JP6538369B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は半導体装置、特に高電圧の周波数信号から回路を保護する機能を備えた半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a function of protecting a circuit from a high voltage frequency signal.
無線通信システムでは、送信装置及び受信装置間の通信距離によって受信装置側での受信電界強度が変化する。よって、かかる通信距離が極めて小さくなる場合には、受信装置側の入力段には比較的大きな電圧値を有する搬送波信号が供給されることになり、当該搬送波信号に対して信号処理を施す回路が正常に動作しなくなるという不具合が生じる虞がある。 In the wireless communication system, the received electric field strength at the receiving device changes depending on the communication distance between the transmitting device and the receiving device. Therefore, when the communication distance becomes extremely small, a carrier signal having a relatively large voltage value is supplied to the input stage on the receiving device side, and the circuit that performs signal processing on the carrier signal There is a possibility that the malfunction that it does not operate normally may occur.
そこで、このような不具合を解消する為に、保護回路を備えた半導体装置が提案された(例えば特許文献1参照)。 Therefore, in order to eliminate such a problem, a semiconductor device provided with a protective circuit has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
当該保護回路は、先ず、アンテナ回路の一端を介して供給された搬送波信号を整流することにより当該搬送波信号の振幅を表す直流電圧を得て、当該直流電圧が所定電圧よりも高い、いわゆる過電圧の状態にあるか否かを検出する。この際、過電圧の状態にあることが検出された場合には、アンテナ回路の一端に接続されているトランジスタをオン状態に設定することにより、アンテナ回路の一端を接地電位に設定する。これにより、保護回路が保護動作状態となり、搬送波信号の電圧値を強制的に低下させる。一方、過電圧の状態には無いことが検出された場合には、上記トランジスタをオフ状態に設定して、この保護回路による保護動作を解除する。 The protection circuit first rectifies a carrier signal supplied via one end of the antenna circuit to obtain a DC voltage representing the amplitude of the carrier signal, and the DC voltage is higher than a predetermined voltage, that is, so-called over voltage It detects whether or not it is in the state. Under the present circumstances, when it is detected that it is in the state of overvoltage, the one end of an antenna circuit is set to earth potential by setting the transistor connected to the end of an antenna circuit in an ON state. As a result, the protection circuit is in a protection operation state, and the voltage value of the carrier signal is forcibly reduced. On the other hand, when it is detected that there is no overvoltage state, the transistor is set to the off state, and the protection operation by this protection circuit is cancelled.
しかしながら、上記した保護回路の構成では、搬送波信号のような周波数信号の電圧値が非過電圧状態から過電圧状態に遷移した時点から、保護回路が実際に保護動作を開始するまでの時間が長いという問題があった。 However, in the configuration of the protection circuit described above, there is a problem that the time from when the voltage value of the frequency signal such as the carrier signal transitions from the non-overvoltage state to the overvoltage state is long until the protection circuit actually starts the protection operation. was there.
そこで、本発明は、周波数信号の電圧値の変化に追従させて迅速に保護動作を開始させることが可能な半導体装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of quickly starting a protection operation by following changes in voltage value of a frequency signal.
本発明に係る半導体装置は、周波数信号を第1ラインで受け、これを増幅して内部回路に供給する半導体装置であって、前記第1ラインにソース端子及びドレイン端子のうちの一方の端子が接続されており且つ前記ソース端子及び前記ドレイン端子のうちの他方の端子に接地電位が印加されている第1のトランジスタと、前記第1ラインの電圧を分圧した分圧電圧を前記第1のトランジスタのゲート端子に供給する分圧回路と、を含む電圧保護回路と、前記第1ラインに一端が接続されており、前記周波数信号から直流成分を除去した直流除去周波数信号を第2ラインに供給するキャパシタと、前記第2ラインにバイアス電圧を印加するバイアス回路と、前記第2ラインに供給された前記直流除去周波数信号を増幅した増幅周波数信号を前記内部回路に供給する第2のトランジスタと、前記増幅周波数信号の振幅に対応したレベルを有するバイアス調整信号を生成する検波回路と、を含み、前記バイアス回路は、前記バイアス調整信号のレベルが高いほど前記バイアス電圧を抑制させる。
The semiconductor device according to the present invention receives the frequency signal at the first line, a semiconductor device is supplied to the internal circuit and amplifies it, one terminal of the source terminal and the drain terminal to the first line A first transistor connected and having a ground potential applied to the other of the source terminal and the drain terminal, and a divided voltage obtained by dividing the voltage of the first line is the first transistor. A voltage protection circuit including a voltage dividing circuit for supplying to the gate terminal of the transistor, and one end connected to the first line, and supplying a DC removal frequency signal obtained by removing a DC component from the frequency signal to the second line A bias circuit for applying a bias voltage to the second line, and an amplified frequency signal obtained by amplifying the DC removal frequency signal supplied to the second line. And a detection circuit for generating a bias adjustment signal having a level corresponding to the amplitude of the amplified frequency signal, wherein the bias circuit increases the level of the bias adjustment signal as the level of the bias adjustment signal increases. The bias voltage is suppressed .
本発明では、第1ラインを介して供給された周波数信号を内部回路に中継するにあたり、以下の電圧保護回路を設けている。当該電圧保護回路は、上記した第1ラインにソース端子及びドレイン端子のうちの一方の端子が接続されており他方の端子に接地電位が印加されている第1のトランジスタと、第1ラインの電圧を分圧した分圧電圧をこの第1のトランジスタのゲート端子に供給する分圧回路と、を含む。 In the present invention, the following voltage protection circuit is provided for relaying the frequency signal supplied via the first line to the internal circuit. The voltage protection circuit includes a first transistor in which one of the source terminal and the drain terminal is connected to the first line and the ground potential is applied to the other terminal, and a voltage of the first line. And a voltage dividing circuit for supplying a divided voltage obtained by dividing the voltage to the gate terminal of the first transistor.
この電圧保護回路によれば、周波数信号の電圧値が所定の電圧値以上の高電圧になると、第1のトランジスタがオン状態となり、第1ラインからの電流が第1のトランジスタに流れ込むようになる。これにより、第1ラインを介して供給された周波数信号の振幅が小さくなり、当該周波数信号に対して信号処理を施す回路に印加される電圧が低下するので、信号処理回路を高電圧の状態から保護することが可能となる。 According to this voltage protection circuit, when the voltage value of the frequency signal becomes a high voltage equal to or higher than the predetermined voltage value, the first transistor is turned on, and the current from the first line flows into the first transistor. . As a result, the amplitude of the frequency signal supplied via the first line is reduced, and the voltage applied to the circuit that performs signal processing on the frequency signal is reduced. It is possible to protect.
更に、当該電圧保護回路では、周波数信号の電圧値を分圧した分圧電圧によって直接、第1のトランジスタを制御しているので、周波数信号の振幅の変化に迅速に追従させて、周波数信号に対して電圧低下処理を開始させることが可能となる。 Furthermore, in the voltage protection circuit, the first transistor is directly controlled by the divided voltage obtained by dividing the voltage value of the frequency signal. On the other hand, it becomes possible to start the voltage drop process.
よって、本発明によれば、周波数信号の電圧値の変化に追従させて迅速に保護動作を開始させることが可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to quickly start the protection operation by following the change in the voltage value of the frequency signal.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る半導体装置としての信号中継部100の構成を示す回路図である。尚、図1に示される信号中継部100は、無線受信装置に形成されている高周波信号増幅用のローノイズアンプの前段に含まれているものである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a
図1において、アンテナ10で受信して得られた高周波信号RFは、半導体チップに形成されている信号中継部100の入力端子を介してラインL1に供給される。
In FIG. 1, a high frequency signal RF received and obtained by the
静電保護回路11は、アノード端子がラインL1に接続されており且つカソード端子に電源電圧VDDが印加されているダイオードD1と、カソード端子がラインL1に接続されており且つアノード端子に接地電位GNDが印加されているダイオードD2と、を含む。かかる構成により、静電保護回路11は、静電放電に伴い、アンテナ10を介してラインL1に流れ込む大電流を、接地ライン又は電源ライン(図示せぬ)に流し込んでこれを吸収させる。
The
キャパシタ12の一端にはラインL1が接続されており、このキャパシタ12の他端にはラインL2が接続されている。キャパシタ12は、アンテナ10からラインL1を介して供給された高周波信号RFの直流成分を除去した直流除去高周波信号RFQをラインL2に供給する。
One end of the
バイアス回路13は、電流源G1、nチャネルMOS(Metal-Oxide-Semiconductor)型のトランジスタQ1、抵抗R1及びR2を含む。電流源G1の出力端子は、抵抗R2の一端及びトランジスタQ1のドレイン端子及びゲート端子に接続されている。抵抗R2の他端はラインL2に接続されている。トランジスタQ1のソース端子には抵抗R1の一端が接続されている。抵抗R1の他端には接地電位GNDが印加されている。電流源G1は、電源電圧VDDの供給を受けて所定の定電流を生成し、この定電流を抵抗R2を介してラインL2に送出すると共に、当該定電流をトランジスタQ1のドレイン端子及びゲート端子に送出する。かかる構成により、バイアス回路13は、トランジスタQ1のドレイン端子及びゲート端子と電流源G1の出力端子との接続点に生じた電圧を、トランジスタ14を確実に動作させる為のバイアス電圧VBとして抵抗R2を介してラインL2に印加する。尚、抵抗R2は、直流除去高周波信号RFQがラインL2を介して電流源G1及びトランジスタQ1に流れ込むことを防止する為に設けられたものである。よって、抵抗R2は、直流除去高周波信号RFQによる電流源G1及びトランジスタQ1への流れ込みを防止できる程度の高抵抗値を有する。また、このような直流除去高周波信号RFQによる電流源G1及びトランジスタQ1への流れ込みを防止する為に、抵抗R2に代えてインダクタを用いるようにしても良い。尚、直流除去高周波信号RFQによるバイアス回路13への流れ込みが生じない、或いは問題とはならない場合には、電流源G1の出力端子を直接、ラインL2に接続するようにしても良い。
The
トランジスタ14は、例えばnチャネルMOS型のトランジスタであり、そのソース端子には接地電位GNDが印加されており、ドレイン端子は負荷抵抗15の一端及びラインL3に接続されている。負荷抵抗15の他端には電源電圧VDDが印加されている。かかる構成により、トランジスタ14は、ゲート端子に供給された直流除去高周波信号RFQを増幅した増幅高周波信号AFをラインL3を介して次段の内部回路(図示せぬ)に供給する。
The
すなわち、信号中継部100は、アンテナ10で受信して得られた高周波信号を、ラインL1及びキャパシタ12及びトランジスタ14を介して、次段の内部回路に中継するのである。
That is, the
高電圧保護回路20は、抵抗21及び22を含む分圧回路と、nチャネルMOS型のトランジスタであるトランジスタ23と、を有する。抵抗21の一端はラインL1に接続されており、抵抗21の他端はトランジスタ23のゲート端子及び抵抗22の一端に接続されている。抵抗22の他端には接地電位GNDが印加されている。トランジスタ23のドレイン端子はラインL1に接続されており、ソース端子には接地電位GNDが印加されている。
The high
かかる構成により、高電圧保護回路20のトランジスタ23のゲート端子には、高周波信号RFの電圧値を分圧回路(21及び22)によって分圧して得られた分圧電圧DVが供給される。トランジスタ23は、当該分圧電圧DVの電圧値が、自身の閾値電圧Vthよりも低い場合にはオフ状態となる。一方、当該分圧電圧DVの電圧値が閾値電圧Vth以上となる場合には、トランジスタ23はオン状態となり、ラインL1から接地ラインに向けて電流を流す。これにより、高電圧保護回路20は、ラインL1の電圧値、つまり信号中継部100に入力された高周波信号RFの電圧値を低下させる(電圧低下処理)。
With this configuration, the divided voltage DV obtained by dividing the voltage value of the high frequency signal RF by the voltage dividing circuit (21 and 22) is supplied to the gate terminal of the
以下に、高電圧保護回路20の動作について、図2を参照しつつ説明する。尚、図2において、破線Hは、高電圧保護回路20が設けられていない場合における、アンテナ10の受信電界強度に対応した高周波信号RFの電圧値を表している。また、実線Jは、高電圧保護回路20が設けられている場合における、アンテナ10の受信電界強度に対応した高周波信号RFの電圧値を表している。
Hereinafter, the operation of the high
先ず、図2に示すように、受信電界強度が強度Y1よりも低い場合、つまりアンテナ10を介してラインL1に供給された高周波信号RFの電圧値が図2に示す電圧値V1よりも低い場合には、高電圧保護回路20のトランジスタ23はオフ状態となる。よって、この際、高電圧保護回路20による電圧低下処理は実施されず、図2の実線Jにて示すように、受信電界強度に対応した電圧値を有する高周波信号RFが、そのまま直流除去高周波信号RFQとしてラインL2を介してトランジスタ14のゲート端子に供給される。
First, as shown in FIG. 2, when the received electric field strength is lower than the strength Y1, that is, when the voltage value of the high frequency signal RF supplied to the line L1 through the
一方、受信電界強度が強度Y1以上となる場合、つまり高周波信号RFの電圧値が電圧値V1以上となる場合には、高電圧保護回路20のトランジスタ23がオン状態となり、高電圧保護回路20において電圧低下処理が実施される。これにより、トランジスタ23を介してラインL1から接地ラインに電流が流れ込み、ラインL1の電圧値、つまり高周波信号RFの電圧値が低下する。よって、図2の実線Jに示すように、高周波信号RFの電圧値が電圧値V1以上となる場合には、高電圧保護回路20が設けられていない場合での高周波信号RFの電圧値(破線Hにて示す)に比べて、高周波信号RFの電圧値が低くなる。つまり、高周波信号RFの電圧値が電圧値V1以上の高電圧となる場合には、高電圧保護回路20を設けていない場合に比べてトランジスタ14のゲート端子に印加される電圧値が低くなるのである。
On the other hand, when the received electric field strength is higher than the strength Y1, that is, when the voltage value of the high frequency signal RF is higher than the voltage value V1, the
ここで、nチャネルMOS型のトランジスタでは、ドレイン電圧又はゲート電圧が高くなると、その高電界によってエネルギーを得た電子、いわゆるホットキャリアがゲート絶縁膜に飛び込む場合がある。この際、閾値電圧Vthの変動及び相互コンダクタンスGmの低下等の特性劣化、いわゆるホットキャリア劣化が生じる。 Here, in the n-channel MOS transistor, when the drain voltage or the gate voltage becomes high, electrons that have obtained energy by the high electric field, that is, so-called hot carriers may jump into the gate insulating film. At this time, so-called hot carrier deterioration occurs, which is characteristic deterioration such as fluctuation of the threshold voltage Vth and reduction of the mutual conductance Gm.
そこで、高電圧保護回路20では、高周波信号RFの電圧値が電圧値V1以上の高電圧となる場合には、その電圧値を低下させる電圧低下処理を実行するようにしている。これにより、高周波信号RFの振幅が小さくなり、nチャネルMOS型のトランジスタ14のゲート端子に供給される電圧値が低下するので、当該トランジスタ14をホットキャリア劣化から保護することが可能となる。
Therefore, when the voltage value of the high frequency signal RF is a high voltage equal to or higher than the voltage value V1, the high
更に、高電圧保護回路20では、ラインL1にて伝送される高周波信号RFの電圧値を分圧した分圧電圧DVを直接、トランジスタ23のゲート端子に供給することにより、当該トランジスタ23を制御するようにしている。
Furthermore, in the high
よって、高電圧保護回路20によれば、周波数信号を整流回路によって直流化した直流電圧に応じて当該周波数信号に対して電圧低下処理を施すようにした従来の保護回路に比べて、迅速に電圧低下処理を開始させることが可能となる。
Therefore, according to the high
図3は、図1に示される信号中継部100の他の構成を示す回路図である。尚、図3に示す構成では、図1に示される構成に新たに検波回路16を設けると共に、バイアス回路13に代えてバイアス回路13aを採用した点を除く他の構成は、図1に示すものと同一である。また、当該バイアス回路13aにおいては、図1に示す電流源G1に代えて可変電流源GC1を採用した点を除く他の構成は、図1に示すものと同一である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another configuration of
検波回路16は、トランジスタ14が出力した増幅高周波信号AFの振幅を検出し、当該振幅に対応した電圧値を有するバイアス調整信号BCを可変電流源GC1に供給する。
The
可変電流源GC1は、電源電圧VDDの供給を受けて、上記バイアス調整信号BCの電圧値が高いほど小なる電流量の電流を生成して、ラインL2、及びトランジスタQ1のドレイン端子及びゲート端子に送出する。 The variable current source GC1 receives the supply of the power supply voltage VDD, and generates a current having a smaller amount of current as the voltage value of the bias adjustment signal BC is higher, to the line L2 and to the drain and gate terminals of the transistor Q1. Send out.
よって、バイアス回路13aは、増幅高周波信号AFの振幅が大きいほど低くなる電圧値を有するバイアス電圧VBを、ラインL2を介してトランジスタ14のゲート端子に印加する。従って、増幅高周波信号AFの振幅が大なる場合には小なる場合に比べて、バイアス電圧VBが小さくなり、トランジスタ14の利得が低下する。これにより、トランジスタ14のドレイン電圧として取り得る電圧値の限度値、つまり増幅高周波信号AFの振幅の最大値を設定することが可能となる。
Therefore, the
すなわち、この際、検波回路16は、増幅高周波信号AFの振幅が所定の基準振幅より大となった場合に、その振幅の大きさに対応した電圧値を有するバイアス調整信号BCを可変電流源GC1に供給する。これにより、バイアス回路13a及び検波回路16は、増幅高周波信号AFの振幅の最大値が所定値を超えないように振幅制限を施す、いわゆるリミッタとして動作する。
That is, in this case, when the amplitude of the amplified high frequency signal AF becomes larger than the predetermined reference amplitude, the
よって、検波回路16において、上記した基準振幅を、トランジスタ14でホットキャリア劣化が生じる虞が無い電圧値として取り得る最大の電圧値に設定すれば、トランジスタ14をホットキャリア劣化から保護することができる。
Therefore,
以下に、かかる点に鑑みて為された、図3に示される構成による保護動作について図4を参照しつつ説明する。尚、図4において、破線Hは、高電圧保護回路20及び検波回路16が設けられていない場合における、アンテナ10の受信電界強度に対応した高周波信号AFの電圧値を表している。また、実線Jは、高電圧保護回路20及び検波回路16が設けられている場合における、アンテナ10の受信電界強度に対応した高周波信号AFの電圧値を表している。
Hereinafter, the protection operation by the configuration shown in FIG. 3, which has been made in view of the above point, will be described with reference to FIG. 4. In FIG. 4, the broken line H represents the voltage value of the high frequency signal AF corresponding to the received electric field strength of the
先ず、図4に示すように、受信電界強度が強度Y1よりも低い場合、つまりアンテナ10を介してラインL1に供給された高周波信号RFの電圧値が電圧値V1よりも低い場合には、高電圧保護回路20のトランジスタ23はオフ状態となる。よって、この際、高電圧保護回路20による電圧低下処理は実施されず、図4の実線Jにて示すように、受信電界強度に対応した電圧値を有する高周波信号RFが、そのまま直流除去高周波信号RFQとしてラインL2を介してトランジスタ14のゲート端子に供給される。
First, as shown in FIG. 4, when the received electric field strength is lower than the strength Y1, that is, when the voltage value of the high frequency signal RF supplied to the line L1 through the
ここで、受信電界強度が強度Y1以上となる場合、つまり図4に示すように高周波信号RFの電圧値が電圧値V1以上となる場合には、高電圧保護回路20のトランジスタ23がオン状態となり、高電圧保護回路20において電圧低下処理が実施される。これにより、トランジスタ23を介してラインL1から接地ラインに電流が流れ込むようになり、ラインL1の電圧値、つまり高周波信号RFの電圧値が低下する。よって、図4の実線Jに示すように、高周波信号RFの電圧値が電圧値V1以上となる場合には、高電圧保護回路20が設けられていない場合での高周波信号RFの電圧値(破線Hにて示す)に比べて、高周波信号RFの電圧値が低くなる。従って、高周波信号RFの電圧値が電圧値V1以上の高電圧となる場合には、高電圧保護回路20を設けていない場合に比べて、トランジスタ14のゲート端子に印加される電圧値が低くなる。これにより、nチャネルMOS型のトランジスタ14のゲート端子に供給される電圧値が低下するので、当該トランジスタ14をホットキャリア劣化から保護することが可能となる。
Here, when the received electric field strength is higher than the strength Y1, that is, as shown in FIG. 4, when the voltage value of the high frequency signal RF is higher than the voltage value V1, the
そして、受信電界強度が強度Y1よりも大きい強度Y2以上、つまり高周波信号RFの電圧値が図4に示す電圧値V2以上になると、検波回路16が、バイアス電圧VBの電圧値を低下させるバイアス調整信号BCをバイアス回路13aに供給する。これにより、バイアス回路13aによるリミッタ処理が実施され、図4に示すように、受信電界強度の増大に拘わらず高周波信号RFの電圧値が電圧値V2に維持される。尚、電圧値V2とは、トランジスタ14においてホットキャリア劣化が生じる虞が無いゲート電圧値の最大値である。
Then, when the received electric field strength is higher than the strength Y1 or higher, that is, the voltage value of the high frequency signal RF becomes higher than the voltage value V2 shown in FIG. 4, the
よって、トランジスタ14のドレイン端子に印加される電圧値は、トランジスタ14でホットキャリア劣化が生じる虞が無い電圧値の最大値(V2)に制限されるので、当該ホットキャリア劣化を抑制することが可能となる。
Therefore, the voltage value applied to the drain terminal of the
尚、図3に示す実施例では、バイアス回路13a及び検波回路16と共に、高電圧保護回路20が設けられているが、高電圧保護回路20を設けずにバイアス回路13a及び検波回路16だけでも、ホットキャリア劣化を抑制することが可能である。
In the embodiment shown in FIG. 3, the high
また、図1及び図3では、入力信号が1系統の増幅器であるトランジスタ14をホットキャリア劣化から保護する場合の構成の一例を示しているが、入力信号が2系統となる差動回路をホットキャリア劣化から保護する場合にも同様に適用可能である。要するに、この際、差動回路の非反転入力端子に接続されている入力信号ライン、及び反転入力端子に接続されている入力信号ラインの各々に、高電圧保護回路20、バイアス電圧回路13(13a)及び検波回路16を設けるのである。尚、バイアス電圧回路13(13a)及び検波回路16については、夫々単一のバイアス電圧回路13(13a)及び検波回路16を、差動回路の非反転入力端子に接続されている入力信号ライン、及び反転入力端子に接続されている入力信号ラインの各々に共通に接続するようにしても良い。ただし、この際、バイアス電圧回路13(13a)に代えて図5に示されるバイアス電圧回路13Xを採用する。
In addition, although FIG. 1 and FIG. 3 show an example of the configuration in the case where the input signal protects the
図5に示すように、バイアス回路13Xは、抵抗R3を新たに設けた点を除く他の構は、図1又は図3に示す構成と同一である。バイアス回路13Xでは、抵抗R2の一端が電流源G1(GC1)の出力端子と、トランジスタQ1のドレイン端子及びゲート端子とに接続されており、抵抗R2の他端が、差動回路の非反転入力端子に接続されたラインL2aに接続されている。バイアス回路13Xでは、抵抗R3の一端が電流源G1(GC1)の出力端子と、トランジスタQ1のドレイン端子及びゲート端子とに接続されており、当該抵抗R3の他端が、差動回路の反転入力端子に接続されたラインL2bに接続されている。すなわち、夫々単一の電流源G1(GC1)及びトランジスタQ1によって生成されたバイアス電圧VBが、差動回路の非反転入力端子に接続されたラインL2aと、この差動回路の反転入力端子に接続されたラインL2bとに印加されるのである。
As shown in FIG. 5, the
また、図1及び図3に示す構成では、トランジスタ14による増幅回路としてソース接地回路を採用しているが、ゲート接地回路を採用しても良い。
Further, in the configurations shown in FIG. 1 and FIG. 3, although the source grounded circuit is adopted as the amplification circuit by the
また、図3に示す構成では、トランジスタ14のドレイン端子に検波回路16を接続するようにしているが、当該トランジスタ14のドレイン端子及びラインL3間に複数のトランジスタがカスコード接続される場合には、ラインL3に接続されるトランジスタのドレイン端子に検波回路16を接続する。
Further, in the configuration shown in FIG. 3, the
尚、図1及び図3に示す実施例では、無線受信装置に設けられているローノイズアンプの前段に高電圧保護回路20を含む信号中継部100を設けた場合の構成を示しているが、これを無線受信装置以外の信号処理装置内に設けるようにしても良い。つまり、信号中継部100としては、アンテナから送出された高周波信号のみならず、各種の周波数を有する周波数信号を入力対象としても良いのである。
Although the embodiment shown in FIGS. 1 and 3 shows the configuration in the case where the
また、図1及び図3に示す実施例では、高電圧保護回路20における保護対象を、直流除去高周波信号RFQの増幅を行うトランジスタ14としているが、増幅用のトランジスタ以外の回路素子又は信号処理回路を保護対象としても良い。
Further, in the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 3, the protection target in the high
また、図1及び図3に示す実施例では、高電圧保護回路20のトランジスタ23としてnチャネルMOS型を採用しているが、pチャネルMOS型のトランジスタを用いるようにしても良い。尚、トランジスタ23としてpチャネルMOS型のトランジスタを用いた場合には、トランジスタ23のソース端子をラインL1に接続し、ドレイン端子に接地電位GNDを印加する。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the n-channel MOS transistor is employed as the
要するに、信号中継部100としては、周波数信号を第1ライン(L1)を介して内部回路に中継するにあたり、以下の第1のトランジスタ(23)と、分圧回路(21、22)と、を含む電圧保護回路(20)を含むものであれば良いのである。すなわち、第1のトランジスタは、ソース端子及びドレイン端子のうちの一方の端子が第1ラインに接続されており、且つソース端子及びドレイン端子のうちの他方の端子に接地電位が印加されている。分圧回路は、第1ラインの電圧を分圧した分圧電圧(DV)を第1のトランジスタのゲート端子に供給する。
In short, in relaying the frequency signal to the internal circuit through the first line (L1), the
かかる構成により、周波数信号の電圧値が所定の電圧値以上の高電圧となる場合には、第1のトランジスタがオン状態となり、第1ラインを介して供給された周波数信号の振幅が小さくなる。これにより、当該周波数信号に対して信号処理を施す回路に印加される電圧が低下するので、信号処理用の回路を高電圧の状態から保護することが可能となる。 With this configuration, when the voltage value of the frequency signal is a high voltage equal to or higher than a predetermined voltage value, the first transistor is turned on, and the amplitude of the frequency signal supplied via the first line is reduced. As a result, the voltage applied to the circuit that performs signal processing on the frequency signal is reduced, so that the circuit for signal processing can be protected from the high voltage state.
12 キャパシタ
13、13a バイアス回路
14、23 トランジスタ
15、21、22 抵抗
16 検波回路
20 高電圧保護回路
12
Claims (4)
前記第1ラインにソース端子及びドレイン端子のうちの一方の端子が接続されており且つ前記ソース端子及び前記ドレイン端子のうちの他方の端子に接地電位が印加されている第1のトランジスタと、前記第1ラインの電圧を分圧した分圧電圧を前記第1のトランジスタのゲート端子に供給する分圧回路と、を含む電圧保護回路と、
前記第1ラインに一端が接続されており、前記周波数信号から直流成分を除去した直流除去周波数信号を第2ラインに供給するキャパシタと、
前記第2ラインにバイアス電圧を印加するバイアス回路と、
前記第2ラインに供給された前記直流除去周波数信号を増幅した増幅周波数信号を前記内部回路に供給する第2のトランジスタと、
前記増幅周波数信号の振幅に対応したレベルを有するバイアス調整信号を生成する検波回路と、を含み、
前記バイアス回路は、前記バイアス調整信号のレベルが高いほど前記バイアス電圧を抑制させることを特徴とする半導体装置。 Receiving the frequency signal at the first line, a semiconductor device is supplied to the internal circuit and amplifies it,
A first transistor in which one of a source terminal and a drain terminal is connected to the first line, and a ground potential is applied to the other of the source terminal and the drain terminal; A voltage protection circuit including: a voltage dividing circuit that supplies a divided voltage obtained by dividing the voltage of the first line to the gate terminal of the first transistor ;
A capacitor having one end connected to the first line, and supplying a DC removal frequency signal obtained by removing a DC component from the frequency signal to the second line;
A bias circuit for applying a bias voltage to the second line;
A second transistor for supplying an amplification frequency signal obtained by amplifying the DC removal frequency signal supplied to the second line to the internal circuit;
A detection circuit that generates a bias adjustment signal having a level corresponding to the amplitude of the amplification frequency signal;
The semiconductor device, wherein the bias circuit suppresses the bias voltage as the level of the bias adjustment signal is higher .
前記バイアス調整信号のレベルが高いほど小なる電流量の電流を生成して出力端子から送出する電流源と、
前記出力端子及び前記第2ラインにドレイン端子及びゲート端子が接続されている第3のトランジスタと、
前記第3のトランジスタのソース端子に一端が接続されており且つ他端に接地電位が印加されている抵抗と、を含み、
前記第3のトランジスタの前記ドレイン端子及び前記ゲート端子と前記出力端子との接続点に生じた電圧を前記バイアス電圧として生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の半導体装置。 Before Symbol bias circuit,
The current source generates a current of a smaller amount as the level of the bias adjustment signal is higher, and sends the current from the output terminal,
A third transistor whose drain terminal and gate terminal are connected to the output terminal and the second line;
A resistor having one end connected to the source terminal of the third transistor and a ground potential applied to the other end,
The semiconductor according to any one of claims 1 to 3, wherein a voltage generated at a connection point between the drain terminal and the gate terminal of the third transistor and the output terminal is generated as the bias voltage. Device .
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