JP5176971B2 - 直流電位生成回路、多段回路、及び通信装置 - Google Patents
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Description
図1のトランジスタ108−2の閾値電圧Vthが0.6Vであり、B点の電位が0.1Vである場合、2段目の差動増幅器における直流電位の低電位側にはあまり余裕がないことが分かる。ここで、トランジスタの製造プロセスにおけるばらつき(プロセスばらつき)によりVthが変動すると、直流電位設計が成り立たなくなる場合がある。
なる。この場合、電流源109を駆動するための電圧が不足して2段目の差動増幅器が正常に動作しないため、2段目の直流電位設計は成り立たないことになる。
多段回路に使用されるトランジスタのプロセスばらつきにより閾値電圧が変動した場合でも、前段回路の出力直流電位を閾値電圧の変動に連動して変化するように制御すれば、次段回路の直流電位設計を成立させることができる。
ンに接続され、トランジスタ408−jのソースと接地電位の間には電流源409が接続されている。
にするには、トランジスタ415と電流源413の電流密度がトランジスタ408−jの電流密度と等しくなるように直流電位設定回路を設計すればよい。
電源電位VDD:1.2V
抵抗器102の抵抗値:10Ω
抵抗器103−j及び403−jの抵抗値:30Ω
電流源105及び405の電流値:20mA
特性及び波形特性が得られる。
直流電位設定回路は、トランジスタ604−jの閾値電圧に応じた直流電位をトランジスタ408−jのゲートに設定する。例えば、トランジスタ604−2のドレイン(D点)の電位は、トランジスタ604−2の閾値電圧の変動に追従するため、トランジスタ408−2のゲート(A点)の電位もその変動に追従する。
作の2段増幅回路の構成及び動作について説明する。
抵抗器703、714、トランジスタ704、711、715、電流源705、713、及び演算増幅器712は、1段目の増幅器を構成する。トランジスタ711のソースは電源電位VDDに接続され、トランジスタ711のドレインは抵抗器703に接続されている。抵抗器703はトランジスタ704のドレインに接続され、トランジスタ704のソースと接地電位の間には電流源705が接続されている。
抵抗器802の一方の端子は電源電位VDDに接続され、他方の端子は抵抗器803及びトランジスタ708のゲートに接続されている。抵抗器803はトランジスタ804のドレインに接続されている。トランジスタ804のドレインとゲートは接続されており(ダイオード接続)、トランジスタ804のソースと接地電位の間には電流源805が接続されている。
直流電位設定回路は、トランジスタ804の閾値電圧に応じた直流電位をトランジスタ708のゲートに設定する。トランジスタ804のドレインの電位は、トランジスタ804の閾値電圧の変動に追従するため、トランジスタ708のゲートの電位もその変動に追従する。ここで、トランジスタ708とトランジスタ804の閾値電圧が実質的に等しくなるようにすれば、直流電位の制御が容易になる。そのためには、トランジスタ804と電流源805の電流密度がトランジスタ708の電流密度と許容範囲内で実質的に等しくなるように直流電位設定回路を設計すればよい。
路912は、高速データ信号を増幅し、送信信号として変調器902に出力する。
復調器904は、光伝送路905から入力される光信号と不図示の局発光源から出力される局発光を混合することで光信号を復調し、光電変換により高速データ信号を生成する。
ところで、実施形態の構成は、増幅回路に限らず、2段以上の回路を有する様々な多段回路に用いることができる。例えば、図4の構成を図9のマルチプレクサ911に適用した場合、回路構成は図10のようになる。
位に接続されている。
反転増幅回路を削除した構成を有する。その代わりに、キャパシタ1101−1、1101−2、抵抗器1102−1、1102−2、1103−1、1103−2、トランジスタ1104−1、1104−2、及び電流源1105−1、1105−2が設けられている。
直流電位設定回路は、トランジスタ1104−jの閾値電圧に応じた直流電位をトランジスタ1028−jのゲートに設定する。トランジスタ1104−jのドレインの電位は、トランジスタ1104−2の閾値電圧の変動に追従するため、トランジスタ1028−jのゲートの電位もその変動に追従する。
102、103−1、103−2、106−1、106−2、403−1、403−2、406−1、406−2、414、602−1、602−2、603−1、603−2、703、706、714、802、803、1002−1、1002−2、1014、1022−1、1022−2、1025−1、1025−2、1102−1、1102−2、1103−1、1103−2 抵抗器
104−1、104−2、107−1、107−2、108−1、108−2、404−1、404−2、407−1、407−2、408−1、408−2、411、415、604−1、604−2、704、707、708、711、715、804、1003−1、1003−2、1011、1015、1023−1、1023−2、1026−1、1026−2、1028−1、1028−2、1104−1、1104−2 トランジスタ
105、109、405、409、413、605−1、605−2、705、909、713、805、1004、1013、1029、1105−1、1105−2 電流源
110−1、110−2、410−1、410−2、710、1027−1、1027−2 出力端子
412、712、1012 演算増幅器
601−1、601−2、801、1101−1、1101−2 キャパシタ
901 送信回路
902 変調器
903 受信回路
904 復調器
905 光伝送路
911 マルチプレクサ
912、922−1、922−2 多段増幅回路
913、923 バッファ
921 デマルチプレクサ
Claims (6)
- 抵抗器手段と、
前記抵抗器手段に直列に接続されたダイオード接続トランジスタ手段と、
前記抵抗器手段及び前記トランジスタ手段に電流を供給することで、該抵抗器手段の端子に直流電位を生成する電流源手段と、
前記抵抗器手段の端子に接続され、該端子に生成された直流電位を出力する非反転増幅手段と
を備えることを特徴とする直流電位生成回路。 - 第1の信号を出力する第1段回路と、
第1のトランジスタ手段を含み、第2の信号を出力する第2段回路と、
直流電位生成回路とを備え、
前記第1段回路は、前記第1の信号を前記第1のトランジスタ手段のゲートに出力し、
前記直流電位生成回路は、
抵抗器手段と、
前記抵抗器手段に直列に接続された第2のトランジスタ手段と、
前記抵抗器手段及び前記第2のトランジスタ手段に電流を供給することで、該抵抗器手段の端子に直流電位を生成する電流源手段とを含み、
前記抵抗器手段の端子は前記第1段回路又は前記第1のトランジスタ手段のゲートに接続され、前記第2のトランジスタ手段はダイオード接続トランジスタ手段であることを特徴とする多段回路。 - 前記直流電位生成回路は、前記抵抗器手段の端子に接続され、該端子に生成された直流電位を出力する非反転増幅手段をさらに備えることを特徴とする請求項2記載の多段回路。
- 前記直流電位生成回路は、前記抵抗器手段に直列に接続された抵抗器手段をさらに備えることを特徴とする請求項2記載の多段回路。
- 前記第1のトランジスタ手段の電流密度が前記第2のトランジスタ手段の電流密度と実質的に等しいことを特徴とする請求項2記載の多段回路。
- 第1の信号を出力する第1段回路と、
第1のトランジスタ手段を含み、第2の信号を出力する第2段回路と、
直流電位生成回路とを備え、
前記第1段回路は、前記第1の信号を前記第1のトランジスタ手段のゲートに出力し、
前記直流電位生成回路は、
抵抗器手段と、
前記抵抗器手段に直列に接続された第2のトランジスタ手段と、
前記抵抗器手段及び前記第2のトランジスタ手段に電流を供給することで、該抵抗器手段の端子に直流電位を生成する電流源手段とを含み、
前記抵抗器手段の端子は前記第1段回路又は前記第1のトランジスタ手段のゲートに接続され、前記第2のトランジスタ手段はダイオード接続トランジスタ手段であることを特徴とする通信装置。
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