JP6556574B2 - Waveform shaping filter and radiation detection apparatus - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、波形整形フィルタ及び放射線検出装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a waveform shaping filter and a radiation detection apparatus.

一般に、放射線検出器は、低域通過特性を有する。このため、放射線検出器からは、鈍った信号パルスが出力される。そこで、従来、放射線検出器からの信号パルスの鈍りを抑制するために、波形整形フィルタが利用されている。   Generally, the radiation detector has a low-pass characteristic. For this reason, a blunt signal pulse is output from the radiation detector. Therefore, conventionally, a waveform shaping filter has been used to suppress the dullness of the signal pulse from the radiation detector.

特開2001−274641号公報JP 2001-274641 A 特開平09−139638号公報JP 09-139638 A 特開2006−254118号公報JP 2006-254118 A

IEEE Transaction On Nuclear Science, Vol.46, No.3, pp.150-155, June, 1999IEEE Transaction On Nuclear Science, Vol.46, No.3, pp.150-155, June, 1999 IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-28, No.1, pp.603-609, Feb.1981IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol.NS-28, No.1, pp.603-609, Feb.1981 IEEE JSSC Vol.48, No.7, pp.1605-1614, July 2013IEEE JSSC Vol.48, No.7, pp.1605-1614, July 2013 IEEE JSSC Vol.33, No.12, pp.1887-1897, Dec. 1998IEEE JSSC Vol.33, No.12, pp.1887-1897, Dec. 1998

低消費電力な波形整形フィルタ及び放射線検出装置を提供する。   A low-power consumption waveform shaping filter and a radiation detection device are provided.

一実施形態に係る波形整形フィルタは、第1の抵抗と、第1のトランジスタと、第1の容量と、第1の増幅器と、を備える。第1の抵抗は、信号電流が入力される一端と、他端と、を備える。第1のトランジスタは、第1の抵抗の他端に接続された第1端子と、第2端子と、制御端子と、を備える。第1の容量は、第1の抵抗の他端に接続された一端と、他端と、を備える。第1の増幅器は、第1の抵抗の一端に接続された入力端子と、第1のトランジスタの制御端子に接続された出力端子と、を備える。   A waveform shaping filter according to an embodiment includes a first resistor, a first transistor, a first capacitor, and a first amplifier. The first resistor includes one end to which a signal current is input and the other end. The first transistor includes a first terminal connected to the other end of the first resistor, a second terminal, and a control terminal. The first capacitor includes one end connected to the other end of the first resistor and the other end. The first amplifier includes an input terminal connected to one end of the first resistor, and an output terminal connected to the control terminal of the first transistor.

第1実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 1st Embodiment. 図1の波形整形フィルタの第1実施例を示す図。The figure which shows 1st Example of the waveform shaping filter of FIG. 図1の波形整形フィルタの第2実施例を示す図。The figure which shows 2nd Example of the waveform shaping filter of FIG. 図1の波形整形フィルタの第3実施例を示す図。The figure which shows 3rd Example of the waveform shaping filter of FIG. 第2実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 2nd Embodiment. 図5の波形整形フィルタの第1実施例を示す図。The figure which shows 1st Example of the waveform shaping filter of FIG. 図5の波形整形フィルタの第2実施例を示す図。The figure which shows 2nd Example of the waveform shaping filter of FIG. 図5の波形整形フィルタの第3実施例を示す図。The figure which shows 3rd Example of the waveform shaping filter of FIG. 第3実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 3rd Embodiment. 図9の波形整形フィルタの第1実施例を示す図。The figure which shows 1st Example of the waveform shaping filter of FIG. 図10の波形整形フィルタの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the waveform shaping filter of FIG. 図9の波形整形フィルタの第2実施例を示す図。The figure which shows 2nd Example of the waveform shaping filter of FIG. 図9の波形整形フィルタの第3実施例を示す図。The figure which shows 3rd Example of the waveform shaping filter of FIG. 図9の波形整形フィルタの第4実施例を示す図。The figure which shows 4th Example of the waveform shaping filter of FIG. 第4実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 4th Embodiment. 図15の波形整形フィルタの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the waveform shaping filter of FIG. 第5実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 6th Embodiment. 第7実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 7th Embodiment. 図19の波形整形フィルタの第1実施例を示す図。The figure which shows 1st Example of the waveform shaping filter of FIG. 図19の波形整形フィルタの第2実施例を示す図。The figure which shows 2nd Example of the waveform shaping filter of FIG. 図19の波形整形フィルタの第3実施例を示す図。The figure which shows 3rd Example of the waveform shaping filter of FIG. 第8実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 8th Embodiment. 第8実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 8th Embodiment. 第9実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 9th Embodiment. 図25の波形整形フィルタの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the waveform shaping filter of FIG. 図25の波形整形フィルタの第1実施例を示す図。The figure which shows 1st Example of the waveform shaping filter of FIG. 第10実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 10th Embodiment. 図28の波形整形フィルタの第1実施例を示す図。The figure which shows 1st Example of the waveform shaping filter of FIG. 第11実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 11th Embodiment. 第12実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 12th Embodiment. 第13実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 13th Embodiment. 第14実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 14th Embodiment. 第15実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 15th Embodiment. 第16実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。A figure showing a waveform shaping filter concerning a 16th embodiment. 第17実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 17th Embodiment. 図36の波形整形フィルタの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the waveform shaping filter of FIG. 第18実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 18th Embodiment. 図38の波形整形フィルタの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the waveform shaping filter of FIG. 第19実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 19th Embodiment. 図40の波形整形フィルタの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the waveform shaping filter of FIG. 図40の波形整形フィルタの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the waveform shaping filter of FIG. 第20実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 20th Embodiment. 第21実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 21st Embodiment. 第22実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 22nd Embodiment. 第23実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 23rd Embodiment. 第24実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 24th Embodiment. 第25実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 25th Embodiment. 第26実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。A figure showing a waveform shaping filter concerning a 26th embodiment. 第27実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 27th Embodiment. 第28実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 28th Embodiment. 第29実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 29th Embodiment. 第30実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 30th Embodiment. 第31実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。A figure showing a waveform shaping filter concerning a 31st embodiment. 図54の増幅器の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the amplifier of FIG. 図55のレベルシフト回路の第1実施例を示す図。FIG. 56 is a diagram showing a first example of the level shift circuit of FIG. 55. 図55のレベルシフト回路の第2実施例を示す図。FIG. 56 is a diagram showing a second embodiment of the level shift circuit in FIG. 55. 図55のレベルシフト回路の第3実施例を示す図。FIG. 56 is a diagram showing a third embodiment of the level shift circuit of FIG. 55. 図55のレベルシフト回路の第4実施例を示す図。FIG. 56 is a diagram showing a fourth embodiment of the level shift circuit in FIG. 55. 第32実施形態に係る波形整形フィルタを示す図。The figure which shows the waveform shaping filter which concerns on 32nd Embodiment. 第33実施形態に係る放射線検出装置を示す概略図。Schematic which shows the radiation detection apparatus which concerns on 33rd Embodiment. 図61の放射線検出装置のシミュレーション結果を示す図。The figure which shows the simulation result of the radiation detection apparatus of FIG. 図61のフィルタ回路の第1実施例を示す図。FIG. 62 is a diagram showing a first example of the filter circuit of FIG. 61. 図61のフィルタ回路の第2実施例を示す図。FIG. 62 is a diagram illustrating a second embodiment of the filter circuit in FIG. 61. 図61のフィルタ回路の第3実施例を示す図。FIG. 62 is a diagram showing a third embodiment of the filter circuit in FIG. 61. 図61のフィルタ回路の第4実施例を示す図。FIG. 62 is a diagram showing a fourth embodiment of the filter circuit in FIG. 61.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
第1実施形態に係る波形整形フィルタについて、図1〜図4を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R1と、トランジスタM1と、容量C1と、増幅器A1と、を備える。図1における電流源Isignalは、波形整形フィルタに信号電流Isignalを入力する電流源である。
(First embodiment)
The waveform shaping filter according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a resistor R1, a transistor M1, a capacitor C1, and an amplifier A1. The current source Isignal in FIG. 1 is a current source that inputs the signal current Isignal to the waveform shaping filter.

抵抗R1(第1の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R1の一端は、増幅器A1の入力端子及び電流源Isignalに接続される。これにより、抵抗R1は、一端から入力電流Isignalが入力される。抵抗R1の他端は、トランジスタM1のソース端子及び容量C1の一端に接続される。   The resistor R1 (first resistor) has one end and the other end. One end of the resistor R1 is connected to the input terminal of the amplifier A1 and the current source Isignal. Thereby, the input current Isignal is input to the resistor R1 from one end. The other end of the resistor R1 is connected to the source terminal of the transistor M1 and one end of the capacitor C1.

トランジスタM1(第1のトランジスタ)は、NチャネルMOSトランジスタ(以下、「NMOS」という)であり、ソース端子(第1端子)と、ゲート端子(制御端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、を備える。ソース端子は、抵抗R1の他端及び容量C1の一端に接続される。ゲート端子は、増幅器A1の出力端子に接続される。トランジスタM1は、ドレイン端子から出力電流Ioutを出力する。   The transistor M1 (first transistor) is an N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as “NMOS”), and includes a source terminal (first terminal), a gate terminal (control terminal), and a drain terminal (second terminal). . The source terminal is connected to the other end of the resistor R1 and one end of the capacitor C1. The gate terminal is connected to the output terminal of the amplifier A1. The transistor M1 outputs an output current Iout from the drain terminal.

容量C1(第1の容量)は、一端及び他端を備える。容量C1の一端は、抵抗R1の他端及びトランジスタM1のソース端子に接続される。容量C1の他端は、接地される。接地とは、接地線(第1の基準電圧線)に接続することをいう。   The capacitor C1 (first capacitor) has one end and the other end. One end of the capacitor C1 is connected to the other end of the resistor R1 and the source terminal of the transistor M1. The other end of the capacitor C1 is grounded. Grounding means connecting to a ground line (first reference voltage line).

増幅器A1(第1の増幅器)は、反転増幅器であり、入力端子及び出力端子を備える。入力端子は、抵抗R1の一端及び電流源Isignalに接続される。これにより、増幅器A1は、入力端子から信号電流Isignal又は抵抗R1の一端の端子電圧が入力される。出力端子は、トランジスタM1のゲート端子に接続される。   The amplifier A1 (first amplifier) is an inverting amplifier and includes an input terminal and an output terminal. The input terminal is connected to one end of the resistor R1 and the current source Isignal. Thus, the amplifier A1 receives the signal current Isignal or the terminal voltage at one end of the resistor R1 from the input terminal. The output terminal is connected to the gate terminal of the transistor M1.

次に、本実施形態に係る波形整形フィルタの動作を説明する。   Next, the operation of the waveform shaping filter according to this embodiment will be described.

上述の通り、波形整形フィルタは、増幅器A1の出力が、トランジスタM1及び抵抗R1を介して増幅器A1に帰還される構成となっている。このため、増幅器A1の入力端子は、仮想接地点となり、電圧が略一定となる。   As described above, the waveform shaping filter is configured such that the output of the amplifier A1 is fed back to the amplifier A1 through the transistor M1 and the resistor R1. For this reason, the input terminal of the amplifier A1 becomes a virtual ground point, and the voltage becomes substantially constant.

このとき、電流源Isignalからみた波形整形フィルタの入力インピーダンスは、増幅器A1が電圧入力型の場合、(1+gm1×R1)/{gm1(1+A1)}となる。ここで、gm1は、トランジスタM1のトランスコンダクタンス、A1は、増幅器A1の利得である。一般に、増幅器A1の利得は非常に大きいため、波形整形フィルタの入力インピーダンスは、非常に小さくなる。   At this time, the input impedance of the waveform shaping filter as viewed from the current source Isignal is (1 + gm1 × R1) / {gm1 (1 + A1)} when the amplifier A1 is a voltage input type. Here, gm1 is the transconductance of the transistor M1, and A1 is the gain of the amplifier A1. In general, since the gain of the amplifier A1 is very large, the input impedance of the waveform shaping filter is very small.

このため、電流源Isignalから信号電流Isignalが入力されると、信号電流Isignalは抵抗R1を流れ、トランジスタM1のソース端子にIsignal×R1の電圧が発生する。ここで、Isignalは、信号電流Isignalの電流値、R1は、抵抗R1の抵抗値である。   Therefore, when the signal current Isignal is input from the current source Isignal, the signal current Isignal flows through the resistor R1, and a voltage of Isignal × R1 is generated at the source terminal of the transistor M1. Here, Isignal is the current value of the signal current Isignal, and R1 is the resistance value of the resistor R1.

また、トランジスタM1のソース端子に電圧が発生することにより、容量C1には、信号電流Isignalの時間微分に比例した電流Isignal×R1×sC1が流れる。ここで、sは、ラプラス変数、C1は、容量C1の容量値である。   Further, when a voltage is generated at the source terminal of the transistor M1, a current Isignal × R1 × sC1 proportional to the time differentiation of the signal current Isignal flows through the capacitor C1. Here, s is a Laplace variable, and C1 is a capacitance value of the capacitor C1.

結果として、トランジスタM1には、Isignalと、Isignal×R1×sC1と、の和であるIsignal×(1+sC1×R1)の電流が流れ、この電流がドレイン端子から出力電流Ioutとして出力される。   As a result, a current of Isignal × (1 + sC1 × R1), which is the sum of Isignal and Isignal × R1 × sC1, flows through the transistor M1, and this current is output from the drain terminal as the output current Iout.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力された信号電流Isignalに、信号電流Isignalの微分成分を重畳して出力する。これにより、信号電流Isignalの高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to this embodiment superimposes and outputs the differential component of the signal current Isignal on the input signal current Isignal. Thereby, the filter characteristic which emphasized the high frequency component of signal current Isignal is realizable.

また、本実施形態において、増幅器A1の負荷は、トランジスタM1のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A1の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A1 is only the gate of the transistor M1. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current drive capability of the amplifier A1, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

なお、波形整形フィルタは、信号電流Isignalが有する低域通過特性の時定数と等しい時定数を有するのが好ましい。本実施形態の場合、波形整形フィルタの時定数は、C1×R1である。これにより、信号電流Isignalから低域通過特性を除去し、パルス幅を狭めることができる。   Note that the waveform shaping filter preferably has a time constant equal to the time constant of the low-pass characteristic of the signal current Isignal. In the present embodiment, the time constant of the waveform shaping filter is C1 × R1. Thereby, the low-pass characteristic can be removed from the signal current Isignal and the pulse width can be narrowed.

(第1実施例)
図2は、本実施形態に係る波形整形フィルタの第1実施例を示す図である。本実施例において、増幅器A1は、電流入力型の増幅器である。図2に示すように、増幅器A1は、トランジスタM11,M12,M13,M14と、電流源Ib11,Ib12と、を備える。
(First embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating a first example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In this embodiment, the amplifier A1 is a current input type amplifier. As shown in FIG. 2, the amplifier A1 includes transistors M11, M12, M13, and M14, and current sources Ib11 and Ib12.

トランジスタM11は、ソース端子、ゲート端子、及びドレイン端子を備えるNMOSである。トランジスタM11のソース端子は、電流源Ib11に接続され、ドレイン端子は、トランジスタM13のドレイン端子及び増幅器A1の出力端子Outに接続され、ゲート端子は、所定のバイアス電圧Vbiasを印加される。   The transistor M11 is an NMOS having a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal. The source terminal of the transistor M11 is connected to the current source Ib11, the drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor M13 and the output terminal Out of the amplifier A1, and a predetermined bias voltage Vbias is applied to the gate terminal.

トランジスタM12は、ソース端子、ゲート端子、及びドレイン端子を備えるNMOSである。トランジスタM12のソース端子は、電流源Ib12及び増幅器A1の入力端子Inに接続され、ドレイン端子は、トランジスタM14のドレイン端子及びトランジスタM13,M14のゲート端子に接続され、ゲート端子は、所定のバイアス電圧Vbiasを印加される。   The transistor M12 is an NMOS having a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal. The source terminal of the transistor M12 is connected to the current source Ib12 and the input terminal In of the amplifier A1, the drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor M14 and the gate terminals of the transistors M13 and M14, and the gate terminal is a predetermined bias voltage. Vbias is applied.

トランジスタM13は、ソース端子、ゲート端子、及びドレイン端子を備えるPチャネルMOSトランジスタ(以下、「PMOS」という)である。トランジスタM13のソース端子は、電源に接続され、ドレイン端子は、トランジスタM11のドレイン端子及び増幅器A1の出力端子Outに接続され、ゲート端子は、トランジスタM14のゲート端子、ドレイン端子、及びトランジスタM12のドレイン端子に接続される。   The transistor M13 is a P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as “PMOS”) having a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal. The source terminal of the transistor M13 is connected to the power supply, the drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor M11 and the output terminal Out of the amplifier A1, and the gate terminal is the gate terminal and drain terminal of the transistor M14 and the drain of the transistor M12. Connected to the terminal.

トランジスタM14は、ソース端子、ゲート端子、及びドレイン端子を備えるPMOSである。トランジスタM14のソース端子は、電源に接続され、ドレイン端子は、トランジスタM13,M14のゲート端子及びトランジスタM12のドレイン端子に接続され、ゲート端子は、トランジスタM13のゲート端子及びトランジスタM14のドレイン端子に接続される。   The transistor M14 is a PMOS having a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal. The source terminal of the transistor M14 is connected to the power supply, the drain terminal is connected to the gate terminals of the transistors M13 and M14 and the drain terminal of the transistor M12, and the gate terminal is connected to the gate terminal of the transistor M13 and the drain terminal of the transistor M14. Is done.

電流源Ib11は、トランジスタM11に所定のバイアス電流Ib11を供給する。電流源Ib12は、トランジスタM12に所定のバイアス電流Ib12を供給する。   The current source Ib11 supplies a predetermined bias current Ib11 to the transistor M11. The current source Ib12 supplies a predetermined bias current Ib12 to the transistor M12.

次に、この増幅器A1の動作を説明する。以下では、トランジスタM11,M12のサイズが等しく、トランジスタM13,M14のサイズが等しく、バイアス電流Ib11,Ib12の電流値がIb1に等しいものとする(Ib11=Ib12=Ib1)。   Next, the operation of the amplifier A1 will be described. Hereinafter, it is assumed that the sizes of the transistors M11 and M12 are equal, the sizes of the transistors M13 and M14 are equal, and the current values of the bias currents Ib11 and Ib12 are equal to Ib1 (Ib11 = Ib12 = Ib1).

増幅器A1の入力端子Inから電流ΔIが供給されると、トランジスタM12,M14には、ΔI+Ib1の電流が流れる。この電流は、トランジスタM13,M14により構成されるカレントミラー回路により折り返される。これにより、トランジスタM13には、ΔI+Ib1の電流が流れる。   When a current ΔI is supplied from the input terminal In of the amplifier A1, a current of ΔI + Ib1 flows through the transistors M12 and M14. This current is folded back by a current mirror circuit constituted by the transistors M13 and M14. As a result, a current of ΔI + Ib1 flows through the transistor M13.

これに対して、トランジスタM11には、電流源Ib11により供給されるバイアス電流Ib1のみが流れる。   On the other hand, only the bias current Ib1 supplied from the current source Ib11 flows through the transistor M11.

ΔI>0の場合、すなわち、増幅器A1の入力端子Inの電圧が低下し、入力端子Inから抵抗R1の一端の側に電流が流れる場合、トランジスタM13のドレイン端子から供給される電流がトランジスタM11のドレイン端子から引き込む電流より大きくなるため、出力端子Outに接続されたトランジスタM1のゲート電圧が上昇する。   When ΔI> 0, that is, when the voltage at the input terminal In of the amplifier A1 decreases and current flows from the input terminal In to one end of the resistor R1, the current supplied from the drain terminal of the transistor M13 is Since it becomes larger than the current drawn from the drain terminal, the gate voltage of the transistor M1 connected to the output terminal Out rises.

トランジスタM1のゲート電圧が上昇すると、トランジスタM1のソース電圧が上昇し、抵抗R1の一端の電圧(増幅器A1の入力端子Inの電圧)が上昇する。これにより、電流ΔIが0となるように帰還がかかり、トランジスタM12のソース電圧(増幅器A1の入力端子Inの電圧)は、トランジスタM11のソース電圧と略等しくなる。   When the gate voltage of the transistor M1 increases, the source voltage of the transistor M1 increases, and the voltage at one end of the resistor R1 (the voltage at the input terminal In of the amplifier A1) increases. Thus, feedback is applied so that the current ΔI becomes 0, and the source voltage of the transistor M12 (the voltage at the input terminal In of the amplifier A1) becomes substantially equal to the source voltage of the transistor M11.

一方、ΔI<0の場合、すなわち、増幅器A1の入力端子Inの電圧が上昇し、抵抗R1の一端から入力端子Inの側に電流が流れる場合、トランジスタM13のドレイン端子から供給される電流がトランジスタM11のドレイン端子から引き込む電流より小さくなるため、出力端子Outに接続されたトランジスタM1のゲート電圧が低下する。   On the other hand, when ΔI <0, that is, when the voltage at the input terminal In of the amplifier A1 rises and current flows from one end of the resistor R1 to the input terminal In, the current supplied from the drain terminal of the transistor M13 is Since the current is smaller than the current drawn from the drain terminal of M11, the gate voltage of the transistor M1 connected to the output terminal Out decreases.

トランジスタM1のゲート電圧が低下すると、トランジスタM1のソース電圧が低下し、抵抗R1の一端の電圧(増幅器A1の入力端子Inの電圧)が低下する。これにより、電流ΔIが0となるように帰還がかかり、トランジスタM12のソース電圧(増幅器A1の入力端子Inの電圧)は、トランジスタM11のソース電圧と略等しくなる。   When the gate voltage of the transistor M1 decreases, the source voltage of the transistor M1 decreases, and the voltage at one end of the resistor R1 (the voltage at the input terminal In of the amplifier A1) decreases. Thus, feedback is applied so that the current ΔI becomes 0, and the source voltage of the transistor M12 (the voltage at the input terminal In of the amplifier A1) becomes substantially equal to the source voltage of the transistor M11.

したがって、増幅器A1の入力端子Inは、上述の通り仮想接地点となり、電圧が略一定となる。これにより、波形整形フィルタを上述の通り動作させることができる。   Therefore, the input terminal In of the amplifier A1 becomes a virtual ground point as described above, and the voltage becomes substantially constant. Thereby, the waveform shaping filter can be operated as described above.

以上説明した通り、増幅器A1として、電流入力型の増幅器を用いることができる。また、電流入力型の増幅器A1を用いた場合、増幅器A1の単体の入力インピーダンスは、1/gm12となり、電流源Isignalからみた波形整形フィルタの入力インピーダンスは、(1+gm1×R1)/{gm1(1+A1)+gm12(1+gm1×R1)}となる。ここで、gm12は、トランジスタM12のトランスコンダクタンスである。   As described above, a current input type amplifier can be used as the amplifier A1. When the current input type amplifier A1 is used, the single input impedance of the amplifier A1 is 1 / gm12, and the input impedance of the waveform shaping filter viewed from the current source Isignal is (1 + gm1 × R1) / {gm1 (1 + A1 ) + Gm12 (1 + gm1 × R1)}. Here, gm12 is the transconductance of the transistor M12.

したがって、電流入力型の増幅器A1を用いることにより、電圧入力型の増幅器A1を用いた場合よりも波形整形フィルタの入力インピーダンスを小さくし、増幅器A1の入力端子Inの電圧の変動を抑制することができる。これにより、波形整形フィルタの入力電圧の変動に起因する出力電流Ioutの誤差を小さくすることができる。   Therefore, by using the current input type amplifier A1, it is possible to make the input impedance of the waveform shaping filter smaller than when the voltage input type amplifier A1 is used, and to suppress fluctuations in the voltage at the input terminal In of the amplifier A1. it can. Thereby, the error of the output current Iout due to the fluctuation of the input voltage of the waveform shaping filter can be reduced.

(第2実施例)
図3は、本実施形態に係る波形整形フィルタの第2実施例を示す図である。本実施例において、波形整形フィルタは、電流源Idc1を更に備える。他の構成は図1と同様である。
(Second embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a second example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In the present embodiment, the waveform shaping filter further includes a current source Idc1. Other configurations are the same as those in FIG.

電流源Idc1(第1の電流源)は、一端及び他端を備える直流電流源である。電流源Idc1の一端は、抵抗R1の他端、トランジスタM1のソース端子、及び容量C1の一端に接続される。図3において、電流源Idc1の他端は、接地されているが、電源に接続されていてもよい。電流源Idc1は、トランジスタM1をオンする任意の直流電流Idc1を供給する。   The current source Idc1 (first current source) is a direct current source having one end and the other end. One end of the current source Idc1 is connected to the other end of the resistor R1, the source terminal of the transistor M1, and one end of the capacitor C1. In FIG. 3, the other end of the current source Idc1 is grounded, but may be connected to a power source. The current source Idc1 supplies an arbitrary DC current Idc1 that turns on the transistor M1.

このような構成により、本実施例によれば、波形整形フィルタにパルス性の信号電流Isignalが入力される場合の応答速度を向上することができる。理由は以下の通りである。   With this configuration, according to the present embodiment, the response speed when the pulsed signal current Isignal is input to the waveform shaping filter can be improved. The reason is as follows.

パルス性の信号電流Isignalとは、バイアス電流にパルス性の入力信号(高周波成分)が重畳された電流である。したがって、入力信号が到来していない場合、波形整形フィルタには、信号電流Isignalとしてバイアス電流のみが入力される。このため、バイアス電流が小さい場合、入力信号が到来するまでトランジスタM1が十分にオンしない状態となる恐れがある。このようなトランジスタM1に入力信号が到来すると、応答が遅延してしまう。   The pulsed signal current Isignal is a current in which a pulsed input signal (high frequency component) is superimposed on a bias current. Therefore, when the input signal has not arrived, only the bias current is input to the waveform shaping filter as the signal current Isignal. For this reason, when the bias current is small, the transistor M1 may not be sufficiently turned on until an input signal arrives. When an input signal arrives at such a transistor M1, the response is delayed.

しかしながら、本実施例のように、電流源Idc1によってトランジスタM1を予めオンしておくことにより、上記のような遅延を抑制し、入力信号に対する応答速度を向上させることができる。   However, by turning on the transistor M1 in advance by the current source Idc1 as in the present embodiment, the delay as described above can be suppressed and the response speed to the input signal can be improved.

(第3実施例)
図4は、本実施形態に係る波形整形フィルタの第3実施例を示す図である。本実施例において、波形整形フィルタは、抵抗R1aを更に備える。他の構成は図1と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating a third example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In the present embodiment, the waveform shaping filter further includes a resistor R1a. Other configurations are the same as those in FIG.

抵抗R1a(第2の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R1aの一端は、容量C1の他端に接続され、抵抗R1aの他端は接地されている。   The resistor R1a (second resistor) has one end and the other end. One end of the resistor R1a is connected to the other end of the capacitor C1, and the other end of the resistor R1a is grounded.

このような構成により、本実施例では、波形整形フィルタのフィルタ特性は、{1+sC1(R1+R1a)}/(1+sC1×R1a)となる。すなわち、波形整形フィルタに信号電流Isignalが入力されると、Isingal×{1+sC1(R1+R1a)}/(1+sC1×R1a)が出力電流Ioutとして出力される。信号電流Isignalの高域成分を強調するフィルタ特性(以下、「強調特性」という)は、1+sC1(R1+R1a)により実現される。   With this configuration, in this embodiment, the filter characteristic of the waveform shaping filter is {1 + sC1 (R1 + R1a)} / (1 + sC1 × R1a). That is, when the signal current Isignal is input to the waveform shaping filter, Isingal × {1 + sC1 (R1 + R1a)} / (1 + sC1 × R1a) is output as the output current Iout. A filter characteristic that emphasizes the high-frequency component of the signal current Isignal (hereinafter, referred to as “emphasis characteristic”) is realized by 1 + sC1 (R1 + R1a).

したがって、図1及び図4の容量値C1を同一とし、図1の抵抗値R1と図4の抵抗値R1+R1aを同一とすることにより、図1及び図4の強調特性を一致させることができる。すなわち、本実施例に係る波形整形フィルタによれば、所定の強調特性を得るための抵抗値R1を、図1の波形整形フィルタより抵抗値R1aだけ小さくすることができる。   Therefore, by making the capacitance value C1 in FIGS. 1 and 4 the same and making the resistance value R1 in FIG. 1 and the resistance value R1 + R1a in FIG. 4 the same, the emphasis characteristics in FIGS. 1 and 4 can be matched. That is, according to the waveform shaping filter according to the present embodiment, the resistance value R1 for obtaining a predetermined enhancement characteristic can be made smaller by the resistance value R1a than the waveform shaping filter of FIG.

抵抗値R1を小さくすると、抵抗R1にかかる電圧が小さくなり、トランジスタM1のソース電圧が低下する。したがって、波形整形フィルタの電源電圧を低下させ、消費電力を低減することができる。   When the resistance value R1 is decreased, the voltage applied to the resistor R1 is decreased, and the source voltage of the transistor M1 is decreased. Therefore, the power supply voltage of the waveform shaping filter can be lowered and the power consumption can be reduced.

ここで、信号電流Isignalが2つの時定数を有する低域通過特性の場合について検討する。このとき、信号電流Isignalの電流値は、Isignal=Is{a/(1+sτ)+b/(1+sτ)}(ただし、τ>τ)で表される。τ,τは、時定数である。 Here, the case where the signal current Isignal has a low-pass characteristic having two time constants will be considered. At this time, the current value of the signal current Isignal is represented by Isignal = Is {a / (1 + sτ 1 ) + b / (1 + sτ 2 )} (where τ 1 > τ 2 ). τ 1 and τ 2 are time constants.

上記の式は、Isignal=(a+b){1+s(aτ+bτ)/(a+b)}/{(1+sτ)×(1+sτ)}と変形できる。ここで、τ=C1(R1+R1a)、(aτ+bτ)/(a+b)=C1×R1aとなるように、C1,R1,R1aを選択すると、出力電流Ioutは、1/(1+sτ)に比例した電流となる。 The above equation can be modified as Isignal = (a + b) {1 + s (aτ 2 + bτ 1 ) / (a + b)} / {(1 + sτ 1 ) × (1 + sτ 2 )}. Here, when C1, R1, and R1a are selected so that τ 1 = C1 (R1 + R1a), (aτ 2 + bτ 1 ) / (a + b) = C1 × R1a, the output current Iout is 1 / (1 + sτ 2 ) The current is proportional to.

この出力電流Ioutを、1+sτのフィルタ特性を有する波形整形フィルタに入力することにより、信号電流Isignalから低域通過特性を除去することができる。1+sτのフィルタ特性を有する波形整形フィルタは、本実施形態に係る波形整形フィルタにより実現できる。例えば、図1の波形整形フィルタのC1,R1を、τ2=C1×R1となるように選択してもよいし、図4の波形整形フィルタのC1,R1,R1aを、τ2=C1×(R1+R1a)となるように選択してもよい。 By inputting this output current Iout to a waveform shaping filter having a filter characteristic of 1 + sτ 2 , the low-pass characteristic can be removed from the signal current Isignal. A waveform shaping filter having a filter characteristic of 1 + sτ 2 can be realized by the waveform shaping filter according to the present embodiment. For example, C1 and R1 of the waveform shaping filter of FIG. 1 may be selected to be τ2 = C1 × R1, or C1, R1 and R1a of the waveform shaping filter of FIG. 4 are τ2 = C1 × (R1 + R1a ) May be selected.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、容量値や抵抗値を調整することにより、1つの時定数或いは2つの時定数の場合の低域通過特性を有する信号電流Isignalから低域通過特性を除去することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to this embodiment adjusts the capacitance value and the resistance value to reduce the low frequency from the signal current Isignal having the low-pass characteristics in the case of one time constant or two time constants. Pass characteristics can be eliminated.

(第2実施形態)
第2実施形態に係る波形整形フィルタについて、図5〜図8を参照して説明する。図5は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図5に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R2と、トランジスタM2,M3と、容量C2と、増幅器A2と、を備える。図5における電流源Isignalは、波形整形フィルタに信号電流Isignalを入力する電流源である。
(Second Embodiment)
A waveform shaping filter according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram illustrating the waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the waveform shaping filter according to this embodiment includes a resistor R2, transistors M2 and M3, a capacitor C2, and an amplifier A2. The current source Isignal in FIG. 5 is a current source that inputs the signal current Isignal to the waveform shaping filter.

抵抗R2(第1の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R2の一端は、増幅器A2の入力端子及び電流源Isignalに接続される。これにより、抵抗R2は、一端から入力電流Isignalが入力される。抵抗R2の他端は、トランジスタM2のドレイン端子及び容量C1の一端に接続される。   The resistor R2 (first resistor) has one end and the other end. One end of the resistor R2 is connected to the input terminal of the amplifier A2 and the current source Isignal. Thereby, the input current Isignal is input to the resistor R2 from one end. The other end of the resistor R2 is connected to the drain terminal of the transistor M2 and one end of the capacitor C1.

トランジスタM2(第1のトランジスタ)は、NMOSであり、ドレイン端子(第1端子)と、ゲート端子(制御端子)と、ソース端子(第2端子)と、を備える。ドレイン端子は、抵抗R2の他端及び容量C2の一端に接続される。ゲート端子は、増幅器A2の出力端子に接続される。ソース端子は、接地される。   The transistor M2 (first transistor) is an NMOS and includes a drain terminal (first terminal), a gate terminal (control terminal), and a source terminal (second terminal). The drain terminal is connected to the other end of the resistor R2 and one end of the capacitor C2. The gate terminal is connected to the output terminal of the amplifier A2. The source terminal is grounded.

トランジスタM3(第2のトランジスタ)は、NMOSであり、ドレイン端子(第1端子)と、ゲート端子(制御端子)と、ソース端子(第2端子)と、を備える。ゲート端子は、トランジスタM2のゲート端子及び増幅器A2の出力端子に接続される。ソース端子は、接地される。トランジスタM3は、ドレイン端子から出力電流Ioutを出力する。   The transistor M3 (second transistor) is an NMOS and includes a drain terminal (first terminal), a gate terminal (control terminal), and a source terminal (second terminal). The gate terminal is connected to the gate terminal of the transistor M2 and the output terminal of the amplifier A2. The source terminal is grounded. The transistor M3 outputs an output current Iout from the drain terminal.

容量C2(第1の容量)は、一端及び他端を備える。容量C2の一端は、抵抗R2の他端及びトランジスタM2のドレイン端子に接続される。容量C2の他端は、接地される。   The capacitor C2 (first capacitor) has one end and the other end. One end of the capacitor C2 is connected to the other end of the resistor R2 and the drain terminal of the transistor M2. The other end of the capacitor C2 is grounded.

増幅器A2(第1の増幅器)は、非反転増幅器であり、入力端子及び出力端子を備える。入力端子は、抵抗R2の一端及び電流源Isignalに接続される。これにより、増幅器A2は、入力端子から信号電流Isignal又は抵抗R2の一端の端子電圧が入力される。出力端子は、トランジスタM2,M3のゲート端子に接続される。   The amplifier A2 (first amplifier) is a non-inverting amplifier and includes an input terminal and an output terminal. The input terminal is connected to one end of the resistor R2 and the current source Isignal. Thus, the amplifier A2 receives the signal current Isignal or the terminal voltage at one end of the resistor R2 from the input terminal. The output terminal is connected to the gate terminals of the transistors M2 and M3.

次に、本実施形態に係る波形整形フィルタの動作を説明する。   Next, the operation of the waveform shaping filter according to this embodiment will be described.

上述の通り、波形整形フィルタは、増幅器A2の出力が、トランジスタM2及び抵抗R2を介して増幅器A2に帰還される構成となっている。このため、増幅器A2の入力端子は、仮想接地点となり、電圧が略一定となる。   As described above, the waveform shaping filter is configured such that the output of the amplifier A2 is fed back to the amplifier A2 via the transistor M2 and the resistor R2. For this reason, the input terminal of the amplifier A2 becomes a virtual ground point, and the voltage is substantially constant.

このとき、電流源Isignalからみた波形整形フィルタの入力インピーダンスは、増幅器A2が電圧入力型の場合、(1/gm2)/A2となる。ここで、gm2は、トランジスタM2のトランスコンダクタンス、A2は、増幅器A2の利得である。一般に、増幅器A2の利得は非常に大きいため、波形整形フィルタの入力インピーダンスは、非常に小さくなる。   At this time, the input impedance of the waveform shaping filter viewed from the current source Isignal is (1 / gm2) / A2 when the amplifier A2 is a voltage input type. Here, gm2 is the transconductance of the transistor M2, and A2 is the gain of the amplifier A2. In general, since the gain of the amplifier A2 is very large, the input impedance of the waveform shaping filter is very small.

このため、電流源Isignalから信号電流Isignalが入力されると、信号電流Isignalは抵抗R2を流れ、トランジスタM2のドレイン端子にIsignal×R2の電圧が発生する。ここで、R2は、抵抗R2の抵抗値である。   Therefore, when the signal current Isignal is input from the current source Isignal, the signal current Isignal flows through the resistor R2, and a voltage of Isignal × R2 is generated at the drain terminal of the transistor M2. Here, R2 is the resistance value of the resistor R2.

また、トランジスタM2のドレイン端子に電圧が発生することにより、容量C2には、信号電流Isignalの時間微分に比例した電流Isignal×R2×sC2が流れる。ここで、C2は、容量C2の容量値である。   Further, when a voltage is generated at the drain terminal of the transistor M2, a current Isignal × R2 × sC2 proportional to the time differentiation of the signal current Isignal flows through the capacitor C2. Here, C2 is a capacitance value of the capacitor C2.

結果として、トランジスタM2には、Isignalと、Isignal×R2×sC2と、の和であるIsignal×(1+sC2×R2)の電流が流れる。   As a result, a current of Isignal × (1 + sC2 × R2) that is the sum of Isignal and Isignal × R2 × sC2 flows through the transistor M2.

本実施形態において、トランジスタM2,M3のゲート電圧及びソース電圧は等しいため、トランジスタM3には、トランジスタM2に流れる電流のデバイスサイズ比倍の電流が流れる。したがって、トランジスタM2,M3のサイズが同一の場合、トランジスタM3のドレイン端子から、Isignal×(1+sC2×R2)の電流が出力電流Ioutとして出力される。   In the present embodiment, since the gate voltages and the source voltages of the transistors M2 and M3 are equal, a current that is twice the device size ratio of the current flowing through the transistor M2 flows through the transistor M3. Accordingly, when the sizes of the transistors M2 and M3 are the same, a current of Isignal × (1 + sC2 × R2) is output as the output current Iout from the drain terminal of the transistor M3.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、第1実施形態と同様、入力された信号電流Isignalに、信号電流Isignalの微分成分を重畳して出力する。これにより、信号電流Isignalの高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to the present embodiment superimposes and outputs the differential component of the signal current Isignal on the input signal current Isignal, as in the first embodiment. Thereby, the filter characteristic which emphasized the high frequency component of signal current Isignal is realizable.

また、本実施形態において、増幅器A2の負荷は、トランジスタM2のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A2の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A2 is only the gate of the transistor M2. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current driving capability of the amplifier A2, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

(第1実施例)
図6は、本実施形態に係る波形整形フィルタの第1実施例を示す図である。本実施例において、増幅器A2は、電流入力型の増幅器である。図6に示すように、増幅器A2は、トランジスタM21と、電流源Ib21,Ib22と、を備える。
(First embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating a first example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In this embodiment, the amplifier A2 is a current input type amplifier. As shown in FIG. 6, the amplifier A2 includes a transistor M21 and current sources Ib21 and Ib22.

トランジスタM21は、ソース端子、ゲート端子、及びドレイン端子を備えるPMOSである。トランジスタM21のドレイン端子は、電流源Ib21及び増幅器A2の出力端子Outに接続され、ソース端子は、電流源Ib22及び増幅器A2の入力端子Inに接続され、ゲート端子は、所定のバイアス電圧Vbiasを印加される。   The transistor M21 is a PMOS having a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal. The transistor M21 has a drain terminal connected to the current source Ib21 and the output terminal Out of the amplifier A2, a source terminal connected to the current source Ib22 and the input terminal In of the amplifier A2, and a gate terminal applied with a predetermined bias voltage Vbias. Is done.

電流源Ib21,Ib22は、トランジスタM21に所定のバイアス電流Ib21,Ib22をそれぞれ供給する。   Current sources Ib21 and Ib22 supply predetermined bias currents Ib21 and Ib22 to the transistor M21, respectively.

次に、この増幅器A2の動作を説明する。以下では、バイアス電流Ib21,Ib22の電流値がIb2に等しいものとする(Ib21=Ib22=Ib2)。   Next, the operation of the amplifier A2 will be described. In the following, it is assumed that the current values of the bias currents Ib21 and Ib22 are equal to Ib2 (Ib21 = Ib22 = Ib2).

増幅器A2の入力端子Inから電流ΔIが供給されると、トランジスタM21には、ΔI+Ib2の電流が流れる。これに対して、トランジスタM21には、電流源Ib21,Ib22によりバイアス電流Ib2を供給される。   When the current ΔI is supplied from the input terminal In of the amplifier A2, a current of ΔI + Ib2 flows through the transistor M21. On the other hand, the bias current Ib2 is supplied to the transistor M21 from the current sources Ib21 and Ib22.

ΔI>0の場合、すなわち、増幅器A2の入力端子Inの電圧が上昇し、抵抗R2の一端から入力端子Inの側に電流が流れる場合、トランジスタM21のドレイン端子から供給される電流が電流源Ib21により引き込む電流Ib2より大きくなるため、出力端子Outに接続されたトランジスタM2,M3のゲート電圧が上昇する。   When ΔI> 0, that is, when the voltage at the input terminal In of the amplifier A2 increases and current flows from one end of the resistor R2 to the input terminal In, the current supplied from the drain terminal of the transistor M21 is the current source Ib21. Therefore, the gate voltage of the transistors M2 and M3 connected to the output terminal Out rises.

トランジスタM2のゲート電圧が上昇すると、トランジスタM2のドレイン電圧が低下し、抵抗R2の一端の電圧(増幅器A2の入力端子Inの電圧)が低下する。これにより、電流ΔIが0となるように帰還がかかる。すなわち、トランジスタM21のソース電圧(増幅器A2の入力端子Inの電圧)は、バイアス電圧Vbiasよりも、トランジスタM21にバイアス電流Ib2が流れたときのゲート−ソース間電圧Vgs21だけ、高い電圧と略等しくなる。   When the gate voltage of the transistor M2 increases, the drain voltage of the transistor M2 decreases and the voltage at one end of the resistor R2 (the voltage at the input terminal In of the amplifier A2) decreases. Thereby, feedback is applied so that the current ΔI becomes zero. That is, the source voltage of the transistor M21 (the voltage at the input terminal In of the amplifier A2) is substantially equal to the higher voltage than the bias voltage Vbias by the gate-source voltage Vgs21 when the bias current Ib2 flows through the transistor M21. .

一方、ΔI<0の場合、すなわち、増幅器A2の入力端子Inの電圧が低下し、入力端子Inから抵抗R2の一端の側に電流が流れる場合、トランジスタM21のドレイン端子から供給される電流が電流源Ib21により引き込む電流Ib2より小さくなるため、出力端子Outに接続されたトランジスタM2,M3のゲート電圧が低下する。   On the other hand, when ΔI <0, that is, when the voltage at the input terminal In of the amplifier A2 decreases and current flows from the input terminal In to one end of the resistor R2, the current supplied from the drain terminal of the transistor M21 is current. Since it is smaller than the current Ib2 drawn by the source Ib21, the gate voltages of the transistors M2 and M3 connected to the output terminal Out are lowered.

トランジスタM2のゲート電圧が低下すると、トランジスタM2のドレイン電圧が上昇し、抵抗R2の一端の電圧(増幅器A2の入力端子Inの電圧)が上昇する。これにより、電流ΔIが0となるように帰還がかかる。すなわち、トランジスタM21のソース電圧(増幅器A2の入力端子Inの電圧)は、バイアス電圧Vbiasよりも、トランジスタM21にバイアス電流Ib2が流れたときのゲート−ソース間電圧Vgs21だけ、高い電圧と略等しくなる。   When the gate voltage of the transistor M2 decreases, the drain voltage of the transistor M2 increases and the voltage at one end of the resistor R2 (the voltage at the input terminal In of the amplifier A2) increases. Thereby, feedback is applied so that the current ΔI becomes zero. That is, the source voltage of the transistor M21 (the voltage at the input terminal In of the amplifier A2) is substantially equal to the higher voltage than the bias voltage Vbias by the gate-source voltage Vgs21 when the bias current Ib2 flows through the transistor M21. .

したがって、増幅器A2の入力端子Inは、上述の通り仮想接地点となり、電圧が略一定となる。これにより、波形整形フィルタを第1実施形態と同様に動作させることができる。   Therefore, the input terminal In of the amplifier A2 becomes a virtual ground point as described above, and the voltage is substantially constant. Thereby, the waveform shaping filter can be operated similarly to the first embodiment.

以上説明した通り、増幅器A2として、電流入力型の増幅器を用いることができる。また、電流入力型の増幅器A2を用いた場合、増幅器A2の単体の入力インピーダンスは、1/gm21となり、電流源Isignalからみた波形整形フィルタの入力インピーダンスは、1/(A2×gm2+gm21)となる。ここで、gm21は、トランジスタM21のトランスコンダクタンスである。   As described above, a current input type amplifier can be used as the amplifier A2. When the current input type amplifier A2 is used, the single input impedance of the amplifier A2 is 1 / gm21, and the input impedance of the waveform shaping filter viewed from the current source Isignal is 1 / (A2 × gm2 + gm21). Here, gm21 is the transconductance of the transistor M21.

したがって、電流入力型の増幅器A2を用いることにより、電圧入力型の増幅器A2を用いた場合よりも波形整形フィルタの入力インピーダンスを小さくし、増幅器A2の入力端子Inの電圧の変動を抑制することができる。これにより、波形整形フィルタの入力電圧の変動に起因する出力電流Ioutの誤差を小さくすることができる。   Therefore, by using the current input type amplifier A2, it is possible to make the input impedance of the waveform shaping filter smaller than when the voltage input type amplifier A2 is used, and to suppress fluctuations in the voltage at the input terminal In of the amplifier A2. it can. Thereby, the error of the output current Iout due to the fluctuation of the input voltage of the waveform shaping filter can be reduced.

(第2実施例)
図7は、本実施形態に係る波形整形フィルタの第2実施例を示す図である。本実施例において、波形整形フィルタは、電流源Idc2を更に備える。他の構成は図5と同様である。
(Second embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a second example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In the present embodiment, the waveform shaping filter further includes a current source Idc2. Other configurations are the same as those in FIG.

電流源Idc2(第1の電流源)は、一端及び他端を備える直流電流源である。電流源Idc2の一端は、抵抗R2の他端、トランジスタM2のドレイン端子、及び容量C2の一端に接続される。図7において、電流源Idc2の他端は、電源に接続されているが、接地されていてもよい。電流源Idc2は、トランジスタM2をオンする任意の直流電流Idc2を供給する。   The current source Idc2 (first current source) is a DC current source having one end and the other end. One end of the current source Idc2 is connected to the other end of the resistor R2, the drain terminal of the transistor M2, and one end of the capacitor C2. In FIG. 7, the other end of the current source Idc2 is connected to the power source, but may be grounded. The current source Idc2 supplies an arbitrary DC current Idc2 that turns on the transistor M2.

このような構成により、本実施例によれば、波形整形フィルタにパルス性の信号電流Isignalが入力される場合の応答速度を向上することができる。理由は第1実施形態の第2実施例で説明した通りである。   With this configuration, according to the present embodiment, the response speed when the pulsed signal current Isignal is input to the waveform shaping filter can be improved. The reason is as described in the second example of the first embodiment.

(第3実施例)
図8は、本実施形態に係る波形整形フィルタの第3実施例を示す図である。本実施例において、波形整形フィルタは、抵抗R2aを更に備える。他の構成は図5と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating a third example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In the present embodiment, the waveform shaping filter further includes a resistor R2a. Other configurations are the same as those in FIG.

抵抗R2a(第2の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R2aの一端は、容量C2の他端に接続され、抵抗R2aの他端は接地されている。   The resistor R2a (second resistor) has one end and the other end. One end of the resistor R2a is connected to the other end of the capacitor C2, and the other end of the resistor R2a is grounded.

このような構成により、本実施例では、波形整形フィルタのフィルタ特性は、{1+sC2(R2+R2a)}/(1+sC2×R2a)となる。これにより、第1実施形態の第3実施例と同様の効果が得られる。すなわち、本実施例に係る波形整形フィルタによれば、所定の強調特性を得るための抵抗値R2を、図5の波形整形フィルタより抵抗値R2aだけ小さくすることができる。したがって、波形整形フィルタの電源電圧を低下させ、消費電力を低減することができる。   With such a configuration, in this embodiment, the filter characteristic of the waveform shaping filter is {1 + sC2 (R2 + R2a)} / (1 + sC2 × R2a). Thereby, the same effect as the third example of the first embodiment can be obtained. That is, according to the waveform shaping filter according to the present embodiment, the resistance value R2 for obtaining a predetermined enhancement characteristic can be made smaller by the resistance value R2a than the waveform shaping filter of FIG. Therefore, the power supply voltage of the waveform shaping filter can be lowered and the power consumption can be reduced.

(第3実施形態)
第3実施形態に係る波形整形フィルタについて、図9〜図12を参照して説明する。図9は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図9に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R1,R1bと、トランジスタM1と、容量C1と、増幅器A1と、を備える。図9における電流源Isignalは、波形整形フィルタに信号電流Isignalを入力する電流源である。
(Third embodiment)
A waveform shaping filter according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes resistors R1 and R1b, a transistor M1, a capacitor C1, and an amplifier A1. The current source Isignal in FIG. 9 is a current source that inputs the signal current Isignal to the waveform shaping filter.

抵抗R1(第6の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R1は、一端が接地され、他端が増幅器A1の負入力端子、容量C1の他端、及びトランジスタM1のソース端子に接続される。   The resistor R1 (sixth resistor) has one end and the other end. The resistor R1 has one end grounded and the other end connected to the negative input terminal of the amplifier A1, the other end of the capacitor C1, and the source terminal of the transistor M1.

抵抗R1b(第5の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R1bは、一端が接地され、他端が増幅器A1の正入力端子及び電流源Isignalに接続される。これにより、抵抗R1bは、他端から入力電流Isignalを入力される。   The resistor R1b (fifth resistor) includes one end and the other end. The resistor R1b has one end grounded and the other end connected to the positive input terminal of the amplifier A1 and the current source Isignal. Thereby, the resistor R1b receives the input current Isignal from the other end.

容量C1(第7の容量)は、一端及び他端を備える。容量C1は、一端が接地され、他端が抵抗R1の他端、増幅器A1の負入力端子、及びトランジスタM1のソース端子に接続される。   The capacitor C1 (seventh capacitor) has one end and the other end. The capacitor C1 has one end grounded and the other end connected to the other end of the resistor R1, the negative input terminal of the amplifier A1, and the source terminal of the transistor M1.

トランジスタM1(第16のトランジスタ)は、NMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ゲート端子は、増幅器A1の出力端子に接続される。ソース端子は、増幅器A1の負入力端子、容量C1の他端、及び抵抗R1の他端に接続される。トランジスタM1は、ドレイン端子から出力電流Ioutを出力する。   The transistor M1 (sixteenth transistor) is an NMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The gate terminal is connected to the output terminal of the amplifier A1. The source terminal is connected to the negative input terminal of the amplifier A1, the other end of the capacitor C1, and the other end of the resistor R1. The transistor M1 outputs an output current Iout from the drain terminal.

増幅器A1(第4の増幅器)は、差動増幅器であり、正入力端子(第1入力端子)と、負入力端子(第2入力端子)と、出力端子と、を備える。正入力端子は、抵抗R1bの他端及び電流源Isignalに接続される。これにより、増幅器A1は、正入力端子から抵抗R1bの他端の端子電圧を入力される。負入力端子は、容量C1の他端、抵抗R1の他端、及びトランジスタM1のソース端子に接続される。出力端子は、トランジスタM1のゲート端子に接続される。   The amplifier A1 (fourth amplifier) is a differential amplifier, and includes a positive input terminal (first input terminal), a negative input terminal (second input terminal), and an output terminal. The positive input terminal is connected to the other end of the resistor R1b and the current source Isignal. Thereby, the amplifier A1 receives the terminal voltage of the other end of the resistor R1b from the positive input terminal. The negative input terminal is connected to the other end of the capacitor C1, the other end of the resistor R1, and the source terminal of the transistor M1. The output terminal is connected to the gate terminal of the transistor M1.

次に、本実施形態に係る波形整形フィルタの動作を説明する。   Next, the operation of the waveform shaping filter according to this embodiment will be described.

上述の通り、波形整形フィルタは、増幅器A1の出力が、トランジスタM1を介して増幅器A1の負入力端子に帰還される構成となっている。この負帰還により、増幅器A1の正入力端子と負入力端子は仮想短絡(Virtual short)となり、負入力端子の電圧は、正入力端子の電圧と略等しくなる。   As described above, the waveform shaping filter is configured such that the output of the amplifier A1 is fed back to the negative input terminal of the amplifier A1 via the transistor M1. Due to this negative feedback, the positive input terminal and the negative input terminal of the amplifier A1 are virtually shorted, and the voltage at the negative input terminal becomes substantially equal to the voltage at the positive input terminal.

電流源Isignalからの信号電流Isignalが抵抗R1bに流れ、電圧に変換される。このため、増幅器A1の正入力端子の電圧は、Isignal×R1bとなる。正入力端子と負入力端子の電圧は略等しいので、負入力端子の電圧もIsignal×R1bとなる。よって、抵抗R1には、Isignal×R1b/R1の電流が流れ、容量C1にはIsignal×R1b×sC1の電流が流れる。結果として、トランジスタM1は、Isignal×R1b/R1と、Isignal×R1b×sC1と、の和であるIsignal×R1b×(1+sC1R1)/R1の電流を、出力電流Ioutとして出力する。   A signal current Isignal from the current source Isignal flows through the resistor R1b and is converted into a voltage. Therefore, the voltage at the positive input terminal of the amplifier A1 is Isignal × R1b. Since the voltage at the positive input terminal is substantially equal to the voltage at the negative input terminal, the voltage at the negative input terminal is also Isignal × R1b. Therefore, a current of Isignal × R1b / R1 flows through the resistor R1, and a current of Isignal × R1b × sC1 flows through the capacitor C1. As a result, the transistor M1 outputs a current of Isignal × R1b × (1 + sC1R1) / R1 that is the sum of Isignal × R1b / R1 and Isignal × R1b × sC1 as the output current Iout.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力された信号電流Isignalに比例した電流に、信号電流Isignalの微分成分を重畳して出力する。これにより、信号電流Isignalの高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to this embodiment outputs the current component proportional to the input signal current Isignal superimposed on the differential component of the signal current Isignal. Thereby, the filter characteristic which emphasized the high frequency component of signal current Isignal is realizable.

また、本実施形態において、増幅器A1の負荷は、トランジスタM1のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A1の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A1 is only the gate of the transistor M1. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current drive capability of the amplifier A1, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

(第1実施例)
図10は、本実施形態に係る波形整形フィルタの第1実施例を示す図である。本実施例において、増幅器A1は、電流入力型の増幅器である。図10に示すように、増幅器A1は、トランジスタMA1,MA2と、電流源Ib1,Ib2,Ib3,Ib4と、を備える。
(First embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating a first example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In this embodiment, the amplifier A1 is a current input type amplifier. As shown in FIG. 10, the amplifier A1 includes transistors MA1 and MA2, and current sources Ib1, Ib2, Ib3, and Ib4.

トランジスタMA1,MA2は、ソース端子、ゲート端子、及びドレイン端子を備えるNMOSである。   The transistors MA1 and MA2 are NMOSs having a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal.

トランジスタMA1のドレイン端子は、増幅器A1の出力端子であり、電流源Ib1と、トランジスタM1のゲート端子と、に接続される。トランジスタMA1のゲート端子は、トランジスタMA2のゲート端子と、電流源Ib2と、に接続される。トランジスタMA1のソース端子は、増幅器A1の正入力端子であり、電流源Ib3と、抵抗R1bの他端と、に接続される。   The drain terminal of the transistor MA1 is an output terminal of the amplifier A1, and is connected to the current source Ib1 and the gate terminal of the transistor M1. The gate terminal of the transistor MA1 is connected to the gate terminal of the transistor MA2 and the current source Ib2. The source terminal of the transistor MA1 is a positive input terminal of the amplifier A1, and is connected to the current source Ib3 and the other end of the resistor R1b.

トランジスタMA2のドレイン端子は、電流源Ib2と、トランジスタMA2のゲート端子と、トランジスタMA1のゲート端子と、に接続される。トランジスタMA2のゲート端子は、トランジスタMA2のドレイン端子と、トランジスタMA1のゲート端子と、電流源Ib2と、に接続される。トランジスタMA2のソース端子は、増幅器A1の負入力端子であり、電流源Ib4と、抵抗R1の他端と、容量C1の他端と、トランジスタM1のソース端子と、に接続される。また、トランジスタMA2は、ゲート端子とドレイン端子とが接続される。   The drain terminal of the transistor MA2 is connected to the current source Ib2, the gate terminal of the transistor MA2, and the gate terminal of the transistor MA1. The gate terminal of the transistor MA2 is connected to the drain terminal of the transistor MA2, the gate terminal of the transistor MA1, and the current source Ib2. The source terminal of the transistor MA2 is a negative input terminal of the amplifier A1, and is connected to the current source Ib4, the other end of the resistor R1, the other end of the capacitor C1, and the source terminal of the transistor M1. The gate terminal and the drain terminal of the transistor MA2 are connected.

電流源Ib1,Ib2,Ib3,Ib4は、トランジスタMA1,MA2に所定のバイアス電流Ib1,Ib2,Ib3,Ib4をそれぞれ供給する。   Current sources Ib1, Ib2, Ib3, and Ib4 supply predetermined bias currents Ib1, Ib2, Ib3, and Ib4 to the transistors MA1 and MA2, respectively.

次に、増幅器A1の動作を説明する。以下では、バイアス電流Ib1,Ib2,Ib3,Ib4の電流値がIbに等しいものとする(Ib1=Ib2=Ib3=Ib4=Ib)。また、トランジスタMA1,MA2のサイズは等しいものとする。さらに、抵抗R1b及び抵抗R1の抵抗値は等しいものとする(R1b=R1)。   Next, the operation of the amplifier A1 will be described. In the following, it is assumed that the current values of the bias currents Ib1, Ib2, Ib3, and Ib4 are equal to Ib (Ib1 = Ib2 = Ib3 = Ib4 = Ib). The sizes of the transistors MA1 and MA2 are assumed to be equal. Further, it is assumed that the resistance values of the resistor R1b and the resistor R1 are equal (R1b = R1).

抵抗R1bの他端の電圧が上がると、つまり、トランジスタMA1のソース端子電圧が上がると、トランジスタMA1のゲート・ソース間電圧が小さくなる。これにより、トランジスタMA1に流れる電流は、IbからΔIだけ小さくなり、Ib−ΔIとなる。つまり、抵抗R1bの他端から増幅器A1の正入力端子に向けて電流ΔIが流れる。Ib−ΔIは、電流源Ib1から供給される電流Ibより小さいため、増幅器A1の出力端子であるトランジスタMA1のドレイン端子電圧が上がる。よって、トランジスタM1のゲート端子電圧が上がる。   When the voltage at the other end of the resistor R1b increases, that is, when the source terminal voltage of the transistor MA1 increases, the gate-source voltage of the transistor MA1 decreases. As a result, the current flowing through the transistor MA1 is reduced from Ib by ΔI to become Ib−ΔI. That is, a current ΔI flows from the other end of the resistor R1b toward the positive input terminal of the amplifier A1. Since Ib−ΔI is smaller than the current Ib supplied from the current source Ib1, the drain terminal voltage of the transistor MA1 which is the output terminal of the amplifier A1 increases. Therefore, the gate terminal voltage of the transistor M1 increases.

これに伴い、トランジスタM1のソース端子電圧、つまり、トランジスタMA2のソース端子電圧が上がる。トランジスタMA2には、電流源Ib2からIbの電流が供給されており、トランジスタMA2のゲート・ソース間電圧は略一定である。このため、トランジスタMA2のソース端子電圧が上がると、トランジスタMA2のゲート端子電圧も上がる。トランジスタMA1のゲート端子はトランジスタMA2のゲート端子に接続されているため、トランジスタMA1のゲート端子電圧も上がり、トランジスタMA1のゲート・ソース間電圧は大きくなり、バイアス電流Ibが再び流れるように動作する。   Along with this, the source terminal voltage of the transistor M1, that is, the source terminal voltage of the transistor MA2 increases. The transistor MA2 is supplied with the current from the current sources Ib2 to Ib, and the gate-source voltage of the transistor MA2 is substantially constant. For this reason, when the source terminal voltage of the transistor MA2 increases, the gate terminal voltage of the transistor MA2 also increases. Since the gate terminal of the transistor MA1 is connected to the gate terminal of the transistor MA2, the gate terminal voltage of the transistor MA1 increases, the gate-source voltage of the transistor MA1 increases, and the bias current Ib flows again.

トランジスタMA1及びトランジスタMA2のサイズが等しく、ともにバイアス電流Ibが流れるため、トランジスタMA1,MA2のゲート・ソース間電圧は略等しくなり、その結果、トランジスタMA2のソース端子電圧はトランジスタMA1のソース端子電圧に略等しくなるように動作する。   Since the transistors MA1 and MA2 are equal in size and both have a bias current Ib flowing, the gate-source voltages of the transistors MA1 and MA2 are substantially equal. As a result, the source terminal voltage of the transistor MA2 becomes the source terminal voltage of the transistor MA1. Operates to be approximately equal.

一方、抵抗R1bの他端の電圧が下がると、つまり、トランジスタMA1のソース端子電圧が下がると、トランジスタMA1のゲート・ソース間電圧が大きくなる。これにより、トランジスタMA1に流れる電流は、IbからΔIだけ大きくなり、Ib+ΔIとなる。つまり、増幅器A1の正入力端子から抵抗R1bの他端に向かって電流ΔIが流れる。Ib+ΔIは、電流源Ib1から供給される電流Ibより大きいため、増幅器A1の出力端子であるトランジスタMA1のドレイン端子電圧が下がる。よって、トランジスタM1のゲート端子電圧が下がる。   On the other hand, when the voltage at the other end of the resistor R1b decreases, that is, when the source terminal voltage of the transistor MA1 decreases, the gate-source voltage of the transistor MA1 increases. Thereby, the current flowing through the transistor MA1 increases from Ib by ΔI, and becomes Ib + ΔI. That is, a current ΔI flows from the positive input terminal of the amplifier A1 toward the other end of the resistor R1b. Since Ib + ΔI is larger than the current Ib supplied from the current source Ib1, the drain terminal voltage of the transistor MA1 that is the output terminal of the amplifier A1 decreases. Therefore, the gate terminal voltage of the transistor M1 is lowered.

これに伴い、トランジスタM1のソース端子電圧、つまり、トランジスタMA2のソース端子電圧も下がる。トランジスタMA2には、電流源Ib2からIbの電流が供給されており、トランジスタMA2のゲート・ソース間電圧は略一定である。このため、トランジスタMA2のソース端子電圧が下がると、トランジスタMA2のゲート端子電圧も下がる。トランジスタMA1のゲート端子は、トランジスタMA2のゲート端子に接続されているため、トランジスタMA1のゲート端子電圧も下がり、トランジスタMA1のゲート・ソース間電圧は小さくなり、バイアス電流Ibが再び流れるように動作する。   Along with this, the source terminal voltage of the transistor M1, that is, the source terminal voltage of the transistor MA2 also decreases. The transistor MA2 is supplied with the current from the current sources Ib2 to Ib, and the gate-source voltage of the transistor MA2 is substantially constant. For this reason, when the source terminal voltage of the transistor MA2 decreases, the gate terminal voltage of the transistor MA2 also decreases. Since the gate terminal of the transistor MA1 is connected to the gate terminal of the transistor MA2, the gate terminal voltage of the transistor MA1 also decreases, the gate-source voltage of the transistor MA1 decreases, and the bias current Ib flows again. .

トランジスタMA1及びトランジスタMA2のサイズが等しく、ともにバイアス電流Ibが流れるため、トランジスタMA1,MA2のゲート・ソース間電圧は略等しくなり、その結果、トランジスタMA2のソース端子電圧はトランジスタMA1のソース端子電圧に略等しくなるように動作する。   Since the transistors MA1 and MA2 are equal in size and both have a bias current Ib flowing, the gate-source voltages of the transistors MA1 and MA2 are substantially equal. As a result, the source terminal voltage of the transistor MA2 becomes the source terminal voltage of the transistor MA1. Operates to be approximately equal.

したがって、増幅器A1の負入力端子であるトランジスタMA2のソース端子の電圧は、上述の通り、増幅器A1の正入力端子であるトランジスタMA1のソース端子の電圧と略等しくなり、増幅器A1の正入力端子と負入力端子とは仮想短絡となる。これにより、波形整形フィルタを、上述の通り動作させることができる。   Therefore, as described above, the voltage at the source terminal of the transistor MA2 that is the negative input terminal of the amplifier A1 is substantially equal to the voltage at the source terminal of the transistor MA1 that is the positive input terminal of the amplifier A1, and the positive input terminal of the amplifier A1 It is a virtual short circuit with the negative input terminal. Thereby, the waveform shaping filter can be operated as described above.

図10では、トランジスタMA1,MA2のソース端子からバイアス電流を引く電流源Ib3,Ib4を設けているが、図11に示すように、トランジスタMA1,MA2に流れるバイアス電流を、抵抗R1b,R1に流す構成としてもよい。   In FIG. 10, current sources Ib3 and Ib4 are provided to draw a bias current from the source terminals of the transistors MA1 and MA2. However, as shown in FIG. 11, the bias current flowing through the transistors MA1 and MA2 is supplied to the resistors R1b and R1. It is good also as a structure.

(第2実施例)
図12は、本実施形態に係る波形整形フィルタの第2実施例を示す図である。本実施例において、波形整形フィルタは、電流源Idc1を更に備える。他の構成は図9と同様である。
(Second embodiment)
FIG. 12 is a diagram illustrating a second example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In the present embodiment, the waveform shaping filter further includes a current source Idc1. Other configurations are the same as those in FIG.

電流源Idc1(第6の電流源)は、一端及び他端を備える直流電流源である。電流源Idc1の一端は、増幅器A1の負入力端子と、抵抗R1の他端と、トランジスタM1のソース端子と、容量C1の他端と、に接続される。図12において、電流源Idc1の他端は、接地されているが、電源に接続されていてもよい。電流源Idc1は、トランジスタM1をオンする任意の直流電流Idc1を供給する。   The current source Idc1 (sixth current source) is a direct current source having one end and the other end. One end of the current source Idc1 is connected to the negative input terminal of the amplifier A1, the other end of the resistor R1, the source terminal of the transistor M1, and the other end of the capacitor C1. In FIG. 12, the other end of the current source Idc1 is grounded, but may be connected to a power source. The current source Idc1 supplies an arbitrary DC current Idc1 that turns on the transistor M1.

このような構成により、本実施例によれば、図3を参照して説明した通り、波形整形フィルタにパルス性の信号電流Isignalが入力される場合の応答速度を向上させることができる。   With this configuration, according to the present embodiment, as described with reference to FIG. 3, the response speed when the pulse-shaped signal current Isignal is input to the waveform shaping filter can be improved.

(第3実施例)
図13は、本実施形態に係る波形整形フィルタの第3実施例を示す図である。本実施例において、波形整形フィルタは、抵抗R1aを更に備える。他の構成は図9と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 13 is a diagram illustrating a third example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In the present embodiment, the waveform shaping filter further includes a resistor R1a. Other configurations are the same as those in FIG.

抵抗R1a(第7の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R1aの一端は、容量C1の他端に接続され、抵抗R1aの他端は増幅器A1の負入力端子に接続されている。   The resistor R1a (seventh resistor) includes one end and the other end. One end of the resistor R1a is connected to the other end of the capacitor C1, and the other end of the resistor R1a is connected to the negative input terminal of the amplifier A1.

このような構成により、本実施例では、波形整形フィルタのフィルタ特性は、R1b{1+sC1(R1+R1a)}/{(1+sC1R1a)R1}となる。すなわち、波形整形フィルタに信号電流Isignalが入力されると、Isingal×R1b{1+sC1(R1+R1a)}/{(1+sC1R1a)R1}が出力電流Ioutとして出力される。信号電流Isignalの高域成分を強調する強調特性は、1+sC1(R1+R1a)により実現される。   With this configuration, in this embodiment, the filter characteristic of the waveform shaping filter is R1b {1 + sC1 (R1 + R1a)} / {(1 + sC1R1a) R1}. That is, when the signal current Isignal is input to the waveform shaping filter, Isingal × R1b {1 + sC1 (R1 + R1a)} / {(1 + sC1R1a) R1} is output as the output current Iout. The emphasis characteristic that emphasizes the high frequency component of the signal current Isignal is realized by 1 + sC1 (R1 + R1a).

したがって、図9及び図13の容量値C1を同一とし、図9の抵抗値R1と図13の抵抗値R1+R1aを同一とすることにより、図9及び図13の強調特性を一致させることができる。すなわち、本実施例に係る波形整形フィルタによれば、所定の強調特性を得るための抵抗値R1を、図9の波形整形フィルタより抵抗値R1aだけ小さくすることができる。   Therefore, by making the capacitance value C1 of FIGS. 9 and 13 the same and making the resistance value R1 of FIG. 9 and the resistance value R1 + R1a of FIG. 13 the same, the emphasis characteristics of FIGS. 9 and 13 can be matched. That is, according to the waveform shaping filter according to the present embodiment, the resistance value R1 for obtaining a predetermined enhancement characteristic can be made smaller by the resistance value R1a than the waveform shaping filter of FIG.

抵抗値R1を小さくすると、抵抗R1にかかる電圧が小さくなり、トランジスタM1のソース電圧が低下する。したがって、波形整形フィルタの電源電圧を低下させ、消費電力を低減することができる。   When the resistance value R1 is decreased, the voltage applied to the resistor R1 is decreased, and the source voltage of the transistor M1 is decreased. Therefore, the power supply voltage of the waveform shaping filter can be lowered and the power consumption can be reduced.

(第4実施例)
図14は、本実施形態に係る波形整形フィルタの第4実施例を示す図である。本実施例において、波形整形フィルタは、容量C1aを更に備える。他の構成は図9と同様である。
(Fourth embodiment)
FIG. 14 is a diagram illustrating a fourth example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In the present embodiment, the waveform shaping filter further includes a capacitor C1a. Other configurations are the same as those in FIG.

容量C1a(第8の容量)は、一端及び他端を備える。容量C1aは、一端が接地され、他端が抵抗R1bの他端と、電流源Isignalと、増幅器A1の正入力端子と、に接続される。   The capacitor C1a (eighth capacitor) has one end and the other end. The capacitor C1a has one end grounded and the other end connected to the other end of the resistor R1b, the current source Isignal, and the positive input terminal of the amplifier A1.

このような構成により、本実施例によれば、抵抗R1b及び容量C1aにより低域通過特性が実現される。低域通過フィルタの遮断周波数は、1/(2π×R1b×C1a)となる。遮断周波数が、強調したい高域成分より高くなるように、容量値C1aを設定することにより、信号電流Isignalに重畳した不要な高周波ノイズを除去することができる。   With such a configuration, according to the present embodiment, a low-pass characteristic is realized by the resistor R1b and the capacitor C1a. The cut-off frequency of the low-pass filter is 1 / (2π × R1b × C1a). By setting the capacitance value C1a so that the cutoff frequency is higher than the high frequency component to be emphasized, unnecessary high frequency noise superimposed on the signal current Isignal can be removed.

(第4実施形態)
第4実施形態に係る波形整形フィルタについて、図15〜図18を参照して説明する。図15は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図15に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、第1実施形態の変形例であり、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcmと、を更に備える。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
A waveform shaping filter according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 15, the waveform shaping filter according to the present embodiment is a modification of the first embodiment, and further includes transistors Mcm1 and Mcm2 and a current source Idcm. Hereinafter, the difference from the first embodiment will be mainly described.

トランジスタMcm1は、NMOSであり、ソース端子が接地され、ドレイン端子が容量C1の一端に接続され、ゲート端子が電流源Idcmと、トランジスタMcm2のゲート端子と、に接続される。また、トランジスタMcm1は、ゲート端子とドレイン端子とが接続される。   The transistor Mcm1 is an NMOS, the source terminal is grounded, the drain terminal is connected to one end of the capacitor C1, and the gate terminal is connected to the current source Idcm and the gate terminal of the transistor Mcm2. The transistor Mcm1 has a gate terminal connected to a drain terminal.

トランジスタMcm2は、NMOSであり、ソース端子が接地され、ゲート端子が電流源Idcmと、トランジスタMcm1のゲート端子と、接続され、ドレイン端子が容量C1の他端と、抵抗R1の他端と、トランジスタM1のソース端子と、に接続される。   The transistor Mcm2 is an NMOS, the source terminal is grounded, the gate terminal is connected to the current source Idcm, the gate terminal of the transistor Mcm1, the drain terminal is connected to the other end of the capacitor C1, the other end of the resistor R1, and the transistor And connected to the source terminal of M1.

トランジスタMcm1,Mcm2は、カレントミラー回路(第1のカレントミラー回路)を構成している。カレントミラー回路の入力端子は、トランジスタMcm1のドレイン端子であり、出力端子は、トランジスタMcm2のドレイン端子である。トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、トランジスタMcm1に流れる電流と、トランジスタMcm2に流れる電流と、は等しくなる。   The transistors Mcm1 and Mcm2 constitute a current mirror circuit (first current mirror circuit). The input terminal of the current mirror circuit is the drain terminal of the transistor Mcm1, and the output terminal is the drain terminal of the transistor Mcm2. If the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the current flowing through the transistor Mcm1 is equal to the current flowing through the transistor Mcm2.

電流源Idcmは、トランジスタMcm1,Mcm2が構成するカレントミラー回路を動作させるためのバイアス電流Idcmを供給する。   The current source Idcm supplies a bias current Idcm for operating the current mirror circuit formed by the transistors Mcm1 and Mcm2.

また、本実施形態において、容量C1は、一端がトランジスタMcm1のドレイン端子及びゲート端子と、トランジスタMcm2のゲート端子と、電流源Idcmと、に接続され、他端が抵抗R1の他端と、トランジスタM1のソース端子と、トランジスタMcm2のドレイン端子と、に接続される。   In the present embodiment, the capacitor C1 has one end connected to the drain and gate terminals of the transistor Mcm1, the gate terminal of the transistor Mcm2, and the current source Idcm, and the other end connected to the other end of the resistor R1 and the transistor The source terminal of M1 and the drain terminal of the transistor Mcm2 are connected.

このような構成により、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、トランジスタM1に流れる電流は、信号電流Isignalと、容量C1に流れる電流Isignal×R1×sC1と、容量C1に流れる電流をカレントミラー回路で折り返した(極性を反転させた)電流Isignal×R1×sC1と、の和であるIsignal×(1+2sC1R1)となる。   With such a configuration, assuming that the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the current flowing through the transistor M1 is the signal current Isignal, the current Isignal × R1 × sC1 flowing through the capacitor C1, and the current flowing through the capacitor C1 as a current mirror circuit. Is the sum of the current Isignal × R1 × sC1 folded (inverted polarity) and Isignal × (1 + 2sC1R1).

上記の式からわかるように、本実施形態によれば、第1実施形態に比べて、容量値C1を半減することができる。すなわち、第1実施形態の半分の容量値C1で、第1実施形態と同様の時定数を実現することができる。   As can be seen from the above formula, according to the present embodiment, the capacitance value C1 can be halved compared to the first embodiment. That is, a time constant similar to that of the first embodiment can be realized with a capacitance value C1 that is half that of the first embodiment.

なお、以上では、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズは異なってもよい。トランジスタMcm2のチャネル幅を、トランジスタMcm1のチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C1を、第1実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。このように、容量C1の容量値C1を小さくすることにより、回路面積を小型化することができる。   In the above, the case where the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 may be different. By setting the channel width of the transistor Mcm2 to k times the channel width of the transistor Mcm1, the capacitance value C1 can be 1 / (1 + k) times that of the first embodiment. Thus, the circuit area can be reduced by reducing the capacitance value C1 of the capacitor C1.

また、図15の例では、容量C1の他端をカレントミラー回路に接続したが、容量C1を分割し、その一部だけをカレントミラー回路に接続した構成も可能である。   In the example of FIG. 15, the other end of the capacitor C1 is connected to the current mirror circuit. However, a configuration in which the capacitor C1 is divided and only a part thereof is connected to the current mirror circuit is also possible.

さらに、カレントミラー回路のバイアス電流として電流源Idcmが供給している電流Idcmは、トランジスタM1にも流れる。したがって、電流源Idcmは、図3を参照して説明したように、波形整形フィルタにパルス性の信号電流Isignalが入力される場合の応答速度を向上させるための直流電流として、兼用することができる。   Further, the current Idcm supplied from the current source Idcm as the bias current of the current mirror circuit also flows through the transistor M1. Therefore, as described with reference to FIG. 3, the current source Idcm can also be used as a direct current for improving the response speed when the pulsed signal current Isignal is input to the waveform shaping filter. .

またさらに、カレントミラー回路の入力インピーダンスは、トランジスタMcm1のトランスコンダクタンスの逆数となり、入力インピーダンスが大きいとフィルタの時定数に影響する。そこで、図16に示すように、カレントミラー回路に、トランジスタMcm3と、電流源Idcm2と、を追加してもよい。   Furthermore, the input impedance of the current mirror circuit is the reciprocal of the transconductance of the transistor Mcm1, and if the input impedance is large, the time constant of the filter is affected. Therefore, as shown in FIG. 16, a transistor Mcm3 and a current source Idcm2 may be added to the current mirror circuit.

トランジスタMcm3は、PMOSであり、ゲート端子にアイアス電圧Vbが印加され、ソース端子が電流源Idcmと、容量C1の一端と、トランジスタMcm1のドレイン端子と、に接続され、ドレイン端子がトランジスタMcm1,Mcm2のゲート端子と、電流源Idcm2と、に接続される。電流源Idcm2は、トランジスタMcm3を動作させるためのバイアス電流Idcm2を供給する。   The transistor Mcm3 is a PMOS, the gate terminal is applied with an iris voltage Vb, the source terminal is connected to the current source Idcm, one end of the capacitor C1, and the drain terminal of the transistor Mcm1, and the drain terminals are the transistors Mcm1 and Mcm2. And the current source Idcm2. The current source Idcm2 supplies a bias current Idcm2 for operating the transistor Mcm3.

このような構成により、トランジスタMcm1のドレイン端子電圧の変化を増幅して、トランジスタMcm1のゲート端子に加えることができる。これにより、カレントミラー回路の入力インピーダンスを下げ、フィルタの時定数に対する影響を低減することができる。   With such a configuration, a change in the drain terminal voltage of the transistor Mcm1 can be amplified and applied to the gate terminal of the transistor Mcm1. Thereby, the input impedance of the current mirror circuit can be lowered and the influence on the time constant of the filter can be reduced.

(第5実施形態)
第5実施形態に係る波形整形フィルタについて、図17を参照して説明する。図17は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図17に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、第2実施形態の変形例であり、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcmと、を備える。他の構成は、図5と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcmと、により構成されるカレントミラー回路(第1のカレントミラー回路)の構成は、図15と同様である。本実施形態における容量C2は、図15の容量C1に相当する。
(Fifth embodiment)
A waveform shaping filter according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram illustrating the waveform shaping filter according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 17, the waveform shaping filter according to the present embodiment is a modification of the second embodiment, and includes transistors Mcm1 and Mcm2 and a current source Idcm. Other configurations are the same as those in FIG. The configuration of the current mirror circuit (first current mirror circuit) configured by the transistors Mcm1 and Mcm2 and the current source Idcm is the same as that in FIG. The capacitor C2 in this embodiment corresponds to the capacitor C1 in FIG.

このような構成により、本実施形態によれば、第2実施形態に比べて、容量値C2を半減することができる。すなわち、第2実施形態の半分の容量値C2で、第2実施形態と同様の時定数を実現することができる。   With this configuration, according to the present embodiment, the capacitance value C2 can be halved compared to the second embodiment. That is, a time constant similar to that of the second embodiment can be realized with a capacitance value C2 that is half that of the second embodiment.

(第6実施形態)
第6実施形態に係る波形整形フィルタについて、図18を参照して説明する。図18は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図18に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、第3実施形態の変形例であり、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcmと、を備える。他の構成は、図9と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcmと、により構成されるカレントミラー回路(第3のカレントミラー回路)の構成は、図15と同様である。
(Sixth embodiment)
A waveform shaping filter according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 18, the waveform shaping filter according to the present embodiment is a modification of the third embodiment, and includes transistors Mcm1 and Mcm2 and a current source Idcm. Other configurations are the same as those in FIG. The configuration of the current mirror circuit (third current mirror circuit) configured by the transistors Mcm1 and Mcm2 and the current source Idcm is the same as that in FIG.

このような構成により、本実施形態によれば、第3実施形態に比べて、容量値C1を半減することができる。すなわち、第3実施形態の半分の容量値C1で、第3実施形態と同様の時定数を実現することができる。   With this configuration, according to the present embodiment, the capacitance value C1 can be halved compared to the third embodiment. That is, a time constant similar to that of the third embodiment can be realized with a capacitance value C1 that is half that of the third embodiment.

(第7実施形態)
第7実施形態に係る波形整形フィルタについて、図19〜図22を参照して説明する。図19は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図19に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、第2実施形態の変形例であり、低入力インピーダンス回路Zを更に備える。以下、第2実施形態との相違点を中心に説明する。
(Seventh embodiment)
A waveform shaping filter according to the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 19, the waveform shaping filter according to this embodiment is a modification of the second embodiment, and further includes a low input impedance circuit Z. Hereinafter, the difference from the second embodiment will be mainly described.

本実施形態において、容量C2は、他端がトランジスタM3のドレイン端子に接続される。   In the present embodiment, the other end of the capacitor C2 is connected to the drain terminal of the transistor M3.

低入力インピーダンス回路Zは、トランジスタM3のドレイン端子と、容量C2の端と、に接続される。低入力インピーダンス回路Zは、トランジスタM3のドレイン端子から出力される出力電流に、容量C2の他端から流れる電流を加算する。   The low input impedance circuit Z is connected to the drain terminal of the transistor M3 and the end of the capacitor C2. The low input impedance circuit Z adds the current flowing from the other end of the capacitor C2 to the output current output from the drain terminal of the transistor M3.

このような構成により、低入力インピーダンス回路Zに流れる電流は、容量C2の一端からトランジスタM2に流れ込む電流Isignal×R2×sC2及び信号電流Isignalの和をコピーした電流Isignal×(1+sC2R2)と、容量C2の他端から容量C2に流れ込む電流Isignal×R2×sC2と、の和となる。つまり、低入力インピーダンス回路Zには、波形整形フィルタの出力電流として、Isignal×(1+2sC2R2)が流れる。   With such a configuration, the current flowing through the low input impedance circuit Z includes a current Isignal × (1 + sC2R2) obtained by copying the sum of the current Isignal × R2 × sC2 and the signal current Isignal flowing from one end of the capacitor C2 into the transistor M2, and the capacitor C2. Is the sum of the current Isignal × R2 × sC2 flowing into the capacitor C2 from the other end. That is, Isignal × (1 + 2sC2R2) flows through the low input impedance circuit Z as the output current of the waveform shaping filter.

上記の式からわかるように、本実施形態によれば、第2実施形態に比べて、容量値C2を半減することができる。すなわち、第2実施形態の半分の容量値C2で、第2実施形態と同様の時定数を実現することができる。   As can be seen from the above formula, according to the present embodiment, the capacitance value C2 can be halved compared to the second embodiment. That is, a time constant similar to that of the second embodiment can be realized with a capacitance value C2 that is half that of the second embodiment.

なお、図19の例では、容量C2の他端をトランジスタM3のドレイン端子に接続したが、容量C2を分割し、その一部だけをトランジスタM3のドレイン端子に接続した構成も可能である。   In the example of FIG. 19, the other end of the capacitor C2 is connected to the drain terminal of the transistor M3. However, a configuration in which the capacitor C2 is divided and only a part thereof is connected to the drain terminal of the transistor M3 is also possible.

(第1実施例)
図20は、図19の波形整形フィルタの第1実施例を示す図である。図20において、低入力インピーダンス回路Zは、ゲート接地増幅回路により実現されている。ゲート接地増幅回路は、トランジスタMCを備える。
(First embodiment)
FIG. 20 is a diagram showing a first embodiment of the waveform shaping filter of FIG. In FIG. 20, the low input impedance circuit Z is realized by a grounded gate amplifier circuit. The common-gate amplifier circuit includes a transistor MC.

トランジスタMCは、NMOSであり、ゲート端子にバイアス電圧Vbが印加され、ソース端子が容量C2の他端と、トランジスタM3の他端と、に接続され、ドレイン端子から出力電流Ioutを出力する。   The transistor MC is an NMOS, the bias voltage Vb is applied to the gate terminal, the source terminal is connected to the other end of the capacitor C2 and the other end of the transistor M3, and the output current Iout is output from the drain terminal.

ゲート接地増幅回路の入力インピーダンスは、トランジスタMCのトランスコンダクタンスの逆数でほぼ決まる。したがって、トランジスタMCのチャネル幅/チャネル長を大きくすることにより、トランスコンダクタンスを大きくし、入力インピーダンスを下げることができる。   The input impedance of the grounded-gate amplifier circuit is almost determined by the reciprocal of the transconductance of the transistor MC. Therefore, by increasing the channel width / channel length of the transistor MC, the transconductance can be increased and the input impedance can be lowered.

(第2実施例)
図21は、図19の波形整形フィルタの第2実施例を示す図である。図21において、低入力インピーダンス回路Zは、レギュレーティッドカスコード回路により実現されている。レギュレーティッドカスコード回路は、トランジスタMCと、反転増幅器ACと、を備える。
(Second embodiment)
FIG. 21 is a diagram showing a second embodiment of the waveform shaping filter of FIG. In FIG. 21, the low input impedance circuit Z is realized by a regulated cascode circuit. The regulated cascode circuit includes a transistor MC and an inverting amplifier AC.

反転増幅器ACは、入力端子が容量C2の他端と、トランジスタM3のドレイン端子と、に接続され、出力端子がトランジスタMCのゲート端子に接続される。反転増幅器ACは、トランジスタMCのソース端子電圧を反転増幅してトランジスタMCのゲート端子に印加する。反転増幅器ACの利得はACである。他の構成は、図20と同様である。   The inverting amplifier AC has an input terminal connected to the other end of the capacitor C2 and the drain terminal of the transistor M3, and an output terminal connected to the gate terminal of the transistor MC. The inverting amplifier AC inverts and amplifies the source terminal voltage of the transistor MC and applies it to the gate terminal of the transistor MC. The gain of the inverting amplifier AC is AC. Other configurations are the same as those in FIG.

このような構成により、低入力インピーダンス回路Zの入力インピーダンスは、トランジスタMCのトランスコンダクタンスのAC倍の逆数となる。すなわち、図21の例では、低入力インピーダンス回路Zの入力インピーダンスを、図20の1/AC倍とすることができる。   With such a configuration, the input impedance of the low input impedance circuit Z is a reciprocal of AC times the transconductance of the transistor MC. That is, in the example of FIG. 21, the input impedance of the low input impedance circuit Z can be 1 / AC times that of FIG.

(第3実施例)
図22は、図19の波形整形フィルタの第3実施例を示す図である。図22において、低入力インピーダンス回路Zは、トランスインピーダンス回路により実現されている。トランスインピーダンス回路は、反転増幅器ACと、抵抗RTと、を備える。
(Third embodiment)
FIG. 22 is a diagram showing a third embodiment of the waveform shaping filter of FIG. In FIG. 22, the low input impedance circuit Z is realized by a transimpedance circuit. The transimpedance circuit includes an inverting amplifier AC and a resistor RT.

反転増幅器ACは、入力端子が容量C2の他端と、トランジスタM3の他端と、抵抗RTの一端と、に接続され、他端が抵抗RTの他端に接続される。すなわち、抵抗RTは、反転増幅器ACの入力端子と出力端子との間に接続される。このような構成でも、低入力インピーダンス回路Zを実現することができる。   The inverting amplifier AC has an input terminal connected to the other end of the capacitor C2, the other end of the transistor M3, and one end of the resistor RT, and the other end connected to the other end of the resistor RT. That is, the resistor RT is connected between the input terminal and the output terminal of the inverting amplifier AC. Even with such a configuration, the low input impedance circuit Z can be realized.

(第8実施形態)
第8実施形態に係る波形整形フィルタについて、図23及び図24を参照して説明する。本実施形態では、第4実施形態及び第7実施形態を組み合わせた波形整形フィルタについて説明する。図23は、カレントミラー回路及び低入力インピーダンス回路Zを、第1実施形態に適用した波形整形フィルタを示す図である。
(Eighth embodiment)
A waveform shaping filter according to the eighth embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a waveform shaping filter that combines the fourth embodiment and the seventh embodiment will be described. FIG. 23 is a diagram illustrating a waveform shaping filter in which the current mirror circuit and the low input impedance circuit Z are applied to the first embodiment.

図23に示すように、波形整形フィルタは、トランジスタMcm1,Mcm2と、低入力インピーダンス回路Zと、を備える。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。   As shown in FIG. 23, the waveform shaping filter includes transistors Mcm1 and Mcm2 and a low input impedance circuit Z. Hereinafter, the difference from the first embodiment will be mainly described.

トランジスタMcm1は、PMOSであり、ソース端子が電源線(第2の基準電圧線)に接続され、ゲート端子がトランジスタMcm2のゲート端子に接続され、ドレイン端子がトランジスタM1のドレイン端子に接続されている。また、トランジスタMcm1は、ゲート端子とドレイン端子とが接続される。   The transistor Mcm1 is a PMOS, the source terminal is connected to the power supply line (second reference voltage line), the gate terminal is connected to the gate terminal of the transistor Mcm2, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor M1. . The transistor Mcm1 has a gate terminal connected to a drain terminal.

トランジスタMcm2は、PMOSであり、ソース端子が電源線に接続され、ゲート端子がトランジスタMcm1のゲート端子に接続され、ドレイン端子が容量C1の他端と、低入力インピーダンス回路Zと、に接続される。   The transistor Mcm2 is a PMOS, the source terminal is connected to the power supply line, the gate terminal is connected to the gate terminal of the transistor Mcm1, and the drain terminal is connected to the other end of the capacitor C1 and the low input impedance circuit Z. .

トランジスタMcm1,Mcm2は、カレントミラー回路(第2のカレントミラー回路)を構成している。このカレントミラー回路の入力端子は、トランジスタMcm1のドレイン端子であり、出力端子は、トランジスタMcm2のドレイン端子である。トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、トランジスタMcm1に流れる電流と、トランジスタMcm2に流れる電流と、は等しくなる。   The transistors Mcm1 and Mcm2 constitute a current mirror circuit (second current mirror circuit). The input terminal of this current mirror circuit is the drain terminal of the transistor Mcm1, and the output terminal is the drain terminal of the transistor Mcm2. If the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the current flowing through the transistor Mcm1 is equal to the current flowing through the transistor Mcm2.

低入力インピーダンス回路Zは、容量C1の他端と、トランジスタMcm2のドレイン端子と、に接続される。低入力インピーダンス回路Zは、トランジスタMcm2のドレイン端子から出力される出力電流に、容量C1の他端から流れる電流を加算する。   The low input impedance circuit Z is connected to the other end of the capacitor C1 and the drain terminal of the transistor Mcm2. The low input impedance circuit Z adds the current flowing from the other end of the capacitor C1 to the output current output from the drain terminal of the transistor Mcm2.

本実施形態において、トランジスタM1には、信号電流Isignalと、容量C1に流れる電流Isignal×R1×sC1と、の和の電流Isignal×(1+sC1R1)が流れる。これは、図1と同様である。   In the present embodiment, a current Isignal × (1 + sC1R1) that is the sum of the signal current Isignal and the current Isignal × R1 × sC1 flowing through the capacitor C1 flows through the transistor M1. This is the same as in FIG.

ここで、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、トランジスタMcm2に流れる電流は、トランジスタMcm1に流れる電流、つまり、トランジスタM1を流れる電流であり、Isignal×(1+sC1R1)となる。一方、容量C1の他端から流れ出る電流は、Isignal×sC1R1である。   Here, if the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the current flowing through the transistor Mcm2 is the current flowing through the transistor Mcm1, that is, the current flowing through the transistor M1, and is Isignal × (1 + sC1R1). On the other hand, the current flowing out from the other end of the capacitor C1 is Isignal × sC1R1.

したがって、低入力インピーダンス回路Zには、トランジスタMcm2に流れる電流Isignal×(1+sC1R1)と、容量C1の他端から流れ出る電流Isignal×sC1R1と、の和の電流Isignal×(1+2sC1R1)が流れることになる。   Therefore, the current Isignal × (1 + 2sC1R1) which is the sum of the current Isignal × (1 + sC1R1) flowing through the transistor Mcm2 and the current Isignal × sC1R1 flowing out from the other end of the capacitor C1 flows through the low input impedance circuit Z.

上記の式からわかるように、図23の構成により、第1実施形態に比べて、容量値C1を半減することができる。すなわち、第1実施形態の半分の容量値C1で、第1実施形態と同様の時定数を実現することができる。   As can be seen from the above formula, the configuration of FIG. 23 can reduce the capacitance value C1 by half compared to the first embodiment. That is, a time constant similar to that of the first embodiment can be realized with a capacitance value C1 that is half that of the first embodiment.

図24は、カレントミラー回路(第4のカレントミラー回路)及び低入力インピーダンス回路Zを、第3実施形態に適用した波形整形フィルタを示す図である。カレントミラー回路及び低入力インピーダンス回路Zの構成は、図23と同様である。すなわち、図24のカレントミラー回路の入力端子は、トランジスタM1のドレイン端子であり、出力端子はトランジスタMcm2のドレイン端子である。また、他の構成は、図9と同様である。   FIG. 24 is a diagram illustrating a waveform shaping filter in which a current mirror circuit (fourth current mirror circuit) and a low input impedance circuit Z are applied to the third embodiment. The configurations of the current mirror circuit and the low input impedance circuit Z are the same as those in FIG. That is, the input terminal of the current mirror circuit in FIG. 24 is the drain terminal of the transistor M1, and the output terminal is the drain terminal of the transistor Mcm2. Other configurations are the same as those in FIG.

図24の例では、図23と同様に、低入力インピーダンス回路Zに流れる電流は、トランジスタM1に流れる電流Isignal×(1+sC1R1)と、容量C1の他端から流れ出る電流Isignal×sC1R1と、の和となる。これは、図23と同様である。   In the example of FIG. 24, as in FIG. 23, the current flowing through the low input impedance circuit Z is the sum of the current Isignal × (1 + sC1R1) flowing through the transistor M1 and the current Isignal × sC1R1 flowing out from the other end of the capacitor C1. Become. This is the same as FIG.

したがって、図24の構成により、第3実施形態に比べて、容量値C1を半減することができる。すなわち、第3実施形態の半分の容量値C1で、第3実施形態と同様の時定数を実現することができる。   Therefore, with the configuration of FIG. 24, the capacitance value C1 can be halved compared to the third embodiment. That is, a time constant similar to that of the third embodiment can be realized with a capacitance value C1 that is half that of the third embodiment.

なお、本実施形態において、容量C1の他端はカレントミラー回路に接続されたが、容量C1を分割し、その一部だけをカレントミラー回路に接続する構成も可能である。また、低入力インピーダンス回路Zは、図20〜図22で説明した、ゲート接地増幅回路、レギュレーティッドカスコード回路、及びトランスインピーダンス回路などで実現できる。   In the present embodiment, the other end of the capacitor C1 is connected to the current mirror circuit. However, a configuration in which the capacitor C1 is divided and only a part thereof is connected to the current mirror circuit is also possible. Further, the low input impedance circuit Z can be realized by the grounded gate amplifier circuit, the regulated cascode circuit, the transimpedance circuit, and the like described with reference to FIGS.

(第9実施形態)
第9実施形態に係る波形整形フィルタについて、図25〜図30を参照して説明する。図25は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図25に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R11、容量C11、電圧バッファVB11と、を更に備える。他の構成は、図9と同様である。
(Ninth embodiment)
A waveform shaping filter according to the ninth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 25 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 25, the waveform shaping filter according to this embodiment further includes a resistor R11, a capacitor C11, and a voltage buffer VB11. Other configurations are the same as those in FIG.

抵抗R11(第8の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R11は、一端が、トランジスタM1のソース端子と、容量C11の一端と、に接続され、他端が、抵抗R1の他端と、増幅器A1の負入力端子と、容量C1の一端と、電圧バッファVB11の入力端子と、に接続される。   The resistor R11 (eighth resistor) has one end and the other end. The resistor R11 has one end connected to the source terminal of the transistor M1 and one end of the capacitor C11, and the other end connected to the other end of the resistor R1, the negative input terminal of the amplifier A1, one end of the capacitor C1, and a voltage. And is connected to the input terminal of the buffer VB11.

容量C11(第9の容量)は、一端及び他端を備える。容量C11は、一端が、トランジスタM1のソース端子と、抵抗R11の一端と、に接続され、他端が、電圧バッファVB11の出力端子に接続される。   The capacitor C11 (the ninth capacitor) has one end and the other end. The capacitor C11 has one end connected to the source terminal of the transistor M1 and one end of the resistor R11, and the other end connected to the output terminal of the voltage buffer VB11.

電圧バッファVB11は、入力端子と出力端子とを備える。電圧バッファVB11は、入力端子が、抵抗R1の他端と、容量C1の一端と、抵抗R11の他端と、増幅器A1の負入力端子と、に接続され、出力端子が、容量C11の他端に接続される。   The voltage buffer VB11 includes an input terminal and an output terminal. The voltage buffer VB11 has an input terminal connected to the other end of the resistor R1, one end of the capacitor C1, the other end of the resistor R11, and a negative input terminal of the amplifier A1, and an output terminal connected to the other end of the capacitor C11. Connected to.

次に、本実施形態に係る波形整形フィルタの動作を説明する。   Next, the operation of the waveform shaping filter according to this embodiment will be described.

上述の通り、波形整形フィルタは、増幅器A1の出力が、トランジスタM1及び抵抗R11を介して増幅器A1の負入力端子に帰還される構成となっている。この負帰還により、増幅器A1の正入力端子と負入力端子は仮想短絡となり、負入力端子の電圧は、正入力端子の電圧と略等しくなる。   As described above, the waveform shaping filter is configured such that the output of the amplifier A1 is fed back to the negative input terminal of the amplifier A1 via the transistor M1 and the resistor R11. Due to this negative feedback, the positive input terminal and the negative input terminal of the amplifier A1 are virtually shorted, and the voltage at the negative input terminal becomes substantially equal to the voltage at the positive input terminal.

電流源Isignalからの信号電流Isignalは、抵抗R1bに流れ、電圧に変換される。このため、増幅器A1の正入力端子電圧は、Isignal×R1bとなる。正入力端子と負入力端子の電圧は略等しいので、負入力端子の電圧もIsignal×R1bとなる。よって、抵抗R1には、Isignal×R1b/R1の電流が流れ、容量C1にはIsignal×R1b×sC1の電流が流れる。   The signal current Isignal from the current source Isignal flows through the resistor R1b and is converted into a voltage. For this reason, the positive input terminal voltage of the amplifier A1 is Isignal × R1b. Since the voltage at the positive input terminal is substantially equal to the voltage at the negative input terminal, the voltage at the negative input terminal is also Isignal × R1b. Therefore, a current of Isignal × R1b / R1 flows through the resistor R1, and a current of Isignal × R1b × sC1 flows through the capacitor C1.

この抵抗R1と容量C1に流れる電流は、抵抗R11を流れるので、抵抗R11の一端の電圧(トランジスタM1のソース端子電圧)は、Isignal×R1b[1+(1+sC1R1)R11/R1]となる。容量C11にかかる電圧は、Isignal×R1b[1+(1+sC1R1)R11/R1]−Isignal×R1b=Isignal×R1b×R11×(1+sC1R1)/R1となり、容量C11に流れる電流は、Isignal×R1b×R11×sC11(1+sC1R1)/R1となる。   Since the current flowing through the resistor R1 and the capacitor C1 flows through the resistor R11, the voltage at one end of the resistor R11 (the source terminal voltage of the transistor M1) is Isignal × R1b [1+ (1 + sC1R1) R11 / R1]. The voltage applied to the capacitor C11 is Isignal × R1b [1+ (1 + sC1R1) R11 / R1] −Isignal × R1b = Isignal × R1b × R11 × (1 + sC1R1) / R1, and the current flowing in the capacitor C11 is Isignal × R1b × R1 sC11 (1 + sC1R1) / R1.

結果として、トランジスタM1には、抵抗R11と容量C11に流れる電流の和であるIsignal×R1b×(1+sC1R1)(1+sC11R11)/R1の電流が流れ、ドレイン端子より出力電流Ioutとして出力される。   As a result, a current of Isignal × R1b × (1 + sC1R1) (1 + sC11R11) / R1 that is the sum of currents flowing through the resistor R11 and the capacitor C11 flows through the transistor M1, and is output as an output current Iout from the drain terminal.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力された信号電流Isignalに比例した電流に信号電流Isignalの微分成分を重畳した電流と、重畳した電流の微分成分に比例した電流と、の和を出力する。このような構成により、信号電流Isignalが1次の低域通過フィルタを2回通過した周波数特性を持つ場合に適した、高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a current obtained by superimposing the differential component of the signal current Isignal on a current proportional to the input signal current Isignal, a current proportional to the differential component of the superimposed current, Output the sum of. With such a configuration, it is possible to realize a filter characteristic that emphasizes a high-frequency component, which is suitable when the signal current Isignal has a frequency characteristic that has passed through the first-order low-pass filter twice.

また、本実施形態において、増幅器A1の負荷は、トランジスタM1のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A1の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A1 is only the gate of the transistor M1. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current drive capability of the amplifier A1, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

さらに、図26に示すように、容量C1,C11に直列に抵抗R1a,11aをそれぞれ接続して、抵抗値R1,R11を小さくし、抵抗R1,R11にかかる電圧を小さくして、トランジスタM1のソース端子電圧を下げてもよい。これにより、波形整形フィルタの電源電圧を低下させ、消費電力をさらに低減することができる。   Further, as shown in FIG. 26, resistors R1a and 11a are respectively connected in series with capacitors C1 and C11, the resistance values R1 and R11 are reduced, the voltage applied to the resistors R1 and R11 is reduced, and the transistor M1 The source terminal voltage may be lowered. Thereby, the power supply voltage of a waveform shaping filter can be reduced and power consumption can be further reduced.

(第1実施例)
図27は、本実施形態の波形整形フィルタの第1実施例を示す図である。本実施例において、電圧バッファVB11は、トランジスタMB11a,MB11bと、電流源Ib11a,Ib11bと、を備える。
(First embodiment)
FIG. 27 is a diagram illustrating a first example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In this embodiment, the voltage buffer VB11 includes transistors MB11a and MB11b and current sources Ib11a and Ib11b.

トランジスタMB11aは、PMOSであり、ドレイン端子が、電流源Ib11bと、トランジスタMB11bのゲート端子と、に接続され、ソース端子が、トランジスタMB11bのドレイン端子と、電流源Ib11aと、容量C11の他端と、に接続され、ゲート端子が、抵抗R1の他端と、容量C1の一端と、増幅器A11の負入力端子と、抵抗R11の他端と、に接続される。トランジスタMB11aのゲート端子が電圧バッファVB11の入力端子であり、ソース端子が電圧バッファVB11の出力端子である。   The transistor MB11a is a PMOS, the drain terminal is connected to the current source Ib11b and the gate terminal of the transistor MB11b, the source terminal is the drain terminal of the transistor MB11b, the current source Ib11a, and the other end of the capacitor C11. The gate terminal is connected to the other end of the resistor R1, one end of the capacitor C1, the negative input terminal of the amplifier A11, and the other end of the resistor R11. The gate terminal of the transistor MB11a is an input terminal of the voltage buffer VB11, and the source terminal is an output terminal of the voltage buffer VB11.

トランジスタMB11bは、NMOSであり、ソース端子が、接地され、ゲート端子が、電流源Ib11bと、トランジスタMB11aのドレイン端子と、に接続され、ドレイン端子が、電流源Ib11aと、トランジスタMB11aのソース端子と、容量C11の他端と、に接続される。トランジスタMB11bのドレイン端子が電圧バッファVB11の出力端子である。   The transistor MB11b is an NMOS, the source terminal is grounded, the gate terminal is connected to the current source Ib11b and the drain terminal of the transistor MB11a, and the drain terminal is connected to the current source Ib11a and the source terminal of the transistor MB11a. And the other end of the capacitor C11. The drain terminal of the transistor MB11b is the output terminal of the voltage buffer VB11.

電流源Ib11a,Ib11bは、トランジスタMB11a,MB11bに、バイアス電流Ib11a,Ib11bをそれぞれ供給する。   Current sources Ib11a and Ib11b supply bias currents Ib11a and Ib11b to the transistors MB11a and MB11b, respectively.

トランジスタMB11aには、電流源Ib11bから供給されるバイアス電流Ib11bが流れるように、トランジスタMB11bにより帰還がかかっている。例えば、トランジスタMB11aのゲート端子の電圧が上がる(下がる)と、その瞬間は、トランジスタMB11aのゲート・ソース間電圧が小さく(大きく)なり、トランジスタMB11aに流れる電流がバイアス電流Ib11bより小さく(大きく)なる。   Feedback is applied to the transistor MB11a by the transistor MB11b so that the bias current Ib11b supplied from the current source Ib11b flows. For example, when the voltage at the gate terminal of the transistor MB11a increases (decreases), at that moment, the gate-source voltage of the transistor MB11a decreases (increases), and the current flowing through the transistor MB11a decreases (increases) from the bias current Ib11b. .

その結果、トランジスタMB11bのゲート端子電圧が下がり(上がり)、トランジスタMB11bに流れる電流が減り(増え)、電流源Ib11aからトランジスタMB11aに供給される電流の割合が増え(減り)、トランジスタMB11aのソース端子電圧が上がり(下がり)、トランジスタMB11aにバイアス電流Ib11bが流れるようになる。   As a result, the gate terminal voltage of the transistor MB11b decreases (rises), the current flowing through the transistor MB11b decreases (increases), the ratio of the current supplied from the current source Ib11a to the transistor MB11a increases (decreases), and the source terminal of the transistor MB11a The voltage increases (decreases), and the bias current Ib11b flows through the transistor MB11a.

このように、トランジスタMB11aに流れる電流がバイアス電流Ib11bとなるように帰還がかかっているため、トランジスタMB11aのゲート・ソース間電圧は、略一定となる。したがって、トランジスタMB11aのソース端子電圧は、ゲート端子に印加された電圧に従い、ゲート・ソース間電圧だけレベルシフトした電圧となる。これにより、電圧バッファVB11の機能が実現される。   Thus, since feedback is applied so that the current flowing through the transistor MB11a becomes the bias current Ib11b, the gate-source voltage of the transistor MB11a becomes substantially constant. Therefore, the source terminal voltage of the transistor MB11a is a voltage level-shifted by the gate-source voltage in accordance with the voltage applied to the gate terminal. Thereby, the function of the voltage buffer VB11 is realized.

なお、トランジスタMB11aに流れる電流が、バイアス電流Ib11bとなるように帰還がかかっているため、容量C11の他端から流れ出る電流は、トランジスタMB11bに流れる。   Since feedback is applied so that the current flowing through the transistor MB11a becomes the bias current Ib11b, the current flowing out from the other end of the capacitor C11 flows through the transistor MB11b.

(第10実施形態)
第10実施形態に係る波形整形フィルタについて、図28及び図29を参照して説明する。図28は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図28に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R12と、容量C12と、電流バッファIB12と、を備える。他の構成は、図9と同様である。
(10th Embodiment)
A waveform shaping filter according to the tenth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 28 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 28, the waveform shaping filter according to this embodiment includes a resistor R12, a capacitor C12, and a current buffer IB12. Other configurations are the same as those in FIG.

抵抗R12(第9の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R12は、一端が、増幅器A1の負入力端子と、容量C12の一端と、に接続され、他端が、抵抗R1の他端と、トランジスタM1のソース端子と、容量C1の一端と、電流バッファIB12の出力端子と、に接続される。   The resistor R12 (the ninth resistor) has one end and the other end. The resistor R12 has one end connected to the negative input terminal of the amplifier A1 and one end of the capacitor C12, and the other end connected to the other end of the resistor R1, the source terminal of the transistor M1, and one end of the capacitor C1. And is connected to the output terminal of the buffer IB12.

容量C12(第10の容量)は、一端及び他端を備える。容量C12は、一端が、増幅器A1の負入力端子と、抵抗R12の一端と、に接続され、他端が、電流バッファIB12の入力端子に接続される。   The capacitor C12 (tenth capacitor) has one end and the other end. The capacitor C12 has one end connected to the negative input terminal of the amplifier A1 and one end of the resistor R12, and the other end connected to the input terminal of the current buffer IB12.

電流バッファIB12は、入力端子と出力端子とを備える。電流バッファIB12は、入力端子が、容量C12の他端に接続され、出力端子が、抵抗R1の他端と、トランジスタM1のソース端子と、容量C1の一端と、抵抗R12の他端と、に接続される。   The current buffer IB12 includes an input terminal and an output terminal. The current buffer IB12 has an input terminal connected to the other end of the capacitor C12, and an output terminal connected to the other end of the resistor R1, the source terminal of the transistor M1, one end of the capacitor C1, and the other end of the resistor R12. Connected.

次に、本実施形態に係る波形整形フィルタの動作を説明する。   Next, the operation of the waveform shaping filter according to this embodiment will be described.

上述の通り、波形整形フィルタは、増幅器A1の出力が、トランジスタM1と抵抗R12を介して増幅器A1の負入力端子に帰還される構成となっている。この負帰還により、増幅器A1の正入力端子と負入力端子は仮想短絡となり、負入力端子の電圧は、正入力端子の電圧と略等しくなる。   As described above, the waveform shaping filter is configured such that the output of the amplifier A1 is fed back to the negative input terminal of the amplifier A1 via the transistor M1 and the resistor R12. Due to this negative feedback, the positive input terminal and the negative input terminal of the amplifier A1 are virtually shorted, and the voltage at the negative input terminal becomes substantially equal to the voltage at the positive input terminal.

電流源Isignalからの信号電流Isignalは、抵抗R1bに流れ、電圧に変換される。このため、増幅器A1の正入力端子の電圧は、Isignal×R1bとなる。正入力端子と負入力端子の電圧は略等しいので、負入力端子の電圧もIsignal×R1bとなる。容量C12の他端は、電流バッファIB12の入力端子に接続されており、電流バッファIB12の入力インピーダンスは低いので、容量C12にはIsignal×R1b×sC12の電流が流れる。   The signal current Isignal from the current source Isignal flows through the resistor R1b and is converted into a voltage. Therefore, the voltage at the positive input terminal of the amplifier A1 is Isignal × R1b. Since the voltage at the positive input terminal is substantially equal to the voltage at the negative input terminal, the voltage at the negative input terminal is also Isignal × R1b. The other end of the capacitor C12 is connected to the input terminal of the current buffer IB12. Since the input impedance of the current buffer IB12 is low, a current of Isignal × R1b × sC12 flows through the capacitor C12.

この電流は、抵抗R12を流れるので、抵抗R12の一端の電圧は、Isignal×R1b+Isignal×R1b×sC12R12=Isignal×R1b×(1+sC12R12)となる。よって、抵抗R1には、Isignal×R1b×(1+sC12R12)/R1の電流が流れ、容量C1には、Isignal×R1b×(1+sC12R12)×sC1の電流が流れる。   Since this current flows through the resistor R12, the voltage at one end of the resistor R12 is Isignal × R1b + Isignal × R1b × sC12R12 = Isignal × R1b × (1 + sC12R12). Therefore, a current of Isignal × R1b × (1 + sC12R12) / R1 flows through the resistor R1, and a current of Isignal × R1b × (1 + sC12R12) × sC1 flows through the capacitor C1.

抵抗R12を流れる電流Isignal×R1b×sC12は、同じ大きさを持ち、極性が反対の電流バッファIB12の出力電流により、抵抗R12の一端で相殺される。よって、トランジスタM1には、抵抗R1と容量C1に流れる電流の和であるIsignal×R1b×(1+sC12R12)(1+sC1R1)/R1の電流が流れ、ドレイン端子より出力電流Ioutとして出力される。   The current Isignal × R1b × sC12 flowing through the resistor R12 has the same magnitude and is canceled at one end of the resistor R12 by the output current of the current buffer IB12 having the opposite polarity. Therefore, a current of Isignal × R1b × (1 + sC12R12) (1 + sC1R1) / R1 that is the sum of currents flowing through the resistor R1 and the capacitor C1 flows through the transistor M1, and is output as an output current Iout from the drain terminal.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力された信号電流Isignalに比例した電流に信号電流Isignalの微分成分を重畳した電流と、重畳した信号の微分成分に比例した電流と、の和を出力する。このような構成により、信号電流Isignalが1次の低域通過フィルタを2回通過した周波数特性を持つ場合に適した、高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to the present embodiment has a current in which a differential component of the signal current Isignal is superimposed on a current proportional to the input signal current Isignal, a current proportional to the differential component of the superimposed signal, Output the sum of. With such a configuration, it is possible to realize a filter characteristic that emphasizes a high-frequency component, which is suitable when the signal current Isignal has a frequency characteristic that has passed through the first-order low-pass filter twice.

また、本実施形態において、増幅器A1の負荷は、トランジスタM1のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A1の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A1 is only the gate of the transistor M1. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current drive capability of the amplifier A1, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

(第1実施例)
図29は、本実施形態の波形整形フィルタの第1実施例を示す図である。本実施例において、図29に示すように、電流バッファIB12は、トランジスタMB12a,MB12bと、電流源Ib12a,Ib12b,Ib12cと、を備える。
(First embodiment)
FIG. 29 is a diagram illustrating a first example of the waveform shaping filter according to the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 29, the current buffer IB12 includes transistors MB12a and MB12b and current sources Ib12a, Ib12b, and Ib12c.

トランジスタMB12aは、PMOSであり、ドレイン端子が、電流源Ib12bと、トランジスタM1のソース端子と、容量C1の一端と、抵抗R1の他端と、抵抗R12の他端と、に接続され、ゲート端子が、トランジスタMB12bのドレイン端子と、電流源Ib12cと、に接続され、ソース端子が、電流源Ib12aと、トランジスタMB12bのゲート端子と、容量C12の他端と、に接続される。トランジスタMB12aのドレイン端子が電流バッファIB12の出力端子であり、トランジスタMB12aのソース端子が電流バッファIB12の入力端子である。   The transistor MB12a is a PMOS, and has a drain terminal connected to the current source Ib12b, the source terminal of the transistor M1, one end of the capacitor C1, the other end of the resistor R1, and the other end of the resistor R12, and a gate terminal. Are connected to the drain terminal of the transistor MB12b and the current source Ib12c, and the source terminal is connected to the current source Ib12a, the gate terminal of the transistor MB12b, and the other end of the capacitor C12. The drain terminal of the transistor MB12a is an output terminal of the current buffer IB12, and the source terminal of the transistor MB12a is an input terminal of the current buffer IB12.

トランジスタMB12bは、PMOSであり、ドレイン端子が、電流源Ib12cと、トランジスタMB12aのゲート端子と、に接続され、ゲート端子が、トランジスタMB12aのソース端子と、電流源Ib12aと、容量C12の他端と、に接続され、ソース端子が電源線に接続される。トランジスタMB12bのゲート端子が、電流バッファIB12の入力端子である。   The transistor MB12b is a PMOS, the drain terminal is connected to the current source Ib12c and the gate terminal of the transistor MB12a, and the gate terminal is connected to the source terminal of the transistor MB12a, the current source Ib12a, and the other end of the capacitor C12. The source terminal is connected to the power supply line. The gate terminal of the transistor MB12b is an input terminal of the current buffer IB12.

電流源Ib12a,Ib12b,Ib12cは、トランジスタMB12a,MB12bに、バイアス電流Ib12a,Ib12b,Ib12cをそれぞれ供給する。   Current sources Ib12a, Ib12b, and Ib12c supply bias currents Ib12a, Ib12b, and Ib12c to the transistors MB12a and MB12b, respectively.

このような構成により、本実施形態における電流バッファIB12を構成することができる。   With such a configuration, the current buffer IB12 in the present embodiment can be configured.

(第11実施形態)
第11実施形態に係る波形整形フィルタについて、図30を参照して説明する。図30は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図30に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R11(第10の抵抗)と、容量C11(第11の容量)と、電圧バッファVB11と、を備える。他の構成は、図1と同様である。また、抵抗R11、容量C11、及び電圧バッファVB11の構成は、図27と同様である。
(Eleventh embodiment)
A waveform shaping filter according to the eleventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 30 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 30, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a resistor R11 (tenth resistor), a capacitor C11 (an eleventh capacitor), and a voltage buffer VB11. Other configurations are the same as those in FIG. The configurations of the resistor R11, the capacitor C11, and the voltage buffer VB11 are the same as those in FIG.

このような構成により、電流源Isignalから信号電流Isignalが入力されると、信号電流Isignalは抵抗R1を流れ、抵抗R1の他端の電圧は、Isignal×R1となる。よって、容量C1には、Isignal×R1×sC1の電流が流れる。抵抗R11には、抵抗R1に流れる電流と、容量C1に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+sC1R1)の電流が流れる。   With this configuration, when the signal current Isignal is input from the current source Isignal, the signal current Isignal flows through the resistor R1, and the voltage at the other end of the resistor R1 is Isignal × R1. Therefore, a current of Isignal × R1 × sC1 flows through the capacitor C1. A current of Isignal × (1 + sC1R1) that is the sum of the current flowing through the resistor R1 and the current flowing through the capacitor C1 flows through the resistor R11.

よって、トランジスタM1のソース端子電圧は、Isignal×R1+Isignal×R11×(1+sC1R1)となる。容量C11の他端の電圧は、電圧バッファVB11を介して、Isignal×R1の電圧が印加されている。よって、容量C11には、Isignal×R11×(1+sC1R1)の電圧がかかっており、流れる電流は、Isignal×sC11R11×(1+sC1R1)となる。トランジスタM1には、抵抗R11に流れる電流と、容量C11に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+sC1R1)(1+sC11R11)の電流が流れ、ドレイン端子より出力電流Ioutとして出力される。   Therefore, the source terminal voltage of the transistor M1 is Isignal × R1 + Isignal × R11 × (1 + sC1R1). A voltage of Isignal × R1 is applied to the voltage at the other end of the capacitor C11 via the voltage buffer VB11. Therefore, a voltage of Isignal × R11 × (1 + sC1R1) is applied to the capacitor C11, and the flowing current is Isignal × sC11R11 × (1 + sC1R1). A current of Isignal × (1 + sC1R1) (1 + sC11R11), which is the sum of the current flowing through the resistor R11 and the current flowing through the capacitor C11, flows through the transistor M1, and is output as an output current Iout from the drain terminal.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力された信号電流Isignalに比例した電流に信号電流Isignalの微分成分を重畳した電流と、重畳した電流の微分成分に比例した電流と、の和を出力する。このような構成により、信号電流Isignalが1次の低域通過フィルタを2回通過した周波数特性を持つ場合に適した、高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a current obtained by superimposing the differential component of the signal current Isignal on a current proportional to the input signal current Isignal, a current proportional to the differential component of the superimposed current, Output the sum of. With such a configuration, it is possible to realize a filter characteristic that emphasizes a high-frequency component, which is suitable when the signal current Isignal has a frequency characteristic that has passed through the first-order low-pass filter twice.

また、本実施形態において、増幅器A1の負荷は、トランジスタM1のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A1の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A1 is only the gate of the transistor M1. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current drive capability of the amplifier A1, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

(第12実施形態)
第12実施形態に係る波形整形フィルタについて、図31を参照して説明する。図31は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図31に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R11と、容量C11と、電圧バッファVB11と、を備える。他の構成は、図5と同様である。また、抵抗R11、容量C11、及び電圧バッファVB11の構成は、図27と同様である。
(Twelfth embodiment)
A waveform shaping filter according to the twelfth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 31 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 31, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a resistor R11, a capacitor C11, and a voltage buffer VB11. Other configurations are the same as those in FIG. The configurations of the resistor R11, the capacitor C11, and the voltage buffer VB11 are the same as those in FIG.

このような構成により、電流源Isignalから信号電流Isignalが入力されると、信号電流Isignalは抵抗R2を流れ、抵抗R2の他端の電圧は、Isignal×R2となる。よって、容量C2には、Isignal×R2×sC2の電流が流れる。抵抗R11には、抵抗R2に流れる電流と、容量C2に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+sC2R2)の電流が流れる。   With this configuration, when the signal current Isignal is input from the current source Isignal, the signal current Isignal flows through the resistor R2, and the voltage at the other end of the resistor R2 is Isignal × R2. Therefore, a current of Isignal × R2 × sC2 flows through the capacitor C2. A current of Isignal × (1 + sC2R2) that is the sum of the current flowing through the resistor R2 and the current flowing through the capacitor C2 flows through the resistor R11.

よって、トランジスタM2のドレイン端子電圧は、Isignal×R2+Isignal×R11×(1+sC2R2)となる。容量C11の他端の電圧は、電圧バッファVB11を介して、Isignal×R2の電圧が印加されている。よって、容量C11には、Isignal×R11×(1+sC2R2)の電圧がかかっており、流れる電流は、Isignal×sC11R11×(1+sC2R2)となる。トランジスタM2には、抵抗R11に流れる電流と、容量C11に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+sC2R2)(1+sC11R11)の電流が流れる。   Therefore, the drain terminal voltage of the transistor M2 is Isignal × R2 + Isignal × R11 × (1 + sC2R2). A voltage of Isignal × R2 is applied to the voltage at the other end of the capacitor C11 via the voltage buffer VB11. Therefore, a voltage of Isignal × R11 × (1 + sC2R2) is applied to the capacitor C11, and the flowing current is Isignal × sC11R11 × (1 + sC2R2). A current of Isignal × (1 + sC2R2) (1 + sC11R11) which is the sum of the current flowing through the resistor R11 and the current flowing through the capacitor C11 flows through the transistor M2.

本実施形態において、トランジスタM2,M3のゲート端子電圧及びソース端子電圧は等しいため、トランジスタM3には、トランジスタM2に流れる電流のデバイスサイズ比倍の電流が流れる。したがって、トランジスタM2,M3のサイズが同一の場合、トランジスタM3のドレイン端子から、Isignal×(1+sC2R2)(1+sC11R11)の電流が出力電流Ioutとして出力される。   In the present embodiment, since the gate terminal voltage and the source terminal voltage of the transistors M2 and M3 are equal, a current that is twice the device size ratio of the current flowing through the transistor M2 flows through the transistor M3. Therefore, when the sizes of the transistors M2 and M3 are the same, a current of Isignal × (1 + sC2R2) (1 + sC11R11) is output as the output current Iout from the drain terminal of the transistor M3.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力された信号電流Isignalに比例した電流に信号電流Isignalの微分成分を重畳した電流と、重畳した電流の微分成分に比例した電流と、の和を出力する。これにより、信号電流Isignalが1次の低域通過フィルタを2回通過した周波数特性を持つ場合に適した、高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a current obtained by superimposing the differential component of the signal current Isignal on a current proportional to the input signal current Isignal, a current proportional to the differential component of the superimposed current, Output the sum of. As a result, it is possible to realize a filter characteristic that emphasizes the high-frequency component, which is suitable when the signal current Isignal has a frequency characteristic that has passed through the first-order low-pass filter twice.

本実施形態において、増幅器A2の負荷は、トランジスタM2、M3のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A2の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A2 is only the gates of the transistors M2 and M3. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current driving capability of the amplifier A2, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

(第13実施形態)
第13実施形態に係る波形整形フィルタについて、図32を参照して説明する。図32は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図32に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R13と、容量C13と、電流バッファIB13と、を備える。他の構成は、図1と同様である。
(13th Embodiment)
A waveform shaping filter according to the thirteenth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 32 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 32, the waveform shaping filter according to this embodiment includes a resistor R13, a capacitor C13, and a current buffer IB13. Other configurations are the same as those in FIG.

抵抗R13(第11の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R13は、一端が、抵抗R1の他端と、容量C13の一端と、に接続され、他端が、容量C1の一端と、トランジスタM1のソース端子と、電流バッファIB13の出力端子と、に接続される。   The resistor R13 (11th resistor) includes one end and the other end. The resistor R13 has one end connected to the other end of the resistor R1 and one end of the capacitor C13, and the other end connected to one end of the capacitor C1, the source terminal of the transistor M1, and the output terminal of the current buffer IB13. Connected.

容量C13(第12の容量)は、一端及び他端を備える。容量C13は、一端が、抵抗R1の他端と、抵抗R13の一端と、接続され、他端が、電流バッファIB13の入力端子に接続される。   The capacitor C13 (the twelfth capacitor) has one end and the other end. The capacitor C13 has one end connected to the other end of the resistor R1 and one end of the resistor R13, and the other end connected to the input terminal of the current buffer IB13.

電流バッファIB13は、入力端子が容量C13の他端に接続され、出力端子がトランジスタM1のソース端子と、抵抗R13の他端と、容量C1の一端と、に接続される。   The current buffer IB13 has an input terminal connected to the other end of the capacitor C13, and an output terminal connected to the source terminal of the transistor M1, the other end of the resistor R13, and one end of the capacitor C1.

このような構成により、電流源Isignalから信号電流Isignalが入力されると、信号電流Isignalは抵抗R1を流れ、抵抗R1の他端の電圧は、Isignal×R1となる。容量C13の他端は電流バッファIB13の入力端子に接続されており、電流バッファIB13の入力インピーダンスは低いので、容量C13にはIsignal×R1×sC13の電流が流れる。この電流は抵抗R13を流れるので、抵抗R13には、抵抗R1に流れる電流と、容量C13に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+sC13R1)の電流が流れる。   With this configuration, when the signal current Isignal is input from the current source Isignal, the signal current Isignal flows through the resistor R1, and the voltage at the other end of the resistor R1 is Isignal × R1. The other end of the capacitor C13 is connected to the input terminal of the current buffer IB13. Since the input impedance of the current buffer IB13 is low, a current of Isignal × R1 × sC13 flows through the capacitor C13. Since this current flows through the resistor R13, a current of Isignal × (1 + sC13R1) that is the sum of the current flowing through the resistor R1 and the current flowing through the capacitor C13 flows through the resistor R13.

よって、トランジスタM1のソース端子電圧は、Isignal×R1+Isignal×R13×(1+sC13R1)となり、容量C1には、Isignal×sC1R1+Isignal×sC1R13×(1+sC13R1)の電流が流れる。トランジスタM1には、容量C1に流れる電流と、抵抗R13に流れる電流と、の和から、電流バッファIB13を介して容量C13に流れる電流を引いた、Isignal×(1+sC1R1)+Isignal×sC1R13(1+sC13R1)の電流が流れる。ここで、C13=C1とすると、トランジスタM1に流れる電流は、Isignal×(1+sC13R1)(1+sC1R13)となり、この電流がドレイン端子より出力電流Ioutとして出力される。   Therefore, the source terminal voltage of the transistor M1 is Isignal × R1 + Isignal × R13 × (1 + sC13R1), and a current of Isignal × sC1R1 + Isignal × sC1R13 × (1 + sC13R1) flows through the capacitor C1. The transistor M1 has a current of Isignal × (1 + sC1R1) + Isignal × sC1R13 (1 + sC13R1) obtained by subtracting the current flowing through the capacitor C13 via the current buffer IB13 from the sum of the current flowing through the capacitor C1 and the current flowing through the resistor R13. Current flows. Here, if C13 = C1, the current flowing through the transistor M1 is Isignal × (1 + sC13R1) (1 + sC1R13), and this current is output as the output current Iout from the drain terminal.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力された信号電流Isignalに比例した電流に信号電流Isignalの微分成分を重畳した電流と、重畳した電流の微分成分に比例した電流と、の和を出力する。このような構成により、信号電流Isignalが1次の低域通過フィルタを2回通過した周波数特性を持つ場合に適した、高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a current obtained by superimposing the differential component of the signal current Isignal on a current proportional to the input signal current Isignal, a current proportional to the differential component of the superimposed current, Output the sum of. With such a configuration, it is possible to realize a filter characteristic that emphasizes a high-frequency component, which is suitable when the signal current Isignal has a frequency characteristic that has passed through the first-order low-pass filter twice.

また、本実施形態において、増幅器A1の負荷は、トランジスタM1のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A1の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A1 is only the gate of the transistor M1. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current drive capability of the amplifier A1, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

(第14実施形態)
第14実施形態に係る波形整形フィルタについて、図33を参照して説明する。図33は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図33に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R13と、容量C13と、電流バッファIB13と、を備える。他の構成は、図5と同様である。また、抵抗R13、容量C13、及び電流バッファIB13の構成は、図32と同様である。
(14th Embodiment)
A waveform shaping filter according to the fourteenth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 33 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 33, the waveform shaping filter according to this embodiment includes a resistor R13, a capacitor C13, and a current buffer IB13. Other configurations are the same as those in FIG. The configurations of the resistor R13, the capacitor C13, and the current buffer IB13 are the same as those in FIG.

このような構成により、電流源Isignalから信号電流Isignalが入力されると、信号電流Isignalは抵抗R2を流れ、抵抗R2の他端の電圧は、Isignal×R2となる。容量C13の他端は、電流バッファIB13の入力端子に接続されており、電流バッファIB13の入力インピーダンスは低いので、容量C13には、Isignal×R2×sC13の電流が流れる。この電流は抵抗R13を流れるので、抵抗R13には、抵抗R2に流れる電流と、容量C13に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+sC13R2)が流れる。   With this configuration, when the signal current Isignal is input from the current source Isignal, the signal current Isignal flows through the resistor R2, and the voltage at the other end of the resistor R2 is Isignal × R2. The other end of the capacitor C13 is connected to the input terminal of the current buffer IB13. Since the input impedance of the current buffer IB13 is low, a current of Isignal × R2 × sC13 flows through the capacitor C13. Since this current flows through the resistor R13, Isignal × (1 + sC13R2) which is the sum of the current flowing through the resistor R2 and the current flowing through the capacitor C13 flows through the resistor R13.

よって、トランジスタM2のドレイン端子電圧は、Isignal×R2+Isignal×R13×(1+sC13R2)となり、容量C2には、Isignal×sC2R2+Isignal×sC2R13×(1+sC13R2)の電流が流れる。トランジスタM2には、容量C2に流れる電流と、抵抗R13に流れる電流と、の和から、電流バッファIB13を介して容量C13に流れる電流を引いた、Isignal×(1+sC2R2)+Isignal×sC2R13(1+sC13R2)の電流が流れる。ここで、C13=C2とすると、トランジスタM2に流れる電流は、Isignal×(1+sC13R2)(1+sC2R13)となる。   Therefore, the drain terminal voltage of the transistor M2 is Isignal × R2 + Isignal × R13 × (1 + sC13R2), and a current of Isignal × sC2R2 + Isignal × sC2R13 × (1 + sC13R2) flows through the capacitor C2. The transistor M2 has a current of Isignal × (1 + sC2R2) + Isignal × sC2R13 (1 + sC13R2) obtained by subtracting a current flowing through the capacitor C13 via the current buffer IB13 from the sum of the current flowing through the capacitor C2 and the current flowing through the resistor R13. Current flows. Here, if C13 = C2, the current flowing through the transistor M2 is Isignal × (1 + sC13R2) (1 + sC2R13).

本実施形態において、トランジスタM2,M3のゲート端子電圧及びソース端子電圧は等しいため、トランジスタM3には、トランジスタM2に流れる電流のデバイスサイズ比倍の電流が流れる。したがって、トランジスタM2,M3のサイズが同一の場合、トランジスタM3のドレイン端子から、Isignal×(1+sC13R2)(1+sC2R13)の電流が、出力電流Ioutとして出力される。   In the present embodiment, since the gate terminal voltage and the source terminal voltage of the transistors M2 and M3 are equal, a current that is twice the device size ratio of the current flowing through the transistor M2 flows through the transistor M3. Therefore, when the sizes of the transistors M2 and M3 are the same, a current of Isignal × (1 + sC13R2) (1 + sC2R13) is output as the output current Iout from the drain terminal of the transistor M3.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力された信号電流Isignalに比例した電流に信号電流Isignalの微分成分を重畳した電流と、重畳した電流の微分成分に比例した電流と、の和を出力する。このような構成により、信号電流Isignalが1次の低域通過フィルタを2回通過した周波数特性を持つ場合に適した、高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a current obtained by superimposing the differential component of the signal current Isignal on a current proportional to the input signal current Isignal, a current proportional to the differential component of the superimposed current, Output the sum of. With such a configuration, it is possible to realize a filter characteristic that emphasizes a high-frequency component, which is suitable when the signal current Isignal has a frequency characteristic that has passed through the first-order low-pass filter twice.

また、本実施形態において、増幅器A2の負荷は、トランジスタM2,M3のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A2の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A2 is only the gates of the transistors M2 and M3. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current driving capability of the amplifier A2, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

(第15実施形態)
第15実施形態に係る波形整形フィルタについて、図34を参照して説明する。図34は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図34に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R11(第12の抵抗)と、容量C11(第13の容量)と、電圧バッファVB11と、を備える。他の構成は、図1と同様である。また、抵抗R11、容量C11、及び電圧バッファVB11の構成は、図27と同様である。
(Fifteenth embodiment)
A waveform shaping filter according to the fifteenth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 34 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 34, the waveform shaping filter according to this embodiment includes a resistor R11 (a twelfth resistor), a capacitor C11 (a thirteenth capacitor), and a voltage buffer VB11. Other configurations are the same as those in FIG. The configurations of the resistor R11, the capacitor C11, and the voltage buffer VB11 are the same as those in FIG.

図34からわかるように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、第11実施形態の変形例である。第11実施形態では、抵抗R11、容量C11、及び電圧バッファVB11からなる帰還回路が、トランジスタM1と抵抗R1との間に接続されていたのに対して、本実施形態では、抵抗R1と電流源Isignalとの間に接続されている。   As can be seen from FIG. 34, the waveform shaping filter according to the present embodiment is a modification of the eleventh embodiment. In the eleventh embodiment, the feedback circuit including the resistor R11, the capacitor C11, and the voltage buffer VB11 is connected between the transistor M1 and the resistor R1, whereas in the present embodiment, the resistor R1 and the current source are connected. It is connected to Isignal.

このような構成により、電流源Isignalから信号電流Isignalが入力されると、信号電流Isignalは抵抗R11を流れる。抵抗R11の他端は、仮想接地点である増幅器A1の入力端子に接続されているので、抵抗R11の他端の電圧は略一定である。一方、抵抗R11の一端の電圧は、Isignal×R11となる。容量C11の一端も仮想接地点である増幅器A1の入力端子に接続されており、容量C11の他端には、抵抗R11の一端の電圧Isignal×R11が、電圧バッファVB11を介して印加されている。   With this configuration, when the signal current Isignal is input from the current source Isignal, the signal current Isignal flows through the resistor R11. Since the other end of the resistor R11 is connected to the input terminal of the amplifier A1, which is a virtual ground point, the voltage at the other end of the resistor R11 is substantially constant. On the other hand, the voltage at one end of the resistor R11 is Isignal × R11. One end of the capacitor C11 is also connected to the input terminal of the amplifier A1, which is a virtual ground point, and the voltage Isignal × R11 at one end of the resistor R11 is applied to the other end of the capacitor C11 via the voltage buffer VB11. .

よって、容量C11には、Isignal×R11×sC11の電流が流れる。抵抗R1には、抵抗R11に流れる電流と、容量C11に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+sC11R11)の電流が流れる。よって、トランジスタM1のソース端子電圧は、Isignal×R1×(1+sC11R11)となり、容量C1の一端に印加される。容量C1の他端は接地されているので、容量C1には、Isignal×R1×(1+sC11R11)の電圧がかかる。よって、容量C1を流れる電流は、Isignal×sC1R1×(1+sC11R11)となる。その結果、トランジスタM1には、抵抗R1に流れる電流と、容量C1に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+sC11R11)(1+sC1R1)の電流が流れ、この電流がドレイン端子より出力電流Ioutとして出力される。   Therefore, a current of Isignal × R11 × sC11 flows through the capacitor C11. A current of Isignal × (1 + sC11R11) that is the sum of the current flowing through the resistor R11 and the current flowing through the capacitor C11 flows through the resistor R1. Therefore, the source terminal voltage of the transistor M1 is Isignal × R1 × (1 + sC11R11), and is applied to one end of the capacitor C1. Since the other end of the capacitor C1 is grounded, a voltage of Isignal × R1 × (1 + sC11R11) is applied to the capacitor C1. Therefore, the current flowing through the capacitor C1 is Isignal × sC1R1 × (1 + sC11R11). As a result, a current of Isignal × (1 + sC11R11) (1 + sC1R1), which is the sum of the current flowing through the resistor R1 and the current flowing through the capacitor C1, flows through the transistor M1, and this current is output as an output current Iout from the drain terminal. Is done.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力された信号電流Isignalに比例した電流に信号電流Isignalの微分成分を重畳した電流と、重畳した電流の微分成分に比例した電流と、の和を出力する。このような構成により、信号電流Isignalが1次の低域通過フィルタを2回通過した周波数特性を持つ場合に適した、高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a current obtained by superimposing the differential component of the signal current Isignal on a current proportional to the input signal current Isignal, a current proportional to the differential component of the superimposed current, Output the sum of. With such a configuration, it is possible to realize a filter characteristic that emphasizes a high-frequency component, which is suitable when the signal current Isignal has a frequency characteristic that has passed through the first-order low-pass filter twice.

また、本実施形態において、増幅器A1の負荷は、トランジスタM1のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A1の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A1 is only the gate of the transistor M1. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current drive capability of the amplifier A1, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

(第16実施形態)
第16実施形態に係る波形整形フィルタについて、図35を参照して説明する。図35は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図35に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R11(第12の抵抗)と、容量C11(第13の容量)と、電圧バッファVB11と、を備える。他の構成は、図5と同様である。また、抵抗R11、容量C11、及び電圧バッファVB11の構成は、図27と同様である。
(Sixteenth embodiment)
A waveform shaping filter according to the sixteenth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 35 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 35, the waveform shaping filter according to this embodiment includes a resistor R11 (a twelfth resistor), a capacitor C11 (a thirteenth capacitor), and a voltage buffer VB11. Other configurations are the same as those in FIG. The configurations of the resistor R11, the capacitor C11, and the voltage buffer VB11 are the same as those in FIG.

図35からわかるように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、第12実施形態の変形例である。第12実施形態では、抵抗R11、容量C11、及び電圧バッファVB11からなる帰還回路が、トランジスタM2と抵抗R2との間に接続されていたのに対して、本実施形態では、抵抗R2と電流源Isignalとの間に接続されている。   As can be seen from FIG. 35, the waveform shaping filter according to the present embodiment is a modification of the twelfth embodiment. In the twelfth embodiment, the feedback circuit including the resistor R11, the capacitor C11, and the voltage buffer VB11 is connected between the transistor M2 and the resistor R2. In the present embodiment, the resistor R2 and the current source are connected. It is connected to Isignal.

このような構成により、電流源Isignalから信号電流Isignalが入力されると、信号電流Isignalは抵抗R11を流れる。抵抗R11の他端は、仮想接地点である増幅器A2の入力端子に接続されているので、抵抗R11の他端の電圧は略一定である。一方、抵抗R11の一端の電圧は、Isignal×R11となる。容量C11の一端も、仮想接地点である増幅器A2の入力端子に接続されており、容量C11の他端には、抵抗R11の一端の電圧Isignal×R11が、電圧バッファVB11を介して印加されている。   With this configuration, when the signal current Isignal is input from the current source Isignal, the signal current Isignal flows through the resistor R11. Since the other end of the resistor R11 is connected to the input terminal of the amplifier A2, which is a virtual ground point, the voltage at the other end of the resistor R11 is substantially constant. On the other hand, the voltage at one end of the resistor R11 is Isignal × R11. One end of the capacitor C11 is also connected to the input terminal of the amplifier A2, which is a virtual ground point, and the voltage Isignal × R11 of one end of the resistor R11 is applied to the other end of the capacitor C11 via the voltage buffer VB11. Yes.

よって、容量C11には、Isignal×R11×sC11の電流が流れる。抵抗R2には、抵抗R11に流れる電流と、容量C11に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+sC11R11)が流れる。よって、トランジスタM2のドレイン端子電圧は、Isignal×R2×(1+sC11R11)となり、容量C2の一端に印加される。容量C2の他端は接地されているので、容量C2には、Isignal×R2×(1+sC11R11)の電圧がかかる。よって、容量C2を流れる電流は、Isignal×sC2R2×(1+sC11R11)となる。その結果、トランジスタM2には、抵抗R2に流れる電流と、容量C2に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+sC11R11)(1+sC2R2)の電流が流れる。   Therefore, a current of Isignal × R11 × sC11 flows through the capacitor C11. In the resistor R2, Isignal × (1 + sC11R11) which is the sum of the current flowing in the resistor R11 and the current flowing in the capacitor C11 flows. Therefore, the drain terminal voltage of the transistor M2 is Isignal × R2 × (1 + sC11R11), and is applied to one end of the capacitor C2. Since the other end of the capacitor C2 is grounded, a voltage of Isignal × R2 × (1 + sC11R11) is applied to the capacitor C2. Therefore, the current flowing through the capacitor C2 is Isignal × sC2R2 × (1 + sC11R11). As a result, a current of Isignal × (1 + sC11R11) (1 + sC2R2) that is the sum of the current flowing through the resistor R2 and the current flowing through the capacitor C2 flows through the transistor M2.

本実施形態において、トランジスタM2,M3のゲート端子電圧及びソース端子電圧は等しいため、トランジスタM3には、トランジスタM2に流れる電流のデバイスサイズ比倍の電流が流れる。したがって、トランジスタM2,M3のサイズが同一の場合、トランジスタM3のドレイン端子から、Isignal×(1+sC11R11)(1+sC2R2)の電流が、出力電流Ioutとして出力される。   In the present embodiment, since the gate terminal voltage and the source terminal voltage of the transistors M2 and M3 are equal, a current that is twice the device size ratio of the current flowing through the transistor M2 flows through the transistor M3. Therefore, when the sizes of the transistors M2 and M3 are the same, a current of Isignal × (1 + sC11R11) (1 + sC2R2) is output as the output current Iout from the drain terminal of the transistor M3.

以上説明した通り、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力された信号電流Isignalに比例した電流に信号電流Isignalの微分成分を重畳した電流と、重畳した電流の微分成分に比例した電流と、の和を出力する。このような構成により、信号電流Isignalが1次の低域通過フィルタを2回通過した周波数特性を持つ場合に適した、高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。   As described above, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a current obtained by superimposing the differential component of the signal current Isignal on a current proportional to the input signal current Isignal, a current proportional to the differential component of the superimposed current, Output the sum of. With such a configuration, it is possible to realize a filter characteristic that emphasizes a high-frequency component, which is suitable when the signal current Isignal has a frequency characteristic that has passed through the first-order low-pass filter twice.

また、本実施形態において、増幅器A2の負荷は、トランジスタM2,M3のゲートのみである。ゲートは小さな容量性負荷と近似できる。したがって、増幅器A2の電流駆動能力を高める必要がなく、波形整形フィルタの消費電力を低減できる。   In the present embodiment, the load of the amplifier A2 is only the gates of the transistors M2 and M3. The gate can be approximated as a small capacitive load. Therefore, it is not necessary to increase the current driving capability of the amplifier A2, and the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

(第17実施形態)
第17実施形態に係る波形整形フィルタについて、図36及び図37を参照して説明する。図36は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図36に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcmと、トランジスタMB11cと、を備える。他の構成は、図27と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcmと、により構成されるカレントミラー回路の構成は、図15と同様である。
(17th Embodiment)
A waveform shaping filter according to the seventeenth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 36 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 36, the waveform shaping filter according to this embodiment includes transistors Mcm1 and Mcm2, a current source Idcm, and a transistor MB11c. Other configurations are the same as those in FIG. The configuration of the current mirror circuit including the transistors Mcm1 and Mcm2 and the current source Idcm is the same as that in FIG.

本実施形態において、容量C1は、一端が、カレントミラー回路の出力端子であるトランジスタMcm2のドレイン端子に接続され、他端が、カレントミラー回路の入力端子であるトランジスタMcm1のドレイン端子に接続されている。   In the present embodiment, the capacitor C1 has one end connected to the drain terminal of the transistor Mcm2 that is the output terminal of the current mirror circuit, and the other end connected to the drain terminal of the transistor Mcm1 that is the input terminal of the current mirror circuit. Yes.

このような構成により、抵抗R11に流れる電流は、抵抗R1に流れる電流と、容量C1に流れる電流と、容量C1に流れる電流をカレントミラー回路で複製した電流と、の和となる。例えば、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、抵抗R11に流れる電流は、Isignal×R1b×(1+2sC1R1)/R1となる。よって、第9実施形態に比べ、容量値C1を半減することができる。すなわち、第9実施形態の半分の容量値C1で、第9実施形態と同様の時定数を実現することができる。   With such a configuration, the current flowing through the resistor R11 is the sum of the current flowing through the resistor R1, the current flowing through the capacitor C1, and the current copied from the current flowing through the capacitor C1 by the current mirror circuit. For example, if the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the current flowing through the resistor R11 is Isignal × R1b × (1 + 2sC1R1) / R1. Therefore, compared with the ninth embodiment, the capacitance value C1 can be halved. That is, a time constant similar to that of the ninth embodiment can be realized with a capacitance value C1 that is half that of the ninth embodiment.

なお、以上では、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズは異なってもよい。トランジスタMcm2のチャネル幅を、トランジスタMcm1のチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C1を、第9実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。   In the above, the case where the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 may be different. By setting the channel width of the transistor Mcm2 to k times the channel width of the transistor Mcm1, the capacitance value C1 can be 1 / (1 + k) times that of the ninth embodiment.

また、図36では、容量C1は、他端をカレントミラー回路に接続されたが、容量C1を分割し、その一部だけをカレントミラー回路に接続した構成も可能である。   In FIG. 36, the other end of the capacitor C1 is connected to the current mirror circuit, but a configuration in which the capacitor C1 is divided and only a part thereof is connected to the current mirror circuit is also possible.

一方、トランジスタMB11cは、NMOSであり、ソース端子が接地され、ゲート端子が、電流源Ib11bと、トランジスタMB11aのドレイン端子と、トランジスタMB11bのゲート端子と、に接続され、ドレイン端子が、トランジスタM1のソース端子と、容量C11の一端と、抵抗R11の一端と、に接続される。   On the other hand, the transistor MB11c is an NMOS, the source terminal is grounded, the gate terminal is connected to the current source Ib11b, the drain terminal of the transistor MB11a, and the gate terminal of the transistor MB11b, and the drain terminal is connected to the transistor M1. The source terminal is connected to one end of the capacitor C11 and one end of the resistor R11.

このような構成により、トランジスタMB11cのゲート・ソース間電圧とトランジスタMB11bのゲート・ソース間電圧は等しい。ここで、例えば、トランジスタMB11b,MB11cのサイズを等しくすると、トランジスタMB11cには、トランジスタMB11bに流れる電流を複製した電流が流れ、この電流が容量C11の一端に流れ込む電流に加算される。その結果、容量C11の一端に流れ込む電流の2倍の電流が、トランジスタM1に流れることになる。よって、第9実施形態に比べ、容量値C11を半減することができる。すなわち、第9実施形態の半分の容量値C11で、第9実施形態と同様の時定数を実現することができる。   With such a configuration, the gate-source voltage of the transistor MB11c and the gate-source voltage of the transistor MB11b are equal. Here, for example, when the sizes of the transistors MB11b and MB11c are made equal, a current that replicates the current flowing through the transistor MB11b flows through the transistor MB11c, and this current is added to the current flowing into one end of the capacitor C11. As a result, a current twice as large as the current flowing into one end of the capacitor C11 flows through the transistor M1. Therefore, the capacitance value C11 can be halved compared to the ninth embodiment. That is, a time constant similar to that of the ninth embodiment can be realized with a capacitance value C11 that is half that of the ninth embodiment.

なお、以上では、トランジスタMB11b,MB11cのサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、トランジスタMB11b,MB11cのサイズは異なってもよい。トランジスタMB11cのチャネル幅を、トランジスタMB11bのチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C11を、第9実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。   In the above, the case where the sizes of the transistors MB11b and MB11c are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors MB11b and MB11c may be different. By setting the channel width of the transistor MB11c to k times the channel width of the transistor MB11b, the capacitance value C11 can be 1 / (1 + k) times that of the ninth embodiment.

また、本実施形態において、図37に示すように、カレントミラー回路に電流源Idcm2を追加したり、電圧バッファ11VBに電流源Ib11dを追加したりしてもよい。電流源Idcm2を追加することにより、トランジスタMcm2に流れるバイアス電流の一部又は全部を、抵抗R11に流れないようにキャンセルし、抵抗R11にかかる直流電圧を小さくすることができる。また、電流源Ib11dを追加することにより、トランジスタMB11cに流れるバイアス電流の一部又は全部を、トランジスタM1に流れないようにキャンセルし、トランジスタM1に流れるバイアス電流を小さくしたりすることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 37, a current source Idcm2 may be added to the current mirror circuit, or a current source Ib11d may be added to the voltage buffer 11VB. By adding the current source Idcm2, part or all of the bias current flowing through the transistor Mcm2 can be canceled so as not to flow through the resistor R11, and the DC voltage applied to the resistor R11 can be reduced. Further, by adding the current source Ib11d, part or all of the bias current flowing through the transistor MB11c can be canceled so as not to flow through the transistor M1, and the bias current flowing through the transistor M1 can be reduced.

(第18実施形態)
第18実施形態に係る波形整形フィルタについて、図38及び図39を参照して説明する。図38は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図38に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1〜Mcm7と、電流源Idcmと、を備える。他の構成は、図29と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcmと、により構成されるカレントミラー回路は、図15と同様である。
(Eighteenth embodiment)
A waveform shaping filter according to the eighteenth embodiment will be described with reference to FIGS. 38 and 39. FIG. FIG. 38 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 38, the waveform shaping filter according to this embodiment includes transistors Mcm1 to Mcm7 and a current source Idcm. Other configurations are the same as those in FIG. A current mirror circuit including the transistors Mcm1 and Mcm2 and the current source Idcm is the same as that shown in FIG.

本実施形態において、電流バッファIB12は、トランジスタMcm3〜Mcm7を更に備える。   In the present embodiment, the current buffer IB12 further includes transistors Mcm3 to Mcm7.

トランジスタMcm3は、NMOSであり、ソース端子が接地され、ゲート端子がトランジスタMcm4,Mcm5のゲート端子に接続され、ドレイン端子がトランジスタMB12aのドレイン端子に接続されている。また、トランジスタMcm3のゲート端子とドレイン端子とは接続されている。   The transistor Mcm3 is an NMOS, the source terminal is grounded, the gate terminal is connected to the gate terminals of the transistors Mcm4 and Mcm5, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor MB12a. The gate terminal and the drain terminal of the transistor Mcm3 are connected.

トランジスタMcm4は、NMOSであり、ソース端子が接地され、ゲート端子がトランジスタMcm3,Mcm5のゲート端子に接続され、ドレイン端子が電流源Ib12bと、増幅器A1の負入力端子と、抵抗R12の一端と、容量C12の一端と、に接続さている。   The transistor Mcm4 is an NMOS, the source terminal is grounded, the gate terminal is connected to the gate terminals of the transistors Mcm3 and Mcm5, the drain terminal is the current source Ib12b, the negative input terminal of the amplifier A1, one end of the resistor R12, The capacitor C12 is connected to one end.

トランジスタMcm5は、NMOSであり、ソース端子が接地され、ゲート端子がトランジスタMcm3,Mcm4のゲート端子に接続され、ドレイン端子がトランジスタMcm6のドレイン端子に接続されている。   The transistor Mcm5 is an NMOS, the source terminal is grounded, the gate terminal is connected to the gate terminals of the transistors Mcm3 and Mcm4, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor Mcm6.

トランジスタMcm6は、PMOSであり、ソース端子が電源線に接続され、ゲート端子がトランジスタMcm7のゲート端子に接続され、ドレイン端子がトランジスタMcm5のドレイン端子に接続されている。また、トランジスタMcm6は、ゲート端子とドレイン端子とが接続されている。   The transistor Mcm6 is a PMOS, the source terminal is connected to the power supply line, the gate terminal is connected to the gate terminal of the transistor Mcm7, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor Mcm5. In the transistor Mcm6, the gate terminal and the drain terminal are connected.

トランジスタMcm7は、PMOSであり、ソース端子が電源線に接続され、ゲート端子がトランジスタMcm6のゲート端子に接続され、ドレイン端子が容量C1の他端に接続されている。トランジスタMcm7のドレイン端子が電流バッファIB12の出力端子である。   The transistor Mcm7 is a PMOS, the source terminal is connected to the power supply line, the gate terminal is connected to the gate terminal of the transistor Mcm6, and the drain terminal is connected to the other end of the capacitor C1. The drain terminal of the transistor Mcm7 is the output terminal of the current buffer IB12.

トランジスタMcm3〜Mcm7は、カレントミラー回路を構成する。電流源Ib12bは、このカレントミラーが動作するためのバイアス電流Ib12bを供給する。   Transistors Mcm3 to Mcm7 form a current mirror circuit. The current source Ib12b supplies a bias current Ib12b for operating the current mirror.

図29を参照して説明した通り、容量C12の他端から電流バッファIB12に流れ込む電流は、トランジスタMB12aのソース端子に入力され、トランジスタMB12aのドレイン端子から出力される。トランジスタMB12aのドレイン端子から出力された電流は、トランジスタMcm3のドレイン端子からカレントミラー回路に入力され、トランジスタMcm4,Mcm5で複製される。   As described with reference to FIG. 29, the current flowing into the current buffer IB12 from the other end of the capacitor C12 is input to the source terminal of the transistor MB12a and output from the drain terminal of the transistor MB12a. The current output from the drain terminal of the transistor MB12a is input to the current mirror circuit from the drain terminal of the transistor Mcm3 and is duplicated by the transistors Mcm4 and Mcm5.

また、トランジスタMcm5で複製された電流は、トランジスタMcm6,Mcm7で折り返され(極性を反転され)、トランジスタMcm7のドレイン端子から出力される。ここで、一例として、トランジスタMcm3〜Mcm5のサイズが等しく、トランジスタMcm7のサイズがトランジスタMcm6のサイズの2倍とすると、容量C12の他端から電流バッファIB12に流れ込む電流と同じ大きさの電流が、トランジスタMcm4から引かれ、抵抗R12には、容量C12に流れる電流の2倍の電流が流れる。   Further, the current replicated by the transistor Mcm5 is folded (inverted polarity) by the transistors Mcm6 and Mcm7, and is output from the drain terminal of the transistor Mcm7. Here, as an example, if the sizes of the transistors Mcm3 to Mcm5 are equal and the size of the transistor Mcm7 is twice the size of the transistor Mcm6, a current having the same magnitude as the current flowing into the current buffer IB12 from the other end of the capacitor C12 is A current twice as large as the current flowing through the capacitor C12 flows through the resistor R12 drawn from the transistor Mcm4.

一方、容量C12の他端から電流バッファIB12に流れ込む電流の2倍の電流が、トランジスタMcm7から抵抗R12の一端に供給され、抵抗R12の他端から供給される電流(容量C12に流れる電流の2倍の電流)を相殺する。これにより、抵抗R12の一端の電圧は、Isignal×R1b×(1+2sC12R12)となる。よって、第10実施形態に比べ、容量値C12を半減することができる。すなわち、第10実施形態の半分の容量値C12で、第10実施形態と同様の時定数を実現することができる。   On the other hand, a current twice as large as the current flowing into the current buffer IB12 from the other end of the capacitor C12 is supplied from the transistor Mcm7 to one end of the resistor R12 and supplied from the other end of the resistor R12 (2 of the current flowing through the capacitor C12). Times the current). As a result, the voltage at one end of the resistor R12 becomes Isignal × R1b × (1 + 2sC12R12). Therefore, the capacitance value C12 can be halved compared to the tenth embodiment. That is, a time constant similar to that of the tenth embodiment can be realized with a capacitance value C12 that is half that of the tenth embodiment.

なお、以上では、トランジスタMcm3〜Mcm5のサイズが等しく、トランジスタMcm7のサイズがトランジスタMcm6のサイズの2倍の場合を例に説明したが、本実施形態において、各トランジスタのサイズはこれに限られない。例えば、トランジスタMcm4のチャネル幅を、トランジスタMcm3のチャネル幅のk倍とし、トランジスタMcm7のチャネル幅を、トランジスタMcm6のチャネル幅の(1+k)倍とすることにより、容量値C12を、第10実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。   In the above description, the case where the sizes of the transistors Mcm3 to Mcm5 are equal and the size of the transistor Mcm7 is twice the size of the transistor Mcm6 has been described as an example. However, in the present embodiment, the size of each transistor is not limited thereto. . For example, the channel width of the transistor Mcm4 is k times the channel width of the transistor Mcm3, and the channel width of the transistor Mcm7 is (1 + k) times the channel width of the transistor Mcm6. 1 / (1 + k) times.

また、本実施形態において、容量C1は、一端がカレントミラー回路の出力端子であるトランジスタMcm2のドレイン端子に接続され、他端がカレントミラー回路の入力端子であるトランジスタMcm1のドレイン端子に接続されている。また、電流源Idcmが、カレントミラー回路を動作させるためのバイアス電流Idcmを供給している。   In the present embodiment, the capacitor C1 has one end connected to the drain terminal of the transistor Mcm2 that is the output terminal of the current mirror circuit, and the other end connected to the drain terminal of the transistor Mcm1 that is the input terminal of the current mirror circuit. Yes. The current source Idcm supplies a bias current Idcm for operating the current mirror circuit.

このような構成により、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、トランジスタM1には、抵抗R1に流れる電流と、容量C1に流れる電流と、の和であるIsignal×R1b×(1+2sC12R12)(1+2sC1R1)/R1の電流が流れ、ドレイン端子より出力電流Ioutとして出力される。よって、第10実施形態に比べ、容量値C1を半減することができる。すなわち、第10実施形態の半分の容量値C1で、第10実施形態と同様の時定数を実現することができる。   With such a configuration, if the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the transistor M1 has a signal Isignal × R1b × (1 + 2sC12R12) (1 + 2sC1R1) which is the sum of the current flowing through the resistor R1 and the current flowing through the capacitor C1. / R1 current flows and is output as an output current Iout from the drain terminal. Therefore, the capacitance value C1 can be halved compared to the tenth embodiment. That is, a time constant similar to that of the tenth embodiment can be realized with a capacitance value C1 that is half that of the tenth embodiment.

なお、以上では、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズはことなってもよい。例えば、トランジスタMcm2のチャネル幅を、トランジスタMcm1のチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C1を、第10実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。   In the above description, the case where the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 may be different. For example, by setting the channel width of the transistor Mcm2 to be k times the channel width of the transistor Mcm1, the capacitance value C1 can be 1 / (1 + k) times that of the tenth embodiment.

また、図38では、容量C1の他端をカレントミラー回路に接続したが、容量C1を分割し、その一部だけをカレントミラー回路に接続した構成も可能である。   In FIG. 38, the other end of the capacitor C1 is connected to the current mirror circuit. However, a configuration in which the capacitor C1 is divided and only a part thereof is connected to the current mirror circuit is also possible.

さらに、図39に示すように、カレントミラー回路に電流源Idcm2を追加して、トランジスタM1に流れるバイアス電流を大きくしてもよい。   Furthermore, as shown in FIG. 39, a current source Idcm2 may be added to the current mirror circuit to increase the bias current flowing through the transistor M1.

(第19実施形態)
第19実施形態に係る波形整形フィルタについて、図40〜図42を参照して説明する。図40は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図40に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1,Mcm2と、低入力インピーダンス回路Zと、を備える。他の構成は、図28と同様である。また、電流バッファIB12の構成は、図39と同様である。さらに、トランジスタMcm1,Mcm2で構成されるカレントミラー回路及び低入力インピーダンス回路Zの構成は、図23と同様である。
(Nineteenth embodiment)
A waveform shaping filter according to the nineteenth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 40 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 40, the waveform shaping filter according to this embodiment includes transistors Mcm1 and Mcm2 and a low input impedance circuit Z. Other configurations are the same as those in FIG. The configuration of the current buffer IB12 is the same as that in FIG. Further, the configuration of the current mirror circuit constituted by the transistors Mcm1 and Mcm2 and the low input impedance circuit Z is the same as that in FIG.

このような構成により、トランジスタM1には、抵抗R1に流れる電流と、容量C1に流れる電流と、の和であるIsignal×R1b×(1+2sC12R12)(1+sC1R1)/R1の電流が流れる。低入力インピーダンス回路Zには、カレントミラー回路によりトランジスタM1に流れる電流を複製した電流と、容量C1に流れる電流Isignal×R1b×(1+2sC12R12)×sC1R1/R1と、の和であるIsignal×R1b×(1+2sC12R12)(1+2sC1R1)/R1の電流が流れる。よって、第10実施形態に比べ、容量値C1,C12を半減することができる。すなわち、第10実施形態の半分の容量値C1,C12で、第10実施形態と同様の時定数を実現することができる。   With such a configuration, a current of Isignal × R1b × (1 + 2sC12R12) (1 + sC1R1) / R1 that is the sum of the current flowing through the resistor R1 and the current flowing through the capacitor C1 flows through the transistor M1. The low input impedance circuit Z has a signal Isignal × R1b × (the sum of a current copied from the transistor M1 by the current mirror circuit and a current Isignal × R1b × (1 + 2sC12R12) × sC1R1 / R1 flowing in the capacitor C1. The current of 1 + 2sC12R12) (1 + 2sC1R1) / R1 flows. Therefore, the capacitance values C1 and C12 can be halved compared to the tenth embodiment. That is, a time constant similar to that of the tenth embodiment can be realized with the capacitance values C1 and C12 that are half of those of the tenth embodiment.

なお、図40では、容量C12に流れる電流の2倍の電流の相殺を、トランジスタM1のソース端子で行っていたが、トランジスタM1のドレイン端子で行ってもよい。これは、図41に示すように、電流バッファIB21の出力端子であるトランジスタMcm7のドレイン端子を、トランジスタM1のソース端子に接続することにより可能である。   In FIG. 40, the current that is twice the current flowing through the capacitor C12 is canceled at the source terminal of the transistor M1, but it may be performed at the drain terminal of the transistor M1. This can be achieved by connecting the drain terminal of the transistor Mcm7, which is the output terminal of the current buffer IB21, to the source terminal of the transistor M1, as shown in FIG.

また、トランジスタMcm5のサイズをトランジスタMcm3のサイズの2倍とし、容量C12に流れる電流の2倍の電流の相殺を、低入力インピーダンス回路Zの入力端子で行ってもよい。これは、図42に示すように、電流バッファIB12からトランジスタMcm6,Mcm7を除き、トランジスタMcm6のドレイン端子を電流バッファIB12の出力端子として、低入力インピーダンス回路Zの入力端子に接続することにより可能である。   Alternatively, the size of the transistor Mcm5 may be twice the size of the transistor Mcm3, and the current that is twice the current flowing through the capacitor C12 may be canceled at the input terminal of the low input impedance circuit Z. This is possible by removing the transistors Mcm6 and Mcm7 from the current buffer IB12 and connecting the drain terminal of the transistor Mcm6 as the output terminal of the current buffer IB12 to the input terminal of the low input impedance circuit Z as shown in FIG. is there.

さらに、本実施形態において、電流バッファIB12は、電流源Ib12a,Ib12dの少なくとも一方を備えなくてもよいし、図29と同様の構成であってもよい。   Furthermore, in the present embodiment, the current buffer IB12 may not include at least one of the current sources Ib12a and Ib12d, or may have a configuration similar to that in FIG.

(第20実施形態)
第20実施形態に係る波形整形フィルタについて、図43を参照して説明する。図43は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図43に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcm1,Idcm2と、を備える。他の構成は、図30と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2及び電流源Idcm1,Idcm2で構成されるカレントミラー回路の構成と、電圧バッファVB11の構成と、は図37と同様である。
(20th embodiment)
A waveform shaping filter according to the twentieth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 43 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 43, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes transistors Mcm1 and Mcm2 and current sources Idcm1 and Idcm2. Other configurations are the same as those in FIG. In addition, the configuration of the current mirror circuit including the transistors Mcm1 and Mcm2 and the current sources Idcm1 and Idcm2 and the configuration of the voltage buffer VB11 are the same as those in FIG.

図43において、容量C1は、一端がカレントミラー回路の出力端子であるトランジスタMcm2のドレイン端子に接続され、他端がカレントミラー回路の入力端子であるトランジスタMcm1のドレイン端子に接続されている。電流源Idcm1は、カレントミラー回路を動作させるためのバイアス電流Idcm1を供給している。電流源Idcm2は、トランジスタMcm2に流れるバイアス電流の一部又は全部をキャンセルし、抵抗R11に流れるバイアス電流を小さくして、抵抗R11にかかる直流電圧を小さくしている。   In FIG. 43, one end of the capacitor C1 is connected to the drain terminal of the transistor Mcm2 that is the output terminal of the current mirror circuit, and the other end is connected to the drain terminal of the transistor Mcm1 that is the input terminal of the current mirror circuit. The current source Idcm1 supplies a bias current Idcm1 for operating the current mirror circuit. The current source Idcm2 cancels part or all of the bias current flowing through the transistor Mcm2, reduces the bias current flowing through the resistor R11, and reduces the DC voltage applied to the resistor R11.

このような構成により、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、抵抗R11に流れる電流は、抵抗R1に流れる電流と、容量C1に流れる電流と、容量C1に流れる電流をカレントミラー回路で複製した電流と、の和となる。例えば、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、抵抗R11に流れる電流は、Isignal×(1+2sC1R1)となる。したがって、第11実施形態に比べ、容量値C1を半減することができる。すなわち、第11実施形態の半分の容量値C1で、第11実施形態と同様の時定数を実現することができる。   With this configuration, if the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the current flowing through the resistor R11 is a current mirror circuit that replicates the current flowing through the resistor R1, the current flowing through the capacitor C1, and the current flowing through the capacitor C1. It is the sum of the current. For example, if the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the current flowing through the resistor R11 is Isignal × (1 + 2sC1R1). Therefore, the capacitance value C1 can be halved compared to the eleventh embodiment. That is, a time constant similar to that of the eleventh embodiment can be realized with a capacitance value C1 that is half that of the eleventh embodiment.

なお、以上では、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズは異なってもよい。例えば、トランジスタMcm2のチャネル幅を、トランジスタMcm1のチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C1を、第11実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。   In the above, the case where the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 may be different. For example, by setting the channel width of the transistor Mcm2 to be k times the channel width of the transistor Mcm1, the capacitance value C1 can be 1 / (1 + k) times that of the eleventh embodiment.

また、図43では、容量C1の他端をカレントミラー回路に接続したが、容量C1を分割し、その一部だけをカレントミラー回路に接続した構成も可能である。   In FIG. 43, the other end of the capacitor C1 is connected to the current mirror circuit, but a configuration in which the capacitor C1 is divided and only a part thereof is connected to the current mirror circuit is also possible.

また、図43において、トランジスタMB11cのゲート端子は、トランジスタMB11bのゲート端子に接続され、トランジスタMB11b,MB11cのソース端子は接地されている。したがって、トランジスタMB11cのゲート・ソース間電圧と、トランジスタMB11bのゲート・ソース間電圧は等しい。   In FIG. 43, the gate terminal of the transistor MB11c is connected to the gate terminal of the transistor MB11b, and the source terminals of the transistors MB11b and MB11c are grounded. Therefore, the gate-source voltage of the transistor MB11c is equal to the gate-source voltage of the transistor MB11b.

ここで、例えば、トランジスタMB11cのサイズをトランジスタMB11bのサイズと等しくすると、トランジスタMB11cには、トランジスタMB11bに流れる電流を複製した電流が流れ、この電流が容量C11の一端に流れ込む電流に加算される。その結果、容量C11の一端に流れ込む電流の2倍の電流が、トランジスタM1に流れることになる。したがって、第11実施形態に比べ、容量値C11を半減することができる。すなわち、第11実施形態の半分の容量値C11で、第11実施形態と同様の時定数を実現することができる。   Here, for example, when the size of the transistor MB11c is made equal to the size of the transistor MB11b, a current that duplicates the current flowing through the transistor MB11b flows through the transistor MB11c, and this current is added to the current flowing into one end of the capacitor C11. As a result, a current twice as large as the current flowing into one end of the capacitor C11 flows through the transistor M1. Therefore, the capacitance value C11 can be halved compared to the eleventh embodiment. That is, a time constant similar to that of the eleventh embodiment can be realized with a capacitance value C11 that is half that of the eleventh embodiment.

なお、以上では、トランジスタMB11b,MB11cのサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、トランジスタMB11b,MB11cのサイズは異なってもよい。例えば、トランジスタMB11cのチャネル幅を、トランジスタMB11cのチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C11を、第11実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。   In the above, the case where the sizes of the transistors MB11b and MB11c are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors MB11b and MB11c may be different. For example, by setting the channel width of the transistor MB11c to k times the channel width of the transistor MB11c, the capacitance value C11 can be 1 / (1 + k) times that of the eleventh embodiment.

また、本実施形態では、電流源Ib11dにより、トランジスタMB11cに流れるバイアス電流の全部又は一部が供給される。これにより、トランジスタM1に流れるバイアス電流の設計自由度を向上させることができる。   In the present embodiment, all or part of the bias current flowing through the transistor MB11c is supplied by the current source Ib11d. Thereby, the design freedom of the bias current flowing through the transistor M1 can be improved.

(第21実施形態)
第21実施形態に係る波形整形フィルタについて、図44を参照して説明する。図44は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図44に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcm1,Idcm2と、を備える。他の構成は、図31と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2及び電流源Idcm1,Idcm2で構成されるカレントミラー回路の構成と、電圧バッファVB11の構成と、は図37と同様である。
(21st Embodiment)
A waveform shaping filter according to the twenty-first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 44 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 44, the waveform shaping filter according to this embodiment includes transistors Mcm1 and Mcm2 and current sources Idcm1 and Idcm2. Other configurations are the same as those in FIG. In addition, the configuration of the current mirror circuit including the transistors Mcm1 and Mcm2 and the current sources Idcm1 and Idcm2 and the configuration of the voltage buffer VB11 are the same as those in FIG.

図44において、容量C2は、一端がカレントミラー回路の出力端子であるトランジスタMcm2のドレイン端子に接続され、他端がカレントミラー回路の入力端子であるトランジスタMcm1のドレイン端子に接続されている。電流源Idcm1は、カレントミラー回路を動作させるためのバイアス電流Idcm1を供給している。電流源Idcm2は、トランジスタMcm2に流れるバイアス電流の一部又は全部をキャンセルし、抵抗R11に流れるバイアス電流を小さくし、抵抗R11にかかる直流電圧を小さくしている。   In FIG. 44, one end of the capacitor C2 is connected to the drain terminal of the transistor Mcm2 that is the output terminal of the current mirror circuit, and the other end is connected to the drain terminal of the transistor Mcm1 that is the input terminal of the current mirror circuit. The current source Idcm1 supplies a bias current Idcm1 for operating the current mirror circuit. The current source Idcm2 cancels part or all of the bias current flowing through the transistor Mcm2, reduces the bias current flowing through the resistor R11, and reduces the DC voltage applied to the resistor R11.

このような構成により、抵抗R11に流れる電流は、抵抗R2に流れる電流と、容量C2に流れる電流と、容量C2に流れる電流をカレントミラー回路で複製した電流と、の和となる。例えば、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、抵抗R11に流れる電流は、Isignal×(1+2sC2R2)となる。したがって、第12実施形態に比べ、容量値C2を半減することができる。すなわち、第12実施形態の半分の容量値C2で、第12実施形態と同様の時定数を実現することができる。   With such a configuration, the current flowing through the resistor R11 is the sum of the current flowing through the resistor R2, the current flowing through the capacitor C2, and the current obtained by duplicating the current flowing through the capacitor C2 by the current mirror circuit. For example, if the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the current flowing through the resistor R11 is Isignal × (1 + 2sC2R2). Therefore, the capacitance value C2 can be halved compared to the twelfth embodiment. That is, a time constant similar to that of the twelfth embodiment can be realized with a capacitance value C2 that is half that of the twelfth embodiment.

なお、以上では、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズは異なってもよい。例えば、トランジスタMcm2のチャネル幅を、トランジスタMcm1のチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C2を、第12実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。   In the above, the case where the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 may be different. For example, by setting the channel width of the transistor Mcm2 to be k times the channel width of the transistor Mcm1, the capacitance value C2 can be 1 / (1 + k) times that of the twelfth embodiment.

また、図44では、容量C2の他端をカレントミラー回路に接続したが、容量C2を分割し、その一部だけをカレントミラー回路に接続した構成も可能である。   In FIG. 44, the other end of the capacitor C2 is connected to the current mirror circuit. However, a configuration in which the capacitor C2 is divided and only a part thereof is connected to the current mirror circuit is also possible.

また、図44において、トランジスタMB11cのゲート端子は、トランジスタMB11bのゲート端子に接続され、トランジスタMB11b,MB11cのソース端子は接地されている。したがって、トランジスタMB11cのゲート・ソース間電圧と、トランジスタMB11bのゲート・ソース間電圧と、は等しい。ここで、例えば、トランジスタMB11cのサイズをトランジスタMB11bのサイズと等しくすると、トランジスタMB11cには、トランジスタMB11bに流れる電流を複製した電流が流れ、この電流が容量C11の一端に流れ込む電流に加算される。その結果、容量C11の一端に流れ込む電流の2倍の電流が、トランジスタM2に流れることになる。したがって、第12実施形態に比べ、容量値C11を半減することができる。すなわち、第12実施形態の半分の容量値C11で、第12実施形態と同様の時定数を実現することができる。   In FIG. 44, the gate terminal of the transistor MB11c is connected to the gate terminal of the transistor MB11b, and the source terminals of the transistors MB11b and MB11c are grounded. Therefore, the gate-source voltage of the transistor MB11c is equal to the gate-source voltage of the transistor MB11b. Here, for example, when the size of the transistor MB11c is made equal to the size of the transistor MB11b, a current that duplicates the current flowing through the transistor MB11b flows through the transistor MB11c, and this current is added to the current flowing into one end of the capacitor C11. As a result, a current twice as large as the current flowing into one end of the capacitor C11 flows through the transistor M2. Therefore, the capacitance value C11 can be halved compared to the twelfth embodiment. That is, a time constant similar to that of the twelfth embodiment can be realized with a capacitance value C11 that is half that of the twelfth embodiment.

なお、以上では、トランジスタMB11b,MB11cのサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、トランジスタMB11b,MB11cのサイズは異なってもよい。例えば、トランジスタMB11cのチャネル幅を、トランジスタMB11bのチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C11を、第12実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。   In the above, the case where the sizes of the transistors MB11b and MB11c are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors MB11b and MB11c may be different. For example, by setting the channel width of the transistor MB11c to k times the channel width of the transistor MB11b, the capacitance value C11 can be 1 / (1 + k) times that of the twelfth embodiment.

(第22実施形態)
第22実施形態に係る波形整形フィルタについて、図45を参照して説明する。図45は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図45に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcmと、を備える。他の構成は、図32と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2及び電流源Idcmで構成されるカレントミラー回路の構成は、図15と同様である。
(Twenty-second embodiment)
A waveform shaping filter according to the twenty-second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 45 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 45, the waveform shaping filter according to this embodiment includes transistors Mcm1 and Mcm2 and a current source Idcm. Other configurations are the same as those in FIG. The configuration of the current mirror circuit including the transistors Mcm1 and Mcm2 and the current source Idcm is the same as that in FIG.

さらに、電流バッファIB13は、トランジスタMcm3〜Mcm7と、電流源Ib13a〜Ib13dと、トランジスタMB13a,MB13bと、を備える。電流バッファIB13は、図39の電流バッファIB12と同様の構成であり、電流バッファIB13の電流源Ib13a〜Ib13d及びトランジスタMB13a,MB13bは、電流バッファIB12の電流源Ib12a〜Ib12d及びトランジスタMB12a,MB12bにそれぞれ対応する。   Further, the current buffer IB13 includes transistors Mcm3 to Mcm7, current sources Ib13a to Ib13d, and transistors MB13a and MB13b. The current buffer IB13 has the same configuration as the current buffer IB12 of FIG. 39, and the current sources Ib13a to Ib13d and the transistors MB13a and MB13b of the current buffer IB13 are respectively connected to the current sources Ib12a to Ib12d and the transistors MB12a and MB12b of the current buffer IB12. Correspond.

図45において、トランジスタMcm3のゲート端子及びドレイン端子は、トランジスタMcm4,Mcm5のゲート端子に接続されている。また、トランジスタMcm5のドレイン端子は、トランジスタMcm6のゲート端子及びドレイン端子と、トランジスタMcm7のゲート端子と、に接続されている。電流源Ib13aは、トランジスタMcm4にバイアス電流を供給する。   In FIG. 45, the gate terminal and the drain terminal of the transistor Mcm3 are connected to the gate terminals of the transistors Mcm4 and Mcm5. The drain terminal of the transistor Mcm5 is connected to the gate terminal and drain terminal of the transistor Mcm6 and the gate terminal of the transistor Mcm7. The current source Ib13a supplies a bias current to the transistor Mcm4.

図29を参照して説明した通り、容量C13の他端から電流バッファIB13に流れ込む電流は、トランジスタMB13aのソース端子に入力され、ドレイン端子から出力される。トランジスタMB13aのドレイン端子から出力された電流は、カレントミラー回路の入力端子であるトランジスタMcm3のドレイン端子からカレントミラー回路に入力され、トランジスタMcm4,Mcm5で複製される。   As described with reference to FIG. 29, the current flowing from the other end of the capacitor C13 into the current buffer IB13 is input to the source terminal of the transistor MB13a and output from the drain terminal. The current output from the drain terminal of the transistor MB13a is input to the current mirror circuit from the drain terminal of the transistor Mcm3, which is the input terminal of the current mirror circuit, and is replicated by the transistors Mcm4 and Mcm5.

また、トランジスタMcm5で複製された電流は、トランジスタMcm6,Mcm7で構成するカレントミラー回路で折り返され(極性を反転され)、トランジスタMcm7のドレイン端子から出力される。   Further, the current replicated in the transistor Mcm5 is folded (inverted in polarity) by a current mirror circuit composed of the transistors Mcm6 and Mcm7, and is output from the drain terminal of the transistor Mcm7.

ここで、一例として、トランジスタMcm3〜Mcm5のサイズが等しく、トランジスタMcm7のサイズがトランジスタMcm6のサイズの2倍とすると、容量C13の他端から電流バッファIB13に流れ込む電流と同じ大きさの電流が、トランジスタMcm4から引かれ、抵抗R13には、容量C13に流れる電流の2倍の電流が流れる。   Here, as an example, if the sizes of the transistors Mcm3 to Mcm5 are equal and the size of the transistor Mcm7 is twice the size of the transistor Mcm6, a current having the same magnitude as the current flowing into the current buffer IB13 from the other end of the capacitor C13 is A current twice as large as the current flowing through the capacitor C13 flows through the resistor R13 drawn from the transistor Mcm4.

つまり、抵抗R13には、Isignal×(1+2sC13R1)の電流が流れる。よって、トランジスタM1のソース端子電圧は、Isignal×R1+Isignal×R13×(1+2sC13R1)となる。そして、容量C1には、Isignal×sC1R1+Isignal×sC1R13×(1+2sC13R1)の電流が流れる。   That is, a current of Isignal × (1 + 2sC13R1) flows through the resistor R13. Therefore, the source terminal voltage of the transistor M1 is Isignal × R1 + Isignal × R13 × (1 + 2sC13R1). A current of Isignal × sC1R1 + Isignal × sC1R13 × (1 + 2sC13R1) flows through the capacitor C1.

一方、容量C13の他端から電流バッファIB13に流れ込む電流の2倍の電流が、トランジスタMcm7から抵抗R13の他端に供給され、抵抗R13の一端から供給される電流(容量C13に流れる電流の2倍の電流)Isignal×2sC13R1を相殺する。   On the other hand, a current twice as large as the current flowing into the current buffer IB13 from the other end of the capacitor C13 is supplied from the transistor Mcm7 to the other end of the resistor R13 and supplied from one end of the resistor R13 (2 of the current flowing through the capacitor C13). Double current) Isignal × 2sC13R1 is canceled out.

また、容量C1は、一端がカレントミラー端子の出力端子であるトランジスタMcm2のドレイン端子に接続され、他端がカレントミラー回路の入力端子であるトランジスタMcm1のドレイン端子に接続されている。電流源Idcmは、カレントミラー回路を動作させるためのバイアス電流Idcmを供給している。   The capacitor C1 has one end connected to the drain terminal of the transistor Mcm2 that is the output terminal of the current mirror terminal, and the other end connected to the drain terminal of the transistor Mcm1 that is the input terminal of the current mirror circuit. The current source Idcm supplies a bias current Idcm for operating the current mirror circuit.

このような構成により、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、トランジスタM1には、抵抗R13に流れる電流と、容量C1に流れる電流の2倍の電流と、の和から、容量C13に流れる電流の2倍の電流を引いた、Isignal×(1+2sC13R1)(1+2sC1R13)+Isignal×2sR1(C1−C13)の電流が流れ、ドレイン端子より出力電流Ioutとして出力される。   With such a configuration, if the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the transistor M1 has a current flowing through the capacitor C13 from the sum of the current flowing through the resistor R13 and the current flowing twice through the capacitor C1. The current of Isignal × (1 + 2sC13R1) (1 + 2sC1R13) + Isignal × 2sR1 (C1−C13) flows, and is output as an output current Iout from the drain terminal.

ここで、C13=C1とすることにより、Iout=Isignal×(1+2sC13R1)(1+2sC1R13)となる。したがって、本実施形態において、C13=C1とすることにより、第13実施形態に比べ、容量値C1,C13を半減することができる。すなわち、第13実施形態の半分の容量値C1,C13で、第13実施形態と同様の時定数を実現することができる。   Here, by setting C13 = C1, Iout = Isignal × (1 + 2sC13R1) (1 + 2sC1R13). Therefore, in this embodiment, by setting C13 = C1, the capacitance values C1 and C13 can be halved compared to the thirteenth embodiment. In other words, a time constant similar to that of the thirteenth embodiment can be realized with half the capacitance values C1 and C13 of the thirteenth embodiment.

(第23実施形態)
第23実施形態に係る波形整形フィルタについて、図46を参照して説明する。図46は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図46に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1,Mcm2と、低入力インピーダンス回路Zと、を備える。他の構成は、図32と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2及び低入力インピーダンス回路Zの構成は、図23と同様である。さらに、電流バッファIB13の構成は、図45と同様である。
(23rd Embodiment)
A waveform shaping filter according to the twenty-third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 46 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 46, the waveform shaping filter according to this embodiment includes transistors Mcm1 and Mcm2 and a low input impedance circuit Z. Other configurations are the same as those in FIG. The configurations of the transistors Mcm1 and Mcm2 and the low input impedance circuit Z are the same as those in FIG. Further, the configuration of the current buffer IB13 is the same as that of FIG.

図46に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、図32の波形整形フィルタの出力端子(トランジスタM1のドレイン端子)を、トランジスタMcm1,Mcm2で構成されたカレントミラー回路の入力端子(トランジスタMcm1のドレイン端子)に接続するとともに、カレントミラー回路の出力端子(トランジスタMcm2のドレイン端子)を低入力インピーダンス回路に接続する。また、容量C1の他端をカレントミラー回路の出力端子(トランジスタMcm2のドレイン端子)及び低入力インピーダンス回路Zに接続する。   As shown in FIG. 46, the waveform shaping filter according to the present embodiment uses the output terminal of the waveform shaping filter of FIG. 32 (the drain terminal of the transistor M1) as the input terminal of the current mirror circuit composed of the transistors Mcm1 and Mcm2 ( The output terminal of the current mirror circuit (the drain terminal of the transistor Mcm2) is connected to the low input impedance circuit. The other end of the capacitor C1 is connected to the output terminal of the current mirror circuit (the drain terminal of the transistor Mcm2) and the low input impedance circuit Z.

前述の通り、容量C13に流れる電流の2倍の電流であるIsignal×2sC13R1は、抵抗R13の他端で相殺されているので、トランジスタM1には、Isignal×(1+2sC13R1)(1+sC1R13)+Isignal×2sR1(C1−C13)の電流が流れる。低入力インピーダンス回路Zには、カレントミラー回路によりトランジスタM1に流れる電流を複製した電流と、容量C1に流れる電流Isignal×(1+2sC13R1)×sC1R13と、の和であるIsignal×(1+2sC13R1)(1+2sC1R13)+Isignal×2sR1(C1−C13)の電流が流れる。   As described above, Isignal × 2sC13R1, which is twice the current flowing through the capacitor C13, is canceled by the other end of the resistor R13, so that the transistor M1 has Isignal × (1 + 2sC13R1) (1 + sC1R13) + Isignal × 2sR1 ( C1-C13) current flows. In the low input impedance circuit Z, Isignal × (1 + 2sC13R1) (1 + 2sC1R13) + Isignal is a sum of a current obtained by replicating the current flowing in the transistor M1 by the current mirror circuit and a current Isignal × (1 + 2sC13R1) × sC1R13 flowing in the capacitor C1. A current of x2sR1 (C1-C13) flows.

ここで、C13=C1とすると、低入力インピーダンスに入力される電流は、Isignal×(1+2sC13R1)(1+2sC1R13)となる。したがって、本実施形態において、C13=C1とすることにより、第13実施形態に比べ、容量値C1,C13を半減することができる。すなわち、第13実施形態の半分の容量値C1,C13で、第13実施形態と同様の時定数を実現することができる。   Here, if C13 = C1, the current input to the low input impedance is Isignal × (1 + 2sC13R1) (1 + 2sC1R13). Therefore, in this embodiment, by setting C13 = C1, the capacitance values C1 and C13 can be halved compared to the thirteenth embodiment. In other words, a time constant similar to that of the thirteenth embodiment can be realized with half the capacitance values C1 and C13 of the thirteenth embodiment.

(第24実施形態)
第24実施形態に係る波形整形フィルタについて、図47を参照して説明する。図47は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図47に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1、Mcm2と、電流源Idcmと、を備える。他の構成は、図33と同様である。また、トランジスタMcm1、Mcm2及び電流源Idcmで構成されるカレントミラー回路の構成は、図15と同様である。さらに、電流バッファIB13の構成は、図45と同様である。
(24th Embodiment)
A waveform shaping filter according to the twenty-fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 47 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 47, the waveform shaping filter according to this embodiment includes transistors Mcm1 and Mcm2 and a current source Idcm. Other configurations are the same as those in FIG. The configuration of the current mirror circuit including the transistors Mcm1 and Mcm2 and the current source Idcm is the same as that in FIG. Further, the configuration of the current buffer IB13 is the same as that of FIG.

図47において、トランジスタMcm3のゲート端子及びドレイン端子は、トランジスタMcm4,Mcm5のゲート端子に接続されている。また、トランジスタMcm5のドレイン端子は、トランジスタMcm6のゲート端子及びドレイン端子と、トランジスタMcm7のゲート端子と、に接続されている。電流源Ib13aは、トランジスタMcm4にバイアス電流を供給する。   In FIG. 47, the gate terminal and the drain terminal of the transistor Mcm3 are connected to the gate terminals of the transistors Mcm4 and Mcm5. The drain terminal of the transistor Mcm5 is connected to the gate terminal and drain terminal of the transistor Mcm6 and the gate terminal of the transistor Mcm7. The current source Ib13a supplies a bias current to the transistor Mcm4.

図29を参照して説明した通り、容量C13の他端から電流バッファIB13に流れ込む電流は、トランジスタMB13aのソース端子に入力され、ドレイン端子から出力される。トランジスタMB13aのドレイン端子から出力される電流は、カレントミラー回路の入力端子(トランジスタMcm3のドレイン端子)に接続され、トランジスタMcm4,Mcm5で複製される。また、トランジスタMcm5で複製された電流は、トランジスタMcm6,Mcm7で構成されるカレントミラー回路で折り返され(極性を反転され)、トランジスタMcm7のドレイン端子から出力される。   As described with reference to FIG. 29, the current flowing from the other end of the capacitor C13 into the current buffer IB13 is input to the source terminal of the transistor MB13a and output from the drain terminal. The current output from the drain terminal of the transistor MB13a is connected to the input terminal of the current mirror circuit (the drain terminal of the transistor Mcm3) and is replicated by the transistors Mcm4 and Mcm5. The current replicated in the transistor Mcm5 is folded (inverted in polarity) by a current mirror circuit composed of the transistors Mcm6 and Mcm7, and is output from the drain terminal of the transistor Mcm7.

ここで、一例として、トランジスタMcm3〜Mcm5のサイズが等しく、トランジスタMcm7のサイズがトランジスタMcm6のサイズの2倍とすると、容量C13の他端から電流バッファIB13に流れ込む電流と同じ大きさの電流が、トランジスタMcm4から引かれ、抵抗R13には、容量C13に流れる電流の2倍の電流が流れる。つまり、抵抗R13には、Isignal×(1+2sC13R2)の電流が流れる。したがって、トランジスタM2のソース端子電圧は、Isignal×R2+Isignal×R13×(1+2sC13R2)となる。容量C2には、Isignal×sC2R2+Isignal×sC2R13×(1+2sC13R2)の電流が流れる。   Here, as an example, if the sizes of the transistors Mcm3 to Mcm5 are equal and the size of the transistor Mcm7 is twice the size of the transistor Mcm6, a current having the same magnitude as the current flowing into the current buffer IB13 from the other end of the capacitor C13 is A current twice as large as the current flowing through the capacitor C13 flows through the resistor R13 drawn from the transistor Mcm4. That is, a current of Isignal × (1 + 2sC13R2) flows through the resistor R13. Therefore, the source terminal voltage of the transistor M2 is Isignal × R2 + Isignal × R13 × (1 + 2sC13R2). A current of Isignal × sC2R2 + Isignal × sC2R13 × (1 + 2sC13R2) flows through the capacitor C2.

一方、容量C13の他端から電流バッファIB13に流れ込む電流の2倍の電流が、トランジスタMcm7から抵抗R13の他端に供給され、抵抗R13の一端から供給される電流(容量C13に流れる電流の2倍の電流)Isignal×2sC13R2を相殺する。また、容量C2は、一端がカレントミラー端子の出力端子(トランジスタMcm2のドレイン端子)に接続され、他端がカレントミラー回路の入力端子(トランジスタMcm1のドレイン端子)に接続されている。電流源Idcmは、カレントミラー回路を動作させるためのバイアス電流Idcmを供給している。   On the other hand, a current twice as large as the current flowing into the current buffer IB13 from the other end of the capacitor C13 is supplied from the transistor Mcm7 to the other end of the resistor R13 and supplied from one end of the resistor R13 (2 of the current flowing through the capacitor C13). Double current) Isignal × 2sC13R2. The capacitor C2 has one end connected to the output terminal of the current mirror terminal (the drain terminal of the transistor Mcm2) and the other end connected to the input terminal of the current mirror circuit (the drain terminal of the transistor Mcm1). The current source Idcm supplies a bias current Idcm for operating the current mirror circuit.

このような構成により、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、トランジスタM2には、抵抗R13に流れる電流と、容量C2に流れる電流の2倍の電流と、の和から、容量C13に流れる電流の2倍の電流を引いた、Isignal×(1+2sC13R2)(1+2sC2R13)+Isignal×2sR2(C2−C13)の電流が流れ、ドレイン端子より出力電流Ioutとして出力される。   With such a configuration, assuming that the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the transistor M2 has a current flowing through the capacitor C13 based on the sum of the current flowing through the resistor R13 and the current flowing twice through the capacitor C2. Current of Isignal × (1 + 2sC13R2) (1 + 2sC2R13) + Isignal × 2sR2 (C2−C13), which is a current that is twice the current, flows and is output as an output current Iout from the drain terminal.

ここで、C13=C2とすると、Iout=Isignal×(1+2sC13R2)(1+2sC2R13)となる。したがって、本実施形態において、C13=C2とすることにより、第14実施形態に比べ、容量値C2,C13を半減することができる。すなわち、第14実施形態の半分の容量値C2,C13で、第14実施形態と同様の時定数を実現することができる。   Here, when C13 = C2, Iout = Isignal × (1 + 2sC13R2) (1 + 2sC2R13). Therefore, in this embodiment, by setting C13 = C2, the capacitance values C2 and C13 can be halved compared to the fourteenth embodiment. That is, a time constant similar to that of the fourteenth embodiment can be realized with half the capacitance values C2 and C13 of the fourteenth embodiment.

(第25実施形態)
第25実施形態に係る波形整形フィルタについて、図48を参照して説明する。図48は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図48に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、低入力インピーダンス回路Zを備える。他の構成は、図33と同様である。また、電流バッファIB13の構成は、図45と同様である。
(25th Embodiment)
A waveform shaping filter according to the twenty-fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 48 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 48, the waveform shaping filter according to this embodiment includes a low input impedance circuit Z. Other configurations are the same as those in FIG. The configuration of the current buffer IB13 is the same as that in FIG.

図48に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、図33の波形整形フィルタの出力端子であるトランジスタM3のドレイン端子を、低入力インピーダンス回路の入力端子に接続する。また、容量C2の他端を低入力インピーダンス回路に接続する。   As shown in FIG. 48, the waveform shaping filter according to this embodiment connects the drain terminal of the transistor M3, which is the output terminal of the waveform shaping filter of FIG. 33, to the input terminal of the low input impedance circuit. The other end of the capacitor C2 is connected to the low input impedance circuit.

本実施形態では、前述の通り、容量C13に流れる電流の2倍の電流であるIsignal×2sC13R2が、抵抗R13の他端で相殺されているので、トランジスタM2には、Isignal×(1+2sC13R2)(1+sC2R13)+Isignal×2sR2(C2−C13)の電流が流れる。低入力インピーダンス回路Zには、トランジスタM3に流れる電流と、容量C2に流れる電流Isignal×(1+2sC13R2)×sC2R13と、の和であるIsignal×(1+2sC13R2)(1+2sC2R13)+Isignal×2sR2(C2−C13)の電流が流れる。   In the present embodiment, as described above, Isignal × 2sC13R2, which is twice the current flowing through the capacitor C13, is canceled out by the other end of the resistor R13, so that the transistor M2 has Isignal × (1 + 2sC13R2) (1 + sC2R13 ) + Isignal × 2sR2 (C2-C13) flows. The low input impedance circuit Z has a sum of Isignal × (1 + 2sC13R2) (1 + 2sC2R13) + Isignal × 2sR2 (C2−C13) which is the sum of the current flowing through the transistor M3 and the current Isignal × (1 + 2sC13R2) × sC2R13 flowing through the capacitor C2. Current flows.

ここで、C13=C2とすると、低入力インピーダンス回路Zに入力される電流は、Isignal×(1+2sC13R2)(1+2sC2R13)となる。したがって、本実施形態において、C13=C2とすることにより、第14実施形態に比べ、容量値C2,C13を半減することができる。すなわち、第14実施形態の半分の容量値C2,C13で、第14実施形態と同様の時定数を実現することができる。   Here, if C13 = C2, the current input to the low input impedance circuit Z is Isignal × (1 + 2sC13R2) (1 + 2sC2R13). Therefore, in this embodiment, by setting C13 = C2, the capacitance values C2 and C13 can be halved compared to the fourteenth embodiment. That is, a time constant similar to that of the fourteenth embodiment can be realized with half the capacitance values C2 and C13 of the fourteenth embodiment.

(第26実施形態)
第26実施形態に係る波形整形フィルタについて、図49を参照して説明する。図49は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図49に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcm1,Idcm2と、を備える。他の構成は、図34と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2及び電流源Idcm1,Idcm2で構成されるカレントミラー回路及び電圧バッファVB11の構成は、図37と同様である。
(26th Embodiment)
A waveform shaping filter according to the twenty-sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 49 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 49, the waveform shaping filter according to this embodiment includes transistors Mcm1 and Mcm2 and current sources Idcm1 and Idcm2. Other configurations are the same as those in FIG. The configuration of the current mirror circuit and voltage buffer VB11 configured by the transistors Mcm1, Mcm2 and current sources Idcm1, Idcm2 is the same as that of FIG.

図49において、トランジスタMB11cのゲート端子は、トランジスタMB11bのゲート端子に接続され、トランジスタMB11b,MB11cのソース端子は、接地されている。したがって、トランジスタMB11cのゲート・ソース間電圧と、トランジスタMB11bのゲート・ソース間電圧と、は等しい。   In FIG. 49, the gate terminal of the transistor MB11c is connected to the gate terminal of the transistor MB11b, and the source terminals of the transistors MB11b and MB11c are grounded. Therefore, the gate-source voltage of the transistor MB11c is equal to the gate-source voltage of the transistor MB11b.

ここで、例えば、トランジスタMB11cのサイズを、トランジスタMB11bのサイズと等しくすると、トランジスタMB11cには、トランジスタMB11bに流れる電流を複製した電流が流れ、この電流が容量C11の一端に流れ込む電流に加算される。その結果、容量C11の一端に流れ込む電流の2倍の電流が、抵抗R1に流れることになる。よって、抵抗R1には、Isignal×(1+2sC11R11)の電流が流れる。   Here, for example, when the size of the transistor MB11c is made equal to the size of the transistor MB11b, a current that replicates the current flowing through the transistor MB11b flows through the transistor MB11c, and this current is added to the current flowing into one end of the capacitor C11. . As a result, a current twice as large as the current flowing into one end of the capacitor C11 flows through the resistor R1. Therefore, a current of Isignal × (1 + 2sC11R11) flows through the resistor R1.

一方、図49において、容量C1は、一端がカレントミラー回路の出力端子(トランジスタMcm2のドレイン端子)に接続され、他端がカレントミラー回路の入力端子(トランジスタMcm1のドレイン端子)に接続されている。電流源Idcm1は、カレントミラー回路を動作させるためのバイアス電流Idcm1を供給している。電流源Idcm2は、トランジスタMcm2に流れるバイアス電流の一部又は全部をキャンセルし、トランジスタM1に流れるバイアス電流を調整している。   On the other hand, in FIG. 49, one end of the capacitor C1 is connected to the output terminal of the current mirror circuit (the drain terminal of the transistor Mcm2), and the other end is connected to the input terminal of the current mirror circuit (the drain terminal of the transistor Mcm1). . The current source Idcm1 supplies a bias current Idcm1 for operating the current mirror circuit. The current source Idcm2 cancels part or all of the bias current flowing through the transistor Mcm2, and adjusts the bias current flowing through the transistor M1.

このような構成により、トランジスタM1に流れる電流は、抵抗R1に流れる電流と、容量C1に流れる電流と、容量C1に流れる電流をカレントミラー回路で複製した電流と、の和となる。例えば、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、トランジスタM1に流れる電流は、Isignal×(1+2sC11R11)(1+2sC1R1)となり、ドレイン端子より出力電流Ioutとして出力される。したがって、第15実施形態に比べ、容量値C1,C11を半減することができる。すなわち、第15実施形態の半分の容量値C1,C11で、第15実施形態と同様の時定数を実現することができる。   With such a configuration, the current flowing through the transistor M1 is the sum of the current flowing through the resistor R1, the current flowing through the capacitor C1, and the current copied from the current flowing through the capacitor C1 by the current mirror circuit. For example, if the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the current flowing through the transistor M1 is Isignal × (1 + 2sC11R11) (1 + 2sC1R1), and is output as an output current Iout from the drain terminal. Therefore, the capacitance values C1 and C11 can be halved compared to the fifteenth embodiment. That is, a time constant similar to that of the fifteenth embodiment can be realized with the capacitance values C1 and C11 that are half of those of the fifteenth embodiment.

なお、以上では、トランジスタMB11b,MB11cのサイズが等しく、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、各トランジスタのサイズは異なってもよい。例えば、トランジスタMB11cのチャネル幅を、トランジスタMB11bのチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C11を、第15実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。トランジスタMcm2のチャネル幅を、トランジスタMcm1のチャネル幅のm倍とすることにより、容量値C1を、第15実施形態に比べて1/(1+m)倍にすることができる。   In the above description, the case where the sizes of the transistors MB11b and MB11c are equal and the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors may be different. For example, by setting the channel width of the transistor MB11c to k times the channel width of the transistor MB11b, the capacitance value C11 can be 1 / (1 + k) times that of the fifteenth embodiment. By setting the channel width of the transistor Mcm2 to m times the channel width of the transistor Mcm1, the capacitance value C1 can be 1 / (1 + m) times that of the fifteenth embodiment.

また、図49では、容量C1の他端をカレントミラー回路に接続したが、容量C1を分割し、その一部だけをカレントミラー回路に接続した構成も可能である。さらに、電圧バッファVB11が電流源Ib11dを備えない構成も可能である。   In FIG. 49, the other end of the capacitor C1 is connected to the current mirror circuit. However, a configuration in which the capacitor C1 is divided and only a part thereof is connected to the current mirror circuit is also possible. Further, a configuration in which the voltage buffer VB11 does not include the current source Ib11d is possible.

(第27実施形態)
第27実施形態に係る波形整形フィルタについて、図50を参照して説明する。図50は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図50に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1,Mcm2と、低入力インピーダンス回路Zと、を備える。他の構成は、図34と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2で構成されるカレントミラー回路及び低入力インピーダンス回路Zの構成は、図23と同様である。さらに、電圧バッファVB11の構成は、図37と同様である。
(27th Embodiment)
A waveform shaping filter according to the twenty-seventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 50 is a diagram illustrating the waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 50, the waveform shaping filter according to this embodiment includes transistors Mcm1 and Mcm2 and a low input impedance circuit Z. Other configurations are the same as those in FIG. Further, the configuration of the current mirror circuit constituted by the transistors Mcm1 and Mcm2 and the low input impedance circuit Z are the same as those in FIG. Further, the configuration of the voltage buffer VB11 is the same as that of FIG.

図50に示すように、トランジスタM1のドレイン端子は、トランジスタMcm1、Mcm2で構成されるカレントミラー回路の入力端子(トランジスタMcm1のドレイン端子)に接続されている。また、カレントミラー回路の出力端子(トランジスタMcm2のドレイン端子)は、低入力インピーダンス回路Zに接続されている。さらに、容量C1は、他端がカレントミラー回路の出力端子(トランジスタMcm2のドレイン端子)及び低入力インピーダンス回路Zに接続されている。   As shown in FIG. 50, the drain terminal of the transistor M1 is connected to the input terminal of the current mirror circuit composed of the transistors Mcm1 and Mcm2 (the drain terminal of the transistor Mcm1). The output terminal of the current mirror circuit (the drain terminal of the transistor Mcm2) is connected to the low input impedance circuit Z. The other end of the capacitor C1 is connected to the output terminal of the current mirror circuit (the drain terminal of the transistor Mcm2) and the low input impedance circuit Z.

図49を参照して説明した通り、トランジスタMB11cのサイズをトランジスタMB11bのサイズと等しくすると、抵抗R1には、Isignal×(1+2sC11R11)の電流が流れる。よって、トランジスタM1のソース端子電圧は、Isignal×R1×(1+2sC11R11)となり、この電圧が容量C1の一端に印加される。   As described with reference to FIG. 49, when the size of the transistor MB11c is equal to the size of the transistor MB11b, a current of Isignal × (1 + 2sC11R11) flows through the resistor R1. Therefore, the source terminal voltage of the transistor M1 is Isignal × R1 × (1 + 2sC11R11), and this voltage is applied to one end of the capacitor C1.

容量C1の一端からトランジスタM1に流れ込む電流は、Isignal×sC1R1×(1+2sC11R11)となる。よって、トランジスタM1には、抵抗R1に流れる電流と、容量C1に流れる電流と、の和であるIsignal×(1+2sC11R11)(1+sC1R1)の電流が流れ、ドレイン端子より出力される。この電流は、トランジスタMcm1,Mcm2で構成されるカレントミラー回路で複製される。そして、複製された電流と、容量C1の他端から流れ出る電流Isignal×sC1R1×(1+2sC11R11)と、の和であるIsignal×(1+2sC11R11)(1+2sC1R1)の電流が、低入力インピーダンス回路Zに流れることになる。   The current flowing from one end of the capacitor C1 into the transistor M1 is Isignal × sC1R1 × (1 + 2sC11R11). Therefore, a current of Isignal × (1 + 2sC11R11) (1 + sC1R1) that is the sum of the current flowing through the resistor R1 and the current flowing through the capacitor C1 flows through the transistor M1, and is output from the drain terminal. This current is replicated by a current mirror circuit composed of transistors Mcm1 and Mcm2. Then, a current of Isignal × (1 + 2sC11R11) (1 + 2sC1R1), which is the sum of the copied current and the current Isignal × sC1R1 × (1 + 2sC11R11) flowing out from the other end of the capacitor C1, flows to the low input impedance circuit Z. Become.

したがって、第15実施形態に比べ、容量値C1,C11を半減することができる。すなわち、第15実施形態の半分の容量値C1,C11で、第15実施形態と同様の時定数を実現することができる。   Therefore, the capacitance values C1 and C11 can be halved compared to the fifteenth embodiment. That is, a time constant similar to that of the fifteenth embodiment can be realized with the capacitance values C1 and C11 that are half of those of the fifteenth embodiment.

なお、以上では、トランジスタMB11b,MB11cのサイズが等しく、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、各トランジスタのサイズは異なってもよい。例えば、トランジスタMB11cのチャネル幅を、トランジスタMB11bのチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C11を、第15実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。トランジスタMcm2のチャネル幅を、トランジスタMcm1のチャネル幅のm倍とすることにより、容量値C1を、第15実施形態に比べて1/(1+m)倍にすることができる。   In the above description, the case where the sizes of the transistors MB11b and MB11c are equal and the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors may be different. For example, by setting the channel width of the transistor MB11c to k times the channel width of the transistor MB11b, the capacitance value C11 can be 1 / (1 + k) times that of the fifteenth embodiment. By setting the channel width of the transistor Mcm2 to m times the channel width of the transistor Mcm1, the capacitance value C1 can be 1 / (1 + m) times that of the fifteenth embodiment.

また、図50では、容量C1の他端をカレントミラー回路に接続したが、容量C1を分割し、その一部だけをカレントミラー回路に接続した構成も可能である。さらに、電圧バッファVB11が電流源Ib73を備えない構成も可能である。   In FIG. 50, the other end of the capacitor C1 is connected to the current mirror circuit. However, a configuration in which the capacitor C1 is divided and only a part thereof is connected to the current mirror circuit is also possible. Furthermore, a configuration in which the voltage buffer VB11 does not include the current source Ib73 is also possible.

(第28実施形態)
第28実施形態に係る波形整形フィルタについて、図51を参照して説明する。図51は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図51に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、トランジスタMcm1,Mcm2と、電流源Idcm1,Idcm2と、を備える。他の構成は、図35と同様である。また、トランジスタMcm1,Mcm2及び電流源Idcm1,Idcm2で構成されるカレントミラー回路及び電圧バッファVB11の構成は、図37と同様である。
(Twenty-eighth embodiment)
A waveform shaping filter according to the twenty-eighth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 51 is a diagram showing a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 51, the waveform shaping filter according to this embodiment includes transistors Mcm1 and Mcm2 and current sources Idcm1 and Idcm2. Other configurations are the same as those in FIG. The configuration of the current mirror circuit and voltage buffer VB11 configured by the transistors Mcm1, Mcm2 and current sources Idcm1, Idcm2 is the same as that of FIG.

図51において、トランジスタMB11cのゲート端子は、トランジスタMB11bのゲート端子に接続されている。また、トランジスタMB11b,MB11cのソース端子は、接地されている。したがって、トランジスタMB11cのゲート・ソース間電圧と、トランジスタMB11bのゲート・ソース間電圧と、は等しい。   In FIG. 51, the gate terminal of the transistor MB11c is connected to the gate terminal of the transistor MB11b. The source terminals of the transistors MB11b and MB11c are grounded. Therefore, the gate-source voltage of the transistor MB11c is equal to the gate-source voltage of the transistor MB11b.

例えば、トランジスタMB11cのサイズをトランジスタMB11bと等しくすると、トランジスタMB11cには、トランジスタMB11bに流れる電流を複製した電流が流れ、この電流が容量C11の一端に流れ込む電流に加算される。その結果、容量C11の一端に流れ込む電流の2倍の電流が、抵抗R2に流れることになる。よって、抵抗R2には、Isignal×(1+2sC11R11)の電流が流れる。   For example, when the size of the transistor MB11c is made equal to that of the transistor MB11b, a current that duplicates the current flowing through the transistor MB11b flows through the transistor MB11c, and this current is added to the current flowing into one end of the capacitor C11. As a result, a current twice as large as that flowing into one end of the capacitor C11 flows through the resistor R2. Therefore, a current of Isignal × (1 + 2sC11R11) flows through the resistor R2.

一方、図51において、容量C2は、一端がカレントミラー回路の出力端子(トランジスタMcm2のドレイン端子)に接続され、他端がカレントミラー回路の入力端子(トランジスタMcm1のドレイン端子)に接続されている。電流源Idcm1は、カレントミラー回路を動作させるためのバイアス電流Idcm1を供給している。電流源Idcm2は、トランジスタMcm2に流れるバイアス電流の一部又は全部をキャンセルし、トランジスタM2に流れるバイアス電流を調整している。   On the other hand, in FIG. 51, the capacitor C2 has one end connected to the output terminal of the current mirror circuit (the drain terminal of the transistor Mcm2) and the other end connected to the input terminal of the current mirror circuit (the drain terminal of the transistor Mcm1). . The current source Idcm1 supplies a bias current Idcm1 for operating the current mirror circuit. The current source Idcm2 cancels part or all of the bias current flowing through the transistor Mcm2, and adjusts the bias current flowing through the transistor M2.

このような構成により、トランジスタM2に流れる電流は、抵抗R2に流れる電流と、容量C2に流れる電流と、容量C2に流れる電流をカレントミラー回路で複製した電流と、の和となる。例えば、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しいとすると、トランジスタM2に流れる電流は、Isignal×(1+2sC11R11)(1+2sC2R2)となる。トランジスタM2に流れる電流は、トランジスタM3で複製され、ドレイン端子より出力電流Ioutとして出力される。   With such a configuration, the current flowing through the transistor M2 is the sum of the current flowing through the resistor R2, the current flowing through the capacitor C2, and the current obtained by duplicating the current flowing through the capacitor C2 by the current mirror circuit. For example, if the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal, the current flowing through the transistor M2 is Isignal × (1 + 2sC11R11) (1 + 2sC2R2). The current flowing through the transistor M2 is duplicated by the transistor M3 and output as the output current Iout from the drain terminal.

したがって、第16実施形態に比べ、容量値C2,C11を半減することができる。すなわち、第16実施形態の半分の容量値C2,C11で、第16実施形態と同様の時定数を実現することができる。   Therefore, the capacitance values C2 and C11 can be halved compared to the sixteenth embodiment. In other words, a time constant similar to that of the sixteenth embodiment can be realized with half the capacitance values C2 and C11 of the sixteenth embodiment.

なお、以上では、トランジスタMB11b,MB11cのサイズが等しく、トランジスタMcm1,Mcm2のサイズが等しい場合を例に説明したが、本実施形態において、各トランジスタのサイズは異なってもよい。例えば、トランジスタMB11cのチャネル幅を、トランジスタMB11bのチャネル幅のk倍とすることにより、容量値C11を、第16実施形態に比べて1/(1+k)倍にすることができる。トランジスタMcm2のチャネル幅を、トランジスタMcm1のチャネル幅のm倍とすることにより、容量値C1を、第16実施形態に比べて1/(1+m)倍にすることができる。   In the above description, the case where the sizes of the transistors MB11b and MB11c are equal and the sizes of the transistors Mcm1 and Mcm2 are equal has been described as an example. However, in the present embodiment, the sizes of the transistors may be different. For example, by setting the channel width of the transistor MB11c to k times the channel width of the transistor MB11b, the capacitance value C11 can be 1 / (1 + k) times that of the sixteenth embodiment. By setting the channel width of the transistor Mcm2 to m times the channel width of the transistor Mcm1, the capacitance value C1 can be 1 / (1 + m) times that of the sixteenth embodiment.

また、図51では、容量C2の他端をカレントミラー回路に接続したが、容量C2を分割し、その一部だけをカレントミラー回路に接続した構成も可能である。さらに、電圧バッファVB11が電流源Ib11dを備えない構成も可能である。   In FIG. 51, the other end of the capacitor C2 is connected to the current mirror circuit. However, a configuration in which the capacitor C2 is divided and only a part thereof is connected to the current mirror circuit is also possible. Further, a configuration in which the voltage buffer VB11 does not include the current source Ib11d is possible.

(第29実施形態)
第29実施形態に係る波形整形フィルタについて、図52を参照して説明する。図52は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図52に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、低入力インピーダンス回路Zを備える。他の構成は、図35と同様である。また、電圧バッファVB11の構成は、図37と同様である。
(Twenty-ninth embodiment)
A waveform shaping filter according to the twenty-ninth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 52 is a diagram showing a waveform shaping filter according to this embodiment. As shown in FIG. 52, the waveform shaping filter according to this embodiment includes a low input impedance circuit Z. Other configurations are the same as those in FIG. The configuration of the voltage buffer VB11 is the same as that in FIG.

図52に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、波形整形フィルタの出力端子(トランジスタM3のドレイン端子)を低入力インピーダンス回路Zに接続する。また、容量C2の他端を低入力インピーダンス回路Zの入力端子に接続する。   As shown in FIG. 52, the waveform shaping filter according to this embodiment connects the output terminal of the waveform shaping filter (the drain terminal of the transistor M3) to the low input impedance circuit Z. The other end of the capacitor C2 is connected to the input terminal of the low input impedance circuit Z.

図51を参照して説明した通り、抵抗R2には、Isignal×(1+2sC11R11)の電流が流れる。容量C2には、Isignal×sC2R2×(1+2sC11R11)の電流が流れる。よって、トランジスタM2には、Isignal×(1+sC11R11)(1+2sC2R2)の電流が流れる。トランジスタM2,M3のサイズが等しいとすると、トランジスタM3には、トランジスタM2に流れる電流と等しい電流が流れる。その結果、低入力インピーダンス回路Zには、トランジスタM3に流れる電流Isignal×(1+sC11R11)(1+2sC2R2)と、容量C2の他端から流れ出る電流Isignal×sC2R2×(1+2sC11R11)と、の和であるIsignal×(1+2sC11R11)(1+2sC2R2)の電流が流れる。   As described with reference to FIG. 51, a current of Isignal × (1 + 2sC11R11) flows through the resistor R2. A current of Isignal × sC2R2 × (1 + 2sC11R11) flows through the capacitor C2. Therefore, a current of Isignal × (1 + sC11R11) (1 + 2sC2R2) flows through the transistor M2. If the sizes of the transistors M2 and M3 are equal, a current equal to the current flowing through the transistor M2 flows through the transistor M3. As a result, the low input impedance circuit Z has a current Isignal × (1 + sC11R11) (1 + 2sC2R2) flowing through the transistor M3 and a current Isignal × sC2R2 × (1 + 2sC11R11) flowing out from the other end of the capacitor C2, Isignal × (1 + 2sC11R11). 1 + 2sC11R11) (1 + 2sC2R2) flows.

したがって、第16実施形態に比べ、容量値C2,C11を半減することができる。すなわち、第16実施形態の半分の容量値C2,C11で、第16実施形態と同様の時定数を実現することができる。   Therefore, the capacitance values C2 and C11 can be halved compared to the sixteenth embodiment. In other words, a time constant similar to that of the sixteenth embodiment can be realized with half the capacitance values C2 and C11 of the sixteenth embodiment.

(第30実施形態)
次に、第30実施形態に係る波形整形フィルタについて、図53を参照して説明する。図53は、本実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図53に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、入力端子Inと、電圧電流変換器Gmと、低域通過フィルタLPFと、を備える。
(Thirty Embodiment)
Next, a waveform shaping filter according to the thirtieth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 53 is a diagram showing a waveform shaping filter according to the present embodiment. As shown in FIG. 53, the waveform shaping filter according to this embodiment includes an input terminal In, a voltage-current converter Gm, and a low-pass filter LPF.

この波形整形フィルタは、入力端子Inから信号電流Isignalが入力される。図53における電流源Isignalは、波形整形フィルタに信号電流Isignalを入力する電流源である。波形整形フィルタの出力は、入力端子電圧V1となる。   The waveform shaping filter receives the signal current Isignal from the input terminal In. A current source Isignal in FIG. 53 is a current source that inputs the signal current Isignal to the waveform shaping filter. The output of the waveform shaping filter is the input terminal voltage V1.

電圧電流変換器Gmは、負入力端子と出力端子とを備える。負入力端子は、低域通過フィルタLPFの一端に接続され、出力端子は入力端子In及び低域通過フィルタLPFの他端に接続される。電圧電流変換器Gmは、負入力端子から入力された電圧を電流に変換して出力端子から出力する。図53に示すように、電圧電流変換器Gmは、トランジスタM4により構成することができる。   The voltage-current converter Gm includes a negative input terminal and an output terminal. The negative input terminal is connected to one end of the low-pass filter LPF, and the output terminal is connected to the input terminal In and the other end of the low-pass filter LPF. The voltage-current converter Gm converts the voltage input from the negative input terminal into a current and outputs the current from the output terminal. As shown in FIG. 53, the voltage-current converter Gm can be configured by a transistor M4.

トランジスタM4(第3のトランジスタ)は、ソース端子、ゲート端子、及びドレイン端子を備えるPMOSである。トランジスタM4のソース端子(第1の端子)は、電源に接続され、ドレイン端子(第2の端子)は、入力端子In及び低域通過フィルタLPFの一端に接続され、ゲート端子(制御端子)は、低域通過フィルタLPFの他端に接続される。トランジスタM4のドレイン端子は、電圧電流変換器Gmの出力端子となり、ゲート端子は、負入力端子となる。   The transistor M4 (third transistor) is a PMOS having a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal. The source terminal (first terminal) of the transistor M4 is connected to the power supply, the drain terminal (second terminal) is connected to the input terminal In and one end of the low-pass filter LPF, and the gate terminal (control terminal) is , And connected to the other end of the low-pass filter LPF. The drain terminal of the transistor M4 becomes an output terminal of the voltage-current converter Gm, and the gate terminal becomes a negative input terminal.

このように、電圧電流変換器GmをトランジスタM4によって構成することにより、波形整形フィルタを小型化することができる。   Thus, the waveform shaping filter can be miniaturized by configuring the voltage-current converter Gm with the transistor M4.

低域通過フィルタLPFは、入力端子Inと電圧電流変換器Gmの負入力端子との間に接続されている。すなわち、低域通過フィルタLPFは、一端が入力端子Inに接続され、他端が電圧電流変換器Gmの負入力端子に接続される。低域通過フィルタLPFは、入力端子電圧V1の低域成分を電圧電流変換器Gmの負入力端子に印加する。図53に示すように、低域通過フィルタLPFは、抵抗R3と、容量C3と、により構成することができる。   The low-pass filter LPF is connected between the input terminal In and the negative input terminal of the voltage-current converter Gm. That is, the low-pass filter LPF has one end connected to the input terminal In and the other end connected to the negative input terminal of the voltage-current converter Gm. The low-pass filter LPF applies a low-frequency component of the input terminal voltage V1 to the negative input terminal of the voltage-current converter Gm. As shown in FIG. 53, the low-pass filter LPF can be configured by a resistor R3 and a capacitor C3.

抵抗R3(第3の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R3の一端は、入力端子Inに接続され、他端は電圧電流変換器Gmの負入力端子及び容量C3の一端に接続される。抵抗R3の一端は、低域通過フィルタLPFの一端となり、他端は、低域通過フィルタLPFの他端となる。   The resistor R3 (third resistor) has one end and the other end. One end of the resistor R3 is connected to the input terminal In, and the other end is connected to the negative input terminal of the voltage-current converter Gm and one end of the capacitor C3. One end of the resistor R3 is one end of the low-pass filter LPF, and the other end is the other end of the low-pass filter LPF.

容量C3(第2の容量)は、一端及び他端を備える。容量C3の一端は、抵抗R3の他端及び電圧電流変換器Gmの負入力端子に接続され、他端は、接地される。容量C3の一端は、低域通過フィルタLPFの他端となる。   The capacitor C3 (second capacitor) has one end and the other end. One end of the capacitor C3 is connected to the other end of the resistor R3 and the negative input terminal of the voltage-current converter Gm, and the other end is grounded. One end of the capacitor C3 is the other end of the low-pass filter LPF.

このように、低域通過フィルタLPFを、受動素子である抵抗R3及び容量C3によって構成することにより、波形整形フィルタの消費電力を低減することができる。   In this way, by configuring the low-pass filter LPF with the resistor R3 and the capacitor C3 that are passive elements, the power consumption of the waveform shaping filter can be reduced.

次に、本実施形態に係る波形整形フィルタの動作を説明する。以下では、信号電流Isignalの電流値をIsignal(s)、入力端子電圧V1の電圧値をV1(s)、低域通過フィルタLPFの伝達関数をHLPF(s)、電圧電流変換器Gmの電圧電流変換係数をGmとする。また、HLPF(s)=1/(1+sτ)とする。ここで、τは、低域通過フィルタLPFの時定数である。図53のように、低域通過フィルタLPFを抵抗R3及び容量C3で構成した場合、τ=C3×R3となる。 Next, the operation of the waveform shaping filter according to this embodiment will be described. In the following, the current value of the signal current Isignal is Isignal (s), the voltage value of the input terminal voltage V1 is V1 (s), the transfer function of the low-pass filter LPF is H LPF (s), and the voltage of the voltage-current converter Gm Let the current conversion coefficient be Gm. Further, H LPF (s) = 1 / (1 + sτ). Here, τ is a time constant of the low-pass filter LPF. As shown in FIG. 53, when the low-pass filter LPF is configured by the resistor R3 and the capacitor C3, τ = C3 × R3.

この波形整形フィルタに信号電流Isignalが入力すると、入力端子電圧V1は、V1(s)=Isignal(s)/{Gm×HLPF(s)}=Isignal(s)×(1+sτ)/Gmとなる。すなわち、入力端子電圧V1は、信号電流Isignalに応じた電圧に、信号電流Isignalの高域成分に応じた電圧を重畳した電圧となる。これにより、信号電流Isignalの高域成分を強調したフィルタ特性を実現することができる。 When the signal current Isignal is input to the waveform shaping filter, the input terminal voltage V1 is V1 (s) = Isignal (s) / {Gm × H LPF (s)} = Isignal (s) × (1 + sτ) / Gm. . That is, the input terminal voltage V1 is a voltage obtained by superimposing a voltage corresponding to the high frequency component of the signal current Isignal on a voltage corresponding to the signal current Isignal. Thereby, the filter characteristic which emphasized the high frequency component of signal current Isignal is realizable.

また、本実施形態に係る波形整形フィルタは、信号電流Isignalしか消費しないため、消費電力を低減することができる。   Moreover, since the waveform shaping filter according to the present embodiment consumes only the signal current Isignal, the power consumption can be reduced.

(第31実施形態)
次に、第31実施形態に係る波形整形フィルタについて、図54〜図59を参照して説明する。図54は、第31実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図54に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R4と、容量C4と、増幅器A3と、抵抗R5と、を備える。
(Thirty-first embodiment)
Next, a waveform shaping filter according to the thirty-first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 54 is a diagram showing a waveform shaping filter according to the thirty-first embodiment. As shown in FIG. 54, the waveform shaping filter according to the present embodiment includes a resistor R4, a capacitor C4, an amplifier A3, and a resistor R5.

抵抗R4(第4の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R4は、一端から信号電圧Vsignalが入力される。抵抗R4の他端は、容量C4の他端及び増幅器A3の負入力端子に接続される。   The resistor R4 (fourth resistor) has one end and the other end. The resistor R4 receives the signal voltage Vsignal from one end. The other end of the resistor R4 is connected to the other end of the capacitor C4 and the negative input terminal of the amplifier A3.

容量C4(第3の容量)は、一端及び他端を備える。容量C4の一端は、抵抗R4の一端に接続される。これにより、容量C4は、一端から信号電圧Vsignalが入力される。容量C4の他端は、抵抗R4の他端、増幅器A3の負入力端子、及び抵抗R5の一端に接続される。   The capacitor C4 (third capacitor) has one end and the other end. One end of the capacitor C4 is connected to one end of the resistor R4. Thereby, the signal voltage Vsignal is input to the capacitor C4 from one end. The other end of the capacitor C4 is connected to the other end of the resistor R4, the negative input terminal of the amplifier A3, and one end of the resistor R5.

抵抗R5(第5の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R5の一端は、抵抗R4の他端、増幅器A3の負入力端子、容量C4の他端に接続される。抵抗R5の他端は、増幅器A3の出力端子に接続される。   The resistor R5 (fifth resistor) has one end and the other end. One end of the resistor R5 is connected to the other end of the resistor R4, the negative input terminal of the amplifier A3, and the other end of the capacitor C4. The other end of the resistor R5 is connected to the output terminal of the amplifier A3.

増幅器A3(第2の増幅器)は、負入力端子と、正入力端子と、出力端子と、を備える。負入力端子は、抵抗R4の他端、容量C4の他端、及び抵抗R5の一端に接続される。正入力端子は、所定の電圧Vcを印加される。出力端子は、抵抗R5の他端に接続される。増幅器A3の出力端子から出力される電圧が、波形整形フィルタの出力電圧Voutとなる。   The amplifier A3 (second amplifier) includes a negative input terminal, a positive input terminal, and an output terminal. The negative input terminal is connected to the other end of the resistor R4, the other end of the capacitor C4, and one end of the resistor R5. A predetermined voltage Vc is applied to the positive input terminal. The output terminal is connected to the other end of the resistor R5. The voltage output from the output terminal of the amplifier A3 becomes the output voltage Vout of the waveform shaping filter.

本実施形態において、増幅器A3は、図54に示すように、インバータ回路Invと、電圧発生回路Gen1,Gen2と、を備える。   In the present embodiment, the amplifier A3 includes an inverter circuit Inv and voltage generation circuits Gen1 and Gen2, as shown in FIG.

インバータ回路Inv(第1のインバータ回路)は、入力端子VinMと、出力端子VoutPと、トランジスタM31,M32と、を備える。入力端子VinMは、増幅器A3の負入力端子である。出力端子VoutPは、増幅器A3の出力端子である。   The inverter circuit Inv (first inverter circuit) includes an input terminal VinM, an output terminal VoutP, and transistors M31 and M32. The input terminal VinM is a negative input terminal of the amplifier A3. The output terminal VoutP is an output terminal of the amplifier A3.

トランジスタM31(第4のトランジスタ)は、NMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、後述するトランジスタM33のソース端子及びトランジスタM35のドレイン端子に接続される。ドレイン端子は、出力端子VoutP及びトランジスタM32のドレイン端子に接続される。ゲート端子は、入力端子VinMに接続される。   The transistor M31 (fourth transistor) is an NMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is connected to a source terminal of a transistor M33, which will be described later, and a drain terminal of a transistor M35. The drain terminal is connected to the output terminal VoutP and the drain terminal of the transistor M32. The gate terminal is connected to the input terminal VinM.

トランジスタM32(第5のトランジスタ)は、PMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、後述するトランジスタM34のソース端子及びトランジスタM36のドレイン端子に接続される。ドレイン端子は、出力端子VoutP及びトランジスタM31のドレイン端子に接続される。ゲート端子は、入力端子VinMに接続される。   The transistor M32 (fifth transistor) is a PMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is connected to a source terminal of a transistor M34 described later and a drain terminal of the transistor M36. The drain terminal is connected to the output terminal VoutP and the drain terminal of the transistor M31. The gate terminal is connected to the input terminal VinM.

電圧発生回路Gen1(第1の電圧発生回路)は、電流源Ib31と、トランジスタM33,M35と、を備える。   The voltage generation circuit Gen1 (first voltage generation circuit) includes a current source Ib31 and transistors M33 and M35.

電流源Ib31(第2の電流源)は、一端をトランジスタM33のドレイン端子に接続され、トランジスタM33に所定の電流Ib31を供給する。   One end of the current source Ib31 (second current source) is connected to the drain terminal of the transistor M33, and supplies a predetermined current Ib31 to the transistor M33.

トランジスタM33(第6のトランジスタ)は、NMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、トランジスタM31のソース端子及びトランジスタM35のドレイン端子に接続される。ドレイン端子は、電流源Ib31及びトランジスタM35のゲート端子に接続される。ゲート端子は、入力端子VinP及び後述するトランジスタM34のゲート端子に接続される。入力端子VinPは、増幅器A3の正入力端子である。したがって、トランジスタM33は、ゲート端子に所定の電圧Vcを印加される。   The transistor M33 (sixth transistor) is an NMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is connected to the source terminal of the transistor M31 and the drain terminal of the transistor M35. The drain terminal is connected to the current source Ib31 and the gate terminal of the transistor M35. The gate terminal is connected to the input terminal VinP and a gate terminal of a transistor M34 described later. The input terminal VinP is a positive input terminal of the amplifier A3. Therefore, a predetermined voltage Vc is applied to the gate terminal of the transistor M33.

トランジスタM35(第7のトランジスタ)は、NMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、接地される。ドレイン端子は、トランジスタM31,M33のソース端子に接続される。ゲート端子は、電流源Ib31及びトランジスタM33のドレイン端子に接続される。   The transistor M35 (seventh transistor) is an NMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is grounded. The drain terminal is connected to the source terminals of the transistors M31 and M33. The gate terminal is connected to the current source Ib31 and the drain terminal of the transistor M33.

電圧発生回路Gen2(第2の電圧発生回路)は、電流源Ib32と、トランジスタM34,M36と、を備える。   The voltage generation circuit Gen2 (second voltage generation circuit) includes a current source Ib32 and transistors M34 and M36.

電流源Ib32(第3の電流源)は、一端をトランジスタM34のドレイン端子に接続され、トランジスタM34に所定の電流Ib32を供給する。   The current source Ib32 (third current source) has one end connected to the drain terminal of the transistor M34 and supplies a predetermined current Ib32 to the transistor M34.

トランジスタM34(第8のトランジスタ)は、PMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、トランジスタM32のソース端子及びトランジスタM36のドレイン端子に接続される。ドレイン端子は、電流源Ib32及びトランジスタM36のゲート端子に接続される。ゲート端子は、入力端子VinP及びトランジスタM33のゲート端子に接続される。したがって、トランジスタM34は、ゲート端子に所定の電圧Vcを印加される。   The transistor M34 (eighth transistor) is a PMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is connected to the source terminal of the transistor M32 and the drain terminal of the transistor M36. The drain terminal is connected to the current source Ib32 and the gate terminal of the transistor M36. The gate terminal is connected to the input terminal VinP and the gate terminal of the transistor M33. Therefore, a predetermined voltage Vc is applied to the gate terminal of the transistor M34.

トランジスタM36(第9のトランジスタ)は、PMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、電源に接続される。ドレイン端子は、トランジスタM32,M34のソース端子に接続される。ゲート端子は、電流源Ib32及びトランジスタM34のドレイン端子に接続される。   The transistor M36 (9th transistor) is a PMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is connected to a power source. The drain terminal is connected to the source terminals of the transistors M32 and M34. The gate terminal is connected to the current source Ib32 and the drain terminal of the transistor M34.

次に、本実施形態に係る増幅器A3の動作を説明する。以下では、トランジスタM34とトランジスタM32のサイズ比と、トランジスタM33とトランジスタM31とのサイズ比と、は等しいものとする。また、電流源Ib31が供給する電流Ib31と、電流源Ib32が供給する電流Ib32と、は等しいものとする(Ib31=Ib32=Ib3)。   Next, the operation of the amplifier A3 according to this embodiment will be described. Hereinafter, it is assumed that the size ratio between the transistors M34 and M32 is equal to the size ratio between the transistors M33 and M31. Further, it is assumed that the current Ib31 supplied from the current source Ib31 is equal to the current Ib32 supplied from the current source Ib32 (Ib31 = Ib32 = Ib3).

電圧発生回路Gen1は、インバータ回路InvのトランジスタM31に流れる電流にかかわらず、電流源Ib31の電流Ib31がトランジスタM33に流れるように帰還がかかっている。   The voltage generation circuit Gen1 is fed back so that the current Ib31 of the current source Ib31 flows to the transistor M33 regardless of the current flowing to the transistor M31 of the inverter circuit Inv.

例えば、トランジスタM33に流れる電流がIb31より小さくなった場合、トランジスタM35のゲート電圧が上昇し、トランジスタM33に流れる電流が増加する。   For example, when the current flowing through the transistor M33 becomes smaller than Ib31, the gate voltage of the transistor M35 increases and the current flowing through the transistor M33 increases.

また、トランジスタM33に流れる電流がIb31より大きくなった場合、トランジスタM35のゲート電圧が低下し、トランジスタM33に流れる電流が減少する。   When the current flowing through the transistor M33 becomes larger than Ib31, the gate voltage of the transistor M35 decreases and the current flowing through the transistor M33 decreases.

結果として、トランジスタM33には、電流Ib31が流れることになる。   As a result, the current Ib31 flows through the transistor M33.

これと同様に、電圧発生回路Gen2は、インバータ回路InvのトランジスタM32に流れる電流にかかわらず、電流源Ib32の電流Ib32がトランジスタM34に流れるように帰還がかかっている。   Similarly, the voltage generation circuit Gen2 is fed back so that the current Ib32 of the current source Ib32 flows to the transistor M34 regardless of the current flowing to the transistor M32 of the inverter circuit Inv.

このため、インバータ回路Invの入力端子VinM(増幅器A3の負入力端子)に、増幅器の正入力端子VinPに印加される電圧Vcが印加された場合、トランジスタM31には、トランジスタM33とトランジスタM31とのサイズ比倍された電流Ib3が流れ、トランジスタM32には、トランジスタM34とトランジスタM32とのサイズ比倍された電流Ib3が流れる。   For this reason, when the voltage Vc applied to the positive input terminal VinP of the amplifier is applied to the input terminal VinM of the inverter circuit Inv (the negative input terminal of the amplifier A3), the transistor M31 includes the transistors M33 and M31. The current Ib3 multiplied by the size ratio flows, and the current Ib3 multiplied by the size ratio of the transistors M34 and M32 flows through the transistor M32.

このように、インバータ回路Invは、増幅器A3の正入力端子VinPに印加される電圧Vcを動作点とした反転回路として動作する。動作点におけるインバータ回路Invのバイアス電流は、電流Ib31の、トランジスタM33とトランジスタM31とのサイズ比倍の電流となる。   Thus, the inverter circuit Inv operates as an inverting circuit with the voltage Vc applied to the positive input terminal VinP of the amplifier A3 as an operating point. The bias current of the inverter circuit Inv at the operating point is a current that is twice the size ratio of the current Ib31 between the transistor M33 and the transistor M31.

増幅器A3の負入力端子VinMに印加される電圧が電圧Vcより高い場合、トランジスタM31に流れる電流は、上記のバイアス電流より大きくなり、トランジスタM32に流れる電流は、上記のバイアス電流より小さくなる。結果として、トランジスタM31に流れる電流とトランジスタM32に流れる電流の差分が、増幅器A3の出力端子VoutPから出力され、増幅器A3の出力電圧Voutが低下する。   When the voltage applied to the negative input terminal VinM of the amplifier A3 is higher than the voltage Vc, the current flowing through the transistor M31 is larger than the bias current, and the current flowing through the transistor M32 is smaller than the bias current. As a result, the difference between the current flowing through the transistor M31 and the current flowing through the transistor M32 is output from the output terminal VoutP of the amplifier A3, and the output voltage Vout of the amplifier A3 decreases.

また、増幅器A3の負入力端子VinMに印加される電圧が電圧Vcより非常に高い場合、トランジスタM32はオフし、トランジスタM33,M34,M36には、電流Ib3が流れる。そして、負入力端子VinMに印加された電圧に応じた大電流は、トランジスタM31,M35にのみ流れる。   When the voltage applied to the negative input terminal VinM of the amplifier A3 is much higher than the voltage Vc, the transistor M32 is turned off, and the current Ib3 flows through the transistors M33, M34, and M36. A large current corresponding to the voltage applied to the negative input terminal VinM flows only in the transistors M31 and M35.

一方、増幅器A3の負入力端子VinMに印加される電圧が電圧Vcより低い場合、トランジスタM31に流れる電流は、上記のバイアス電流より小さくなり、トランジスタM32に流れる電流は、上記のバイアス電流より大きくなる。結果として、トランジスタM31に流れる電流とトランジスタM32に流れる電流の差分が、増幅器A3の出力端子VoutPから出力され、増幅器A3の出力電圧Voutが上昇する。   On the other hand, when the voltage applied to the negative input terminal VinM of the amplifier A3 is lower than the voltage Vc, the current flowing through the transistor M31 is smaller than the bias current, and the current flowing through the transistor M32 is larger than the bias current. . As a result, the difference between the current flowing through the transistor M31 and the current flowing through the transistor M32 is output from the output terminal VoutP of the amplifier A3, and the output voltage Vout of the amplifier A3 increases.

また、増幅器A3の負入力端子VinMに印加される電圧が電圧Vcより非常に低い場合、トランジスタM31はオフし、トランジスタM33,M34,M35には、電流Ib3が流れる。そして、負入力端子VinMに印加された電圧に応じた大電流は、トランジスタM32,M36にのみ流れる。   When the voltage applied to the negative input terminal VinM of the amplifier A3 is much lower than the voltage Vc, the transistor M31 is turned off, and the current Ib3 flows through the transistors M33, M34, and M35. A large current corresponding to the voltage applied to the negative input terminal VinM flows only in the transistors M32 and M36.

以上説明したように、増幅器A3は、入力交流信号が0のときの動作点電圧を、正入力端子VinPに印加した電圧Vcにより設定することができる。また、増幅器A3は、インバータ回路Invのバイアス電流を、電流Ib31,Ib32、トランジスタM31,M33のサイズ比、及びトランジスタM32,M34のサイズ比、を調整することにより設定することができる。さらに、増幅器A3は、大電流を出力する場合に、大電流の経路がトランジスタM31,M35又はトランジスタM32,M36に限定されるため、消費電力を低減することができる。このため、効率のよいAB級増幅回路を実現することができる。またさらに、増幅器A3がインバータ回路Invによって構成されるため、増幅動作を高速化することができる。   As described above, the amplifier A3 can set the operating point voltage when the input AC signal is 0 by the voltage Vc applied to the positive input terminal VinP. The amplifier A3 can set the bias current of the inverter circuit Inv by adjusting the currents Ib31 and Ib32, the size ratio of the transistors M31 and M33, and the size ratio of the transistors M32 and M34. Furthermore, when the amplifier A3 outputs a large current, the path of the large current is limited to the transistors M31 and M35 or the transistors M32 and M36, so that power consumption can be reduced. Therefore, an efficient class AB amplifier circuit can be realized. Furthermore, since the amplifier A3 is composed of the inverter circuit Inv, the amplification operation can be speeded up.

図55は、本実施形態に係る増幅器A3の変形例を示す図である。図55に示すように、この増幅器A3は、レベルシフト回路LS1,LS2を更に備える。他の構成は、図54の増幅器A3と同様である。   FIG. 55 is a diagram showing a modification of the amplifier A3 according to the present embodiment. As shown in FIG. 55, the amplifier A3 further includes level shift circuits LS1 and LS2. Other configurations are the same as those of the amplifier A3 in FIG.

レベルシフト回路LS1は、トランジスタM33のドレイン端子とトランジスタM35のゲート端子との間に接続される。レベルシフト回路LS1は、トランジスタM33のドレイン電圧が、トランジスタM35のゲート電圧より高くなるように電圧をレベルシフトする。   The level shift circuit LS1 is connected between the drain terminal of the transistor M33 and the gate terminal of the transistor M35. The level shift circuit LS1 level-shifts the voltage so that the drain voltage of the transistor M33 is higher than the gate voltage of the transistor M35.

レベルシフト回路LS2は、トランジスタM34のドレイン端子とトランジスタM36のゲート端子との間に接続される。レベルシフト回路LS2は、トランジスタM34のドレイン電圧が、トランジスタM36のゲート電圧より低くなるように電圧をレベルシフトする。   The level shift circuit LS2 is connected between the drain terminal of the transistor M34 and the gate terminal of the transistor M36. The level shift circuit LS2 level-shifts the voltage so that the drain voltage of the transistor M34 is lower than the gate voltage of the transistor M36.

図54の増幅器A3では、トランジスタM33,M34のドレイン電圧は、トランジスタM35,M36のゲート電圧と一致する。このため、例えば、電源Vddとグラウンドとの間の電圧が高い場合、トランジスタM33のゲート−ソース間電圧は一定なので、トランジスタM33のソース電圧が高くなり、トランジスタM35のドレイン−ソース間電圧が高くなる。   In the amplifier A3 of FIG. 54, the drain voltages of the transistors M33 and M34 coincide with the gate voltages of the transistors M35 and M36. For this reason, for example, when the voltage between the power supply Vdd and the ground is high, the gate-source voltage of the transistor M33 is constant, so the source voltage of the transistor M33 is high and the drain-source voltage of the transistor M35 is high. .

トランジスタM35のゲート−ソース間電圧は、トランジスタM35のドレイン−ソース間電圧と、トランジスタM33のドレイン−ソース間電圧と、の和となるため、トランジスタM35のドレイン−ソース間電圧が高くなると、トランジスタM33のドレイン−ソース間電圧が低くなる。   Since the gate-source voltage of the transistor M35 is the sum of the drain-source voltage of the transistor M35 and the drain-source voltage of the transistor M33, the transistor M33 increases when the drain-source voltage of the transistor M35 increases. As a result, the drain-source voltage becomes lower.

結果として、トランジスタM33のドレイン−ソース間電圧がオーバードライブ電圧より低くなり、電圧発生回路Gen1が所望の動作をしなくなる恐れがある。電圧発生回路Gen2についても同様である。   As a result, the drain-source voltage of the transistor M33 becomes lower than the overdrive voltage, and the voltage generation circuit Gen1 may not perform a desired operation. The same applies to the voltage generation circuit Gen2.

これに対して、図55の増幅器A3では、トランジスタM35のゲート−ソース間電圧と、レベルシフト回路LS1,LS2により昇圧された電圧と、の和が、トランジスタM35のドレイン−ソース間電圧と、トランジスタM33のドレイン−ソース間電圧と、の和となる。これにより、トランジスタM33,M36のドレイン−ソース間電圧を確保し、トランジスタM33,M36が飽和領域で動作する電源電圧Vddの範囲や動作点の設定範囲を拡大することができる。   On the other hand, in the amplifier A3 of FIG. 55, the sum of the gate-source voltage of the transistor M35 and the voltage boosted by the level shift circuits LS1 and LS2 is the drain-source voltage of the transistor M35 and the transistor This is the sum of the drain-source voltage of M33. As a result, the drain-source voltage of the transistors M33 and M36 can be secured, and the range of the power supply voltage Vdd at which the transistors M33 and M36 operate in the saturation region and the setting range of the operating point can be expanded.

(レベルシフト回路の第1実施例)
図56は、図55のレベルシフト回路LS1,LS2の第1実施例を示す図である。図56に示すように、レベルシフト回路LS1(LS2)は、抵抗R31(R32)と、電流源Ib33(Ib34)と、を備える。
(First embodiment of level shift circuit)
FIG. 56 is a diagram showing a first embodiment of the level shift circuits LS1 and LS2 in FIG. As shown in FIG. 56, the level shift circuit LS1 (LS2) includes a resistor R31 (R32) and a current source Ib33 (Ib34).

抵抗R31(R32)は、一端及び他端を備える。抵抗R31(R32)の一端は、トランジスタM33(M34)のドレイン端子及び電流源Ib31(Ib32)に接続される。抵抗R31(R32)の他端は、トランジスタM35(M36)のゲート端子及び電流源Ib33(Ib34)に接続される。電流源Ib33(Ib34)は、抵抗R31(R32)に所定の電流Ib33(Ib34)を供給する。   The resistor R31 (R32) has one end and the other end. One end of the resistor R31 (R32) is connected to the drain terminal of the transistor M33 (M34) and the current source Ib31 (Ib32). The other end of the resistor R31 (R32) is connected to the gate terminal of the transistor M35 (M36) and the current source Ib33 (Ib34). The current source Ib33 (Ib34) supplies a predetermined current Ib33 (Ib34) to the resistor R31 (R32).

このような構成により、トランジスタM33(M34)のドレイン電圧は、トランジスタM35(M36)のゲート電圧よりR31×Ib33(R32×Ib34)だけ高く(低く)なる。   With such a configuration, the drain voltage of the transistor M33 (M34) becomes higher (lower) by R31 × Ib33 (R32 × Ib34) than the gate voltage of the transistor M35 (M36).

(レベルシフト回路の第2実施例)
図57は、図55のレベルシフト回路LS1,LS2の第2実施例を示す図である。図57に示すように、レベルシフト回路LS1(LS2)は、トランジスタM37(M38)と、電流源Ib33(Ib34)と、を備える。
(Second embodiment of the level shift circuit)
FIG. 57 is a diagram showing a second embodiment of the level shift circuits LS1 and LS2 in FIG. As shown in FIG. 57, the level shift circuit LS1 (LS2) includes a transistor M37 (M38) and a current source Ib33 (Ib34).

トランジスタM37(M38)は、PMOS(NMOS)である。トランジスタM37(M38)のソース端子は、トランジスタM33(M34)のドレイン端子及び電流源Ib31(Ib32)に接続される。トランジスタM37(M38)のドレイン端子は、トランジスタM35(M36)のゲート端子及び電流源Ib33(Ib34)に接続される。トランジスタM37(M38)のゲート端子は、所定の電圧を印加される。電流源Ib33(Ib34)は、トランジスタM37(M38)に所定の電流Ib33(Ib34)を供給する。   The transistor M37 (M38) is a PMOS (NMOS). The source terminal of the transistor M37 (M38) is connected to the drain terminal of the transistor M33 (M34) and the current source Ib31 (Ib32). The drain terminal of the transistor M37 (M38) is connected to the gate terminal of the transistor M35 (M36) and the current source Ib33 (Ib34). A predetermined voltage is applied to the gate terminal of the transistor M37 (M38). The current source Ib33 (Ib34) supplies a predetermined current Ib33 (Ib34) to the transistor M37 (M38).

このような構成により、トランジスタM33(M34)のドレイン電圧は、トランジスタM35(M36)のゲート電圧より、トランジスタM37(M38)のドレイン−ソース間電圧だけ高く(低く)なる。   With such a configuration, the drain voltage of the transistor M33 (M34) is higher (lower) than the gate voltage of the transistor M35 (M36) by the drain-source voltage of the transistor M37 (M38).

(レベルシフト回路の第3実施例)
図58は、図55のレベルシフト回路LS1,LS2の第3実施例を示す図である。図58に示すように、このレベルシフト回路LS1(LS2)は、図57のレベルシフト回路LS1(LS2)のトランジスタM37(M38)のゲート端子を、トランジスタM33(M34)のゲート端子と接続したものである。トランジスタM37,M38のゲート端子には、電圧Vcが印加される。このような構成により、トランジスタM37,M38のゲート端子に電圧を印加するための新たな電圧源が不要となり、回路構成を簡略化できる。
(Third embodiment of level shift circuit)
FIG. 58 is a diagram showing a third embodiment of the level shift circuits LS1 and LS2 in FIG. As shown in FIG. 58, the level shift circuit LS1 (LS2) is obtained by connecting the gate terminal of the transistor M37 (M38) of the level shift circuit LS1 (LS2) of FIG. 57 to the gate terminal of the transistor M33 (M34). It is. The voltage Vc is applied to the gate terminals of the transistors M37 and M38. With such a configuration, a new voltage source for applying a voltage to the gate terminals of the transistors M37 and M38 becomes unnecessary, and the circuit configuration can be simplified.

(レベルシフト回路の第4実施例)
図59は、図55のレベルシフト回路LS1,LS2の第4実施例を示す図である。図59に示すように、レベルシフト回路LS1(LS2)は、トランジスタM39(M40)と、電流源Ib33(Ib34)と、を備える。
(Fourth embodiment of level shift circuit)
FIG. 59 is a diagram showing a fourth embodiment of the level shift circuits LS1 and LS2 in FIG. As shown in FIG. 59, the level shift circuit LS1 (LS2) includes a transistor M39 (M40) and a current source Ib33 (Ib34).

トランジスタM39(M40)は、NMOS(PMOS)である。トランジスタM39(M40)のソース端子は、トランジスタM35(M36)のゲート端子及び電流源Ib33(Ib34)に接続される。トランジスタM39(M40)のドレイン端子は、電源(グラウンド)に接続される。トランジスタM39(M40)のゲート端子は、トランジスタM33(M34)のドレイン端子及び電流源Ib31(Ib32)に接続される。電流源Ib33(Ib34)は、トランジスタM39(M40)に所定の電流Ib33(Ib34)を供給する。   The transistor M39 (M40) is an NMOS (PMOS). The source terminal of the transistor M39 (M40) is connected to the gate terminal of the transistor M35 (M36) and the current source Ib33 (Ib34). The drain terminal of the transistor M39 (M40) is connected to a power supply (ground). The gate terminal of the transistor M39 (M40) is connected to the drain terminal of the transistor M33 (M34) and the current source Ib31 (Ib32). The current source Ib33 (Ib34) supplies a predetermined current Ib33 (Ib34) to the transistor M39 (M40).

このような構成により、トランジスタM33(M34)のドレイン電圧は、トランジスタM35(M36)のゲート電圧より、トランジスタM39(M40)のゲート−ソース間電圧だけ高く(低く)なる。   With such a configuration, the drain voltage of the transistor M33 (M34) is higher (lower) than the gate voltage of the transistor M35 (M36) by the gate-source voltage of the transistor M39 (M40).

(第32実施形態)
次に、第32実施形態に係る波形整形フィルタについて、図60を参照して説明する。図60は、第32実施形態に係る波形整形フィルタを示す図である。図60に示すように、本実施形態に係る波形整形フィルタは、抵抗R6と、容量C5と、増幅器A3と、を備える。
(Thirty-second embodiment)
Next, a waveform shaping filter according to the thirty-second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 60 is a diagram illustrating a waveform shaping filter according to the thirty-second embodiment. As shown in FIG. 60, the waveform shaping filter according to this embodiment includes a resistor R6, a capacitor C5, and an amplifier A3.

抵抗R6(第6の抵抗)は、一端及び他端を備える。抵抗R6の一端は、増幅器A3の負入力端子及び容量C5の一端に接続される。抵抗R6の他端は、増幅器A3の出力端子に接続される。   The resistor R6 (sixth resistor) has one end and the other end. One end of the resistor R6 is connected to the negative input terminal of the amplifier A3 and one end of the capacitor C5. The other end of the resistor R6 is connected to the output terminal of the amplifier A3.

容量C5(第4の容量)は、一端及び他端を備える。容量C4の一端は、増幅器A3の負入力端子及び抵抗R6の一端に接続される。容量C4の他端は、接地される。   The capacitor C5 (fourth capacitor) has one end and the other end. One end of the capacitor C4 is connected to the negative input terminal of the amplifier A3 and one end of the resistor R6. The other end of the capacitor C4 is grounded.

増幅器A3(第3の増幅器)は、負入力端子と、正入力端子と、出力端子と、を備える。負入力端子は、抵抗R6の一端及び容量C5の一端に接続される。正入力端子は、信号電圧Vsingalが入力される。出力端子は、抵抗R6の他端に接続される。増幅器A3の出力端子から出力される電圧が、波形整形フィルタの出力電圧Voutとなる。   The amplifier A3 (third amplifier) includes a negative input terminal, a positive input terminal, and an output terminal. The negative input terminal is connected to one end of the resistor R6 and one end of the capacitor C5. The signal voltage Vsingal is input to the positive input terminal. The output terminal is connected to the other end of the resistor R6. The voltage output from the output terminal of the amplifier A3 becomes the output voltage Vout of the waveform shaping filter.

図60に示すように、増幅器A3は、図54と同様の構成を有し、インバータ回路Invと、電圧発生回路Gen1,Gen2と、を備える。   As shown in FIG. 60, the amplifier A3 has the same configuration as that of FIG. 54, and includes an inverter circuit Inv and voltage generation circuits Gen1 and Gen2.

インバータ回路Inv(第2のインバータ回路)は、入力端子VinMと、出力端子VoutPと、トランジスタM31,M32と、を備える。入力端子VinMは、増幅器A3の負入力端子である。出力端子VoutPは、増幅器A3の出力端子である。   The inverter circuit Inv (second inverter circuit) includes an input terminal VinM, an output terminal VoutP, and transistors M31 and M32. The input terminal VinM is a negative input terminal of the amplifier A3. The output terminal VoutP is an output terminal of the amplifier A3.

トランジスタM31(第10のトランジスタ)は、NMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、トランジスタM33のソース端子及びトランジスタM35のドレイン端子に接続される。ドレイン端子は、出力端子VoutP及びトランジスタM32のドレイン端子に接続される。ゲート端子は、入力端子VinMに接続される。   The transistor M31 (tenth transistor) is an NMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is connected to the source terminal of the transistor M33 and the drain terminal of the transistor M35. The drain terminal is connected to the output terminal VoutP and the drain terminal of the transistor M32. The gate terminal is connected to the input terminal VinM.

トランジスタM32(第11のトランジスタ)は、PMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、トランジスタM34のソース端子及びトランジスタM36のドレイン端子に接続される。ドレイン端子は、出力端子VoutP及びトランジスタM31のドレイン端子に接続される。ゲート端子は、入力端子VinMに接続される。   The transistor M32 (an eleventh transistor) is a PMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is connected to the source terminal of the transistor M34 and the drain terminal of the transistor M36. The drain terminal is connected to the output terminal VoutP and the drain terminal of the transistor M31. The gate terminal is connected to the input terminal VinM.

電圧発生回路Gen1(第3の電圧発生回路)は、電流源Ib31と、トランジスタM33,M35と、を備える。   The voltage generation circuit Gen1 (third voltage generation circuit) includes a current source Ib31 and transistors M33 and M35.

電流源Ib31(第4の電流源)は、一端をトランジスタM33のドレイン端子に接続され、トランジスタM33に所定の電流Ib31を供給する。   One end of the current source Ib31 (fourth current source) is connected to the drain terminal of the transistor M33, and supplies a predetermined current Ib31 to the transistor M33.

トランジスタM33(第12のトランジスタ)は、NMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、トランジスタM31のソース端子及びトランジスタM35のドレイン端子に接続される。ドレイン端子は、電流源Ib31及びトランジスタM35のゲート端子に接続される。ゲート端子は、入力端子VinP及び後述するトランジスタM34のゲート端子に接続される。入力端子VinPは、増幅器A3の正入力端子である。したがって、トランジスタM33は、ゲート端子に信号電圧Vsignalを印加される。   The transistor M33 (the twelfth transistor) is an NMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is connected to the source terminal of the transistor M31 and the drain terminal of the transistor M35. The drain terminal is connected to the current source Ib31 and the gate terminal of the transistor M35. The gate terminal is connected to the input terminal VinP and a gate terminal of a transistor M34 described later. The input terminal VinP is a positive input terminal of the amplifier A3. Therefore, the signal voltage Vsignal is applied to the gate terminal of the transistor M33.

トランジスタM35(第13のトランジスタ)は、NMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、接地される。ドレイン端子は、トランジスタM31,M33のソース端子に接続される。ゲート端子は、電流源Ib31及びトランジスタM33のドレイン端子に接続される。   The transistor M35 (13th transistor) is an NMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is grounded. The drain terminal is connected to the source terminals of the transistors M31 and M33. The gate terminal is connected to the current source Ib31 and the drain terminal of the transistor M33.

電圧発生回路Gen2(第4の電圧発生回路)は、電流源Ib32と、トランジスタM34,M36と、を備える。   The voltage generation circuit Gen2 (fourth voltage generation circuit) includes a current source Ib32 and transistors M34 and M36.

電流源Ib32(第5の電流源)は、一端をトランジスタM34のドレイン端子に接続され、トランジスタM34に所定の電流Ib32を供給する。   The current source Ib32 (fifth current source) has one end connected to the drain terminal of the transistor M34 and supplies a predetermined current Ib32 to the transistor M34.

トランジスタM34(第14のトランジスタ)は、PMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、トランジスタM32のソース端子及びトランジスタM36のドレイン端子に接続される。ドレイン端子は、電流源Ib32及びトランジスタM36のゲート端子に接続される。ゲート端子は、入力端子VinP及びトランジスタM33のゲート端子に接続される。したがって、トランジスタM34は、ゲート端子に信号電圧Vsignalを印加される。   The transistor M34 (fourteenth transistor) is a PMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is connected to the source terminal of the transistor M32 and the drain terminal of the transistor M36. The drain terminal is connected to the current source Ib32 and the gate terminal of the transistor M36. The gate terminal is connected to the input terminal VinP and the gate terminal of the transistor M33. Therefore, the signal voltage Vsignal is applied to the gate terminal of the transistor M34.

トランジスタM36(第15のトランジスタ)は、PMOSであり、ソース端子(第1端子)と、ドレイン端子(第2端子)と、ゲート端子(制御端子)と、を備える。ソース端子は、電源に接続される。ドレイン端子は、トランジスタM32,M34のソース端子に接続される。ゲート端子は、電流源Ib32及びトランジスタM34のドレイン端子に接続される。   The transistor M36 (fifteenth transistor) is a PMOS and includes a source terminal (first terminal), a drain terminal (second terminal), and a gate terminal (control terminal). The source terminal is connected to a power source. The drain terminal is connected to the source terminals of the transistors M32 and M34. The gate terminal is connected to the current source Ib32 and the drain terminal of the transistor M34.

次に、本実施形態に係る増幅器A3の動作を説明する。以下では、トランジスタM34とトランジスタM32のサイズ比と、トランジスタM33とトランジスタM31とのサイズ比と、は等しいものとする。また、電流源Ib31が供給する電流Ib31と、電流源Ib32が供給する電流Ib32と、は等しいものとする(Ib31=Ib32=Ib3)。   Next, the operation of the amplifier A3 according to this embodiment will be described. Hereinafter, it is assumed that the size ratio between the transistors M34 and M32 is equal to the size ratio between the transistors M33 and M31. Further, it is assumed that the current Ib31 supplied from the current source Ib31 is equal to the current Ib32 supplied from the current source Ib32 (Ib31 = Ib32 = Ib3).

上述の通り、電圧発生回路Gen1は、インバータ回路InvのトランジスタM31に流れる電流にかかわらず、電流源Ib31の電流Ib31がトランジスタM33に流れるように帰還がかかる。また、電圧発生回路Gen2は、インバータ回路InvのトランジスタM32に流れる電流にかかわらず、電流源Ib32の電流Ib32がトランジスタM34に流れるように帰還がかかる。   As described above, the voltage generation circuit Gen1 is fed back so that the current Ib31 of the current source Ib31 flows to the transistor M33 regardless of the current flowing to the transistor M31 of the inverter circuit Inv. The voltage generation circuit Gen2 is fed back so that the current Ib32 of the current source Ib32 flows to the transistor M34 regardless of the current flowing to the transistor M32 of the inverter circuit Inv.

このため、インバータ回路Invの入力端子VinM(増幅器A3の負入力端子)に、増幅器の正入力端子VinPに印加される信号電圧Vsignalと同じ電圧が印加された場合、トランジスタM31には、トランジスタM33とトランジスタM31とのサイズ比倍された電流Ib3が流れ、トランジスタM32には、トランジスタM34とトランジスタM32とのサイズ比倍された電流Ib3が流れる。   Therefore, when the same voltage as the signal voltage Vsignal applied to the positive input terminal VinP of the amplifier is applied to the input terminal VinM of the inverter circuit Inv (the negative input terminal of the amplifier A3), the transistor M31 includes the transistor M33 and The current Ib3 multiplied by the size ratio with the transistor M31 flows, and the current Ib3 multiplied by the size ratio of the transistors M34 and M32 flows through the transistor M32.

増幅器A3の出力電圧は、抵抗R6を介して負入力端子に帰還されるため、負入力端子VinMの電圧は、正入力端子VinPに印加される信号電圧Vsignalに追従する。これにより、増幅器A3は、非反転増幅回路として動作する。インバータ回路Invのバイアス電流は、電流Ib31の、トランジスタM33とトランジスタM31とのサイズ比倍の電流となる。   Since the output voltage of the amplifier A3 is fed back to the negative input terminal via the resistor R6, the voltage at the negative input terminal VinM follows the signal voltage Vsignal applied to the positive input terminal VinP. As a result, the amplifier A3 operates as a non-inverting amplifier circuit. The bias current of the inverter circuit Inv is a current that is double the size of the current Ib31 between the transistor M33 and the transistor M31.

増幅器A3の負入力端子VinMに印加される電圧が信号電圧Vsignalより高い場合、トランジスタM31に流れる電流は、上記のバイアス電流より大きくなり、トランジスタM32に流れる電流は、上記のバイアス電流より小さくなる。結果として、トランジスタM31に流れる電流とトランジスタM32に流れる電流の差分が、増幅器A3の出力端子VoutPから出力され、増幅器A3の出力電圧が低下する。   When the voltage applied to the negative input terminal VinM of the amplifier A3 is higher than the signal voltage Vsignal, the current flowing through the transistor M31 is larger than the bias current, and the current flowing through the transistor M32 is smaller than the bias current. As a result, the difference between the current flowing through the transistor M31 and the current flowing through the transistor M32 is output from the output terminal VoutP of the amplifier A3, and the output voltage of the amplifier A3 decreases.

また、増幅器A3の負入力端子VinMに印加される電圧が信号電圧Vsignalより非常に高い場合、トランジスタM32はオフし、トランジスタM33,M34,M36には、電流Ib3が流れる。そして、負入力端子VinMに印加された電圧に応じた大電流は、トランジスタM31,M35にのみ流れる。   When the voltage applied to the negative input terminal VinM of the amplifier A3 is much higher than the signal voltage Vsignal, the transistor M32 is turned off, and the current Ib3 flows through the transistors M33, M34, and M36. A large current corresponding to the voltage applied to the negative input terminal VinM flows only in the transistors M31 and M35.

一方、増幅器A3の負入力端子VinMに印加される電圧が信号電圧Vsignalより低い場合、トランジスタM31に流れる電流は、上記のバイアス電流より小さくなり、トランジスタM32に流れる電流は、上記のバイアス電流より大きくなる。結果として、トランジスタM31に流れる電流とトランジスタM32に流れる電流の差分が、増幅器A3の出力端子VoutPから出力され、増幅器A3の出力電圧が上昇する。   On the other hand, when the voltage applied to the negative input terminal VinM of the amplifier A3 is lower than the signal voltage Vsignal, the current flowing through the transistor M31 is smaller than the bias current, and the current flowing through the transistor M32 is larger than the bias current. Become. As a result, the difference between the current flowing through the transistor M31 and the current flowing through the transistor M32 is output from the output terminal VoutP of the amplifier A3, and the output voltage of the amplifier A3 increases.

また、増幅器A3の負入力端子VinMに印加される電圧が信号電圧Vsignalより非常に低い場合、トランジスタM31はオフし、トランジスタM33,M34,M35には、電流Ib3が流れる。そして、負入力端子VinMに印加された電圧に応じた大電流は、トランジスタM32,M36にのみ流れる。   When the voltage applied to the negative input terminal VinM of the amplifier A3 is much lower than the signal voltage Vsignal, the transistor M31 is turned off, and the current Ib3 flows through the transistors M33, M34, and M35. A large current corresponding to the voltage applied to the negative input terminal VinM flows only in the transistors M32 and M36.

以上説明したように、増幅器A3は、負入力端子VinMの電圧が、正入力端子VinPの電圧と等しくなるため、インバータ回路Invのバイアス電流を設定することができる。また、増幅器A3は、インバータ回路Invのバイアス電流を、電流Ib31,Ib32、トランジスタM31,M33のサイズ比、及びトランジスタM32,M34のサイズ比、を調整することにより設定することができる。さらに、増幅器A3は、大電流を出力する場合に、大電流の経路がトランジスタM31,M35又はトランジスタM32,M36に限定されるため、消費電力を低減することができる。このため、効率のよいAB級増幅回路を実現することができる。またさらに、増幅器A3がインバータ回路Invによって構成されるため、増幅動作を高速化することができる。   As described above, the amplifier A3 can set the bias current of the inverter circuit Inv because the voltage at the negative input terminal VinM is equal to the voltage at the positive input terminal VinP. The amplifier A3 can set the bias current of the inverter circuit Inv by adjusting the currents Ib31 and Ib32, the size ratio of the transistors M31 and M33, and the size ratio of the transistors M32 and M34. Furthermore, when the amplifier A3 outputs a large current, the path of the large current is limited to the transistors M31 and M35 or the transistors M32 and M36, so that power consumption can be reduced. Therefore, an efficient class AB amplifier circuit can be realized. Furthermore, since the amplifier A3 is composed of the inverter circuit Inv, the amplification operation can be speeded up.

なお、以上の説明において、増幅器A3は、図54と同様の構成であったが、図55から図59のいずれの構成であってもよい。   In the above description, the amplifier A3 has the same configuration as that of FIG. 54, but may have any of the configurations of FIG. 55 to FIG.

(第33実施形態)
次に、第33実施形態に係る放射線検出装置について、図61〜図66を参照して説明する。図61は、本実施形態に係る放射線検出装置を示す概略図である。図61に示すように、放射線検出装置は、光子検出器と、フィルタ回路と、を備える。
(Thirty-third embodiment)
Next, a radiation detection apparatus according to the thirty-third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 61 is a schematic diagram showing a radiation detection apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 61, the radiation detection apparatus includes a photon detector and a filter circuit.

光子検出器は、入射した放射線光子のエネルギーに比例した電荷量を、パルス性の信号電流Isignalとして出力する。図61に示すように、光子検出器は、シンチレータと、光電子増倍器と、を備える。   The photon detector outputs a charge amount proportional to the energy of incident radiation photons as a pulsed signal current Isignal. As shown in FIG. 61, the photon detector includes a scintillator and a photomultiplier.

シンチレータは、入射した放射線光子のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生させる。シンチレータは、シンチレーション光の減衰時間に起因した低域通過特性を有する。以下では、シンチレータの時定数をτ1とし、低域通過特性を1/(1+sτ1)とする。   The scintillator generates scintillation light corresponding to the energy of incident radiation photons. The scintillator has a low-pass characteristic due to the decay time of the scintillation light. Hereinafter, the time constant of the scintillator is τ1, and the low-pass characteristic is 1 / (1 + sτ1).

光電子増倍器(SiPM)は、シンチレータが発生させたシンチレーション光のエネルギーに応じた電荷量を、パルス性の信号電流Isignalとして出力する。一般に、光電子増倍器は、低域通過特性を有する。以下では、光電子増倍器の時定数をτ2とし、低域通過特性を1/(1+sτ2)とする。   The photomultiplier (SiPM) outputs a charge amount corresponding to the energy of the scintillation light generated by the scintillator as a pulsed signal current Isignal. In general, a photomultiplier has a low-pass characteristic. Hereinafter, the time constant of the photomultiplier is τ2, and the low-pass characteristic is 1 / (1 + sτ2).

フィルタ回路は、光子検出器から入力された信号電流Isignalの波形を整形して出力する。フィルタ回路は、第1実施形態から第32実施形態に係る波形整形フィルタを少なくとも1つ備える。フィルタ回路は、同一の構成の波形整形フィルタを複数備えてもよいし、異なる構成の波形整形フィルタを複数備えてもよい。   The filter circuit shapes and outputs the waveform of the signal current Isignal input from the photon detector. The filter circuit includes at least one waveform shaping filter according to the first to thirty-second embodiments. The filter circuit may include a plurality of waveform shaping filters having the same configuration, or may include a plurality of waveform shaping filters having different configurations.

また、フィルタ回路が第31実施形態や第32実施形態に係る波形整形フィルタを備える場合、フィルタ回路は、信号電流Isignalを、信号電圧Vsignalに変換する電流電圧変換回路を備えてもよい。   When the filter circuit includes the waveform shaping filter according to the thirty-first or thirty-second embodiment, the filter circuit may include a current-voltage conversion circuit that converts the signal current Isignal to the signal voltage Vsignal.

さらに、フィルタ回路は、光子検出器の各構成が有する時定数と等しい時定数を有する波形整形フィルタを備えるのが好ましい。   Furthermore, the filter circuit preferably includes a waveform shaping filter having a time constant equal to the time constant of each configuration of the photon detector.

例えば、図61の放射線検出装置のように、光子検出器が、時定数τ1のシンチレータと、時定数τ2の光電子増倍器と、を備える場合、フィルタ回路は、時定数τ1を有する1段目の波形整形フィルタと、時定数τ2を有する2段目の波形整形フィルタと、を備えるのが好ましい。このとき、1段目の波形整形フィルタの強調特性は1+sτ1となり、2段目の波形整形フィルタの強調特性は1+sτ2となる。   For example, when the photon detector includes a scintillator with a time constant τ1 and a photomultiplier with a time constant τ2 as in the radiation detection apparatus of FIG. 61, the filter circuit has a first stage having a time constant τ1. And a second-stage waveform shaping filter having a time constant τ2. At this time, the enhancement characteristic of the first-stage waveform shaping filter is 1 + sτ1, and the enhancement characteristic of the second-stage waveform shaping filter is 1 + sτ2.

このような構成により、信号電流Isignalが有する低域通過特性を、フィルタ回路の各波形整形フィルタが有する高域強調特性によって相殺し、低域通過特性によって鈍った(パルス幅が拡大した)信号電流Isignalの鈍りを除去し、パルス幅を狭めることができる。   With such a configuration, the low-pass characteristic of the signal current Isignal is canceled by the high-frequency emphasis characteristic of each waveform shaping filter of the filter circuit, and the signal current that is dulled by the low-pass characteristic (the pulse width is expanded). It is possible to remove the blunting of Signal and narrow the pulse width.

ここで、図62は、このような構成のフィルタ回路を備える放射線検出装置のシミュレーション結果を示す図である。図62に示すように、光子検出器の出力電圧は、放射線光子のパルスに対して2次の低域通過特性を付与した波形となっている。これに対して、2段目の波形整形フィルタの出力電圧は、信号電圧Vsignalの低域通過特性が除去され、元の放射線光子のパルスに比例した波形となっていることがわかる。   Here, FIG. 62 is a diagram illustrating a simulation result of the radiation detection apparatus including the filter circuit having such a configuration. As shown in FIG. 62, the output voltage of the photon detector has a waveform in which a secondary low-pass characteristic is given to the pulse of the radiation photon. On the other hand, it can be seen that the output voltage of the waveform shaping filter at the second stage has a waveform proportional to the pulse of the original radiation photon with the low-pass characteristic of the signal voltage Vsignal removed.

なお、1段目の波形整形フィルタの時定数をτ2とし、2段目の波形整形フィルタの時定数をτ1としても同様の効果を得られる。また、フィルタ回路は、信号電流Isignalが有する低域通過特性の次数に応じた段数だけ波形整形フィルタを備えればよい。例えば、信号電流Isignalが1次の低域通過特性を有する場合、フィルタ回路は波形整形フィルタを1段だけ備えればよい。   The same effect can be obtained by setting the time constant of the first-stage waveform shaping filter to τ2 and the time constant of the second-stage waveform shaping filter to τ1. Further, the filter circuit may include waveform shaping filters corresponding to the number of stages corresponding to the order of the low-pass characteristics of the signal current Isignal. For example, when the signal current Isignal has a first-order low-pass characteristic, the filter circuit may include only one stage of waveform shaping filter.

(第1実施例)
図63は、本実施形態に係るフィルタ回路の第1実施例を示す図である。図63に示すように、このフィルタ回路は、波形整形フィルタWSF1,WSF2と、比較器Compと、を備える。
(First embodiment)
FIG. 63 is a diagram illustrating a first example of the filter circuit according to the present embodiment. As shown in FIG. 63, this filter circuit includes waveform shaping filters WSF1 and WSF2 and a comparator Comp.

波形整形フィルタWSF1は、図3及び図4の波形整形フィルタを組み合わせた1段目の波形整形フィルタであり、トランジスタM1と、抵抗R1と、容量C1と、増幅器A1と、電流源Idc1と、抵抗R1aと、を備える。波形整形フィルタWSF1の時定数は、C1(R1+R1a)である。   The waveform shaping filter WSF1 is a first-stage waveform shaping filter in which the waveform shaping filters of FIGS. 3 and 4 are combined. The transistor M1, the resistor R1, the capacitor C1, the amplifier A1, the current source Idc1, and the resistor R1a. The time constant of the waveform shaping filter WSF1 is C1 (R1 + R1a).

波形整形フィルタWSF1は、光子検出器(電流源Isignal)から信号電流Isignalが入力されると、トランジスタM1のドレイン端子から、Isignal×{1+sC1(R1+R1a)}の電流を出力する。   When the signal current Isignal is input from the photon detector (current source Isignal), the waveform shaping filter WSF1 outputs a current of Isignal × {1 + sC1 (R1 + R1a)} from the drain terminal of the transistor M1.

波形整形フィルタWSF2は、図53の波形整形フィルタを変形した2段目の波形整形フィルタであり、トランジスタM4と、抵抗R3と、容量C3と、を備える。以上の構成は、図53と同様である。波形整形フィルタWSF2は、電流源Idc3と、容量C31と、抵抗R7と、を更に備える。   The waveform shaping filter WSF2 is a second-stage waveform shaping filter obtained by modifying the waveform shaping filter of FIG. 53, and includes a transistor M4, a resistor R3, and a capacitor C3. The above configuration is the same as FIG. The waveform shaping filter WSF2 further includes a current source Idc3, a capacitor C31, and a resistor R7.

電流源Idc3は、トランジスタM4のゲート端子(電圧電流変換回路Gmの負入力端子)と、容量C3の一端と、抵抗R3の他端と、抵抗R7の一端と、に接続される。電流源Idc3は、トランジスタM4、抵抗R3,R7に所定の電流Idc3を供給する。これにより、入力信号が到来しないとき、すなわち、光子検出器により放射線光子が検出されていないときであっても、トランジスタM4をオンすることができる。   The current source Idc3 is connected to the gate terminal of the transistor M4 (the negative input terminal of the voltage / current conversion circuit Gm), one end of the capacitor C3, the other end of the resistor R3, and one end of the resistor R7. The current source Idc3 supplies a predetermined current Idc3 to the transistor M4 and the resistors R3 and R7. Thus, the transistor M4 can be turned on even when no input signal arrives, that is, when no radiation photons are detected by the photon detector.

容量C31は、一端及び他端を備える。容量C31の一端は、容量C3の他端と、比較器Compの負入力端子と、抵抗R7の他端と、に接続される。容量C31の他端は、接地される。波形整形フィルタWSF2の時定数は、容量C3及び容量C31を直列接続した合成容量に依存し、R3×C3×C31/(C3+C31)となる。   The capacitor C31 includes one end and the other end. One end of the capacitor C31 is connected to the other end of the capacitor C3, the negative input terminal of the comparator Comp, and the other end of the resistor R7. The other end of the capacitor C31 is grounded. The time constant of the waveform shaping filter WSF2 is R3 × C3 × C31 / (C3 + C31) depending on the combined capacitance in which the capacitors C3 and C31 are connected in series.

抵抗R7は、一端及び他端を備える。抵抗R7の一端は、トランジスタM4のゲート端子と、抵抗R3の他端と、容量C3の一端と、電流源Idc3と、に接続される。抵抗R7の他端は、容量C3の他端と、容量C31の一端と、比較器Compの負入力端子と、に接続される。   The resistor R7 has one end and the other end. One end of the resistor R7 is connected to the gate terminal of the transistor M4, the other end of the resistor R3, one end of the capacitor C3, and the current source Idc3. The other end of the resistor R7 is connected to the other end of the capacitor C3, one end of the capacitor C31, and the negative input terminal of the comparator Comp.

比較器Compは、負入力端子と、正入力端子と、出力端子と、を備える。負入力端子は、容量C3の他端と、容量C31の一端と、抵抗R7の他端と、に接続される。正入力端子は、トランジスタM1,M4のドレイン端子と、抵抗R3の一端と、に接続される。   The comparator Comp includes a negative input terminal, a positive input terminal, and an output terminal. The negative input terminal is connected to the other end of the capacitor C3, one end of the capacitor C31, and the other end of the resistor R7. The positive input terminal is connected to the drain terminals of the transistors M1 and M4 and one end of the resistor R3.

比較器Compは、負入力端子に印加された参照電圧と、正入力端子に印加された波形整形フィルタWSF2の出力電圧(入力端子電圧V1)と、を比較し、2値の信号を出力する。ここでは、比較器Compは1又は0を出力するものとする。比較器Compは、波形整形フィルタWSF2の出力電圧が参照電圧より低い場合、すなわち、入力信号が到来した場合、1を出力し、それ以外の場合、0を出力する。すなわち、図63のフィルタ回路は、信号電流Isignalの波形を整形するとともに、入力信号の到来を検出することができる。   The comparator Comp compares the reference voltage applied to the negative input terminal with the output voltage (input terminal voltage V1) of the waveform shaping filter WSF2 applied to the positive input terminal, and outputs a binary signal. Here, the comparator Comp outputs 1 or 0. The comparator Comp outputs 1 when the output voltage of the waveform shaping filter WSF2 is lower than the reference voltage, that is, when an input signal arrives, and outputs 0 otherwise. That is, the filter circuit of FIG. 63 can shape the waveform of the signal current Isignal and detect the arrival of the input signal.

上述の通り、信号電流Isignalの波形を整形することにより、入力信号のパルス幅を狭めることができる。これにより、図62に示すように、信号電流Isignalにおいてパイルアップした入力信号を、それぞれ分離することができる。このため、フィルタ回路は、個々の入力信号の到来を精度よく検出することができる。   As described above, the pulse width of the input signal can be narrowed by shaping the waveform of the signal current Isignal. Thereby, as shown in FIG. 62, the input signals piled up in the signal current Isignal can be separated from each other. Therefore, the filter circuit can accurately detect the arrival of each input signal.

また、比較器Compの負入力端子に印加される参照電圧は、容量C3及び容量C31の分圧点の電圧であるため、交流成分が低減される。これにより、参照電圧の揺らぎを抑制することができる。参照電圧の直流成分は、抵抗R7により設定される。   Further, since the reference voltage applied to the negative input terminal of the comparator Comp is a voltage at the voltage dividing point of the capacitor C3 and the capacitor C31, the AC component is reduced. Thereby, fluctuations in the reference voltage can be suppressed. The DC component of the reference voltage is set by the resistor R7.

比較器Compの正入力端子に入力される波形整形フィルタWSF2の出力電圧は、トランジスタM4のゲート電圧を、R3×Idc3だけレベルシフトした電圧となる。したがって、Idc3を調整することにより、入力信号の到来を検出する(1を出力する)閾値を容易に設定することができる。したがって、トランジスタM4の閾値電圧の変動や比較器Compの入力オフセットがある場合でも、入力信号の到来を精度よく検出することができる。   The output voltage of the waveform shaping filter WSF2 input to the positive input terminal of the comparator Comp is a voltage obtained by level shifting the gate voltage of the transistor M4 by R3 × Idc3. Therefore, by adjusting Idc3, it is possible to easily set a threshold for detecting arrival of an input signal (outputting 1). Therefore, even when there is a variation in the threshold voltage of the transistor M4 and an input offset of the comparator Comp, it is possible to accurately detect the arrival of the input signal.

なお、本実施例では、比較器Compによって入力信号の到来を検出したが、フィルタ回路は、比較器Compを備えず、波形整形フィルタWSF2の出力電圧(トランジスタM4のドレイン電圧)を出力してもよい。これにより、入力電流Isignalを、パルス幅の狭い信号に整形することができる。また、フィルタ回路Idc3は、電流源Idc3、抵抗R7、及び容量C31を備えない構成も可能である。   In this embodiment, the arrival of the input signal is detected by the comparator Comp. However, the filter circuit does not include the comparator Comp, and the output voltage of the waveform shaping filter WSF2 (the drain voltage of the transistor M4) is output. Good. Thereby, the input current Isignal can be shaped into a signal having a narrow pulse width. Further, the filter circuit Idc3 may be configured not to include the current source Idc3, the resistor R7, and the capacitor C31.

(第2実施例)
図64は、本実施形態に係るフィルタ回路の第2実施例を示す図である。図64に示すように、フィルタ回路は、波形整形フィルタWSF1,WSF2と、AD変換器ADCと、を備える。
(Second embodiment)
FIG. 64 is a diagram illustrating a second example of the filter circuit according to the present embodiment. As shown in FIG. 64, the filter circuit includes waveform shaping filters WSF1 and WSF2 and an AD converter ADC.

波形整形フィルタWSF1は、図63の波形整形フィルタWSF1と同様の構成を有する1段目の波形整形フィルタである。   The waveform shaping filter WSF1 is a first-stage waveform shaping filter having the same configuration as the waveform shaping filter WSF1 of FIG.

波形整形フィルタWSF2は、図7の波形整形フィルタと同様の構成を有する2段目の波形整形フィルタであり、トランジスタM2,M3と、抵抗R2と、容量C2と、電流源Idc2と、増幅器A2と、を備える。波形整形フィルタWSF2の時定数は、C2×R2である。   The waveform shaping filter WSF2 is a second-stage waveform shaping filter having the same configuration as the waveform shaping filter of FIG. 7, and includes transistors M2 and M3, a resistor R2, a capacitor C2, a current source Idc2, and an amplifier A2. . The time constant of the waveform shaping filter WSF2 is C2 × R2.

AD変換器ADCは、抵抗Rvと、トランジスタM5と、増幅器A4と、抵抗Rref1〜Rref7と、比較器Comp1〜Comp7と、電流源Irefと、を備える。   The AD converter ADC includes a resistor Rv, a transistor M5, an amplifier A4, resistors Rref1 to Rref7, comparators Comp1 to Comp7, and a current source Iref.

抵抗Rvは、一端及び他端を備える。抵抗Rvの一端は、トランジスタM3のドレイン端子と、抵抗Rref1の一端と、増幅器A4の入力端子と、に接続される。抵抗Rvの他端は、トランジスタM5のドレイン端子及び比較器Comp1〜Comp7の各正入力端子に接続される。   The resistor Rv has one end and the other end. One end of the resistor Rv is connected to the drain terminal of the transistor M3, one end of the resistor Rref1, and the input terminal of the amplifier A4. The other end of the resistor Rv is connected to the drain terminal of the transistor M5 and the positive input terminals of the comparators Comp1 to Comp7.

波形整形フィルタWSF2の出力電流、すなわち、トランジスタM3に流れる電流は、抵抗Rvにより電圧Voutに変換され、比較器Comp1〜Comp7の各正入力端子に印加される。   The output current of the waveform shaping filter WSF2, that is, the current flowing through the transistor M3 is converted into the voltage Vout by the resistor Rv and applied to each positive input terminal of the comparators Comp1 to Comp7.

トランジスタM5は、NMOSであり、ソース端子と、ドレイン端子と、ゲート端子と、を備える。ソース端子は、接地される。ドレイン端子は、抵抗Rvの他端及び比較器Comp1〜Comp7の各正入力端子に接続される。ゲート端子は、増幅器A4の出力端子に接続される。   The transistor M5 is an NMOS and includes a source terminal, a drain terminal, and a gate terminal. The source terminal is grounded. The drain terminal is connected to the other end of the resistor Rv and the positive input terminals of the comparators Comp1 to Comp7. The gate terminal is connected to the output terminal of the amplifier A4.

増幅器A4は、非反転増幅器であり、正入力端子と、負入力端子と、出力端子と、を備える。正入力端子は、トランジスタM3のドレイン端子と、抵抗Rv,Rref1の一端と、に接続される。負入力端子は、接地される(図示省略)。出力端子は、トランジスタM5のゲート端子に接続される。増幅器A4の入力は仮想接地点となっており、この仮想接地点の電圧に基づいて、比較器Comp1〜Comp7の各参照電圧Vref1〜Vref7が生成される。   The amplifier A4 is a non-inverting amplifier and includes a positive input terminal, a negative input terminal, and an output terminal. The positive input terminal is connected to the drain terminal of the transistor M3 and one end of the resistors Rv and Rref1. The negative input terminal is grounded (not shown). The output terminal is connected to the gate terminal of the transistor M5. The input of the amplifier A4 is a virtual ground point, and the reference voltages Vref1 to Vref7 of the comparators Comp1 to Comp7 are generated based on the voltage of the virtual ground point.

抵抗Rref1〜Rref7は、それぞれ一端及び他端を備える。抵抗Rref1の一端は、トランジスタM3のドレイン端子と、抵抗Rvの一端と、増幅器A4の正入力端子と、に接続される。抵抗Rref1の他端は、抵抗Rref2の一端と、比較器Comp1の負入力端子に接続される。抵抗Rref7の一端は、抵抗Rref6の他端及び比較器Comp6の負入力端子に接続される。抵抗Rref7の他端は、比較器Comp7の負入力端子及び電流源Irefに接続される。   The resistors Rref1 to Rref7 each have one end and the other end. One end of the resistor Rref1 is connected to the drain terminal of the transistor M3, one end of the resistor Rv, and the positive input terminal of the amplifier A4. The other end of the resistor Rref1 is connected to one end of the resistor Rref2 and a negative input terminal of the comparator Comp1. One end of the resistor Rref7 is connected to the other end of the resistor Rref6 and the negative input terminal of the comparator Comp6. The other end of the resistor Rref7 is connected to the negative input terminal of the comparator Comp7 and the current source Iref.

抵抗Rref2〜Rref6は、抵抗Rref1とRref7との間に直列に接続される。抵抗Rref2〜Rref6の一端は、抵抗Rref1〜Rref5の他端及び比較器Comp1〜Comp5の負入力端子にそれぞれ接続される。抵抗Rref2〜Rref6の他端は、抵抗Rref3〜Rref7の一端及び比較器Comp2〜Comp6の負入力端子にそれぞれ接続される。   The resistors Rref2 to Rref6 are connected in series between the resistors Rref1 and Rref7. One ends of the resistors Rref2 to Rref6 are connected to the other ends of the resistors Rref1 to Rref5 and the negative input terminals of the comparators Comp1 to Comp5, respectively. The other ends of the resistors Rref2 to Rref6 are connected to one end of the resistors Rref3 to Rref7 and the negative input terminals of the comparators Comp2 to Comp6, respectively.

電流源Irefは、直流電流源であり、抵抗Rref7の他端及び比較器Comp7の負入力端子に接続される。これにより、比較器CompN(N=1〜7)の参照電圧VrefNは、増幅器A4の仮想接地点の電圧より、Iref×(Rref1+・・・+RrefN)だけ低い電圧となる。   The current source Iref is a direct current source and is connected to the other end of the resistor Rref7 and the negative input terminal of the comparator Comp7. Thus, the reference voltage VrefN of the comparator CompN (N = 1 to 7) is lower than the voltage at the virtual ground point of the amplifier A4 by Iref × (Rref1 +... + RrefN).

このように、増幅器A4の仮想接地点の電圧に基づいて比較器CompNの参照電圧VrefNを生成できるため、素子のばらつきにより仮想接地点の電圧がばらついた場合であっても、比較器CompNに適切な参照電圧VrefNを印加することができる。   As described above, since the reference voltage VrefN of the comparator CompN can be generated based on the voltage of the virtual ground point of the amplifier A4, even if the voltage of the virtual ground point varies due to element variation, it is appropriate for the comparator CompN. A reference voltage VrefN can be applied.

比較器CompN(N=1〜7)は、それぞれ負入力端子と、正入力端子と、出力端子と、を備える。比較器CompNの正入力端子は、抵抗Rvの他端と、トランジスタM5のドレイン端子と、にそれぞれ接続される。比較器Comp1〜Comp6の負入力端子は、抵抗Rref1〜Rref6の他端と、抵抗Rref2〜Rref7の一端と、にそれぞれ接続される。比較器Comp7の負入力端子は、抵抗Rref7の他端と、電流源Irefと、に接続される。   Each of the comparators CompN (N = 1 to 7) includes a negative input terminal, a positive input terminal, and an output terminal. The positive input terminal of the comparator CompN is connected to the other end of the resistor Rv and the drain terminal of the transistor M5. The negative input terminals of the comparators Comp1 to Comp6 are connected to the other ends of the resistors Rref1 to Rref6 and one ends of the resistors Rref2 to Rref7, respectively. The negative input terminal of the comparator Comp7 is connected to the other end of the resistor Rref7 and the current source Iref.

比較器CompNは、正入力端子に印加される出力電圧Voutと、負入力端子に印加される参照電圧VrefN(閾値)と、をそれぞれ比較し、2値のデジタル信号DNを出力する。ここでは、比較器CompNは1又は0を出力するものとする。   The comparator CompN compares the output voltage Vout applied to the positive input terminal with the reference voltage VrefN (threshold) applied to the negative input terminal, and outputs a binary digital signal DN. Here, the comparator CompN outputs 1 or 0.

比較器CompNは、出力電圧Voutが参照電圧VrefNより低い場合、1を出力し、それ以外の場合、0を出力する。すなわち、AD変換器ADCは、出力電圧Voutの波高に応じたデジタル信号を出力する。本実施例のように、比較器CompNを7つ備える場合、AD変換器ADCは、入力信号の波高を7階調にAD変換することができる。   The comparator CompN outputs 1 when the output voltage Vout is lower than the reference voltage VrefN, and outputs 0 otherwise. That is, the AD converter ADC outputs a digital signal corresponding to the wave height of the output voltage Vout. When seven comparators CompN are provided as in the present embodiment, the AD converter ADC can AD convert the wave height of the input signal into seven gradations.

以上説明した通り、図64のフィルタ回路は、信号電流Isignalの波形を整形するとともに、信号電流Isignalの波高をAD変換し、波高に応じたデジタル信号を出力することができる。   As described above, the filter circuit of FIG. 64 can shape the waveform of the signal current Isignal, AD-convert the wave height of the signal current Isignal, and output a digital signal corresponding to the wave height.

なお、図64において、AD変換器ADCは、7個の比較器CompNを備えるが、Nは任意に選択可能である。N=1の場合、すなわち、AD変換器ADCが比較器CompNを1つだけ備える場合、図63のフィルタ回路と同様に、フィルタ回路は、入力信号の到来を検出することができる。N≧2の場合、フィルタ回路は、信号電流Isignalの波高をN階調にAD変換することができる。   In FIG. 64, the AD converter ADC includes seven comparators CompN, but N can be arbitrarily selected. When N = 1, that is, when the AD converter ADC includes only one comparator CompN, the filter circuit can detect the arrival of the input signal as in the filter circuit of FIG. When N ≧ 2, the filter circuit can AD convert the wave height of the signal current Isignal to N gray levels.

(第3実施例)
図65は、本実施形態に係るフィルタ回路の第3実施例を示す図である。図65に示すように、AD変換器ADCは、カウンタCnt1〜Cnt7を更に備える。他の構成は図64と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 65 is a diagram illustrating a third example of the filter circuit according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 65, the AD converter ADC further includes counters Cnt1 to Cnt7. Other configurations are the same as those in FIG.

カウンタCntN(N=1〜7)は、比較器CompNの出力端子にそれぞれ接続され、比較器CompNの出力結果をカウントする。カウンタCntNは、例えば、比較器CompNが1を出力した回数、すなわち、参照電圧VrefNより低い出力電圧Voutが比較器CompNに入力された回数をカウントする。そして、カウンタCntNは、カウント値CntNに応じたデジタル信号DNを、所定の時間間隔で出力する。   Counters CntN (N = 1 to 7) are respectively connected to the output terminals of the comparator CompN, and count the output result of the comparator CompN. The counter CntN counts, for example, the number of times that the comparator CompN has output 1, that is, the number of times that the output voltage Vout lower than the reference voltage VrefN has been input to the comparator CompN. The counter CntN outputs a digital signal DN corresponding to the count value CntN at a predetermined time interval.

このような構成により、フィルタ回路の後段の回路は、カウント値CntNと、カウント値Cnt(N−1)と、の差を計算することにより、波高が参照電圧VrefNと参照電圧Vref(N−1)との間の入力信号の数を求め、入力信号のヒストグラムを作成することができる。   With such a configuration, the subsequent circuit of the filter circuit calculates the difference between the count value CntN and the count value Cnt (N−1), so that the wave height is changed between the reference voltage VrefN and the reference voltage Vref (N−1). ) To obtain the histogram of the input signals.

(第4実施例)
図66は、本実施形態に係るフィルタ回路の第4実施例を示す図である。図66に示すように、AD変換器ADCは、オフ期間発生回路OFFを更に備える。他の構成は図65と同様である。
(Fourth embodiment)
FIG. 66 is a diagram illustrating a fourth example of the filter circuit according to the present embodiment. As shown in FIG. 66, the AD converter ADC further includes an off period generation circuit OFF. Other configurations are the same as those in FIG.

オフ期間発生回路OFFは、フィルタ回路が入力信号の到来を検出した後、所定のオフ期間の間、波高の観測(AD変換)を停止させる。理由は、以下の通りである。   The off period generation circuit OFF stops wave height observation (AD conversion) during a predetermined off period after the filter circuit detects the arrival of the input signal. The reason is as follows.

上述の通り、信号電流Isignalにおいて入力信号がパイルアップしている場合、パイルアップした入力信号は、波形整形フィルタWSF1,WSF2によって分離される。しかしながら、分離された入力信号(例えば、図62の2番目及び3番目の入力信号)の波高には、パイルアップの影響により誤差が生じる恐れがある。   As described above, when the input signal is piled up in the signal current Isignal, the piled up input signal is separated by the waveform shaping filters WSF1 and WSF2. However, an error may occur in the wave heights of the separated input signals (for example, the second and third input signals in FIG. 62) due to the effect of pileup.

そこで、本実施例では、入力信号が検出された後、オフ期間発生回路OFFによって、カウンタCnt2〜Cnt7によるカウントを停止させる。これにより、波高の検出誤差を抑制することができる。オフ期間は任意に設定可能である。   Therefore, in this embodiment, after the input signal is detected, the counting by the counters Cnt2 to Cnt7 is stopped by the off period generation circuit OFF. Thereby, the detection error of the wave height can be suppressed. The off period can be arbitrarily set.

オフ期間発生回路OFFは、例えば、図66に示すように、オフ信号発生器offと、アンド回路と、を備える。   The off period generation circuit OFF includes, for example, an off signal generator off and an AND circuit as shown in FIG.

オフ信号発生器offは、比較器Comp1の出力信号が入力され、当該出力信号に応じた2値の信号を出力する。具体的には、オフ信号発生器offは、比較器Comp1から1が入力された後、オフ期間の間、0(オフ信号)を出力し、それ以外の期間は、1(オン信号)を出力する。   The off signal generator off receives the output signal of the comparator Comp1, and outputs a binary signal corresponding to the output signal. Specifically, the off signal generator off outputs 0 (off signal) during the off period after 1 is input from the comparator Comp1, and outputs 1 (on signal) during the other periods. To do.

アンド回路は、比較器Comp2〜Comp7と、カウンタCnt2〜Cnt7と、の間にそれぞれ設けられる。各アンド回路は、比較器CompNの出力信号及びオフ信号発生器offの出力信号が入力される。アンド回路は、比較器CompNから1が入力され、かつ、オフ信号発生器offから1が入力された場合、1を出力し、それ以外の場合0を出力する。各アンド回路の出力信号は、カウンタContN(N=2〜7)に入力される。カウンタCntN(N=2〜7)は、アンド回路から1が入力された回数をカウントする。   The AND circuits are provided between the comparators Comp2 to Comp7 and the counters Cnt2 to Cnt7, respectively. Each AND circuit receives the output signal of the comparator CompN and the output signal of the off signal generator off. The AND circuit outputs 1 when 1 is input from the comparator CompN and 1 is input from the off signal generator off, and outputs 0 in other cases. The output signal of each AND circuit is input to the counter ContN (N = 2 to 7). The counter CntN (N = 2 to 7) counts the number of times 1 is input from the AND circuit.

次に、オフ期間発生回路OFFの動作について説明する。このフィルタ回路に入力信号が到来していない場合、オフ信号発生器offは1(オン信号)を出力し、比較器Comp1〜Comp7は、0を出力する。このため、カウンタCnt1〜Cnt7は、カウントしない。   Next, the operation of the off period generation circuit OFF will be described. When the input signal does not arrive at this filter circuit, the off signal generator off outputs 1 (on signal), and the comparators Comp1 to Comp7 output 0. For this reason, the counters Cnt1 to Cnt7 do not count.

フィルタ回路に入力信号が到来すると、比較器CompN(N=1〜7)が、出力電圧Voutと参照電圧VrefNとの比較結果に応じて1又は0を出力する。この時点で、オフ信号発生器offは1を出力しているため、比較結果がカウンタCntNによりカウントされる。   When the input signal arrives at the filter circuit, the comparator CompN (N = 1 to 7) outputs 1 or 0 according to the comparison result between the output voltage Vout and the reference voltage VrefN. At this time, since the off signal generator off outputs 1, the comparison result is counted by the counter CntN.

その後、比較器Comp1から1が入力されたことにより、オフ信号発生器offの出力信号が0(オフ信号)となる。オフ信号発生器offは、オフ期間の間、0を出力し続ける。このため、オフ期間の間、アンド回路の出力が0となり、カウンタCnt2〜Cnt7によるカウントが停止する。   Thereafter, when 1 is input from the comparator Comp1, the output signal of the off signal generator off becomes 0 (off signal). The off signal generator off continues to output 0 during the off period. Therefore, during the off period, the output of the AND circuit becomes 0, and the counting by the counters Cnt2 to Cnt7 stops.

オフ期間の経過後、オフ信号発生器offの出力信号は1(オン信号)となる。以降、次の入力信号が到来するまで、オフ信号発生器offは1を出力し続ける。   After the off period has elapsed, the output signal of the off signal generator off becomes 1 (on signal). Thereafter, the off signal generator off continues to output 1 until the next input signal arrives.

以上のような構成により、オフ期間の間にパイルアップした入力信号が到来しても、波高が検出されない。したがって、パイルアップした入力信号の波高の検出誤差を抑制することができる。   With the above configuration, even if an input signal piled up during the off period arrives, the wave height is not detected. Therefore, the detection error of the wave height of the input signal piled up can be suppressed.

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. Further, for example, a configuration in which some components are deleted from all the components shown in each embodiment is also conceivable. Furthermore, you may combine suitably the component described in different embodiment.

M:トランジスタ、C:容量、Idc:電流源、R:抵抗、A:増幅器、Gm:電圧電流変換器、LPF:低域通過フィルタ、Inv:インバータ、Gen:電圧発生回路、Comp:比較器、WSF:波形整形フィルタ、ADC:ADコンバータ、Cnt:カウンタ、OFF:オフ期間発生回路、off:オフ信号発生器、Z:低入力インピーダンス回路、VB:電圧バッファ、IB:電流バッファ M: transistor, C: capacitance, Idc: current source, R: resistor, A: amplifier, Gm: voltage-current converter, LPF: low-pass filter, Inv: inverter, Gen: voltage generation circuit, Comp: comparator, WSF: waveform shaping filter, ADC: AD converter, Cnt: counter, OFF: off period generation circuit, off: off signal generator, Z: low input impedance circuit, VB: voltage buffer, IB: current buffer

Claims (19)

信号電流が入力される一端と、他端と、を備える第1の抵抗と、
前記第1の抵抗の前記他端に接続された第1端子と、前記信号電流に応じた出力電流を出力する第2端子と、第1制御端子と、を備える第1のトランジスタと、
前記第1の抵抗の前記他端に接続された一端と、基準電位に相関する電位に設定される他端と、を備える第1の容量と、
前記第1の抵抗の前記一端に接続された入力端子と、前記第1のトランジスタの前記第1制御端子に接続された出力端子と、を備える第1の増幅器と、
を備える波形整形フィルタ。
A first resistor having one end to which a signal current is input and the other end;
A first transistor comprising: a first terminal connected to the other end of the first resistor; a second terminal that outputs an output current corresponding to the signal current; and a first control terminal;
A first capacitor comprising one end connected to the other end of the first resistor and the other end set to a potential correlated with a reference potential;
A first amplifier comprising: an input terminal connected to the one end of the first resistor; and an output terminal connected to the first control terminal of the first transistor;
A waveform shaping filter comprising:
前記第1の増幅器は、反転増幅器である
請求項1に記載の波形整形フィルタ。
The waveform shaping filter according to claim 1, wherein the first amplifier is an inverting amplifier.
信号電流が入力される一端と、他端と、を備える第1の抵抗と、
前記第1の抵抗の前記他端に接続された第1端子と、基準電位に設定される第2端子と、第1制御端子と、を備える第1のトランジスタと、
前記第1の抵抗の前記他端に接続された一端と、前記基準電位に相関する電位に設定される他端と、を備える第1の容量と、
前記第1の抵抗の前記一端に接続された入力端子と、前記第1のトランジスタの前記第1制御端子に接続された出力端子と、を備える第1の増幅器と、
前記基準電位に設定される第3端子と、前記信号電流に応じた出力電流を出力する第4端子と、前記第1のトランジスタの前記第1制御端子に接続された第2制御端子と、を備える第2のトランジスタを更に備え、
前記第1の増幅器は、非反転増幅器である波形整形フィルタ。
A first resistor having one end to which a signal current is input and the other end;
A first transistor comprising: a first terminal connected to the other end of the first resistor; a second terminal set to a reference potential; and a first control terminal;
A first capacitor including one end connected to the other end of the first resistor and the other end set to a potential correlated with the reference potential;
A first amplifier comprising: an input terminal connected to the one end of the first resistor; and an output terminal connected to the first control terminal of the first transistor;
A third terminal set to the reference potential; a fourth terminal that outputs an output current corresponding to the signal current; and a second control terminal connected to the first control terminal of the first transistor. A second transistor comprising:
The waveform shaping filter, wherein the first amplifier is a non-inverting amplifier.
前記第1の容量の前記他端は、前記第2のトランジスタの前記第4端子に接続され、
前記第2のトランジスタの前記第4端子及び前記第1の容量の前記他端に接続された入力端子を備え、前記第2のトランジスタの前記第4端子から出力される前記出力電流に、前記第1の容量の前記他端から流れる電流を加算する低入力インピーダンス回路を更に備える
請求項3に記載の波形整形フィルタ。
The other end of the first capacitor is connected to the fourth terminal of the second transistor;
An input terminal connected to the fourth terminal of the second transistor and the other end of the first capacitor, and the output current output from the fourth terminal of the second transistor includes The waveform shaping filter according to claim 3, further comprising a low input impedance circuit that adds a current flowing from the other end of the one capacitor.
前記第1の増幅器は、電流入力型の増幅器である
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の波形整形フィルタ。
The waveform shaping filter according to claim 1, wherein the first amplifier is a current input type amplifier.
前記第1のトランジスタの前記第1端子に接続された第1の電流源を更に備える
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の波形整形フィルタ。
The waveform shaping filter according to claim 1, further comprising a first current source connected to the first terminal of the first transistor.
前記第1の容量の前記他端と前記基準電位との間に接続された第2の抵抗を更に備える請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の波形整形フィルタ。   7. The waveform shaping filter according to claim 1, further comprising a second resistor connected between the other end of the first capacitor and the reference potential. 8. 前記信号電流が有する低域通過特性の1つ又は複数の時定数のうち、いずれか1つの時定数と等しい時定数を有する
請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の波形整形フィルタ。
8. The waveform shaping filter according to claim 1, wherein the waveform shaping filter has a time constant equal to any one of one or a plurality of time constants of the low-pass characteristic of the signal current. .
前記第1の抵抗の抵抗値と前記第1の容量の容量値との積は、前記信号電流の低域通過特性の1つ又は複数の時定数のうち、いずれか1つの時定数と等しい
請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の波形整形フィルタ。
The product of the resistance value of the first resistor and the capacitance value of the first capacitor is equal to any one time constant of one or more time constants of the low-pass characteristic of the signal current. The waveform shaping filter according to any one of claims 1 to 8.
前記第1の容量の前記他端に接続された入力端子と、前記第1の容量の前記一端に接続された出力端子と、を備える第1のカレントミラー回路を更に備え、
前記第1のカレントミラー回路は、前記第1の容量に流れる電流の極性を反転して出力する
請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の波形整形フィルタ。
A first current mirror circuit comprising: an input terminal connected to the other end of the first capacitor; and an output terminal connected to the one end of the first capacitor;
10. The waveform shaping filter according to claim 1, wherein the first current mirror circuit inverts and outputs a polarity of a current flowing through the first capacitor. 11.
前記第1のトランジスタの前記第2端子に接続された入力端子と、前記第1の容量の前記他端に接続された出力端子と、を備える第2のカレントミラー回路と、
前記第2のカレントミラー回路の前記出力端子に接続された入力端子を備え、前記第2のカレントミラー回路の前記出力端子から出力される出力電流に、前記第1の容量の前記他端から流れる電流を加算する低入力インピーダンス回路と、
を更に備え、
前記第2のカレントミラー回路は、前記第1のトランジスタに流れる電流の極性を反転させて出力する
請求項1または2に記載の波形整形フィルタ。
A second current mirror circuit comprising: an input terminal connected to the second terminal of the first transistor; and an output terminal connected to the other end of the first capacitor;
An input terminal connected to the output terminal of the second current mirror circuit is provided, and an output current output from the output terminal of the second current mirror circuit flows from the other end of the first capacitor. A low input impedance circuit for adding current,
Further comprising
3. The waveform shaping filter according to claim 1, wherein the second current mirror circuit inverts the polarity of the current flowing through the first transistor and outputs the inverted signal.
前記第1の抵抗の前記他端と、前記第1のトランジスタの前記第1端子と、の間に接続された第10の抵抗と、
前記第1の抵抗の前記他端に接続された入力端子と、出力端子と、を備える電圧バッファと、
前記第1のトランジスタの前記第1端子に接続された一端と、前記電圧バッファの前記出力端子に接続された他端と、を備える第11の容量と、
を更に備える
請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の波形整形フィルタ。
A tenth resistor connected between the other end of the first resistor and the first terminal of the first transistor;
A voltage buffer comprising: an input terminal connected to the other end of the first resistor; and an output terminal;
An eleventh capacitor comprising one end connected to the first terminal of the first transistor and the other end connected to the output terminal of the voltage buffer;
The waveform shaping filter according to any one of claims 1 to 11, further comprising:
前記第1の抵抗の前記他端と、前記第1のトランジスタの前記第1端子と、の間に接続された第11の抵抗と、
前記第1のトランジスタの前記第1端子に接続された出力端子と、入力端子と、を備える電流バッファと、
前記第1の抵抗の前記他端に接続された一端と、前記電流バッファの入力端子に接続された他端と、を備える第12の容量と、
を更に備える
請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の波形整形フィルタ。
An eleventh resistor connected between the other end of the first resistor and the first terminal of the first transistor;
A current buffer comprising: an output terminal connected to the first terminal of the first transistor; and an input terminal;
A twelfth capacitor including one end connected to the other end of the first resistor and the other end connected to the input terminal of the current buffer;
The waveform shaping filter according to any one of claims 1 to 11, further comprising:
前記第1の抵抗の前記一端に接続された一端と、他端と、を備える第12の抵抗と、
前記第12の抵抗の前記他端に接続された入力端子と、出力端子と、を備える電圧バッファと、
前記第1の抵抗の前記一端に接続された一端と、前記電圧バッファの前記出力端子に接続された他端と、を備える第13の容量と、
を更に備える
請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の波形整形フィルタ。
A twelfth resistor comprising one end connected to the one end of the first resistor and the other end;
A voltage buffer comprising: an input terminal connected to the other end of the twelfth resistor; and an output terminal;
A thirteenth capacitor including one end connected to the one end of the first resistor and the other end connected to the output terminal of the voltage buffer;
The waveform shaping filter according to any one of claims 1 to 11, further comprising:
入射した放射線光子のエネルギーに応じた信号電流を出力する光子検出器と、
請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の前記波形整形フィルタを少なくとも1段備えるフィルタ回路と、
を備える放射線検出装置。
A photon detector that outputs a signal current according to the energy of the incident radiation photons;
A filter circuit comprising at least one stage of the waveform shaping filter according to any one of claims 1 to 14,
A radiation detection apparatus comprising:
前記光子検出器は、
前記放射線光子の前記エネルギーに応じたシンチレーション光を発生させるシンチレータと、
前記シンチレーション光のエネルギーに応じた前記信号電流を出力する光電子増倍器と、を備え、
前記フィルタ回路は、
前記シンチレータの時定数と等しい時定数を有する前記波形整形フィルタと、
前記光電子増倍器の時定数と等しい時定数を有する前記波形整形フィルタと、
を備える請求項15に記載の放射線検出装置。
The photon detector is
A scintillator that generates scintillation light according to the energy of the radiation photons;
A photomultiplier that outputs the signal current according to the energy of the scintillation light,
The filter circuit is
The waveform shaping filter having a time constant equal to the time constant of the scintillator;
The waveform shaping filter having a time constant equal to the time constant of the photomultiplier;
The radiation detection apparatus according to claim 15.
前記フィルタ回路は、前記波形整形フィルタの出力をN(≧1)個の閾値でそれぞれ比較するN個の比較器を更に備える
請求項15又は請求項16に記載の放射線検出装置。
The radiation detection apparatus according to claim 15 or 16, wherein the filter circuit further includes N comparators that respectively compare outputs of the waveform shaping filter with N (≧ 1) threshold values.
前記フィルタ回路は、前記比較器の出力結果をカウントするカウンタを更に備える
請求項17に記載の放射線検出装置。
The radiation detection apparatus according to claim 17, wherein the filter circuit further includes a counter that counts an output result of the comparator.
前記フィルタ回路は、入力信号を検出した後、所定のオフ期間の間、前記カウンタの一部によるカウントを停止させるオフ期間発生回路を更に備える
請求項18に記載の放射線検出装置。
The radiation detection apparatus according to claim 18, wherein the filter circuit further includes an off period generation circuit that stops counting by a part of the counter for a predetermined off period after detecting an input signal.
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