JPH05114824A - 電圧電流変換器 - Google Patents

電圧電流変換器

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JPH05114824A
JPH05114824A JP4048668A JP4866892A JPH05114824A JP H05114824 A JPH05114824 A JP H05114824A JP 4048668 A JP4048668 A JP 4048668A JP 4866892 A JP4866892 A JP 4866892A JP H05114824 A JPH05114824 A JP H05114824A
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voltage
signal
transistor
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electrode
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JP4048668A
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Wilhelmus H G Deguelle
ヘンドリクス ヘラルドス デフエレ ウイルヘルム
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ダイナミックレンジを拡大した電
圧電流変換器を提供することを目的としている。 【構成】 本発明による電圧電流変換器は、チャネルの
端子を形成するソース電極及びドレイン電極と、ゲート
電圧(Vg )を接続しチャネルの抵抗値を調整するため
のゲート電極と、バルク電圧(Vb )を接続するための
バルク電極とを有するMOS信号トランジスタ(11, 12, 1
3, 14)のチャネルによって形成される信号抵抗と;前
記信号トランジスタの非飽和動作の間に、ソース電圧、
ドレイン電圧、ゲート電圧及びバルク電圧を、各電極に
供給するための電圧供給手段;とを具えている。前記電
圧供給手段は制御手段(30)を具え、ゲート電圧に応答
してバルク電圧を制御する。結果的に、電圧電流変換器
の3次ひずみが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、チャネルの端子を形成
するソース電極及びドレイン電極と、第1及び第2調整
電極によって構成される1セットである2個の調整電極
とを有する電界効果型の信号トランジスタのチャネルに
よって形成される信号抵抗と、前記信号トランジスタの
非飽和動作の間に、ソース電圧、ドレイン電圧、第1及
び第2調整電圧を、それぞれソース電極、ドレイン電
極、第1及び第2調整電極に供給するための電圧供給手
段とを具え;前記2個の調整電極の一方を、ゲート電圧
を接続しチャネル抵抗を調整するためのゲート電極と
し、前記1セットの調整抵抗の他方を、バルク電圧を接
続するためのバルク電極としている電圧電流変換器に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、この種の装置は、”Fully Inte
grated Active RC Filters in MOSTechnology”という
表題のソリッドステート回路に関するIEEEジャーナル、
Vol.SC−18,No.6,1983年12月,644−651ページから既
知である。この種の電圧電流変換器は、信号電圧を信号
電流に変換する。集積回路においては、電界効果トラン
ジスタを抵抗として使用し、3極管領域で動作する非飽
和電界効果トランジスタのチャネルが抵抗として動作
し、信号電圧がチャネルに供給される。チャネルの抵抗
値は、ゲート電圧によって所望の値に到達する。
【0003】このような電界効果トランジスタのチャネ
ル抵抗値は、どちらかというと非線形であり、非線形ひ
ずみを発生させる。2次ひずみは、平衡した電圧電流変
換器を用いることによって除去することができる。した
がって、すべての偶数高調波ひずみ成分は相殺される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、奇数高
調波成分は依然として残り、電圧電流変換器のダイナミ
ックレンジを制限することとなる。
【0005】本発明は、ダイナミックレンジを拡大した
電圧電流変換器を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧電流変換器
は、チャネルの端子を形成するソース電極及びドレイン
電極と、第1及び第2調整電極によって構成される1セ
ットである2個の調整電極とを有する電界効果型の信号
トランジスタのチャネルによって形成される信号抵抗
と、前記信号トランジスタの非飽和動作の間に、ソース
電圧、ドレイン電圧、第1及び第2調整電圧を、それぞ
れソース電極、ドレイン電極、第1及び第2調整電極に
供給するための電圧供給手段とを具え;前記2個の調整
電極の一方を、ゲート電圧を接続しチャネル抵抗を調整
するためのゲート電極とし、前記1セットの調整抵抗の
他方を、バルク電圧を接続するためのバルク電極として
いる電圧電流変換器において、前記電圧供給手段が、前
記第1調整電圧を前記第2調整電圧の関数として制御す
るための制御手段を具え、前記第1調整電圧を前記第2
調整電圧と等しくないように設定することを特徴とす
る。
【0007】本発明は、電界効果トランジスタのチャネ
ル抵抗値の計算を改良したモデルを提供するものであ
る。この電界効果トランジスタでは、電荷キャリアから
成る電流の方向に垂直な電界によって生じるチャネル電
荷キャリアの移動度変調を考慮する。この計算モデル及
び測定結果によって、信号トランジスタのバルク電圧が
このトランジスタのゲート電圧から得られる場合、又は
逆にゲート電圧がバルク電圧から得られる場合に、第3
高調波ひずみをかなり低減できることを確かめた。第3
高調波ひずみの低減によって、電圧電流変換器は、所定
のひずみ限界に到達せずに広い範囲で駆動される。
【0008】本発明の電圧電流変換器の第1の例では、
前記制御手段が、基準電圧を供給するための基準電圧源
と加算増幅器とを具え;該加算増幅器が、所定の係数に
よって逓倍される第2調整電圧及び基準電圧の合計値に
応答して電圧が供給される、信号トランジスタの第1調
整電極に結合する出力端子を具えていることを特徴とす
る。このことによって、バルク電圧とゲート電圧との間
に線形性が確立され、前記改良された計算モデルから線
形性の優れた近似が得られる。
【0009】本発明の電圧電流変換器の第2の例では、
前記制御手段が: ・ 前記信号トランジスタと同様の特性及び電極を有し
ている測定トランジスタのチャネルによって形成され、
前記信号トランジスタの第1調整電極に第1調整電極を
接続する測定抵抗と; ・ 正弦波信号を発生させ、チャネルに実質的に正弦波
チャネル電流が流れるように、前記測定トランジスタの
チャネルに出力端子を結合する測定信号源と;・前記チ
ャネル電流の第3次ひずみの測定値である制御電圧を発
生させるためのひずみ測定手段と; ・ 前記制御電圧を、前記測定トランジスタ及び前記信
号トランジスタの第2調整電極に供給するための制御電
極供給手段; とを具えていることを特徴とする。この動作の間、バル
ク電圧又はゲート電圧は、常に測定トランジスタのチャ
ネル電流の3次ひずみを測定すると共に、測定されたひ
ずみに対してバルク電圧又はゲート電圧を調整すること
によって適宜決定される。結果的に、適用電界効果トラ
ンジスタの特性の許容誤差は、3次高調波ひずみの低減
に関してもはや実質的な影響を及ぼさない。
【0010】本発明の電圧電流変換器の第2例の一例で
は、測定信号源を4段に配置し、第1、第2、第3及び
第4測定信号源が、振幅比が2:1:1:2で、第1周波数の
第1、第2、第3及び第4正弦波測定信号を発生させ、
前記第2測定信号と第3測定信号とを相対的に逆位相と
し、前記第1測定信号と第4測定信号とを相対的に逆位
相とし;且つ、前記測定抵抗を6段に配置し、第1〜第
6測定トランジスタすべてを信号トランジスタの特性及
び電極と同様のものとし、第1及び第2調整電極の各々
を信号トランジスタの対応する電極に接続し、第1測定
トランジスタのドレイン電極を第1測定信号源の出力端
子に接続し、第2及び第3測定トランジスタのドレイン
電極を第2測定信号源の出力端子に接続し、第4及び第
5測定トランジスタのドレイン電極を第3測定信号源の
出力端子に接続し、第6測定トランジスタのドレイン電
極を第4測定信号源の出力端子に接続し;且つ、前記ひ
ずみ測定手段が: ・ 平衡出力信号を供給するための反転出力端子及び非
反転出力端子と、第1、第4、第5測定トランジスタの
ソース電極に接続する反転入力端子と、第2、第3、第
6測定トランジスタのソース電極に接続する非反転入力
端子とを有している平衡増幅器と; ・ 前記第1周波数の3倍の第2周波数の合成信号を発
生させる第5測定信号源と; ・ 平衡出力信号及び合成信号を受信するための入力端
子と、検出信号を供給するための出力端子とを有してい
る同期検出器と; ・ 検出された電圧をフィルタ処理し、制御電圧を発生
させるためのローパスフィルタ; とを具えていることを特徴とする。
【0011】平衡増幅器の平衡出力信号は、実質的に正
弦波測定信号の第3高調波成分から成っており、この成
分は、ローパスフィルタ及び3倍の周波数で動作する同
期検出器によって効果的に測定される。
【0012】本発明の電圧電流変換器の第2例の他の一
例では、相対的に等しい振幅、逆位相で、第1周波数の
正弦波測定信号を発生させるための第1及び第2測定信
号源を設け、該測定信号源を2段に配置し;且つ、測定
抵抗を、共に信号トランジスタと同様の特性及び電極を
有する第1及び第2測定トランジスタによって構成され
る二重抵抗として配置し、第1調整電極及び第2調整電
極の各々を信号トランジスタの対応する電極に接続し、
第1測定トランジスタのドレイン電極を第1測定信号源
の出力端子に接続し、第2測定トランジスタのドレイン
電極を第2測定信号源の出力端子に接続し;且つ、前記
ひずみ測定手段が: ・ 第1出力信号を供給するための反転出力端子と、第
2出力信号を供給するための非反転出力端子と、第1測
定トランジスタのソース電極に接続する反転入力端子
と、第2測定トランジスタのソース電極に接続する非反
転入力端子とを有する平衡増幅器と; ・ 前記第1及び第2測定トランジスタと同様の特性及
び電極を有し、第1及び第2調整電極の各々を信号トラ
ンジスタの対応する電極に接続し、第1フィードバック
トランジスタのチャネルを平衡増幅器の非反転入力端子
と反転出力端子との間に接続し、第2フィードバックト
ランジスタのチャネルを平衡増幅器の反転入力端子と非
反転出力端子との間に接続する第1及び第2フィードバ
ックトランジスタと; ・ 第1測定信号と第1出力信号とを加算し第1加算信
号とするための第1加算手段、及び第2測定信号と第2
出力信号とを加算し第2加算信号とするための第2加算
手段と; ・ 前記第1周波数の3倍の第2周波数の合成信号を発
生させる第5測定信号源と; ・ 前記第1及び第2加算信号を受信するための入力端
子と、前記合成信号を受信するための入力端子と、検出
された信号を供給するための出力端子とを有している同
期検出器と; ・ 検出された電圧をフィルタ処理するとともに、制御
電圧を発生させるためのローパスフィルタ; とを具えていることを特徴とする。
【0013】この例は、同様に動作する。しかし、この
例ではわずかに2個の測定信号を必要とする。
【0014】
【実施例】以下図面を参照して本発明を実施例につき説
明するに、同一の機能を果たす同一の構成要素には同一
の参照番号を付す。図1は、それぞれ電圧Vs 、Vd
g 及び−Vb が印加されるソース電極2と、ドレイン
電極3と、ゲート電極4と、バルク電極5とを具えてい
る電界効果トランジスタ1を示している。これらの電圧
は、すべて任意の基準電圧との関係で規定される。チャ
ネル電流又はドレイン電流Id が、電界効果トランジス
タ1のチャネルを流れる。電界効果トランジスタが非飽
和となるように電圧を選択するものと仮定する。チャネ
ル電流Id と、電界効果トランジスタ1の電極に供給さ
れる電圧との関係を以下のように記述することができ
る。
【0015】
【数1】 ここで: βは、導電率 Wは、チャネル幅 Lは、チャネル長 Vg は、ゲート電圧 Vd は、ドレイン電圧 Vs は、ソース電圧 Vb は、バルク電圧 Vtoは、しきい値電圧 Kは、基板係数 Φは、表面電位 θは、移動度変調係数 である。方程式(1)を簡単にするために、電圧Vs
ゼロに等しいものと仮定する。したがって、方程式
(1)は、
【0016】
【数2】 となる。方程式(2)をテイラー級数に展開すると:
【数3】 となる。平衡をとることによって偶数項を除去すること
ができる。結果的に、第3項のひずみが、電流Id の全
ひずみの中で優勢である。方程式(2)において、Id
をVd について3回微分するとともに、Vd をゼロとす
ることによって、いかにC3 が大きいかを計算すること
ができる。C3 は、
【数4】 となる。C3 は、逆符号の2個の項から成り、これら2
個の項が互いに相殺できるようになっている。方程式
(4)において、C3 をゼロとすることによってVb
g との関係を決定することができる。このようにし
て、
【数5】 となる。実際、θは1よりも十分に小さく、テイラー級
数の最初の二項で、方程式(5)の優れた近似となる。
これより、方程式(5)を、以下のように書き換えるこ
とができる。
【0017】
【数6】 ここでは、バルク電圧Vb と、ゲート電圧Vg との間に
線形性がある。このことは、図2に図式的に示されてい
る。図2aにおいて、バルク電圧Vb はゲート電圧Vg
ら得られる。図2bに示すように、この逆も択一的に可能
である。この場合、ゲート電圧Vg は、バルク電圧Vb
から得られる。図2aは、電圧値がVref の基準電圧源6
と、電圧値がVg のゲート電圧源7とを示している。電
圧Vg は、増幅器8によってA倍される。これらの電圧
は共に加算段9に供給され、バルク電圧Vg を供給す
る。図2bは、電圧がVref の同一の基準電圧源6と、電
圧がVb のバルク電圧源7Aとを示している。電圧V
b は、増幅器8によってA倍される。これらの電圧は共
に加算段9に供給され、バルク電圧Vg を供給する。電
圧Vref 及び係数Aは、方程式(6)によって決定し、
使用される電界効果トランジスタのパラメータに依存し
ている。
【0018】したがって、電圧電流変換器の第3高調波
ひずみが適切な程度となるように、比較的簡単な回路を
用いてゲート電圧Vg からバルク電圧Vb を得ることが
でき、また逆にバルク電圧Vb からゲート電圧Vg を得
ることができる。図3は、図1に示されているような電
極を有している電界効果トランジスタを各々具えている
4個の電圧電流変換器11,12,13及び14を具えているフィ
ルタ回路10を示している。例示的に共振回路を選択して
いるが、このことは本質的なことではない。この例にお
けるフィルタ回路は、2個のカスケード接続平衡積分器
15及び16を具えている。これらの積分器において、電圧
電流変換器11〜14は、積分器15及び16の入力端子と直列
な信号抵抗として動作する。電圧電流変換器11〜14の抵
抗値は、各電圧電流変換器のゲート電極4と接続してい
るゲート電圧源7のゲート電圧Vg を用いて調整するこ
とができる。フィルタ処理されるべき信号は、フィルタ
回路10の入力端子17及び18に供給される。
【0019】第3高調波ひずみを相殺するためにフィル
タ回路は更に、ゲート電圧Vg に線形的に依存するバル
ク電圧Vb を発生させるバルク電圧発生器20を具えてい
る。バルク電圧発生器20は、反転及び非反転入力端子と
出力端子とを具えている演算増幅器21を具えている。こ
の演算増幅器21の反転出力は、抵抗22を介して前記反転
入力端子にフィードバックされる。非反転入力端子をア
ースする。ゲート電圧源7及び基準電圧源6を、抵抗23
及び抵抗24をそれぞれ介して、演算増幅器21の反転入力
端子に接続する。演算増幅器21の出力端子は、バルク電
圧Vb を供給する。該バルク電圧の振幅は、基準電圧V
ref と、抵抗18,19及び20の抵抗比とによって決定され
る。バルク電圧Vb を、各電圧電流変換器11〜14のバル
ク電極5に接続する。
【0020】図3に示されている回路は第3高調波ひず
みの相殺について適合性がない。すなわち、方程式
(6)及び図2にしたがって回路が表示する係数Aが一
定値ということである。許容誤差等の結果、電圧電流変
換器11〜14の電界効果トランジスタのパラメータ値が、
バルク電圧発生器20の設計値と異なっている場合、前記
相殺が準適合状態となる。バルク電圧Vb をゲート電圧
g から得ること、又は逆にゲート電圧Vg をバルク電
圧Vb から得ることも適宜行うことができる。すなわ
ち、バルク電圧Vb とゲート電圧Vg との間の調整用係
数Aは、トランジスタのパラメータ値に依存している。
【0021】図4aは、適合型バルク電圧発生器30のブロ
ック図である。このバルク電圧発生器は、測定抵抗とし
ての測定トランジスタ31を具え、該トランジスタのゲー
ト電極32を、ゲート電圧源7に接続する。正弦波信号を
供給する測定信号源35を、測定トランジスタ31のチャネ
ルに接続する。チャネル電流の3次ひずみを、チャネル
電流内の3次成分に比例する出力電圧を発生させる測定
回路36によって測定する。この電圧は積分器37で積分さ
れ、バルク電圧Vb に変換され、測定トランジスタ31の
バルク電極33に供給される。この装置は、測定トランジ
スタ31のチャネル電流内の3次ひずみが相殺されるよう
に、バルク電圧Vbを調整する。逆に、バルク電圧Vb
が予め決められている場合、図4bに示すように、バルク
電圧源7Aをバルク電極33に接続し、積分器37の出力端子
をゲート電極32に接続する。
【0022】図5は、図3に示すフィルタ回路10と同一
のフィルタ回路であるが、図4に示す適合型バルク電圧
発生器30を具えている。測定トランジスタ31のゲート電
極32と同様に、各電圧電流変換器11〜14のゲート電極4
をすべて、ゲート電圧源7に接続する。測定トランジス
タ31のバルク電極33と同様に、各電圧電流変換器11〜14
のバルク電極をすべて、バルク電圧Vb に接続する。測
定トランジスタ31を、電圧電流変換器11〜14のトランジ
スタと同一型のトランジスタとする。したがって、測定
トランジスタで測定されるひずみは、フィルタ回路10で
予想されるひずみを示している。
【0023】図6は、適合型バルク電圧発生器30の第1
の例を示す図である。それぞれ振幅が2E,E,−E及び
−2Eである、第1周波数の正弦波信号を供給する4個の
測定信号源40,41,42及び43を設ける。バルク電圧発生器
30は、非反転入力端子51、反転入力端子52、反転出力端
子53及び非反転出力端子54を有している平衡増幅器50を
更に具えている。反転出力端子53及び非反転出力端子54
は、それぞれ抵抗値がRの抵抗55及び56を介して、非反
転入力端子51及び反転入力端子52にフィードバックされ
る。更に、平衡増幅器50の出力端子53及び54に接続する
入力端子61と、第5測定信号源63に接続する入力端子62
と、積分器37に接続する出力端子64とを具えている同期
検出器60を設ける。第5測定信号発生器63は、前記4個
の測定信号源40〜43の第1周波数の3倍の第2周波数の
信号を供給する。更にバルク電圧発生器は、フィルタ回
路10の電圧電流変換器11〜14のトランジスタと同一型の
6個の測定トランジスタ44,45,46,47,48及び49を具えて
いる。6個の測定トランジスタのゲート電極をすべて、
ゲート電圧源7に接続する。このゲート電圧源も、フィ
ルタ回路10の電圧電流変換器11〜14のゲート電極に電圧
を供給する。フィルタ回路10の電圧電流変換器11〜14の
バルク電極と同様に、6個の測定トランジスタのバルク
電極を、バルク電圧Vb を供給する積分器37の出力端子
に接続する。測定トランジスタ44のチャネルを、測定信
号源40と反転入力端子52との間に接続し、このチャネル
を流れる電流をI1 とする。測定トランジスタ45及び46
のチャネルを共に、測定信号源41と非反転入力端子51と
の間に接続し、これらのチャネルを流れる全電流をI2
とする。測定トランジスタ47及び48のチャネルを共に、
測定信号源42と反転入力端子52との間に接続し、これら
のチャネルを流れる全電流をI3 とする。測定トランジ
スタ49のチャネルを、測定信号源43と非反転入力端子51
との間に接続し、このチャネルを流れる電流をI4 とす
る。電流I1 〜I4 のそれぞれを、方程式(3)と同様
に、以下のように記述することができる:
【数7】
【数8】
【数9】
【数10】 平衡増幅器50の出力端子53と出力端子54との間の電位差
がV1 の場合、以下のようになる:
【数11】 方程式(7)〜(10)を方程式(11)に代入すると:
【数12】 となる。電圧V1 は、信号周波数が測定信号源40〜43の
3倍である、正弦波3次項のみを有している。同期検出
器の入力端子62における第5測定信号の周波数も、同様
に3倍である。同期検出器60の出力端子64にDC合成信号
が生じ、該信号は、積分器37によって積分された後、バ
ルク電圧Vb として使用される。
【0024】図7は、適合型バルク電圧発生器30の第2
の例を示す図である。それぞれ第1周波数で、大きさが
等しいも、逆の正弦波信号E及び−Eを供給する2個の
測定信号源70及び71を設ける。測定信号源70を、第1測
定トランジスタ72のチャネルを介して、平衡増幅器50の
非反転入力端子51に接続する。前記平衡増幅器は、図6
の平衡増幅器と同様のものである。出力端子53及び54
は、それぞれフィードバックトランジスタ74及び75のチ
ャネルを介して、それぞれの入力端子51及び52にフィー
ドバックされる。出力端子53は、第1出力信号V2Aを供
給し、出力端子54は、逆の第2出力信号V2Bを供給す
る。フィードバックトランジスタ74及び75と同様に、測
定トランジスタ72及び73のゲート電極をすべてゲート電
圧源7に接続する。該ゲート電圧源7も、フィルタ回路
10の電圧電流変換器11〜14のゲート電極に電圧を供給す
る。フィルタ回路10の電圧電流変換器11〜14のバルク電
極と同様に、測定トランジスタ72及び73のバルク電極
と、フィードバックトランジスタ74及び75のバルク電極
とを、バルク電圧Vb を供給する積分器37の出力端子に
接続する。測定トランジスタ及びフィードバックトラン
ジスタのすべてを、フィルタ回路10の電圧電流変換器11
〜14のトランジスタと同一型とする。抵抗値がR1 であ
る2個の抵抗76及び77の直列結合を、第1測定信号源70
と反転出力端子53との間に挿入する。測定信号源70の測
定信号E及び第1出力信号V2Aの合計値である信号V3A
を、抵抗76及び77の接続点で得ることができる。抵抗値
がR1 の2個の抵抗78及び79の直列結合を、同様に第2
測定信号源71と、非反転出力端子54との間に挿入する。
測定信号源71の測定信号−E及び第1出力信号V2Bの合
計値である信号V3Bを、抵抗78と抵抗79との接続点で得
ることができる。抵抗72〜75の抵抗値をR2 とする。こ
こでは、以下の関係がある:
【数13】 この方程式において、δは、ひずみ成分を示している。
【数14】 方程式(13)を方程式(14)に代入することによって:
【数15】 となる。電圧V3Bは、電圧V3Aと逆符号であり、ひずみ
成分δのみが、入力端子61に生じる。この成分は、上記
の方法で同期検出器60及び積分器37によってバルク電圧
b に再び変換される。
【0025】本発明は、フィルタ回路10の4個の電圧電
流変換器11〜14の3次ひずみの低減に限られるものでは
ない。ここに示した適合型及び非適合型のバルク又はゲ
ート電圧発生器を、図に示したフィルタ例に示されてい
る種類の1以上の電圧電流変換器を具えている任意の電
界効果トランジスタ回路に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】接続電極を具えているMOSトランジスタを示す
図である。
【図2】図2aは、本発明による電圧電流変換器に使用さ
れる非適合型バルク電圧源を示す図であり、図2bは、本
発明による電圧電流変換器に使用される非適合型ゲート
電圧源を示す図である。
【図3】本発明による電圧電流変換器の一例を示す図で
ある。
【図4】図4aは、本発明による電圧電流変換器に使用さ
れる適合型バルク電圧源を示す図であり、図4bは、本発
明による電圧電流変換器に使用される適合型ゲート電圧
源を示す図である。
【図5】本発明による電圧電流変換器の一例を示す図で
ある。
【図6】本発明による電圧電流変換器の他の一例を示す
図である。
【図7】本発明による電圧電流変換器の更に他の一例を
示す図である。
【符号の説明】
1 電界効果トランジスタ 2 ソース電極 3 ドレイン電極 4 ゲート電極 5 バルク電極 6 基準電圧源 7 ゲート電圧源 7A バルク電圧源 8 増幅器 9 加算段 10 フィルタ回路 11, 12, 13, 14 電圧電流変換器 15, 16 カスケード接続平衡積分器 17, 18 フィルタ回路10の入力端子 20 バルク電圧発生器 21 演算増幅器 22, 23, 24 抵抗 30 適合型バルク電圧発生器 31 測定トランジスタ 32 ゲート電極 33 バルク電極 35 測定信号源 36 測定回路 37 積分器 40, 41, 42, 43 測定信号源 44, 45, 46, 47, 48, 49 測定トランジスタ 50 平衡増幅器 51 平衡増幅器50の非反転入力端子 52 平衡増幅器50の反転入力端子 53 平衡増幅器50の反転出力端子 54 平衡増幅器50の非反転出力端子 55,56 抵抗 60 同期検出器 61, 62 同期検出器60の入力端子 63 第5測定信号源 64 同期検出器60の出力端子 70, 71 測定信号源 72, 73 測定トランジスタ 74, 75 フィードバックトランジスタ 76, 77, 78, 79 抵抗

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チャネルの端子を形成するソース電極及
    びドレイン電極と、第1及び第2調整電極によって構成
    される1セットである2個の調整電極とを有する電界効
    果型の信号トランジスタのチャネルによって形成される
    信号抵抗と、前記信号トランジスタの非飽和動作の間
    に、ソース電圧、ドレイン電圧、第1及び第2調整電圧
    を、それぞれソース電極、ドレイン電極、第1及び第2
    調整電極に供給するための電圧供給手段とを具え;前記
    2個の調整電極の一方を、ゲート電圧を接続しチャネル
    抵抗を調整するためのゲート電極とし、前記1セットの
    調整抵抗の他方を、バルク電圧を接続するためのバルク
    電極としている電圧電流変換器において、 前記電圧供給手段が、前記第1調整電圧を前記第2調整
    電圧の関数として制御するための制御手段を具え、前記
    第1調整電圧を前記第2調整電圧と等しくないように設
    定することを特徴とする電圧電流変換器。
  2. 【請求項2】 前記制御手段が、基準電圧を供給するた
    めの基準電圧源と加算増幅器とを具え;該加算増幅器
    が、所定の係数によって逓倍される第2調整電圧及び基
    準電圧の合計値に応答して電圧が供給される、信号トラ
    ンジスタの第1調整電極に結合する出力端子を具えてい
    ることを特徴とする請求項1に記載の電圧電流変換器。
  3. 【請求項3】 前記制御手段が: ・ 前記信号トランジスタと同様の特性及び電極を有し
    ている測定トランジスタのチャネルによって形成され、
    前記信号トランジスタの第1調整電極に第1調整電極を
    接続する測定抵抗と; ・ 正弦波信号を発生させ、チャネルに実質的に正弦波
    チャネル電流が流れるように、前記測定トランジスタの
    チャネルに出力端子を結合する測定信号源と; ・ 前記チャネル電流の第3次ひずみの測定値である制
    御電圧を発生させるためのひずみ測定手段と; ・ 前記制御電圧を、前記測定トランジスタ及び前記信
    号トランジスタの第2調整電極に供給するための制御電
    極供給手段; とを具えていることを特徴とする請求項1に記載の電圧
    電流変換器。
  4. 【請求項4】 測定信号源を4段に配置し、第1、第
    2、第3及び第4測定信号源が、振幅比が2:1:1:2で、
    第1周波数の第1、第2、第3及び第4正弦波測定信号
    を発生させ、前記第2測定信号と第3測定信号とを相対
    的に逆位相とし、前記第1測定信号と第4測定信号とを
    相対的に逆位相とし;且つ、前記測定抵抗を6段に配置
    し、第1〜第6測定トランジスタすべてを信号トランジ
    スタの特性及び電極と同様のものとし、第1及び第2調
    整電極の各々を信号トランジスタの対応する電極に接続
    し、第1測定トランジスタのドレイン電極を第1測定信
    号源の出力端子に接続し、第2及び第3測定トランジス
    タのドレイン電極を第2測定信号源の出力端子に接続
    し、第4及び第5測定トランジスタのドレイン電極を第
    3測定信号源の出力端子に接続し、第6測定トランジス
    タのドレイン電極を第4測定信号源の出力端子に接続
    し;且つ、前記ひずみ測定手段が: ・ 平衡出力信号を供給するための反転出力端子及び非
    反転出力端子と、第1、第4、第5測定トランジスタの
    ソース電極に接続する反転入力端子と、第2、第3、第
    6測定トランジスタのソース電極に接続する非反転入力
    端子とを有している平衡増幅器と; ・ 前記第1周波数の3倍の第2周波数の合成信号を発
    生させる第5測定信号源と; ・ 平衡出力信号及び合成信号を受信するための入力端
    子と、検出信号を供給するための出力端子とを有してい
    る同期検出器と; ・ 検出された電圧をフィルタ処理し、制御電圧を発生
    させるためのローパスフィルタ; とを具えていることを特徴とする請求項3に記載の電圧
    電流変換器。
  5. 【請求項5】 相対的に等しい振幅、逆位相で、第1周
    波数の正弦波測定信号を発生させるための第1及び第2
    測定信号源を設け、該測定信号源を2段に配置し;且
    つ、測定抵抗を、共に信号トランジスタと同様の特性及
    び電極を有する第1及び第2測定トランジスタによって
    構成される二重抵抗として配置し、第1調整電極及び第
    2調整電極の各々を信号トランジスタの対応する電極に
    接続し、第1測定トランジスタのドレイン電極を第1測
    定信号源の出力端子に接続し、第2測定トランジスタの
    ドレイン電極を第2測定信号源の出力端子に接続し;且
    つ、前記ひずみ測定手段が: ・ 第1出力信号を供給するための反転出力端子と、第
    2出力信号を供給するための非反転出力端子と、第1測
    定トランジスタのソース電極に接続する反転入力端子
    と、第2測定トランジスタのソース電極に接続する非反
    転入力端子とを有する平衡増幅器と; ・ 前記第1及び第2測定トランジスタと同様の特性及
    び電極を有し、第1及び第2調整電極の各々を信号トラ
    ンジスタの対応する電極に接続し、第1フィードバック
    トランジスタのチャネルを平衡増幅器の非反転入力端子
    と反転出力端子との間に接続し、第2フィードバックト
    ランジスタのチャネルを平衡増幅器の反転入力端子と非
    反転出力端子との間に接続する第1及び第2フィードバ
    ックトランジスタと; ・ 第1測定信号と第1出力信号とを加算し第1加算信
    号とするための第1加算手段、及び第2測定信号と第2
    出力信号とを加算し第2加算信号とするための第2加算
    手段と; ・ 前記第1周波数の3倍の第2周波数の合成信号を発
    生させる第5測定信号源と; ・ 前記第1及び第2加算信号を受信するための入力端
    子と、前記合成信号を受信するための入力端子と、検出
    された信号を供給するための出力端子とを有している同
    期検出器と; ・ 検出された電圧をフィルタ処理するとともに、制御
    電圧を発生させるためのローパスフィルタ; とを具えていることを特徴とする請求項3に記載の電圧
    電流変換器。
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