないようなフィルタ回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す回路図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す回路図である。
【図３】この発明の実施の形態３を示す回路図である。
【図４】フィルタ自動調整回路の構成の一例を示す図である。
【図５】フィルタ自動調整回路に使用されるフィルタ回路の一例を示す図である。
【図６】フィルタ自動調整回路の具体的回路例を示す図である。
【符号の説明】
１入力端子、２出力端子、３容量、４電流源、５〜９トランジスタ、１０寄生容量、１１所望フィルタ回路、１２基準フィルタ回路、１３基準信号、１４，１５抵抗、１６，１７同じ特性を持つ振幅検出回路、１８誤差検出回路、１９容量、２０電流源、２１〜２５トランジスタ、２６寄生容量、３０電流源、３７，３８トランジスタ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly, to a filter circuit for obtaining a constant filter characteristic regardless of a variation during manufacturing.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor integrated circuit has a property that the ratio of the values of elements of the same type is always substantially constant, and this can be used to suppress variations in circuit characteristics.
However, the absolute value of the element value may vary at the time of manufacturing, and since there is no correlation between the variations between different types of elements, for example, in a filter circuit whose characteristics are determined by the resistance and capacitance values, The characteristics will also vary due to the variation in.
In order to solve such a problem, an automatic adjustment circuit that keeps the characteristics of the circuit constant even when the element value varies has been conventionally considered.
[0003]
FIG. 4 is a diagram showing a conventional filter automatic adjustment circuit.
In FIG. 4, 11 is a desired filter circuit, 1 is an input terminal, 2 is an output terminal, 12 is a reference filter circuit, 13 is a reference signal source, 14 and 15 are resistors, and 16 and 17 are amplitude detection circuits having the same characteristics. , 18 are error detection circuits.
[0004]
Next, the operation will be described.
The reference signal source 13 normally generates a reference signal having a constant amplitude and frequency. The reference signal is input to the reference filter circuit 12, attenuated in accordance with the filter characteristics, and input to the amplitude detection circuit 16.
On the other hand, the reference signal is input to the amplitude detection circuit 17 after being attenuated by the resistors 14 and 15 to a certain extent.
[0005]
Next, the output signals of the amplitude detection circuits 16 and 17 are input to the error detection circuit 18. The error detection circuit 18 outputs a signal corresponding to the difference between the outputs of the two amplitude detection circuits, and suppresses the amount of attenuation of the reference filter circuit 12.
The control method is such that when the output amplitude of the reference filter circuit 12 is larger than the amplitude after passing through the resistors 14 and 15, the attenuation amount of the reference filter 12 increases, and conversely, the reference filter circuit When the output amplitude of the reference filter circuit 12 is smaller than the amplitude after passing through the resistors 14 and 15, the reference filter circuit 12 operates in a direction in which the amount of attenuation decreases.
[0006]
As a result, the amount of attenuation by the reference filter circuit 12 becomes equal to the amount of attenuation by the resistors 14 and 15. Since the attenuation by the resistors 14 and 15 is always constant, the attenuation by the reference filter circuit 12 is also kept constant. That is, the characteristics of the reference filter circuit 12 can be kept constant.
[0007]
On the other hand, the same control as that of the reference filter circuit 12 is performed for the desired filter circuit 11. The internal circuit configuration of the desired filter circuit 11 is the same as that of the reference filter circuit 12, and only the circuit constants that determine the filter characteristics are selected so that the desired characteristics are obtained.
Therefore, the characteristics of the desired filter circuit 11 are kept constant as in the case of the reference filter circuit 12.
[0008]
FIG. 5 is an example showing a specific circuit configuration of the desired filter circuit 11 and the reference filter circuit 12 in FIG.
This circuit is a first-order low-pass filter. If the value of the capacitor 29 is C and the value of the current source 30 is I, the cutoff frequency is expressed by the following equation.
fc = I / 4πCV _T (Equation 1)
Here, V _T = kT / q, k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and q represents the charge of the electron.
From this equation, it can be seen that the characteristics of the filter circuit are determined by the values of the capacitance C and the current source I.
The capacitance 36 indicated by the dotted line in FIG. 5 is a parasitic capacitance between the collector and the substrate of the transistor 32, a parasitic capacitance between the collector and the base of the transistor 34, and a parasitic capacitance between the base and the collector of the transistor 35. Is the sum of This parasitic capacitance 36 is equivalent to an AC connection in parallel with the capacitance 29.
[0009]
Therefore, when the value of the parasitic capacitance 36 is not negligible with respect to the value of the capacitance 29, it is necessary to consider the value of the parasitic capacitance also in the filter characteristics. In this case, assuming that the value of the parasitic capacitance 36 is Cx, the cutoff frequency of the filter circuit of FIG.
fc = I / 4π (C + C _X ) V _T (Equation 2)
It becomes.
[0010]
FIG. 6 is a diagram in which the desired filter 11 and the reference filter 12 of the automatic filter adjustment circuit of FIG. 4 are replaced with a specific circuit of the filter shown in FIG.
Here, the value of the capacitor 19 in the reference filter circuit 12 is C, the value of the capacitor 3 in the desired filter circuit 11 is AC (that is, A times C, A> 1), and the value of each current source 20 and 4 is Both are I.
At this time, the cutoff frequency fc12 of the reference filter circuit 12 is
fc12 = I / 4πCV _T (Equation 3)
And the cut-off frequency fc11 of the desired filter circuit 11 is
fc11 = I / 4πACV _T (Equation 4)
It is.
Therefore, the cutoff frequency of the desired filter circuit 11 is always 1 / A of the reference filter circuit 12 irrespective of the value of C.
[0011]
Therefore, as long as the characteristics of the reference filter circuit 12 are kept constant by the automatic adjustment, the characteristics of the desired filter circuit 11 are also kept constant.
However, Equations 3 and 4 do not consider the parasitic capacitance of the transistor.
If the parasitic capacitance of the transistor cannot be ignored, the cutoff frequency fc12 of the reference filter circuit 12 is
fc12 = I / 4π (C + C _X ) V _T (Equation 5)
And the cut-off frequency fc11 of the desired filter circuit 11 is
fc11 = I / 4π (AC + C _X ) V _T (Equation 6)
It becomes.
Since the reference filter circuit 11 and the desired filter circuit 12 have the same circuit configuration except for the values of the capacitances 19 and 3, both parasitic capacitances of the transistors are represented by _CX .
[0012]
From Equations 5 and 6, the ratio between the cutoff frequency of the desired filter circuit 11 and the cutoff frequency of the reference filter circuit 12 is
(C + C _X ) / (AC + C _X ) (Equation 7)
It becomes. If the values of the capacitors 3 and 19 fluctuate due to manufacturing variations, the value of Expression 7 also fluctuates because the parasitic capacitance of the transistor is unrelated to the fluctuation.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the magnitude of the parasitic capacitance of the transistor constituting the filter circuit cannot be ignored with respect to the original capacitance value that determines the characteristics of the filter circuit, the characteristics of the reference filter circuit are determined by the operation of the automatic adjustment circuit. However, there is a problem that the characteristics of the desired filter circuit deviate due to variations during manufacturing even if the value is kept constant.
[0014]
As a prior art as a publication, there is JP-A-60-123125, but such a prior art could not solve such a problem.
[0015]
The present invention has been made to solve the above problems, and the magnitude of the parasitic capacitance of the transistor constituting the filter circuit is smaller than the original capacitance value that determines the characteristics of the filter circuit. It is an object of the present invention to obtain a filter circuit in which the characteristics of the filter circuit are not affected by variations during manufacturing even when the filter circuit cannot be ignored.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In the filter circuit of the first invention , a reference signal is input to one input, a first transistor pair including a predetermined parasitic capacitance, and a first current for controlling a current flowing through the first transistor pair. A reference filter circuit having a first capacitance, one connected to the output node of the first transistor pair and the other connected to ground,
An error detection circuit that detects an error of the reference filter circuit and outputs a signal that controls a current flowing through the first current source;
A second transistor pair receiving an input signal at one input thereof and each including a predetermined parasitic capacitance, a second current source for controlling a current flowing through the second transistor pair, and an output of the second transistor pair A desired filter circuit having one connected to the node and the other grounded, and having a second capacitance having a value larger than the value of the first capacitance,
Based on the output of the error detection circuit, the value of the current flowing through the second current source is controlled to be the same as the value of the current flowing through the first current source,
A filter circuit, wherein characteristics of the desired filter circuit are set based on a ratio between a value of the first capacitance and a value of the second capacitance.
The second transistor pair is configured such that each value of the parasitic capacitance included in each transistor of the second transistor pair is larger than each value of the parasitic capacitance included in each transistor of the first transistor pair. Is different from the transistor shape of the first transistor pair .
[0017]
In the filter circuit according to a second aspect, in the first aspect, each value of the parasitic capacitance included in each transistor of the second transistor pair and the value of the parasitic capacitance included in each transistor of the first transistor pair are different from each other. The transistor shape of the second transistor pair is set to be the same as the transistor shape of the first transistor pair so that the ratio of each value is equal to the ratio of the value of the second capacitance to the value of the first capacitance. It is different .
[0018]
In the filter circuit according to the third aspect of the present invention , a reference signal is input to one input, a first transistor pair including a predetermined parasitic capacitance, and a first current controlling a current flowing through the first transistor pair. A reference filter circuit having a first capacitance, one connected to the output node of the first transistor pair and the other connected to ground,
An error detection circuit that detects an error of the reference filter circuit and outputs a signal that controls a current flowing through the first current source;
A second transistor pair receiving an input signal at one input thereof and each including a predetermined parasitic capacitance, a second current source for controlling a current flowing through the second transistor pair, and an output of the second transistor pair A desired filter circuit having one connected to the node and the other grounded, and having a second capacitance having a value larger than the value of the first capacitance,
Based on the output of the error detection circuit, the value of the current flowing through the second current source is controlled to be the same as the value of the current flowing through the first current source,
A filter circuit, wherein characteristics of the desired filter circuit are set based on a ratio between a value of the first capacitance and a value of the second capacitance.
The transistor shape of the second transistor pair is the same as the transistor shape of the first transistor pair, and one end is connected to the output node of the second transistor pair and one end of the other end is connected to the output node of the second transistor pair. A third transistor including an open predetermined parasitic capacitance is provided .
[0019]
In a filter circuit according to a fourth aspect, in the third aspect, a plurality of the third transistors are provided .
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, in the filter circuit according to the third aspect, the third transistor is configured so that a value of a parasitic capacitance included in each transistor of the second transistor pair and a value of a parasitic capacitance of the third transistor are different from each other. Includes a parasitic capacitance such that the ratio of the total value to the value of the parasitic capacitance included in the transistors of the first transistor pair is the ratio of the value of the second capacitance to the value of the first capacitance. It is like that.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. The circuit configuration is the same as the conventional example of FIG.
In FIG. 1, 11 is a desired filter circuit, 1 is an input terminal, 2 is an output terminal, 3 is a capacitor, 4 is a current source, 5 to 9 are transistors, and 10 is a parasitic capacitance.
12 is a reference filter circuit, 13 is a reference signal source, 14 and 15 are resistors, 16 and 17 are amplitude detection circuits having the same characteristics, and 18 is an error detection circuit.
19 is a capacitance, 20 is a current source, 21 to 25 are transistors, and 26 is a parasitic capacitance.
[0022]
In FIG. 1, however, the transistors 5 and 6 in the desired filter circuit 11 are different from the transistors 21 and 22 in the reference filter circuit 12 in that the parasitic capacitance between the collector and the substrate is A times larger. Layout design of the shape.
Needless to say, the shapes of the transistors 5 and 6 are the same.
[0023]
Similarly, the transistors 7 and 8 in the desired filter circuit 11 are different from the transistors 23 and 24 in the reference filter circuit 12 in that the parasitic capacitance between the collector and the base is A times larger. The transistor 9 in 11 performs layout design of the shape of the transistor such that the parasitic capacitance between the base and the collector becomes A times that of the transistor 25 in the reference filter circuit 12.
[0024]
As described above, the predetermined parasitic capacitance of the transistors 5, 6, 7, 8, and 9 is set to be A times that of the transistors 21, 22, 23, 24, and 25, respectively (the transistors 5, 6, 7, and 7 in FIG. 1). , 8, and 9, "A" is described to represent this situation.)
By doing so, the value of the parasitic capacitance 10 connected in parallel with the capacitance 3 in the desired filter circuit 11 becomes A times the value of the parasitic capacitance 26 connected in parallel with the capacitance 19 in the reference filter circuit 12. .
That is, when the value of the parasitic capacitance of the reference filter circuit 12 and C _X, the value of the parasitic capacitance 10 in the desired filter circuit 11 becomes AC _X.
[0025]
At this time, in consideration of the parasitic capacitance, the cutoff frequency fc12 of the reference filter circuit 12 and the cutoff frequency fc11 of the desired filter circuit 11 are expressed by Expressions 8 and 9, respectively.
fc12 = I / 4π (C + C _X ) V _T (Equation 8)
_{fc11 = I / 4π (AC +} A C X) V T ............ ( Equation 9)
[0026]
From Equations 8 and 9, the cutoff frequency of the desired filter circuit 11 is always 1 / A of the reference filter circuit 12 irrespective of the value of C.
Therefore, as long as the characteristics of the reference filter circuit 12 are kept constant by the automatic adjustment, the characteristics of the desired filter circuit 11 are also kept constant.
That is, the effect of the parasitic capacitance is cancelled, and the effect is compensated.
[0027]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
The circuit configuration other than the desired filter circuit 11 is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
In FIG. 1, the transistors 5 and 6 and the transistors 7 and 8 need to have the same shape due to the configuration of the filter circuit. Therefore, although the transistors 5 and 7 have no effect on the capacitance 3 due to the influence of the proper capacitance, the shapes have to be increased in accordance with the transistors 6 and 8 respectively.
[0028]
On the other hand, in FIG. 2, the shapes of the transistors 5, 6, 7, and 8 are the same as those of the transistors 21, 22, 23, and 24, respectively, but the parasitic capacitance between the base and the collector of the transistor 9 is A times that of the transistor 25. The transistor 37 has a collector-base parasitic capacitance that is (A-1) times that of the transistor 6 and a collector-base parasitic capacitance that is (A-1) times that of the transistor 8. By adding transistors 38 each having a shape as shown in the figure, the value of the parasitic capacitance 10 can be made the same as in the first embodiment, and the same effect can be obtained.
[0029]
Although the added transistors 37 and 38 do not operate because neither of them has an emitter connected, their parasitic capacitance serves to be connected in parallel with the capacitance 3 as described above.
Thereby, the influence of the parasitic capacitance is canceled, and the influence is compensated. As a result, the area occupied by the desired filter circuit 11 on the semiconductor substrate can be reduced as compared with the first embodiment.
[0030]
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the parasitic capacitances of all the transistors connected to the capacitor 3 are considered. However, in practice, the magnitudes of the individual parasitic capacitances are not the same. The size differs depending on the difference between the collector and between the collector and the substrate, and between npn and pnp.
Therefore, for example, in a commonly used junction-separated type semiconductor integrated circuit, the collector-substrate parasitic capacitance of the npn transistor is larger than other parasitic capacitances. The purpose can be almost achieved by considering only the parasitic capacitance of the npn transistor.
[0031]
FIG. 3 illustrates this example, in which only the transistor 37 is added to the circuit diagram of FIG. 6 of the conventional example. The transistor 37 has a shape in which the parasitic capacitance between the collector and the substrate is (A-1) times that of the transistor 6.
Thereby, the influence of the parasitic capacitance is canceled, and the influence is compensated.
As a result, the parasitic capacitance 10 connected in parallel with the capacitance 3 does not exactly become A times the parasitic capacitance 26 (in FIG. 3, it is A'Cx), but the parasitic capacitance of the transistors 8 and 9 is sufficiently small. In this case, A ′ = A, so that substantially the same effects as in the first and second embodiments can be obtained, and the area occupied by the desired filter circuit 11 on the semiconductor substrate can be further reduced.
[0032]
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, the example of the filter automatic adjustment circuit using the filter circuit having the configuration shown in FIG. 5 has been described. However, even when another type of filter circuit is used, the characteristics of the filter are determined. It goes without saying that the same effect can be obtained if the parasitic capacitance connected in parallel with the original capacitance can be added in proportion to the magnitude of the original capacitance.
[0033]
【The invention's effect】
According to the first aspect, since the shape of the transistor is changed so as to increase the parasitic capacitance and the influence of the parasitic capacitance is compensated, the size of the parasitic capacitance of the transistor constituting the filter circuit is reduced. Even when the original capacitance value that determines the characteristics of the circuit cannot be ignored, it is possible to obtain a filter circuit in which the characteristics of the filter circuit are not affected by manufacturing variations.
[0034]
According to the second invention, the ratio between the capacitance value of the desired filter circuit and the capacitance value of the reference filter circuit is made equal to the ratio of the capacitance value of the desired filter circuit to the capacitance value of the reference filter circuit. Since the shape of the transistor is changed to compensate for the effect of the parasitic capacitance, the magnitude of the parasitic capacitance of the transistor constituting the filter circuit is ignored with respect to the original capacitance value that determines the characteristics of the filter circuit. Even when this is not possible, it is possible to obtain a filter circuit in which the characteristics of the filter circuit are not affected by manufacturing variations.
[0035]
According to the third aspect of the present invention, the effect of the parasitic capacitance is compensated by adding a transistor so as to increase the parasitic capacitance, so that the magnitude of the parasitic capacitance of the transistor constituting the filter circuit is reduced. It is possible to obtain a filter circuit in which the characteristics of the filter circuit are not affected by variations at the time of manufacture, even when the original capacitance value that determines the characteristics cannot be ignored.
[0036]
According to the fourth aspect , a plurality of transistors are added so as to increase the parasitic capacitance, and the effect of the parasitic capacitance is compensated. Therefore, the magnitude of the parasitic capacitance of the transistor constituting the filter circuit is reduced. Even when the original capacitance value that determines the characteristics of the filter circuit cannot be ignored, it is possible to obtain a filter circuit in which the characteristics of the filter circuit are not affected by manufacturing variations.
[0037]
According to the fifth aspect, the ratio of the capacitance value of the desired filter circuit to the capacitance value of the reference filter circuit is made equal to the ratio of the capacitance value of the desired filter circuit to the capacitance value of the reference filter circuit. Since the effect of the parasitic capacitance is compensated by adding a transistor, the magnitude of the parasitic capacitance of the transistor constituting the filter circuit cannot be ignored with respect to the original capacitance value that determines the characteristics of the filter circuit. Even at this time, it is possible to obtain a filter circuit in which the characteristics of the filter circuit are not affected by manufacturing variations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of an automatic filter adjustment circuit.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a filter circuit used in an automatic filter adjustment circuit.
FIG. 6 is a diagram illustrating a specific circuit example of an automatic filter adjustment circuit.
[Explanation of symbols]
1 input terminal, 2 output terminal, 3 capacitance, 4 current source, 5 to 9 transistor, 10 parasitic capacitance, 11 desired filter circuit, 12 reference filter circuit, 13 reference signal, 14, 15 resistance, 16 and 17 have the same characteristics Amplitude detection circuit, 18 error detection circuit, 19 capacitance, 20 current sources, 21 to 25 transistors, 26 parasitic capacitance, 30 current sources, 37, 38 transistors.

Claims

A first transistor pair including a reference signal input to one input thereof and each including a predetermined parasitic capacitance; a first current source for controlling a current flowing through the first transistor pair; A reference filter circuit having a first capacitance, one connected to the output node and the other grounded;
An error detection circuit that detects an error of the reference filter circuit and outputs a signal that controls a current flowing through the first current source;
A second transistor pair receiving an input signal at one input thereof and each including a predetermined parasitic capacitance, a second current source for controlling a current flowing through the second transistor pair, and an output of the second transistor pair A desired filter circuit having one connected to the node and the other grounded, and having a second capacitance having a value larger than the value of the first capacitance,
Based on the output of the error detection circuit, the value of the current flowing through the second current source is controlled to be the same as the value of the current flowing through the first current source,
A filter circuit, wherein characteristics of the desired filter circuit are set based on a ratio between a value of the first capacitance and a value of the second capacitance.
The second transistor pair is configured such that each value of the parasitic capacitance included in each transistor of the second transistor pair is larger than each value of the parasitic capacitance included in each transistor of the first transistor pair. Wherein the shape of the transistor is different from that of the first transistor pair .

The ratio of the value of each of the parasitic capacitances included in each transistor of the second transistor pair to the value of each of the parasitic capacitances included in each transistor of the first transistor pair is the value of the second capacitance and the value of the second capacitance. 2. The filter circuit according to claim 1, wherein the transistor shape of the second transistor pair is different from the transistor shape of the first transistor pair so as to be equal to the ratio of the first capacitance value. .

A first transistor pair including a reference signal input to one input thereof and each including a predetermined parasitic capacitance; a first current source for controlling a current flowing through the first transistor pair; A reference filter circuit having a first capacitance, one connected to the output node and the other grounded;
An error detection circuit that detects an error of the reference filter circuit and outputs a signal that controls a current flowing through the first current source;
A second transistor pair receiving an input signal at one input thereof and each including a predetermined parasitic capacitance, a second current source for controlling a current flowing through the second transistor pair, and an output of the second transistor pair A desired filter circuit having one connected to the node and the other grounded, and having a second capacitance having a value larger than the value of the first capacitance,
Based on the output of the error detection circuit, the value of the current flowing through the second current source is controlled to be the same as the value of the current flowing through the first current source,
A filter circuit, wherein characteristics of the desired filter circuit are set based on a ratio between a value of the first capacitance and a value of the second capacitance.
The transistor shape of the second transistor pair is the same as the transistor shape of the first transistor pair, and one end is connected to the output node of the second transistor pair and one end of the other end is connected to the output node of the second transistor pair. A filter circuit comprising a third transistor including an open predetermined parasitic capacitance .

4. The filter circuit according to claim 3, wherein a plurality of said third transistors are provided .

The third transistor is included in a transistor of the first transistor pair, the sum of a value of a parasitic capacitance included in each transistor of the second transistor pair and a value of a parasitic capacitance of the third transistor. the ratio of the value of the parasitic capacitance, the filter circuit according to claim 3, characterized in that it comprises a parasitic capacitance such that the ratio of the values of said first capacitance of said second capacitor.