JPH0514124A - 半導体キヤパシタンス素子 - Google Patents

半導体キヤパシタンス素子

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JPH0514124A
JPH0514124A JP3158982A JP15898291A JPH0514124A JP H0514124 A JPH0514124 A JP H0514124A JP 3158982 A JP3158982 A JP 3158982A JP 15898291 A JP15898291 A JP 15898291A JP H0514124 A JPH0514124 A JP H0514124A
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JP
Japan
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transistor
amplifier circuit
input
output
capacitance
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JP3158982A
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Fumiaki Honda
文明 本多
Nobukazu Hosoya
信和 細矢
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 入力信号を入力端子16から高域通過型増幅
回路12に与え、差動増幅回路14によって高域通過型
増幅回路12からの出力信号と入力信号との差分の信号
を出力する。この差分の信号を入力端子に帰還するか、
または出力端子から出力することによって、等価的に、
入力インピーダンスがキャパシタンス特性を示す。高域
通過型増幅回路12と差動増幅回路14とによって入力
信号を90°移相する。その等価キャパシタンスは差動
増幅回路14に供給するバイアス電流I0 によって変化
する。 【効果】 差動増幅回路に供給するバイアス電流を変化
することによって、IC内に比較的大容量の等価キャパ
シタンスが得られ、また、等価キャパシタンスを外部か
ら広範囲に調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体キャパシタンス
素子に関し、特にたとえばIC(集積回路)内において
入力端子と出力端子との間に比較的大きな等価容量を得
る、新規な半導体キャパシタンス素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のICにおいては、PN接合を利用
して等価結合容量を得ることが行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
そのPN接合に印加される電圧によって容量を変化させ
ることができるが、通常その容量値は小さく、しかもそ
の可変範囲は20%程度でしかなかった。それゆえに、
この発明の主たる目的は、IC内に比較的大きな容量を
形成することができかつその可変範囲が広い、半導体キ
ャパシタンス素子を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、入力信号を
90°移相する高域通過型増幅回路、および高域通過型
増幅回路の出力信号と入力信号とを受け、その一方出力
が入力端子に接続されかつ他方出力が出力端子に接続さ
れた差動増幅回路を備える、半導体キャパシタンス素子
である。
【0005】
【作用】差動増幅回路からの差分の信号を入力信号に帰
還することによって、あるいは出力することによって、
入力インピーダンスが等価的にキャパシタンス特性を示
す。そして、その等価キャパシタンスは差動増幅回路に
供給する電流によって変化する。
【0006】
【発明の効果】この発明によれば、差動増幅回路に供給
する電流を変化することによって、PN接合を利用する
従来技術に比べてIC内の等価キャパシタンスを広範囲
に調整することができるので、より大きい容量の半導体
キャパシタンス素子を得ることができる。
【0007】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0008】
【実施例】図1を参照して、この実施例の半導体キャパ
シタンス素子10は、高域通過型増幅回路12および差
動増幅回路14を含み、入力端子16から入力信号eA
が与えられる。そして、入力信号eA がエミッタフォロ
ワを構成するトランジスタQ1を通して、高域通過型増
幅回路12の非反転入力端子であるトランジスタQ2の
ベースに入力される。トランジスタQ2はトランジスタ
Q3とともに差動対18を構成し、差動対18の出力
が、トランジスタQ3のコレクタからトランジスタQ4
のエミッタに出力される。トランジスタQ4のエミッタ
には、抵抗RとコンデンサCの直列回路が接続される。
トランジスタQ3のベースには、出力端子20から出力
信号eB が、エミッタフォロワを構成するトランジスタ
Q7およびコンデンサCを経由して入力される。そし
て、差動対18の出力すなわちトランジスタQ4のエミ
ッタが差動増幅回路14のトランジスタQ6のベースに
接続され、トランジスタQ6とともに差動対22を構成
するトランジスタQ7のベースがトランジスタQ1の出
力に接続される。そして、トランジスタQ6の出力がト
ランジスタQ1のベースすなわち入力端子16に接続さ
れ、トランジスタQ7の出力が出力端子20に接続され
る。なお、図1の半導体キャパシタンス素子10におい
て、24,26,28,30,32,34,36および
38は定電流源(直列電流源)である。
【0009】図1の半導体キャパシタンス素子10にお
いて、トランジスタQ4のエミッタに表れる高域通過型
増幅回路12の出力信号eo は数1で与えられる。
【0010】
【数1】
【0011】また、差動増幅回路14の差動対22の一
方入力にはその高域通過型増幅回路12の出力信号eo
が与えられ、他方入力には入力信号eA が与えられる。
したがって、このとき入力端子16から流れ込む電流i
(=出力端子20から流れ出る電流i)は、トランジス
タQ6およびQ7の微分抵抗をre とすると、数2で示
される。
【0012】
【数2】
【0013】ここで、re =26mV/I0 mA〔Ω〕
である。また、数2を数1に代入して整理すると、数3
となる。
【0014】
【数3】
【0015】また、ここでCR/2re =Ceqとする
と、数3は数4となる。
【0016】
【数4】
【0017】したがって、入力端子16と出力端子20
との間にキャパシタンス特性が得られ、この半導体キャ
パシタンス素子10における等価キャパシタンスCeq
数5で与えられる。
【0018】
【数5】
【0019】このように、図1の半導体キャパシタンス
素子10で得られる等価キャパシタンスCeqは、コンデ
ンサC,抵抗Rおよびバイアス電流I0 によって決定さ
れる。したがって、バイアス電流I0 を変化できる可変
定電流源36または38を用いることによって、可変等
価キャパシタンス回路が得られる。なお、この実施例に
おいては、数5からわかるように、等価キャパシタンス
eqはバイアス電流I 0 に比例する。たとえば、C=3
0pF,R=100kΩ,I0 =0.1mAとすると、
等価キャパシタンスCeqは、5800pF相当になる。
【0020】図2に示す半導体キャパシタンス素子10
は、図1に示す半導体キャパシタンス素子10に、減衰
器40,42および44を付加したものである。すなわ
ち、減衰器40はトランジスタQ8およびQ9を含み、
トランジスタQ8の入力が抵抗R1 を介してトランジス
タQ1の出力に接続され、トランジスタQ9の入力がバ
イアス電源46に接続される。トランジスタQ8および
Q9のエミッタには、それぞれ微分抵抗re1が形成され
る。そして、定電流源48および50が用いられ、定電
流源48とトランジスタQ8のコレクタとの間にはダイ
オード52が介挿される。また、減衰器42はトランジ
スタQ10およびQ11を含み、トランジスタQ10の
入力が抵抗R1 を介してトランジスタQ4の出力に接続
され、トランジスタQ11の入力がトランジスタQ12
のエミッタ(後述)に接続される。トランジスタQ10
およびQ11のエミッタには、それぞれ微分抵抗re1
形成される。そして、定電流源54および56が用いら
れる。なお、トランジスタQ7のベースは、トランジス
タQ12のエミッタに接続され、トランジスタQ12の
ベースは定電流源48とトランジスタ52との間に帰還
される。さらに、減衰器44は、トランジスタQ14お
よびQ15を含み、トランジスタQ14の入力がバイア
ス電源46に接続され、トランジスタQ15の入力が抵
抗R1 を介してトランジスタQ5のエミッタに接続され
る。トランジスタQ14およびQ15のエミッタには、
それぞれ微分抵抗re1が形成される。なお、58,60
および62は定電流源である。
【0021】図2に示す半導体キャパシタンス素子10
において、経過は省略するが、図1の実施例と同様に、
高域通過型増幅回路12のトランジスタQ4からの出力
信号eo は数6で与えられる。
【0022】
【数6】
【0023】したがって、トランジスタQ6およびQ7
のベース間には、k(eo −keA )の信号が与えられ
ていることになるので、入力端子16から流れ込む電流
iが数7で与えられ、等価キャパシタンスCeqが数8で
与えられる。
【0024】
【数7】
【0025】
【数8】
【0026】このようにして、図2に示す半導体キャパ
シタンス素子10においては、バイアス電流I0 または
1 を制御することによって、等価キャパシタンスCeq
を変化させることができ、等価キャパシタンスCeqはバ
イアス電流I0 に比例して変化し、バイアス電流I1
2乗に反比例して変化する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】この発明の他の実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
10 …半導体キャパシタンス素子 12 …高域通過型増幅回路 14 …差動増幅回路 16 …入力端子 18,22 …差動対 20 …出力端子 24〜38,48,50,54〜62 …定電流源
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年7月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、入力信号
与えられる高域通過型増幅回路、および高域通過型増幅
回路の出力信号と入力信号とを受け、その一方出力が入
力端子に接続されかつ他方出力が出力端子に接続された
差動増幅回路を備え、高域通過型増幅回路と差動増幅回
路とによって入力信号を90°移相する、半導体キャパ
シタンス素子である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【実施例】図1を参照して、この実施例の半導体キャパ
シタンス素子10は、高域通過型増幅回路12および差
動増幅回路14を含み、入力端子16から入力信号eA
が与えられる。そして、入力信号eA がエミッタフォロ
ワを構成するトランジスタQ1を通して、高域通過型増
幅回路12の非反転入力端子であるトランジスタQ2の
ベースに入力される。トランジスタQ2はトランジスタ
Q3とともに差動対18を構成し、差動対18の出力
が、トランジスタQ3のコレクタからトランジスタQ4
のエミッタに出力される。トランジスタQ4のエミッタ
には、抵抗RとコンデンサCの直列回路が接続される。
トランジスタQ3のベースには、出力端子20から出力
信号eB が、エミッタフォロワを構成するトランジスタ
およびコンデンサCを経由して入力される。そし
て、差動対18の出力すなわちトランジスタQ4のエミ
ッタが差動増幅回路14のトランジスタQ6のベースに
接続され、トランジスタQ6とともに差動対22を構成
するトランジスタQ7のベースがトランジスタQ1の出
力に接続される。そして、トランジスタQ6の出力がト
ランジスタQ1のベースすなわち入力端子16に接続さ
れ、トランジスタQ7の出力が出力端子20に接続され
る。なお、図1の半導体キャパシタンス素子10におい
て、24,26,28,30,32,34,36および
38は定電流源(直列電流源)である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】図2に示す半導体キャパシタンス素子10
は、図1に示す半導体キャパシタンス素子10に、減衰
器40,42および44を付加したものである。すなわ
ち、減衰器40はトランジスタQ8およびQ9を含み、
トランジスタQ8の入力が抵抗R1 を介してトランジス
タQ1の出力に接続され、トランジスタQ9の入力がバ
イアス電源46に接続される。トランジスタQ8および
Q9のエミッタには、それぞれ微分抵抗re1が形成され
る。そして、定電流源48および50が用いられ、定電
流源48とトランジスタQ8のコレクタとの間にはダイ
オード52が介挿される。また、減衰器42はトランジ
スタQ10およびQ11を含み、トランジスタQ10の
入力が抵抗R1 を介してトランジスタQ4の出力に接続
され、トランジスタQ11の入力がトランジスタQ12
のエミッタ(後述)に接続される。トランジスタQ10
およびQ11のエミッタには、それぞれ微分抵抗re1
形成される。そして、定電流源54および56が用いら
れる。なお、トランジスタQ7のベースは、トランジス
タQ12のエミッタに接続され、トランジスタQ12の
ベースは定電流源48とダイオード52との間に帰還さ
れる。さらに、減衰器44は、トランジスタQ14およ
びQ15を含み、トランジスタQ14の入力がバイアス
電源46に接続され、トランジスタQ15の入力が抵抗
1 を介してトランジスタQ5のエミッタに接続され
る。トランジスタQ14およびQ15のエミッタには、
それぞれ微分抵抗re1が形成される。なお、58,60
および62は定電流源である。
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】入力信号を90°移相する高域通過型増幅
    回路、および前記高域通過型増幅回路の出力信号と前記
    入力信号とを受け、その一方出力が入力端子に接続され
    かつ他方出力が出力端子に接続された差動増幅回路を備
    える、半導体キャパシタンス素子。
JP3158982A 1991-06-28 1991-06-28 移相器 Expired - Lifetime JP2877565B2 (ja)

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CA002072436A CA2072436C (en) 1991-06-28 1992-06-26 Capacitive circuit
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0514123A (ja) * 1991-06-28 1993-01-22 Sanyo Electric Co Ltd 半導体キヤパシタンス素子

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0514123A (ja) * 1991-06-28 1993-01-22 Sanyo Electric Co Ltd 半導体キヤパシタンス素子

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0514123A (ja) * 1991-06-28 1993-01-22 Sanyo Electric Co Ltd 半導体キヤパシタンス素子

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0514123A (ja) * 1991-06-28 1993-01-22 Sanyo Electric Co Ltd 半導体キヤパシタンス素子

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