JP3718000B2 - Band pass filter - Google Patents

Band pass filter Download PDF

Info

Publication number
JP3718000B2
JP3718000B2 JP14352096A JP14352096A JP3718000B2 JP 3718000 B2 JP3718000 B2 JP 3718000B2 JP 14352096 A JP14352096 A JP 14352096A JP 14352096 A JP14352096 A JP 14352096A JP 3718000 B2 JP3718000 B2 JP 3718000B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistor
band
region
signal
inductor conductors
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14352096A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09307393A (en
Inventor
努 中西
毅 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSC Co Ltd
Original Assignee
Nigata Semitsu Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nigata Semitsu Co Ltd filed Critical Nigata Semitsu Co Ltd
Priority to JP14352096A priority Critical patent/JP3718000B2/en
Publication of JPH09307393A publication Critical patent/JPH09307393A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3718000B2 publication Critical patent/JP3718000B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力される交流信号の中から所定の周波数近傍の信号のみを選択的に出力するバンドパスフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、能動素子や受動素子を用いて構成される各種のバンドパスフィルタが知られている。特に最近では、オペアンプ(演算増幅器)を複数段接続した高次のアクティブフィルタによって任意の周波数特性を有するバンドパスフィルタが実現されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来から知られる各種のアクティブフィルタはオペアンプを用いているため、その動作周波数による制限から高周波化には限界があった。したがって、通過域の周波数が数十MHz以上のバンドパスフィルタを構成することは難しく、これ以上の周波数特性を得ようとすると使用するオペアンプが特殊なものとなってコストが上昇するという問題がある。また、高次のアクティブフィルタは複数のオペアンプと受動素子を含んでいるため、構成が複雑になるという問題もある。
【0004】
さらに、高次のアクティブフィルタによって実現した従来のバンドパスフィルタは、周波数特性を変えようとすると、各段に含まれる複数の素子の素子定数を変える必要があり、周波数の変更が簡単ではなかった。
【0005】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は部品点数が少なく構成が単純であり、通過域の周波数の高周波化が可能なバンドパスフィルタを提供することにある。
【0006】
また、本発明の他の目的は、通過域の周波数変更が容易なバンドパスフィルタを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
各請求項の発明は、第1のインバータ回路あるいは反転増幅器の入出力間にLC素子の一方のインダクタ導体を接続するとともに、第2のインバータ回路あるいは反転増幅器の出力端をこのLC素子の他方のインダクタ導体に接続することにより、LC素子が有するインダクタ成分とキャパシタ成分とにより定まる所定の周波数のみを通過させることができる。本発明によれば、部品点数が少ない単純な回路構成を実現することができる。
【0008】
特に、本発明では、第1のインバータ回路等の入力側に接続された第1の抵抗の抵抗値を変えることにより通過帯域幅を変えることができ、第2のインバータ回路等に並列接続された第2の抵抗の抵抗値を変えることにより出力信号の振幅を変えることができる。また、インダクタ導体間にpn接合層を形成することによりインダクタ導体間に分布定数的に静電容量が形成された複合素子であるLC素子を実現することができ、このpn接合層に印加する逆バイアス電圧を変えることにより、通過帯域の中心周波数を変えることができる。したがって、構成部品の全体を半導体基板上に一体形成した場合であっても、容易に通過帯域幅や通過帯域の中心周波数あるいは信号振幅の調整が可能となる。しかも、構成部品を半導体基板上に一体形成した場合には、集積化による回路の小型化やコスト低減が可能になる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一の実施形態のバンドパスフィルタについて、図面を参照しながら具体的に説明する。
【0010】
図1は、一の実施形態のバンドパスフィルタの構成を示す回路図である。同図に示すバンドパスフィルタ1は、入力抵抗となる可変抵抗12と、直列に接続された2つのインバータ回路14および16と、後段のインバータ回路16に並列に接続された可変抵抗18と、インバータ回路14および16の各入出力端子に接続された分布定数型のLC素子20とを含んで構成されている。
【0011】
インバータ回路14、16のそれぞれは、通常はデジタル信号が入力され、この入力信号の論理を反転して出力するものであるが、本実施形態ではアナログ素子として使用している。例えば、一般に市販されているCMOSの4000シリーズ等のインバータ回路が用いられる。
【0012】
LC素子20は、2本のインダクタ導体を含んでおり、これら2本のインダクタ導体間に分布定数的にキャパシタが形成された複合素子である。一方のインダクタ導体の両端近傍のそれぞれには第1あるいは第2の入出力端子が接続されており、これら第1および第2の入出力端子が前段のインバータ回路14の入出力端にそれぞれ接続されている。また、他方のインダクタ導体の一方端近傍には第3の入出力端子が接続されており、この第3の入出力端子が後段のインバータ回路16の出力端に接続されている。
【0013】
このような構成を有するバンドパスフィルタ1において、入力抵抗となる可変抵抗12の一方端に交流信号が入力されると、その中から所定の周波数近傍の信号のみが選択されて後段のインバータ回路16から出力される。
【0014】
本出願人は、図1に示すバンドパスフィルタ1の2つの可変抵抗12、18の各抵抗値を無限大にした回路を実際に製作して電源を投入した場合に、この回路が正弦波発振器として動作することを確かめている。そして、その発振周波数は、LC素子20のインダクタ導体が有するインダクタンスと2つのインダクタ導体間に現れる静電容量によって決定され、これらの値を変えると発振周波数も変化することを確かめている。
【0015】
また、この正弦波発振器において、後段のインバータ回路16と並列接続された可変抵抗18の抵抗値を小さくしていくと、発振出力の振幅が次第に小さくなっていってある値以下では発振が停止する。
【0016】
図2は、このときの可変抵抗18の抵抗値R2と発振出力の信号振幅との関係を示す図である。同図に示すように、可変抵抗18の抵抗値R2がAより小さいときに発振が停止し、AからBの間では抵抗値の変化に応じて振幅も変化し、B以上では出力振幅がほぼ飽和している。
【0017】
(バンドパスフィルタの使用例1)
図1に示すバンドパスフィルタ1では、後段のインバータ回路16に並列接続された可変抵抗18の抵抗値R2を図2に示すAより若干小さな値aに設定するとともに、インバータ回路14の入力側に設けられた可変抵抗12の抵抗値を所定の値(有限の値)に設定している。このように各可変抵抗の抵抗値を設定することにより、バンドパスフィルタ1は、可変抵抗12の一方端に入力された交流信号の中から、上述した正弦波発振器の発振周波数近傍の信号のみを引き込んで出力するため、発振周波数近傍の信号のみを通過させるフィルタとして動作する。
【0018】
図3は、上述したバンドパスフィルタ1の周波数特性を示す図である。同図において、横軸は入力信号の周波数を、縦軸はゲインすなわち入出力信号間の信号振幅の比をdB単位で表したものである。
【0019】
同図に示すように、ある周波数近傍の信号のみが通過し、その中心周波数においては入力信号とほぼ振幅が等しい出力信号が出力され、それ以外の周波数では減衰される。
【0020】
また、インバータ回路14の前段に設けられた可変抵抗12の抵抗値R1を変えることにより、バンドパスフィルタ1のQ、すなわち信号の通過帯域幅を変えることができる。図3に示すように、可変抵抗12の抵抗値R1が大きいときには上述した正弦波発振器の発振周波数近傍の極狭い周波数の信号のみを引き込むためQが大きく通過帯域幅が狭くなる。これに対し、可変抵抗12の抵抗値R1を小さくすると比較的広い範囲の信号を引き込むためQが小さく通過帯域幅が広くなる。
【0021】
(バンドパスフィルタの使用例2)
ところで、上述した説明ではインバータ回路16に並列に接続された可変抵抗18の抵抗値R2を、図2に示すAより若干小さいaに設定したが、A以上に設定してもよい。図2に示すAからBの間のbに設定した場合とは交流信号が入力されない状態で正弦波発振が行われる状態であり、このような状態において交流信号を入力した場合であっても発振周波数近傍の信号のみが引き込まれて、この周波数近傍の信号のみが通過することが確かめられている。
【0022】
図4は、交流信号が入力されない状態で発振するように抵抗値R2が設定されたバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。同図において、横軸は入力信号の周波数を、縦軸はゲインすなわち入出力信号間の信号振幅の比をdB単位で表したものである。
【0023】
同図に示す周波数特性は、基本的には図3に示した周波数特性に類似しており、バンドパスフィルタ1に入力された交流信号の中からある周波数近傍の信号のみが通過し、それ以外の周波数では減衰する。
【0024】
また、通過帯域の中心周波数近傍ではゲインが0より大きくなって、入力信号が増幅される現象が確かめられている。したがって、入力信号がない状態で正弦波発振を行うようにしてバンドパスフィルタ1を使用した場合には、発振周波数近傍の信号のみを通過させるとともに信号の増幅を行う同調増幅器として動作させることができる。
【0025】
なお、入力抵抗となる可変抵抗12の抵抗値R1を可変した場合には、図3に示した特性と同様に、バンドパスフィルタのQすなわち通過帯域幅を変化させることができる。
【0026】
このように、上述したバンドパスフィルタ1は、インバータ回路やLC素子あるいは可変抵抗といった部品で構成されており、部品点数が少なく単純な回路構成で実現でき、コスト低減を図ることができる。また、可変抵抗12の抵抗値R1を変えるだけでバンドパスフィルタ1の通過帯域幅を変えることができ、特性変更が容易となる。
【0027】
また、LC素子20が有するインダクタンスや静電容量によって発振周波数、すなわちバンドパスフィルタ1の通過域の中心周波数が決まっており、別の見方をすれば、LC素子20が有する素子定数を変更するだけで通過域の中心周波数の変更を行うことができる。
【0028】
また、実際に商品名「フィルマック」(新潟精密株式会社製)を分布定数型のLC素子20として用いるとともに、CMOSの4000シリーズのインバータ回路14、16を用いて図1の回路を構成したところ、通過域の中心周波数が30MHz程度となることが確かめられている。この周波数は、CMOSの4000シリーズのインバータ回路14、16をデジタル回路として使用する場合の動作周波数をはるかに越えている。換言すれば、カタログ上の最高動作周波数がそれほど高くない安価なインバータ回路を用いてバンドパスフィルタ1を構成した場合であっても動作周波数を数十MHz以上に設定できるため、容易に高周波化を図ることができる。したがって、例えば通過域の中心周波数を100MHz程度に設定する場合であっても、汎用されているプロセスを用いてバンドパスフィルタ1の全部あるいはほとんどの構成部品をチップ上に集積化することも可能となる。
【0029】
(LC素子の具体例)
次に、LC素子20の具体例を詳細に説明する。上述したように商品名「フィルマック」を用いてLC素子20を構成することもできるが、以下では、集積化に適しており、しかも素子定数を変更することができるLC素子について説明する。
【0030】
図5は、半導体基板上に形成されたLC素子の平面図である。また、図6は図5に示したA−A線拡大断面図である。
【0031】
これらの図に示すLC素子20は、半導体基板であるp型シリコン基板(p−Si基板)200の表面付近に形成された渦巻き形状のn+ 領域202と、さらにその一部に形成された渦巻き形状のp+ 領域204とを含んでおり、これらのn+ 領域202とp+ 領域204とによってpn接合層206が形成されている。また、p−Si基板200とn+ 領域202との間には逆バイアス電圧が印加されており、周回して隣接するn+ 領域202同士の間においてp−Si基板200がアイソレーション領域として機能している。
【0032】
また、このLC素子20は、上述したn+ 領域202の表面であって、このn+ 領域202に沿った位置に渦巻き形状の第1の電極210が形成されている。同様に、p+ 領域204の表面であって、p+ 領域204に沿った位置に渦巻き形状の第2の電極212が形成されている。また、第1の電極210の両端および第2の電極212の一方端(例えば外周側)には、3つの入出力電極214、216、218がそれぞれ接続されている。なお、3つの入出力電極214、216、218の取付けは、図5に示すように薄いn+ 領域202あるいはp+ 領域204を傷つけないように能動領域の外側で行われる。
【0033】
このような構造を有するLC素子20は、渦巻き形状を有している第1および第2の電極210、212のそれぞれがインダクタ導体として機能する。また、第1および第2の電極210、212のそれぞれに電気的に接続されたpn接合層206が逆バイアスの状態で使用されると渦巻き形状のキャパシタとして機能する。したがって、第1および第2の電極210、212により形成されるインダクタとpn接合層206によって形成されるキャパシタとが分布定数的に存在する複合素子が形成される。
【0034】
なお、p−Si基板200には、上述した構造を有するLC素子20の他に、図1に示したインバータ回路14等の他の構成部品が一体形成されており、バンドパスフィルタ1の全体が1チップ上に集積化されている。
【0035】
図7は、図5および図6に構造を示したLC素子の等価回路を示す図である。同図(A)に示すように、第1の電極210がインダクタンスL1を有するインダクタとして機能し、第2の電極212がインダクタンスL2を有するインダクタとして機能する。また、これら第1および第2の電極210、212の間には渦巻き形状の周回方向に沿ってpn接合層206が形成されており、このpn接合層206を逆バイアスで使用することにより、静電容量Cを有する分布定数的なキャパシタが形成されている。なお、図1に示した回路に含まれるLC素子20は、図7(A)に示した等価回路を簡略化したものであり、実質的に同じものを表している。
【0036】
図7(B)は、LC素子20に含まれるpn接合層206に逆バイアス電圧を印加するための構成を示す。具体的には、第1の入出力電極214と第3の入出力電極218との間に所定の逆バイアス電圧を印加するためのバイアス用電源220を接続するとともに、第1の入出力電極214に直列にキャパシタ222を挿入する。このキャパシタ222は直流電流阻止用であり、動作に影響を与えないようにインピーダンスが極めて小さく、すなわち大きな静電容量に設定されている。
【0037】
また、図7(C)に示すように、上述したバイアス用電源220を逆バイアス電圧の値を任意に変更することができる逆バイアス用電源224に置き換えることにより、渦巻き形状のpn接合層206によって形成されるキャパシタの静電容量をある範囲で任意に変更することができる。
【0038】
したがって、このように分布定数的なキャパシタが有する静電容量を任意に変更可能なLC素子20を用いて図1に示すバンドパスフィルタ1を構成することにより、周波数特性をある範囲で任意に変更することができる。例えば、一般の可変容量ダイオードでは逆バイアス電圧を可変することにより静電容量を50%程度変えることができるため、図5に構造を示すLC素子20を用いることにより、通過域の周波数を少なくとも数十%程度可変できることがわかる。
【0039】
図8は、図5等に示したLC素子20の製造工程の一例を示す図である。図5のB−B線拡大断面の各製造工程毎の状態が示されている。
【0040】
(1)エピタキシャル層の成長:
まず最初に、p−Si基板200(ウエハ)表面の酸化膜を除去した後に、p−Si基板200の表面全体にn+ 型エピタキシャル層226を成長させる(図8(A))。
【0041】
(2)アイソレーション領域の形成:
次に、図5に示したn+ 領域202およびp+ 領域204を除く領域をアイソレーション領域とするために、p型不純物の拡散あるいはイオン注入を行う。
【0042】
具体的には、まずエピタキシャル層226の表面を熱酸化して酸化膜228を形成する。そして、フォトリソグラフィによってp領域を形成すべき位置の酸化膜228を除去した後に、p型不純物を熱拡散あるいはイオン注入により選択的に添加することにより、p領域が選択的に形成される。このようにして形成されたp領域は、p−Si基板200の一部となってアイソレーション領域を形成する(同図(B))。
【0043】
このようにしてアイソレーション領域の形成が行われた結果、残されたエピタキシャル層226によって渦巻き形状のn+ 領域202が形成される。
【0044】
(3)pn接合層の形成:
次に、渦巻き形状に形成されたn+ 領域202の一部にp型不純物を熱拡散あるいはイオン注入により導入することにより、渦巻き形状のp+ 領域204を形成する(同図(C))。
【0045】
具体的には、まずn+ 領域202を含むp−Si基板200の表面を熱酸化して酸化膜230を形成する。そして、フォトリソグラフィによってp+ 領域204を形成すべき位置の酸化膜230を除去した後に、p型不純物を熱拡散あるいはイオン注入により選択的に添加することにより、p+ 領域204が選択的に形成される。
【0046】
このp+ 領域204は、先に形成されたn+ 領域202中に形成する必要があるため、既に導入されているn型不純物の量以上のp型不純物を添加することにより、p+ 領域204が形成される。
【0047】
このようにして、n+ 領域202とp+ 領域204とからなる渦巻き形状のpn接合層206が形成される。
【0048】
(4)電極の形成:
次に、熱酸化により表面に酸化膜232を形成した後にフォトリソグラフィによってn+ 領域202とp+ 領域204のそれぞれの表面に渦巻き形状の孔あけを行い、その後この渦巻き形状に孔あけされた部分に、例えばアルミニウムを蒸着することにより第1および第2の電極210、212を形成する(同図(D))。また、その後3つの入出力電極214、216、218のそれぞれをアルミニウムの蒸着により形成する。
【0049】
上述したLC素子20を製造する工程は、基本的には通常のバイポーラトランジスタあるいはダイオードを製造する工程と類似しており、pn接合層206やその間のアイソレーション領域の形状等が異なるものである。したがって、一般のバイポーラトランジスタを製造する工程においてフォトマスクの形状を変更することにより対応することができ、製造が容易であるとともに小型化にも適している。
【0050】
また、上述したLC素子20の製造工程においては、最初にエピタキシャル成長によりn+ 領域を表面全体に形成した後にアイソレーションを行う場合を例にとり説明したが、p−Si基板200の表面に酸化膜を形成した後にフォトリソグラフィにより渦巻き形状のn+ 領域202に対応する孔あけを行い、この部分に熱拡散あるいはイオン注入によりn型不純物を導入することによりn+ 領域202を形成した後に、同様の方法により直接的にp+ 領域204を形成してもよい。また、pn接合層を形成する方法については、その他の一般的な半導体製造技術を用いることができる。
【0051】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【0052】
例えば、上述したバンドパスフィルタ1では2つのインバータ回路14、16を用いて構成したが、少なくとも一方をソース接地回路等の反転増幅器で構成するようにしてもよい。
【0053】
また、図5に示したLC素子20は、第1および第2の電極210、212のほぼ全長に対応するようにpn接合層206を形成したが、図9に示すように部分的に対応させたLC素子20aに置き換えてもよい。
【0054】
また、上述したバンドパスフィルタ1には2つの可変抵抗12、18が含まれているが、これらは具体的に接合型あるいはMOS型のFETを用いて実現することができる。すなわち、FETのソース・ドレイン間に形成されるチャネルを抵抗体として利用して可変抵抗12、18として使用した場合には、ゲート電圧を可変に制御してこのチャネル抵抗をある範囲で任意に変化させることができる。
【0055】
また、可変抵抗12あるいは18をpチャネルのFETとnチャネルのFETとを並列接続して構成するようにしてもよい。ゲート電圧の大きさを変えることにより抵抗値を可変することができる。このように、2つのFETを組み合わせて可変抵抗を構成することにより、FETの非線形領域の改善を行うことができるため、バンドパスフィルタ1の出力信号の歪みを少なくすることができる。
【0056】
また、上述した2つの可変抵抗12、18の少なくとも一方を抵抗値が固定の抵抗に置き換えるようにしてもよい。可変抵抗12の抵抗値を固定した場合には、通過帯域幅が固定のバンドパスフィルタ1を構成することができ、可変抵抗18の抵抗値を固定した場合には、出力振幅が固定のバンドパスフィルタ1を構成することができる。
【0057】
また、上述したLC素子20の説明では、p−Si基板200とpn接合層206との間に生じる浮遊容量を無視したが、実際に図1に示した各構成部品を半導体基板上に形成するとこの浮遊容量の影響を無視することができない。この点は、シミュレーションによっても確かめられており、図3に示した特性よりもかなり変化がなだらかな特性となる。また、浮遊容量があるためpn接合層206の静電容量を可変した際の通過中心周波数の変化の度合いも少なくなり、実用的でない。浮遊容量が発生するとこのような数々の不都合が生じるため、不要容量の発生自体を回避できれば都合がよい。
【0058】
図10は、浮遊容量の発生を抑えたLC素子20bの平面図である。また、図11は図10に示したC−C線拡大断面図である。
【0059】
これらの図に示すLC素子20bは、図5に示したLC素子20に対して、pn接合層206をn−Si基板300の一部に形成したpウェル302の表面近傍に形成した点が異なっている。また、このpウェル302には、所定の電圧を印加するために電極310が設けられている。
【0060】
このような構成を有するLC素子20bにおいて、pn接合層206に逆バイアス電圧を印加する際に、pウェル302の電位とこのpウェル302と接するn+ 領域202の電位とがほぼ同じになるように、電極310に対して所定の電圧を印加する。このようにしてpウェル302とn+ 領域202の電位がほぼ同じになれば、これらが隣接する境界近傍での浮遊容量の発生を抑えることができる。同様に、図12は浮遊容量の発生を抑えたLC素子20cの平面図であり、図9に示したLC素子20aに対応する構成が示されている。
【0061】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、所定の周波数のみを通過させるバンドパスフィルタを部品点数が少ない単純な回路構成で実現することができる。
【0062】
特に、本発明によれば、第1の抵抗の抵抗値を変えることにより通過帯域幅を変えることができ、第2の抵抗の抵抗値を変えることにより出力信号の振幅を変えることができる。また、インダクタ導体間にpn接合層を形成することによりインダクタ導体間に分布定数的に静電容量が形成された複合素子であるLC素子を実現することができ、このpn接合層に印加する逆バイアス電圧を変えることにより、通過帯域の中心周波数を変えることができる。したがって、構成部品の全体を半導体基板上に一体形成した場合であっても、容易に通過帯域幅や通過帯域の中心周波数あるいは信号振幅の調整が可能となる。しかも、構成部品を半導体基板上に一体形成した場合には、集積化による回路の小型化やコスト低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した一の実施形態のバンドパスフィルタの回路図である。
【図2】2段目のインバータ回路に並列接続された可変抵抗の抵抗値と発振出力の信号振幅の関係を示す図である。
【図3】図1に示したバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。
【図4】図1に示したバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。
【図5】半導体基板上に形成したLC素子の平面図である。
【図6】図5に示したA−A線拡大断面図である。
【図7】図5に示したLC素子の等価回路を示す図である。
【図8】LC素子の製造工程の一例を示す図である。
【図9】LC素子の変形例を示す図である。
【図10】LC素子の他の変形例を示す図である。
【図11】図10に示したC−C線拡大断面図である。
【図12】LC素子の他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
1 バンドパスフィルタ
12、18 可変抵抗
14、16 インバータ回路
20 LC素子
200 p−Si基板
202 n+ 領域
204 p+ 領域
206 pn接合層
210 第1の電極
212 第2の電極
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a band-pass filter that selectively outputs only a signal in the vicinity of a predetermined frequency from input AC signals.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various band pass filters configured using active elements and passive elements are known. Particularly recently, a band-pass filter having an arbitrary frequency characteristic has been realized by a high-order active filter in which operational amplifiers (operational amplifiers) are connected in a plurality of stages.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since various types of conventionally known active filters use operational amplifiers, there is a limit to increasing the frequency due to the limitation of the operating frequency. Therefore, it is difficult to construct a bandpass filter having a passband frequency of several tens of MHz or more, and there is a problem that an operational amplifier to be used becomes special and costs increase when attempting to obtain a frequency characteristic higher than this. . In addition, since the high-order active filter includes a plurality of operational amplifiers and passive elements, there is a problem that the configuration becomes complicated.
[0004]
Furthermore, the conventional band-pass filter realized by a high-order active filter requires changing the element constants of a plurality of elements included in each stage to change the frequency characteristics, and changing the frequency is not easy. .
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a band-pass filter that has a small number of parts, has a simple configuration, and can increase the frequency of the pass band. .
[0006]
Another object of the present invention is to provide a bandpass filter that can easily change the frequency in the passband.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention of each claim connects one inductor conductor of the LC element between the input and output of the first inverter circuit or the inverting amplifier, and connects the output terminal of the second inverter circuit or the inverting amplifier to the other of the LC element. By connecting to the inductor conductor, only a predetermined frequency determined by the inductor component and the capacitor component of the LC element can be passed. According to the present invention, a simple circuit configuration with a small number of parts can be realized.
[0008]
In particular, in the present invention, the pass bandwidth can be changed by changing the resistance value of the first resistor connected to the input side of the first inverter circuit or the like, and the first inverter circuit or the like is connected in parallel to the second inverter circuit or the like. The amplitude of the output signal can be changed by changing the resistance value of the second resistor. Further, by forming a pn junction layer between inductor conductors, an LC element which is a composite element in which electrostatic capacitance is distributed in a distributed constant manner between inductor conductors can be realized, and the reverse application to this pn junction layer is possible. By changing the bias voltage, the center frequency of the passband can be changed. Therefore, even when the entire components are integrally formed on the semiconductor substrate, the passband width, the center frequency of the passband, or the signal amplitude can be easily adjusted. In addition, when the component parts are integrally formed on the semiconductor substrate, the circuit can be reduced in size and cost can be reduced by integration.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a bandpass filter according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a bandpass filter according to an embodiment. The band-pass filter 1 shown in FIG. 1 includes a variable resistor 12 serving as an input resistor, two inverter circuits 14 and 16 connected in series, a variable resistor 18 connected in parallel to the inverter circuit 16 at the subsequent stage, and an inverter And a distributed constant LC element 20 connected to each input / output terminal of the circuits 14 and 16.
[0011]
Each of the inverter circuits 14 and 16 normally receives a digital signal and inverts and outputs the logic of the input signal. In this embodiment, the inverter circuits 14 and 16 are used as analog elements. For example, an inverter circuit such as a commercially available CMOS 4000 series is used.
[0012]
The LC element 20 includes two inductor conductors, and is a composite element in which a capacitor is formed in a distributed constant manner between the two inductor conductors. The first or second input / output terminal is connected to the vicinity of both ends of one inductor conductor, and the first and second input / output terminals are respectively connected to the input / output terminals of the inverter circuit 14 in the previous stage. ing. Further, a third input / output terminal is connected in the vicinity of one end of the other inductor conductor, and this third input / output terminal is connected to the output terminal of the inverter circuit 16 at the subsequent stage.
[0013]
In the bandpass filter 1 having such a configuration, when an AC signal is input to one end of the variable resistor 12 serving as an input resistor, only a signal in the vicinity of a predetermined frequency is selected from the AC signal, and the inverter circuit 16 in the subsequent stage is selected. Is output from.
[0014]
When the applicant actually manufactured a circuit in which the resistance values of the two variable resistors 12 and 18 of the bandpass filter 1 shown in FIG. To make sure it works. The oscillation frequency is determined by the inductance of the inductor conductor of the LC element 20 and the capacitance appearing between the two inductor conductors, and it is confirmed that changing these values also changes the oscillation frequency.
[0015]
Further, in this sine wave oscillator, when the resistance value of the variable resistor 18 connected in parallel with the inverter circuit 16 in the subsequent stage is decreased, the oscillation stops when the amplitude of the oscillation output is gradually decreased below a certain value. .
[0016]
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the resistance value R2 of the variable resistor 18 and the signal amplitude of the oscillation output at this time. As shown in the figure, the oscillation stops when the resistance value R2 of the variable resistor 18 is smaller than A, the amplitude also changes according to the resistance value change between A and B, and the output amplitude is almost equal to or higher than B. Saturated.
[0017]
(Bandpass filter usage example 1)
In the band pass filter 1 shown in FIG. 1, the resistance value R2 of the variable resistor 18 connected in parallel to the inverter circuit 16 in the subsequent stage is set to a value a slightly smaller than A shown in FIG. The resistance value of the provided variable resistor 12 is set to a predetermined value (finite value). By setting the resistance value of each variable resistor in this way, the bandpass filter 1 can only output a signal in the vicinity of the oscillation frequency of the sine wave oscillator described above from the AC signal input to one end of the variable resistor 12. Since it is pulled out and output, it operates as a filter that allows only signals near the oscillation frequency to pass.
[0018]
FIG. 3 is a diagram illustrating frequency characteristics of the bandpass filter 1 described above. In the figure, the horizontal axis represents the frequency of the input signal, and the vertical axis represents the gain, that is, the ratio of the signal amplitude between the input and output signals in dB.
[0019]
As shown in the figure, only a signal near a certain frequency passes, an output signal having substantially the same amplitude as the input signal is output at the center frequency, and attenuated at other frequencies.
[0020]
Further, by changing the resistance value R1 of the variable resistor 12 provided in the previous stage of the inverter circuit 14, the Q of the bandpass filter 1, that is, the passband width of the signal can be changed. As shown in FIG. 3, when the resistance value R1 of the variable resistor 12 is large, only a signal having an extremely narrow frequency near the oscillation frequency of the sine wave oscillator described above is drawn, so that Q is large and the passband width is narrowed. On the other hand, when the resistance value R1 of the variable resistor 12 is reduced, a relatively wide range of signals is drawn, so that Q is small and the passband width is widened.
[0021]
(Bandpass filter usage example 2)
In the above description, the resistance value R2 of the variable resistor 18 connected in parallel to the inverter circuit 16 is set to a slightly smaller than A shown in FIG. The case of setting b between A and B shown in FIG. 2 is a state in which sine wave oscillation is performed in a state where no AC signal is input, and even when an AC signal is input in such a state, oscillation occurs. It has been confirmed that only signals near the frequency are drawn and only signals near the frequency pass.
[0022]
FIG. 4 is a diagram illustrating frequency characteristics of a band-pass filter in which a resistance value R2 is set so as to oscillate when no AC signal is input. In the figure, the horizontal axis represents the frequency of the input signal, and the vertical axis represents the gain, that is, the ratio of the signal amplitude between the input and output signals in dB.
[0023]
The frequency characteristic shown in the figure is basically similar to the frequency characteristic shown in FIG. 3, and only a signal in the vicinity of a certain frequency from the AC signal input to the bandpass filter 1 passes, and the others. It attenuates at the frequency of.
[0024]
In addition, it has been confirmed that the gain is larger than 0 near the center frequency of the pass band, and the input signal is amplified. Therefore, when the band-pass filter 1 is used so as to sine-wave oscillate in the absence of an input signal, it can be operated as a tuning amplifier that passes only signals near the oscillation frequency and amplifies the signals. .
[0025]
When the resistance value R1 of the variable resistor 12 serving as the input resistor is varied, the Q of the bandpass filter, that is, the passband width can be changed, similarly to the characteristics shown in FIG.
[0026]
As described above, the band-pass filter 1 described above is configured by components such as an inverter circuit, an LC element, or a variable resistor, and can be realized with a simple circuit configuration with a small number of components, thereby achieving cost reduction. Further, the pass band width of the band pass filter 1 can be changed only by changing the resistance value R1 of the variable resistor 12, and the characteristic can be easily changed.
[0027]
Further, the oscillation frequency, that is, the center frequency of the pass band of the band-pass filter 1 is determined by the inductance and capacitance of the LC element 20, and from another viewpoint, only the element constant of the LC element 20 is changed. The center frequency of the pass band can be changed with.
[0028]
In addition, the product name “Filmac” (manufactured by Niigata Seimitsu Co., Ltd.) is actually used as the distributed constant LC element 20 and the circuit of FIG. 1 is configured using the CMOS 4000 series inverter circuits 14 and 16. It has been confirmed that the center frequency of the passband is about 30 MHz. This frequency far exceeds the operating frequency when the CMOS 4000 series inverter circuits 14 and 16 are used as digital circuits. In other words, even if the bandpass filter 1 is configured using an inexpensive inverter circuit whose maximum operating frequency on the catalog is not so high, since the operating frequency can be set to several tens of MHz or more, it is easy to increase the frequency. You can plan. Therefore, for example, even when the center frequency of the passband is set to about 100 MHz, all or most of the components of the bandpass filter 1 can be integrated on the chip by using a widely used process. Become.
[0029]
(Specific example of LC element)
Next, a specific example of the LC element 20 will be described in detail. As described above, the LC element 20 can be configured using the trade name “Filmac”, but an LC element that is suitable for integration and that can change the element constant will be described below.
[0030]
FIG. 5 is a plan view of the LC element formed on the semiconductor substrate. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
[0031]
The LC element 20 shown in these drawings includes a spiral n + region 202 formed near the surface of a p-type silicon substrate (p-Si substrate) 200, which is a semiconductor substrate, and a spiral formed in a part thereof. A p + region 204 having a shape is included, and a pn junction layer 206 is formed by the n + region 202 and the p + region 204. In addition, a reverse bias voltage is applied between the p-Si substrate 200 and the n + region 202, and the p-Si substrate 200 functions as an isolation region between the adjacent n + regions 202 that circulate. are doing.
[0032]
Further, in the LC element 20, a spiral first electrode 210 is formed on the surface of the n + region 202 described above at a position along the n + region 202. Similarly, a surface of the p + region 204, the second electrode 212 of the spiral shape is formed at a position along the p + region 204. In addition, three input / output electrodes 214, 216, and 218 are connected to both ends of the first electrode 210 and one end (for example, the outer peripheral side) of the second electrode 212, respectively. The three input / output electrodes 214, 216, and 218 are attached outside the active region so as not to damage the thin n + region 202 or p + region 204 as shown in FIG.
[0033]
In the LC element 20 having such a structure, each of the first and second electrodes 210 and 212 having a spiral shape functions as an inductor conductor. When the pn junction layer 206 electrically connected to each of the first and second electrodes 210 and 212 is used in a reverse bias state, it functions as a spiral capacitor. Therefore, a composite element is formed in which the inductor formed by the first and second electrodes 210 and 212 and the capacitor formed by the pn junction layer 206 exist in a distributed constant manner.
[0034]
In addition to the LC element 20 having the above-described structure, the p-Si substrate 200 is integrally formed with other components such as the inverter circuit 14 shown in FIG. It is integrated on one chip.
[0035]
FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit of the LC element whose structure is shown in FIGS. As shown in FIG. 5A, the first electrode 210 functions as an inductor having an inductance L1, and the second electrode 212 functions as an inductor having an inductance L2. In addition, a pn junction layer 206 is formed between the first and second electrodes 210 and 212 along the spiral-shaped circumferential direction. By using the pn junction layer 206 with a reverse bias, static electricity is generated. A distributed constant capacitor having a capacitance C is formed. Note that the LC element 20 included in the circuit shown in FIG. 1 is a simplified version of the equivalent circuit shown in FIG.
[0036]
FIG. 7B shows a configuration for applying a reverse bias voltage to the pn junction layer 206 included in the LC element 20. Specifically, a bias power source 220 for applying a predetermined reverse bias voltage is connected between the first input / output electrode 214 and the third input / output electrode 218, and the first input / output electrode 214. Capacitor 222 is inserted in series. The capacitor 222 is for blocking direct current, and has an extremely small impedance, that is, a large capacitance so as not to affect the operation.
[0037]
Further, as shown in FIG. 7C, by replacing the above-described bias power source 220 with a reverse bias power source 224 that can arbitrarily change the value of the reverse bias voltage, a spiral pn junction layer 206 is used. The capacitance of the formed capacitor can be arbitrarily changed within a certain range.
[0038]
Therefore, the frequency characteristic can be arbitrarily changed within a certain range by configuring the band-pass filter 1 shown in FIG. 1 using the LC element 20 capable of arbitrarily changing the capacitance of the distributed constant capacitor. can do. For example, in a general variable capacitance diode, the capacitance can be changed by about 50% by changing the reverse bias voltage. Therefore, by using the LC element 20 having the structure shown in FIG. It can be seen that it can be changed by about 10%.
[0039]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the LC element 20 illustrated in FIG. 5 and the like. The state for every manufacturing process of the BB expanded cross section of FIG. 5 is shown.
[0040]
(1) Growth of epitaxial layer:
First, after removing the oxide film on the surface of the p-Si substrate 200 (wafer), an n + -type epitaxial layer 226 is grown on the entire surface of the p-Si substrate 200 (FIG. 8A).
[0041]
(2) Formation of isolation region:
Next, in order to make the region excluding the n + region 202 and the p + region 204 shown in FIG. 5 an isolation region, p-type impurity diffusion or ion implantation is performed.
[0042]
Specifically, first, the surface of the epitaxial layer 226 is thermally oxidized to form an oxide film 228. Then, after removing the oxide film 228 at the position where the p region is to be formed by photolithography, the p region is selectively formed by selectively adding a p-type impurity by thermal diffusion or ion implantation. The p region thus formed becomes a part of the p-Si substrate 200 to form an isolation region ((B) in the figure).
[0043]
As a result of the formation of the isolation region in this way, a spiral n + region 202 is formed by the remaining epitaxial layer 226.
[0044]
(3) Formation of pn junction layer:
Next, a p-type impurity is introduced into a part of the n + region 202 formed in a spiral shape by thermal diffusion or ion implantation, thereby forming a spiral p + region 204 ((C) in the figure).
[0045]
Specifically, first, the oxide film 230 is formed by thermally oxidizing the surface of the p-Si substrate 200 including the n + region 202. Then, after removing the oxide film 230 at the position where the p + region 204 should be formed by photolithography, the p + region 204 is selectively formed by selectively adding p-type impurities by thermal diffusion or ion implantation. Is done.
[0046]
Since this p + region 204 needs to be formed in the previously formed n + region 202, the p + region 204 is added by adding p-type impurities that are more than the amount of n-type impurities already introduced. Is formed.
[0047]
In this manner, a spiral pn junction layer 206 composed of the n + region 202 and the p + region 204 is formed.
[0048]
(4) Formation of electrode:
Next, after an oxide film 232 is formed on the surface by thermal oxidation, spiral holes are formed in the respective surfaces of the n + region 202 and the p + region 204 by photolithography, and then the portions that are formed in this spiral shape are formed. In addition, the first and second electrodes 210 and 212 are formed by evaporating aluminum, for example (FIG. 4D). Then, each of the three input / output electrodes 214, 216, 218 is formed by vapor deposition of aluminum.
[0049]
The process of manufacturing the LC element 20 described above is basically similar to the process of manufacturing a normal bipolar transistor or diode, and is different in the shape of the pn junction layer 206 and the isolation region therebetween. Therefore, it can be dealt with by changing the shape of the photomask in the process of manufacturing a general bipolar transistor, which is easy to manufacture and suitable for miniaturization.
[0050]
Further, in the manufacturing process of the LC element 20 described above, the case where isolation is performed after the n + region is first formed on the entire surface by epitaxial growth has been described as an example. However, an oxide film is formed on the surface of the p-Si substrate 200. After the formation, holes corresponding to the spiral n + region 202 are formed by photolithography, and the n + region 202 is formed by introducing an n-type impurity into this portion by thermal diffusion or ion implantation. Alternatively, the p + region 204 may be formed directly. Moreover, about the method of forming a pn junction layer, other general semiconductor manufacturing techniques can be used.
[0051]
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.
[0052]
For example, although the band-pass filter 1 described above is configured using the two inverter circuits 14 and 16, at least one may be configured by an inverting amplifier such as a source grounded circuit.
[0053]
In the LC element 20 shown in FIG. 5, the pn junction layer 206 is formed so as to correspond to almost the entire length of the first and second electrodes 210 and 212. However, as shown in FIG. The LC element 20a may be replaced.
[0054]
The band-pass filter 1 described above includes two variable resistors 12 and 18, which can be specifically realized by using a junction type or MOS type FET. That is, when the channel formed between the source and drain of the FET is used as a resistor and used as the variable resistors 12 and 18, the gate voltage is variably controlled to change the channel resistance arbitrarily within a certain range. Can be made.
[0055]
The variable resistor 12 or 18 may be configured by connecting a p-channel FET and an n-channel FET in parallel. The resistance value can be varied by changing the magnitude of the gate voltage. As described above, by configuring the variable resistor by combining the two FETs, it is possible to improve the nonlinear region of the FETs, so that the distortion of the output signal of the bandpass filter 1 can be reduced.
[0056]
Further, at least one of the two variable resistors 12 and 18 described above may be replaced with a resistor having a fixed resistance value. When the resistance value of the variable resistor 12 is fixed, the bandpass filter 1 having a fixed pass bandwidth can be configured. When the resistance value of the variable resistor 18 is fixed, the bandpass filter having a fixed output amplitude. The filter 1 can be configured.
[0057]
In the description of the LC element 20 described above, the stray capacitance generated between the p-Si substrate 200 and the pn junction layer 206 is ignored. However, when each component shown in FIG. 1 is actually formed on the semiconductor substrate. The effect of this stray capacitance cannot be ignored. This point has also been confirmed by simulation, and the characteristics are much gentler than those shown in FIG. Further, since there is a stray capacitance, the degree of change in the passing center frequency when the capacitance of the pn junction layer 206 is varied is reduced, which is not practical. Since such a number of inconveniences occur when the stray capacitance occurs, it is convenient if the generation of unnecessary capacitance itself can be avoided.
[0058]
FIG. 10 is a plan view of the LC element 20b in which the generation of stray capacitance is suppressed. FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG.
[0059]
The LC element 20b shown in these drawings is different from the LC element 20 shown in FIG. 5 in that a pn junction layer 206 is formed in the vicinity of the surface of a p-well 302 formed on a part of the n-Si substrate 300. ing. The p-well 302 is provided with an electrode 310 for applying a predetermined voltage.
[0060]
In the LC element 20 b having such a configuration, when a reverse bias voltage is applied to the pn junction layer 206, the potential of the p well 302 and the potential of the n + region 202 in contact with the p well 302 are substantially the same. In addition, a predetermined voltage is applied to the electrode 310. If the potentials of the p-well 302 and the n + region 202 become substantially the same in this way, the generation of stray capacitance in the vicinity of the boundary adjacent to them can be suppressed. Similarly, FIG. 12 is a plan view of the LC element 20c in which the generation of stray capacitance is suppressed, and a configuration corresponding to the LC element 20a shown in FIG. 9 is shown.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a band-pass filter that passes only a predetermined frequency can be realized with a simple circuit configuration with a small number of components.
[0062]
In particular, according to the present invention, the pass bandwidth can be changed by changing the resistance value of the first resistor, and the amplitude of the output signal can be changed by changing the resistance value of the second resistor. Further, by forming a pn junction layer between inductor conductors, an LC element which is a composite element in which electrostatic capacitance is distributed in a distributed constant manner between inductor conductors can be realized, and the reverse application to this pn junction layer is possible. By changing the bias voltage, the center frequency of the passband can be changed. Therefore, even when the entire components are integrally formed on the semiconductor substrate, the passband width, the center frequency of the passband, or the signal amplitude can be easily adjusted. In addition, when the component parts are integrally formed on the semiconductor substrate, the circuit can be reduced in size and cost can be reduced by integration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a band-pass filter according to an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a resistance value of a variable resistor connected in parallel to a second-stage inverter circuit and a signal amplitude of an oscillation output.
FIG. 3 is a diagram showing frequency characteristics of the bandpass filter shown in FIG. 1;
4 is a diagram showing frequency characteristics of the bandpass filter shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a plan view of an LC element formed on a semiconductor substrate.
6 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
7 is a diagram showing an equivalent circuit of the LC element shown in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a manufacturing process of an LC element.
FIG. 9 is a diagram showing a modification of the LC element.
FIG. 10 is a diagram showing another modification of the LC element.
11 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG.
FIG. 12 is a diagram showing another modification of the LC element.
[Explanation of symbols]
1 Band-pass filters 12 and 18 Variable resistors 14 and 16 Inverter circuit 20 LC element 200 p-Si substrate 202 n + region 204 p + region 206 pn junction layer 210 first electrode 212 second electrode

Claims (10)

第1の抵抗を介して交流信号が入力される第1のインバータ回路と、
第2の抵抗が並列接続されており、前記第1のインバータ回路の出力側に接続された第2のインバータ回路と、
半導体基板上に並行して形成された2本のインダクタ導体とこれら2本のインダクタ導体の間に分布定数的に形成されたキャパシタとを有しており、前記2本のインダクタ導体のいずれか一方を介して前記第1のインバータ回路の出力を入力側に帰還させるとともに、前記2本のインダクタ導体のいずれか他方の一端が前記第2のインバータ回路の出力側に接続されたLC素子と、
を備え、前記第1の抵抗に入力された交流信号の中から所定の周波数近傍の信号を通過させて前記第2のインバータ回路から出力することを特徴とするバンドパスフィルタ。
A first inverter circuit to which an AC signal is input via a first resistor;
A second resistor connected in parallel and connected to the output side of the first inverter circuit;
There are two inductor conductors formed in parallel on the semiconductor substrate and a capacitor formed in a distributed constant between the two inductor conductors, and one of the two inductor conductors. An LC element in which the output of the first inverter circuit is fed back to the input side via one of the two inductor conductors and the other end of the two inductor conductors is connected to the output side of the second inverter circuit;
A band-pass filter that passes a signal in the vicinity of a predetermined frequency from the AC signal input to the first resistor and outputs the signal from the second inverter circuit.
第1の抵抗を介して交流信号が入力される第1の反転増幅器と、
第2の抵抗が並列接続されており、前記第1の反転増幅器の出力側に接続された第2の反転増幅器と、
半導体基板上に並行して形成された2本のインダクタ導体とこれら2本のインダクタ導体の間に分布定数的に形成されたキャパシタとを有しており、前記2本のインダクタ導体のいずれか一方を介して前記第1の反転増幅器の出力を入力側に帰還させるとともに、前記2本のインダクタ導体のいずれか他方の一端が前記第2の反転増幅器の出力側に接続されたLC素子と、
を備え、前記第1の抵抗に入力された交流信号の中から所定の周波数近傍の信号を通過させて前記第2の反転増幅器から出力することを特徴とするバンドパスフィルタ。
A first inverting amplifier to which an AC signal is input via a first resistor;
A second resistor connected in parallel and connected to the output side of the first inverting amplifier;
There are two inductor conductors formed in parallel on the semiconductor substrate and a capacitor formed in a distributed constant between the two inductor conductors, and one of the two inductor conductors. An LC element in which the output of the first inverting amplifier is fed back to the input side via one of the two inductor conductors and the other end of the two inductor conductors is connected to the output side of the second inverting amplifier;
A band-pass filter that passes a signal in the vicinity of a predetermined frequency from the AC signal input to the first resistor and outputs the signal from the second inverting amplifier.
請求項1または2において、
前記第1の抵抗は可変抵抗であり、抵抗値を変えることにより通過帯域幅を変えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
In claim 1 or 2,
The first resistor is a variable resistor, and a pass band width is changed by changing a resistance value.
請求項1または2において、
前記第2の抵抗は可変抵抗であり、抵抗値を変えることにより出力信号の振幅を変えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
In claim 1 or 2,
The band-pass filter according to claim 1, wherein the second resistor is a variable resistor, and the amplitude of the output signal is changed by changing a resistance value.
請求項3または4において、
前記可変抵抗をFETのチャネルによって形成し、ゲート電圧を変えてチャネル抵抗を変えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
In claim 3 or 4,
A bandpass filter characterized in that the variable resistance is formed by a channel of an FET, and the channel resistance is changed by changing a gate voltage.
請求項3または4において、
前記可変抵抗をpチャネル型のFETとnチャネル型のFETとを並列接続することにより形成し、各FETのゲート電圧の大きさを変えてチャネル抵抗を変えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
In claim 3 or 4,
A bandpass filter characterized in that the variable resistor is formed by connecting a p-channel FET and an n-channel FET in parallel, and the channel resistance is changed by changing the gate voltage of each FET.
請求項1〜6のいずれかにおいて、
前記LC素子は、
前記半導体基板上でほぼ同心状に隣接して配置されており、前記2本のインダクタ導体として機能する渦巻き形状の2つの電極と、
前記半導体基板の表面近傍であって前記2つの電極に沿った位置に形成され、前記2つの電極のいずれか一方にp領域が、他方にn領域が電気的に接続されており、逆バイアス電圧を印加することにより前記キャパシタとして機能する渦巻き形状のpn接合層と、
を備えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
In any one of Claims 1-6,
The LC element is
Two concentric adjacent electrodes disposed on the semiconductor substrate and functioning as the two inductor conductors;
Formed near the surface of the semiconductor substrate and along the two electrodes, a p-region is electrically connected to one of the two electrodes, and an n-region is electrically connected to the other, and a reverse bias voltage A spiral pn junction layer that functions as the capacitor by applying
A band-pass filter comprising:
請求項1〜6のいずれかにおいて、
前記LC素子は、
前記半導体基板上に形成されたウェルと、
前記ウェル上でほぼ同心状に隣接して配置されており、前記2本のインダクタ導体として機能する渦巻き形状の2つの電極と、
前記ウェルの表面近傍であって前記2つの電極に沿った位置に形成され、前記2つの電極のいずれか一方にp領域が、他方にn領域が電気的に接続されており、逆バイアス電圧を印加することにより前記キャパシタとして機能する渦巻き形状のpn接合層と、
を備え、前記ウェルの電位と、前記ウェルに接する前記p領域あるいは前記n領域の電位とをほぼ同じにすることを特徴とするバンドパスフィルタ。
In any one of Claims 1-6,
The LC element is
A well formed on the semiconductor substrate;
Two spiral electrodes arranged concentrically adjacent to the well and functioning as the two inductor conductors;
It is formed near the surface of the well and along the two electrodes, the p region is electrically connected to one of the two electrodes, and the n region is electrically connected to the other, and a reverse bias voltage is applied. A spiral pn junction layer that functions as the capacitor when applied;
The band-pass filter is characterized in that the potential of the well and the potential of the p region or the n region in contact with the well are substantially the same.
請求項7または8において、
前記pn接合層に印加する逆バイアス電圧を変えて前記pn接合層が有する静電容量を変化させることにより、通過帯域の中心周波数を変えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
In claim 7 or 8,
A band pass filter, wherein a center frequency of a pass band is changed by changing a reverse bias voltage applied to the pn junction layer to change a capacitance of the pn junction layer.
請求項1〜9のいずれかにおいて、
前記半導体基板上に構成部品を一体形成したことを特徴とするバンドパスフィルタ。
In any one of Claims 1-9,
A band-pass filter, wherein component parts are integrally formed on the semiconductor substrate.
JP14352096A 1996-05-14 1996-05-14 Band pass filter Expired - Fee Related JP3718000B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14352096A JP3718000B2 (en) 1996-05-14 1996-05-14 Band pass filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14352096A JP3718000B2 (en) 1996-05-14 1996-05-14 Band pass filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09307393A JPH09307393A (en) 1997-11-28
JP3718000B2 true JP3718000B2 (en) 2005-11-16

Family

ID=15340656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14352096A Expired - Fee Related JP3718000B2 (en) 1996-05-14 1996-05-14 Band pass filter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3718000B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09307393A (en) 1997-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2603968B2 (en) Linear differential amplifier circuit
US5227734A (en) Broadband bipolar transistor distributed amplifier
Andreani et al. A CMOS g m-C polyphase filter with high image band rejection
US7049888B2 (en) Active inductance circuit and differential amplifier circuit
US6303957B1 (en) Semiconductor capacitance device and semiconductor devices using the same
Gupta et al. Low-voltage low-power FGMOS based VDIBA and its application as universal filter
JPH04233312A (en) Microwave active filter circuit
JP4485016B2 (en) Filter circuit
US5420524A (en) Differential gain stage for use in a standard bipolar ECL process
EP1811662B1 (en) A lowpass biquad VGA filter
JPH07211875A (en) Analog output driving circuit for gate array
JP3718000B2 (en) Band pass filter
Buakaew et al. High quality-factor shadow bandpass filters with orthogonality to the characteristic frequency
JP4106267B2 (en) Limit circuit
López-Martín et al. 1.2-V 5-/spl mu/W class-AB CMOS log-domain integrator with multidecade tuning
JPH0734526B2 (en) Oscillator
JP2002118443A (en) Filter circuit
JP3390070B2 (en) LC element, semiconductor device, and method of manufacturing LC element
Singh et al. Study of Analog Filters Employing Current-Mode Active Elements Suitable for Biomedical Applications
JP3750890B2 (en) Integrated mixer circuit
Alzaher et al. A CMOS low power current-mode polyphase filter
JP3373267B2 (en) LC element and semiconductor device
Cave et al. A quad JFET wide-band operational-amplifier integrated circuit featuring temperature-compensated bandwidth
Krishnapura et al. Micropower low-voltage analog filter in a digital CMOS process
Yoo et al. A 15 MHz, 2.6 mW, sixth-order bandpass Gm-C filter in CMOS

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050628

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050714

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050830

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050901

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees