JPH0515083B2 - - Google Patents

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JPH0515083B2
JPH0515083B2 JP58110101A JP11010183A JPH0515083B2 JP H0515083 B2 JPH0515083 B2 JP H0515083B2 JP 58110101 A JP58110101 A JP 58110101A JP 11010183 A JP11010183 A JP 11010183A JP H0515083 B2 JPH0515083 B2 JP H0515083B2
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JP
Japan
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capacitance
junction
capacitive element
mos
partial filter
Prior art date
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Application number
JP58110101A
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Japanese (ja)
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JPS603220A (en
Inventor
Isao Fukushima
Yoshinori Okada
Kuniaki Miura
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS603220A publication Critical patent/JPS603220A/en
Publication of JPH0515083B2 publication Critical patent/JPH0515083B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/06Frequency selective two-port networks including resistors

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  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、固体回路化されたフイルタ回路に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a filter circuit formed into a solid-state circuit.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

近年、電子回路の固体回路(以下、ICという)
化が促進され、電子回路の小型化、特性の均一化
が可能となつてきた。しかし、フイルタ回路につ
いては、ICに集積された容量素子と抵抗素子と
は、夫々独立の要因で特性がばらつくし、また、
所定の特性を得るためには、複数段の部分フイル
タ回路を接続するために、各部分フイルタ回路の
特性は独立に変化し、IC化すると精度のよい遮
断周波数を有する特性を得ることができず、この
ために、従来では、フイルタ回路を備えた電子回
路をIC化するに際しては、フイルタ回路はICの
外付部品となつており、回路部品点数の削減に制
限が加わり、電子回路の小型化、低廉化の障害と
なつていた。
In recent years, electronic solid-state circuits (hereinafter referred to as ICs)
This has made it possible to miniaturize electronic circuits and make their characteristics more uniform. However, in filter circuits, the characteristics of the capacitive elements and resistive elements integrated in the IC vary due to independent factors, and
In order to obtain the specified characteristics, multiple stages of partial filter circuits are connected, so the characteristics of each partial filter circuit change independently, and when integrated into an IC, it is not possible to obtain characteristics with a highly accurate cutoff frequency. For this reason, conventionally, when converting an electronic circuit equipped with a filter circuit into an IC, the filter circuit is an external component of the IC, which limits the reduction in the number of circuit components and makes it difficult to miniaturize the electronic circuit. , which had become an obstacle to lower prices.

そこで、本発明者等は、先に、第1図に示すフ
イルタ回路を提案し、IC化にともなう上記の問
題点を解消するようにした。
Therefore, the inventors of the present invention first proposed a filter circuit shown in FIG. 1 to solve the above-mentioned problems associated with the use of ICs.

第1図において、1は直流電源、2は信号源、
3,4は部分フイルタ回路、5はバツフア兼レベ
ルシフタ、6は直流電源、7は出力端子、8〜1
2は抵抗、13は調整用抵抗、14,15は容量
素子、16,17はトランジスタ、18,19,
20は端子である。
In Fig. 1, 1 is a DC power supply, 2 is a signal source,
3 and 4 are partial filter circuits, 5 is a buffer and level shifter, 6 is a DC power supply, 7 is an output terminal, 8 to 1
2 is a resistor, 13 is an adjustment resistor, 14 and 15 are capacitive elements, 16 and 17 are transistors, 18, 19,
20 is a terminal.

第1図においては、低域フイルタ回路を例にし
て説明するものであつて、抵抗8と容量素子14
とからなる一次の低域フイルタ回路の部分フイル
タ回路3と抵抗11と容量素子15とからなる一
次の低域フイルタ回路の部分フイルタ回路4と
が、バツフア兼レベルシフタ5を介して縦続接続
され、所定の遮断周波数が得られるように構成さ
れているものとするが、かかる部分フイルタ回路
を3以上縦続接続してフイルタ回路を構成するこ
とができることはいうまでもない。
In FIG. 1, a low-pass filter circuit will be explained as an example, with a resistor 8 and a capacitor 14.
A partial filter circuit 3 of the first-order low-pass filter circuit consisting of It goes without saying that the filter circuit can be constructed by cascading three or more such partial filter circuits.

かかる構成のフイルタ回路はIC化される。端
子18,19,20はこのICの外部端子であり、
端子18,19を介し、直流電源6の直流電圧が
バイアス電圧としてバツフア兼レベルシフタ5に
供給される。また、端子18に印加される直流電
源6の直流電圧は抵抗12と調整用抵抗13とで
分圧され、この分圧による電圧が端子20に生ず
る。
A filter circuit with such a configuration is implemented as an IC. Terminals 18, 19, and 20 are external terminals of this IC,
The DC voltage of the DC power supply 6 is supplied as a bias voltage to the buffer/level shifter 5 via terminals 18 and 19. Further, the DC voltage of the DC power supply 6 applied to the terminal 18 is divided by the resistor 12 and the adjustment resistor 13, and a voltage resulting from this division is generated at the terminal 20.

バツフア兼レベルシフタ5は、その出力電圧、
すなわち、トランジスタ17のエミツタ端子の電
圧は、その入力電圧、すなわち、トランジスタ1
6のベース端子に供給された電圧からトランジス
タ16のベース・エミツタ間電圧を差し引き、さ
らに、トランジスタ17のベース・エミツタ間電
圧を加えた電圧であり、しかも、一般に、トラン
ジスタ16,17のベース・エミツタ間電圧はほ
ぼ等しいから、部分フイルタ3の抵抗8と容量素
子14との接続点の直流電圧、すなわち、直流電
源1の直流電圧にほぼ等しい直流電圧を部分フイ
ルタ回路4の抵抗11と容量素子15との接続点
に与えるものである。したがつて、直流電源1の
直流電圧と端子20に生じた直流電圧の差電圧が
容量素子14,15にバイアス電圧として印加さ
れる。
The buffer/level shifter 5 has an output voltage of
That is, the voltage at the emitter terminal of transistor 17 is equal to its input voltage, i.e., transistor 1
The voltage is the voltage that is obtained by subtracting the base-emitter voltage of transistor 16 from the voltage supplied to the base terminal of transistor 6 and adding the base-emitter voltage of transistor 17. Since the voltage between them is almost equal, the DC voltage at the connection point between the resistor 8 of the partial filter 3 and the capacitive element 14, that is, the DC voltage approximately equal to the DC voltage of the DC power supply 1, is applied to the resistor 11 of the partial filter circuit 4 and the capacitive element 15. It is given to the connection point with. Therefore, the difference voltage between the DC voltage of DC power supply 1 and the DC voltage generated at terminal 20 is applied to capacitive elements 14 and 15 as a bias voltage.

容量素子14,15はIC基板内のPN接合によ
つて形成され、バイアス電圧によつて変化する接
合容量を有する接合容量素子であつて、直流電源
1の直流電圧が端子20の直流電圧よりも高く、
これらの差電圧によつて逆バイアスされており、
これを明らかにするために、ダイオードでもつて
表現している。
The capacitive elements 14 and 15 are formed by PN junctions in the IC substrate, and are junction capacitive elements having a junction capacitance that changes depending on the bias voltage. high,
It is reverse biased by these differential voltages,
In order to clarify this, we also express it using a diode.

ここで、部分フイルタ回路3の抵抗8と部分フ
イルタ回路4の抵抗11とは、種々の要因で抵抗
値が変化したとしても、レイアウト的に、抵抗値
の比が高い精度で一定に保持されるように配置さ
れ、同様に、容量素子14,15も容量比が高い
精度で一定に保持されるように配置される。一般
に、抵抗や接合容量素子は、IC化することによ
り、絶対値精度が±20%程度であるが、抵抗値の
比や容量比が1%の精度となるように、抵抗や接
合容量素子を配置することは容易である。
Here, even if the resistance values of the resistor 8 of the partial filter circuit 3 and the resistor 11 of the partial filter circuit 4 change due to various factors, the ratio of the resistance values is maintained constant with high accuracy due to the layout. Similarly, the capacitive elements 14 and 15 are arranged so that the capacitance ratio is kept constant with high precision. Generally, resistors and junction capacitors have an absolute value accuracy of about ±20% when integrated into ICs, but resistors and junction capacitors can be made to have an accuracy of 1% in the resistance value ratio and capacitance ratio. It is easy to place.

部分フイルタ回路3,4の遮断周波数の比のバ
ラツキは、抵抗8,11の抵抗値の比や容量素子
14,15の容量比の精度によつて決まり、した
がつて、これら抵抗値の比、容量比を高精度に設
定することにより、部分フイルタ回路3,4の遮
断周波数の比を高い精度で一定に保持することが
できる。すなわち、何らかの要因で、抵抗8,1
1の抵抗値の絶対値や容量素子14,15の容量
の絶対値が変化したとしても、部分フイルタ回路
3,4の遮断周波数は、それらの比が高い精度で
一定に保持されたまま変化することになる。
The variation in the ratio of the cutoff frequencies of the partial filter circuits 3 and 4 is determined by the accuracy of the ratio of the resistance values of the resistors 8 and 11 and the capacitance ratio of the capacitive elements 14 and 15. Therefore, the ratio of these resistance values, By setting the capacitance ratio with high precision, the ratio of the cutoff frequencies of the partial filter circuits 3 and 4 can be kept constant with high precision. In other words, for some reason, the resistance is 8,1
Even if the absolute value of the resistance value of 1 and the absolute value of the capacitance of capacitive elements 14 and 15 change, the cutoff frequencies of partial filter circuits 3 and 4 change while their ratio remains constant with high precision. It turns out.

そこで、容量素子14,15に同一の逆バイア
ス電圧が印加されていることから、調整用抵抗1
3の抵抗値を変化させることにより、容量素子1
4,15の容量は、それらの比が高い精度で一定
に保持されたまま変化し、これとともに、部分フ
イルタ回路3,4の遮断周波数も、それらの比が
高い精度で一定に保持されたまま変化することに
なる。したがつて、初期状態における抵抗8,1
1の抵抗値や容量素子14,15の容量を規定の
値に設定し、部分フイルタ回路3,4の遮断周波
数を、フイルタ回路全体としての特性が所定の特
性となるように、設定しておくことにより、高い
精度でこの所定の特性となるように、調整用抵抗
13でもつてフイルタ回路を調整することができ
る。
Therefore, since the same reverse bias voltage is applied to the capacitive elements 14 and 15, the adjusting resistor 1
By changing the resistance value of capacitive element 1
The capacitances of 4 and 15 vary while their ratio remains constant with high precision, and at the same time, the cutoff frequencies of partial filter circuits 3 and 4 also vary while their ratio remains constant with high precision. It's going to change. Therefore, the resistance in the initial state is 8,1
The resistance value of 1 and the capacitance of capacitive elements 14 and 15 are set to specified values, and the cutoff frequencies of partial filter circuits 3 and 4 are set so that the characteristics of the filter circuit as a whole have the specified characteristics. As a result, the filter circuit can be adjusted using the adjustment resistor 13 so that the predetermined characteristics are achieved with high precision.

ところが、この従来のフイルタ回路は、容量素
子14,15として接合容量素子を用いているも
のであるから、端子20に生ずる直流電圧の変化
に応じて逆バイアス電圧を変化させ、容量を調整
することができる反面、信号源2から供給される
信号の振幅に応じて容量素子14,15の容量が
変化するという欠点がある。このために、フイル
タ回路の遮断周波数は信号の振幅に応じて変化
し、接合容量素子14,15の非直線性に起因し
て出力端子7に得られる大振幅の出力信号に歪み
が生ずることになる。
However, since this conventional filter circuit uses junction capacitance elements as the capacitance elements 14 and 15, it is not possible to adjust the capacitance by changing the reverse bias voltage according to changes in the DC voltage generated at the terminal 20. However, there is a drawback that the capacitances of the capacitive elements 14 and 15 change depending on the amplitude of the signal supplied from the signal source 2. For this reason, the cutoff frequency of the filter circuit changes depending on the amplitude of the signal, and distortion occurs in the large amplitude output signal obtained at the output terminal 7 due to the nonlinearity of the junction capacitance elements 14 and 15. Become.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、
供給される信号のレベルによる遮断周波数の変動
を防止し、歪みのない出力信号を得ることができ
るようにIC化されたフイルタ回路を提供するに
ある。
The purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above-mentioned prior art,
An object of the present invention is to provide a filter circuit implemented as an IC so as to prevent fluctuations in the cutoff frequency depending on the level of a supplied signal and to obtain an output signal without distortion.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的を達成するために、本発明は、部分フ
イルタ回路の容量素子を、容量が一定のMOS容
量素子とバイアス電圧によつて可変の接合容量素
子とを並列接続したものでもつて構成し、接合容
量素子の容量を、MOS容量素子の容量よりも充
分小さくするとともに、信号の入力側から該接合
容量素子の容量を調整可能として該部分フイルタ
回路の遮断周波数を所定値に設定することができ
るようにした点に特徴がある。
In order to achieve this object, the present invention configures the capacitive element of the partial filter circuit by connecting in parallel a MOS capacitive element with a constant capacitance and a junction capacitive element that is variable depending on the bias voltage. The capacitance of the capacitive element is made sufficiently smaller than the capacitance of the MOS capacitive element, and the capacitance of the junction capacitive element can be adjusted from the signal input side so that the cutoff frequency of the partial filter circuit can be set to a predetermined value. It is characterized by the fact that it is

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を図面について説明する
が、まず、第2図により、本発明の原理について
説明する。但し、21,22はMOS容量素子、
23,24は接合容量素子、25,26,25′,
26′は端子であり、第1図に対応する部分には
同一符号をつけている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but first, the principle of the present invention will be described with reference to FIG. However, 21 and 22 are MOS capacitive elements,
23, 24 are junction capacitance elements, 25, 26, 25',
26' is a terminal, and parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.

第2図において、部分フイルタ回路3には、シ
リコン酸化膜を誘電体とし、MOS(金属酸化物半
導体)容量を有するMOS容量素子21と接合容
量素子23との並列接続したものが設けられてお
り、これらと抵抗8とにより、部分フイルタ回路
3の遮断周波数などの特性が決まる。また、同様
にして部分フイルタ回路4にも、MOS容量素子
22と接合容量素子24との並列接続したものが
設けられ、これらと抵抗11とにより、部分フイ
ルタ回路4の遮断周波数などの特性が決まる。
In FIG. 2, the partial filter circuit 3 is provided with a parallel-connected MOS capacitive element 21 and a junction capacitive element 23, each having a silicon oxide film as a dielectric and having a MOS (metal oxide semiconductor) capacitance. , and the resistor 8 determine characteristics such as the cutoff frequency of the partial filter circuit 3. Similarly, the partial filter circuit 4 is also provided with a MOS capacitive element 22 and a junction capacitive element 24 connected in parallel, and these and the resistor 11 determine the cutoff frequency and other characteristics of the partial filter circuit 4. .

MOS容量素子21の端子25は抵抗8に、ま
た、MOS容量素子22の端子25′は抵抗11に
接続されており、MOS容量素子21の端子26
およびMOS容量素子22の端子26′はともに接
地されている。接合容量素子23,24は、とも
に、抵抗12,13間の端子20に接続されてお
り、第1図に示した従来のフイルタ回路の接合容
量14,15と同様に、夫々、調整用抵抗13に
よつて調整可能に逆バイアス電圧が印加されてい
る。
The terminal 25 of the MOS capacitive element 21 is connected to the resistor 8, the terminal 25' of the MOS capacitive element 22 is connected to the resistor 11, and the terminal 26 of the MOS capacitive element 21 is connected to the resistor 8.
and the terminal 26' of the MOS capacitive element 22 are both grounded. The junction capacitance elements 23 and 24 are both connected to the terminal 20 between the resistors 12 and 13, and, like the junction capacitances 14 and 15 of the conventional filter circuit shown in FIG. A reverse bias voltage is applied in an adjustable manner.

一般に、MOS容量素子は線形特性を有し、信
号の振幅に対して容量が一定である。そこで、
MOS容量素子21,22の容量を接合容量素子
23,24の容量よりも充分大きく設定し、部分
フイルタ回路3の遮断周波数がほとんど抵抗8と
MOS容量素子21とで決まるようにし、また、
部分フイルタ回路4の特性がほとんど抵抗11と
MOS容量素子22とで決まるようにする。接合
容量素子23,24は、夫々MOS容量素子21,
22の容量のバラツキにともなう部分フイルタ回
路3,4の遮断周波数の絶対値のバラツキを調整
するためのものである。
Generally, a MOS capacitive element has linear characteristics, and its capacitance is constant with respect to the amplitude of a signal. Therefore,
The capacitance of the MOS capacitive elements 21 and 22 is set sufficiently larger than the capacitance of the junction capacitive elements 23 and 24, so that the cutoff frequency of the partial filter circuit 3 is almost equal to the resistance 8.
MOS capacitive element 21, and
The characteristics of the partial filter circuit 4 are almost the same as the resistance 11.
It is determined by the MOS capacitor element 22. Junction capacitance elements 23 and 24 are MOS capacitance elements 21 and 24, respectively.
This is for adjusting the variation in the absolute value of the cut-off frequency of the partial filter circuits 3 and 4 due to the variation in the capacitance of the partial filter circuits 3 and 4.

第1図に示した従来のフイルタ回路と同様に、
抵抗8,11の抵抗値の比、MOS容量素子21,
22の容量の比、接合容量素子23,24の容量
の比が常に高い精度で一定に保持されるように、
夫々の素子をIC基板内でレイアウト的に配置す
る。
Similar to the conventional filter circuit shown in Figure 1,
Ratio of resistance values of resistors 8 and 11, MOS capacitor element 21,
22 and the capacitance ratio of the junction capacitance elements 23 and 24 are always kept constant with high precision.
Each element is arranged in a layout within the IC board.

そして、初期状態において、部分フイルタ回路
3,4の遮断周波数の絶対値が所定の値となるよ
うに、抵抗8,11の抵抗値、MOS容量素子2
1,22および接合容量素子23,24の容量を
設定する。そこで、調整用抵抗13を調整する
と、接合容量素子23,24の容量は、それらの
比を常に高い精度で一定に保ちながら変化するこ
とになり、部分フイルタ回路3,4の遮断周波数
は高い精度で夫々所定の値に設定される。
In the initial state, the resistance values of the resistors 8 and 11 and the resistance values of the MOS capacitor elements 2
1 and 22 and the capacitances of the junction capacitance elements 23 and 24 are set. Therefore, when the adjustment resistor 13 is adjusted, the capacitances of the junction capacitance elements 23 and 24 change while keeping their ratio constant with high precision, and the cutoff frequencies of the partial filter circuits 3 and 4 are adjusted with high precision. are respectively set to predetermined values.

第3図はMOS容量素子を示す構成図であつて、
27はP型基板、28はN型エピタキシヤル層、
29がP型拡散層、30は酸化膜、31,32は
導体層、33は接合容量であり、第2図に対応す
る部分には同一符号をつけている。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a MOS capacitive element,
27 is a P type substrate, 28 is an N type epitaxial layer,
29 is a P-type diffusion layer, 30 is an oxide film, 31 and 32 are conductor layers, and 33 is a junction capacitance, and parts corresponding to those in FIG. 2 are given the same reference numerals.

第3図において、P型基板27上にN型エピタ
キシヤル層28が形成され、このN型エピタキシ
ヤル層28に拡散されてP型拡散層29が形成さ
れている。さらに、N型エピタキシヤル層28、
P型拡散層29上の酸化膜30を設け、この酸化
膜30上に導体層31を設けて端子25を接続
し、また、P型拡散層29上に導体層32を設け
て端子26を接続する。
In FIG. 3, an N-type epitaxial layer 28 is formed on a P-type substrate 27, and a P-type diffusion layer 29 is formed by diffusion into this N-type epitaxial layer 28. In FIG. Furthermore, an N-type epitaxial layer 28,
An oxide film 30 is provided on the P-type diffusion layer 29, a conductor layer 31 is provided on this oxide film 30 to connect the terminal 25, and a conductor layer 32 is provided on the P-type diffusion layer 29 to connect the terminal 26. do.

かかる構成においては、酸化膜30を挟んでP
型拡散層29と導体層31との間にMOS容量は
生じ、したがつて、端子25,26間にMOS容
量素子21が存在することになる。しかし、これ
とともに、N型エピタキシヤル層28とP型拡散
層29との接合部に接合容量33が生ずる。この
結果、第3図の等価回路は、第4図に示すよう
に、端子25,26間に、直列にMOS容量素子
21が存在し、また、並列に接合容量素子33が
存在することになる。
In such a configuration, P is placed on both sides of the oxide film 30.
MOS capacitance is generated between type diffusion layer 29 and conductor layer 31, and therefore MOS capacitance element 21 is present between terminals 25 and 26. However, along with this, a junction capacitance 33 is generated at the junction between the N-type epitaxial layer 28 and the P-type diffusion layer 29. As a result, in the equivalent circuit of FIG. 3, as shown in FIG. 4, the MOS capacitive element 21 exists in series between the terminals 25 and 26, and the junction capacitive element 33 exists in parallel. .

この接合容量素子33は、容量がMOS容量素
子21の容量の1/2〜1/5程度であるが、端子2
5,26に信号を加えたときに、この信号の振幅
に応じて容量が変化し、このために、MOS容量
素子21の容量が一定であるとしても、端子2
5,26間の容量は信号の振幅に応じて変化する
ことになる。
This junction capacitor 33 has a capacitance of about 1/2 to 1/5 of the capacitance of the MOS capacitor 21, but the terminal 2
When a signal is applied to terminals 5 and 26, the capacitance changes depending on the amplitude of this signal. Therefore, even if the capacitance of MOS capacitive element 21 is constant, terminal 2
The capacitance between 5 and 26 will change depending on the amplitude of the signal.

そこで、これを防止するために、端子25を抵
抗8(第2図)に接続して端子26を接地し、さ
らに、P型基板27を接地して拡散容量素子33
を交流的に短絡する。これによつて、端子25,
26間の容量が拡散容量33に影響されないよう
にする。
Therefore, in order to prevent this, the terminal 25 is connected to the resistor 8 (FIG. 2), the terminal 26 is grounded, and the P-type substrate 27 is grounded to connect the diffused capacitance element 33.
AC short circuit. With this, the terminal 25,
To prevent the capacitance between 26 and 26 from being affected by the diffusion capacitance 33.

第2図のMOS容量素子22も同様であり、第
3図の端子25,26が夫々端子25′,26′に
相当するものである。
The same applies to the MOS capacitive element 22 in FIG. 2, and the terminals 25 and 26 in FIG. 3 correspond to terminals 25' and 26', respectively.

以上のようにして、部分フイルタ回路3,4の
遮断周波数を高い精度で所定の値に設定すること
ができるとともに、部分フイルタ回路3,4を構
成する容量素子は直線性を有しており、このため
に、出力端子7に得られる出力信号には、歪部分
が含まれることはない。
As described above, the cutoff frequencies of the partial filter circuits 3 and 4 can be set to a predetermined value with high accuracy, and the capacitive elements forming the partial filter circuits 3 and 4 have linearity. Therefore, the output signal obtained at the output terminal 7 does not contain any distorted portion.

第5図は本発明によるフイルタ回路の一実施例
を示す回路図であつて、34,35は抵抗、36
はトランジスタ、37はコンデンサ、38は端子
であり、第2図に対応する部分には同一符号をつ
けている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the filter circuit according to the present invention, in which 34 and 35 are resistors, 36
37 is a transistor, 37 is a capacitor, and 38 is a terminal, and parts corresponding to those in FIG. 2 are given the same reference numerals.

この実施例は、第2図に示した原理に基づき、
第3図、第4図に示したMOS容量素子21を形
成したときに必然的に生ずる接合容量素子33を
利用し、かつかかる接合容量素子33の容量を信
号源からの信号に重畳されたバイアス電圧でもつ
て調整するものである。
This embodiment is based on the principle shown in FIG.
By using the junction capacitance element 33 that inevitably occurs when the MOS capacitance element 21 shown in FIGS. It also adjusts the voltage.

第5図において、部分フイルタ3を形成する容
量素子として、第3図に示したように構成された
MOS容量素子21とこれに並列接続されて必然
的に生ずる接合容量素子33とを用い、端子26
を抵抗26に、端子25を接地するとともに、P
型基板27も接地する。このことにより、接合容
量素子33はMOS容量素子21に並列に挿入さ
れる。接合容量素子33の容量は、MOS容量素
子21の容量の1/2〜1/5程度であるから、部分フ
イルタ回路3の遮断周波数は、ほとんど抵抗8と
MOS容量素子21とによつて決まる。
In FIG. 5, the capacitive element forming the partial filter 3 is constructed as shown in FIG.
By using the MOS capacitive element 21 and the junction capacitive element 33 that is inevitably connected in parallel with the MOS capacitive element 21, the terminal 26 is connected.
is connected to the resistor 26, the terminal 25 is grounded, and P
The mold board 27 is also grounded. As a result, the junction capacitive element 33 is inserted in parallel to the MOS capacitive element 21. Since the capacitance of the junction capacitor 33 is about 1/2 to 1/5 of the capacitance of the MOS capacitor 21, the cutoff frequency of the partial filter circuit 3 is almost equal to the resistance 8.
It is determined by the MOS capacitive element 21.

部分フイルタ回路4についても同様であつて、
MOS容量素子22、接合容量素子33′は第3図
に示す構成でもつて得られ、第3図のMOS容量
素子21が第5図のMOS容量素子22に、同様
にして、端子25が端子25′に、端子26が端
子26′に、また、接合容量素子33が接合容量
素子33′に対応する。
The same applies to the partial filter circuit 4,
The MOS capacitive element 22 and the junction capacitive element 33' are obtained by the configuration shown in FIG. 3, and the MOS capacitive element 21 in FIG. ', the terminal 26 corresponds to the terminal 26', and the junction capacitance element 33 corresponds to the junction capacitance element 33'.

この実施例の部分フイルタ回路3,4について
も、抵抗8,11の抵抗値の比、MOS容量素子
21,22の容量比、接合容量素子33,33′
の容量比が常に高い精度で一定に保持されるよう
に、夫々の素子がレイアウト上配置されることは
いうまでもない。
Regarding the partial filter circuits 3 and 4 of this embodiment, the ratio of the resistance values of the resistors 8 and 11, the capacitance ratio of the MOS capacitance elements 21 and 22, and the junction capacitance elements 33 and 33'
It goes without saying that each element is arranged in a layout such that the capacitance ratio of is always held constant with high precision.

IC基板の外部端子38と部分フイルタ回路3
との間に、トランジスタ36と抵抗35とからな
るエミツタフロア回路が設けられている。トラン
ジスタ36のコレクタ端子は外部端子18を介し
て直流電源6に接続されている。抵抗34と調整
用抵抗13とはトランジスタ36のバイアス抵抗
として機能し、抵抗34は外部端子18とトラン
ジスタ36のベース端子に接続され、調整用抵抗
13は外部端子38を介してトランジスタ36の
ベース端子に接続されるようにして外付けされて
いる。また、外部端子38には、コンデンサ37
を介して信号源2が接続されている。
External terminal 38 of IC board and partial filter circuit 3
An emitter floor circuit consisting of a transistor 36 and a resistor 35 is provided between the two. A collector terminal of the transistor 36 is connected to the DC power supply 6 via the external terminal 18. The resistor 34 and the adjusting resistor 13 function as bias resistors for the transistor 36, the resistor 34 is connected to the external terminal 18 and the base terminal of the transistor 36, and the adjusting resistor 13 is connected to the base terminal of the transistor 36 via the external terminal 38. It is externally connected to the In addition, a capacitor 37 is connected to the external terminal 38.
A signal source 2 is connected via.

かかる構成において、直流電源6の直流電圧は
抵抗34と調整用抵抗13によつて分圧されてト
ランジスタ36のベース端子に供給され、調整用
抵抗13の抵抗値を変化させることにより、エミ
ツタ抵抗35にかかる直流電圧が変化する。この
直流電圧は部分フイルタ回路3の接合容量素子3
3に逆バイアス電圧として印加され、さらに、バ
ツフア兼レベルシフタ5を介して部分フイルタ回
路4の接合容量素子33′にも印加される。した
がつて、調整用抵抗13の抵抗値を変化させる
と、接合容量素子33,33′の容量は、その容
量比が高い精度で保持されかつ変化する。
In this configuration, the DC voltage of the DC power supply 6 is divided by the resistor 34 and the adjustment resistor 13 and supplied to the base terminal of the transistor 36, and by changing the resistance value of the adjustment resistor 13, the emitter resistor 35 The DC voltage applied to changes. This DC voltage is applied to the junction capacitance element 3 of the partial filter circuit 3.
3 as a reverse bias voltage, and is further applied to the junction capacitance element 33' of the partial filter circuit 4 via the buffer/level shifter 5. Therefore, when the resistance value of the adjustment resistor 13 is changed, the capacitance of the junction capacitance elements 33, 33' changes while maintaining the capacitance ratio with high precision.

このようにして、調整用抵抗13により、部分
フイルタ回路3,4の遮断周波数を高い精度での
所定の値に設定することができる。
In this way, the cutoff frequencies of the partial filter circuits 3 and 4 can be set to a predetermined value with high accuracy using the adjustment resistor 13.

この実施例では、部分フイルタ回路3,4の遮
断周波数を調整するための接合容量素子として、
MOS容量素子を構成するに際して必然的に生ず
る接合容量を用いるものであるから、IC化され
たフイルタ回路の製造工程が簡略化されることに
なる。
In this embodiment, as a junction capacitance element for adjusting the cutoff frequency of the partial filter circuits 3 and 4,
Since the junction capacitance that inevitably occurs when configuring a MOS capacitive element is used, the manufacturing process of an IC filter circuit is simplified.

また、第2図においては、接合容量素子23,
24の容量の調整のための専用のIC外部端子が
必要であつたが、この実施例では、これを必要と
せず、必要最小限度のIC外部端子を用いるだけ
で所定フイルタ特性の精度の良い設定を可能とす
る。
In addition, in FIG. 2, the junction capacitance element 23,
Although a dedicated IC external terminal was required for adjusting the capacitance of 24, in this embodiment, this is not necessary, and the predetermined filter characteristics can be set with high accuracy by using only the minimum necessary IC external terminals. is possible.

なお、上記実施例は、低域フイルタ回路を対象
に説明したが、本発明は、高域フイルタ回路など
の抵抗と容量素子からなるフイルタ回路であつて
もよい。
Although the above embodiments have been described with reference to a low-pass filter circuit, the present invention may also be applied to a filter circuit including a resistor and a capacitive element, such as a high-pass filter circuit.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、部分フ
イルタ回路の遮断周波数をMOS容量素子でもつ
てほゞ決定づけ、該遮断周波数の調整を充分小さ
な容量で且つIC基板内に必然的に生ずる接合容
量素子で行なうことができるようにしたものであ
るから、該遮断周波数を常に高い精度で所定の値
に設定することができることはもちろんのこと、
該遮断周波数が供給される信号の振幅に応じて変
化することがなく、線形特性を呈して該信号への
歪み成分の混入を防止することができ、接合容量
素子を別個に形成する必要がなくてIC化の製造
工程が簡略化されるし、また、入力信号に重畳し
たバイアス電圧で接合容量素子の容量を調整する
ものであるから、かかる容量調整のための手段を
接続するIC外部端子が不要となり、使用するIC
外部端子の個数が必要最小限度のものとすること
ができるものであつて、上記従来技術の欠点を除
いて優れた機能のフイルタ回路を提供することが
できる。
As explained above, according to the present invention, the cutoff frequency of the partial filter circuit is substantially determined by the MOS capacitive element, and the cutoff frequency can be adjusted by using the junction capacitive element with a sufficiently small capacitance and which is inevitably formed in the IC substrate. Since the cut-off frequency can be set to a predetermined value with high precision, it is possible to
The cutoff frequency does not change depending on the amplitude of the supplied signal and exhibits a linear characteristic, making it possible to prevent distortion components from being mixed into the signal, and eliminating the need to separately form a junction capacitive element. This simplifies the manufacturing process of the IC, and since the capacitance of the junction capacitive element is adjusted by the bias voltage superimposed on the input signal, the IC external terminal to which the means for adjusting the capacitance is connected is ICs that are no longer needed and used
The number of external terminals can be reduced to the minimum necessary, and a filter circuit with excellent functions can be provided without the drawbacks of the prior art described above.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のフイルタ回路の一例を示す回路
図、第2図は本発明によるフイルタ回路の原理を
示す回路図、第3図は第2図のMOS容量素子の
一具体例を示す構成図、第4図は第3図の等価回
路を示す回路図、第5図は本発明によるフイルタ
回路の一実施例を示す回路図である。 1……直流電源、2……信号源、3,4……部
分フイルタ回路、5……バツフア兼レベルシフ
タ、6……直流電源、7……出力端子、8,11
……抵抗、13……調整用抵抗、21、22……
MOS容量素子、23,24,33,33′……接
合容量素子。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional filter circuit, Fig. 2 is a circuit diagram showing the principle of a filter circuit according to the present invention, and Fig. 3 is a configuration diagram showing a specific example of the MOS capacitive element shown in Fig. 2. , FIG. 4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of FIG. 3, and FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of a filter circuit according to the present invention. 1...DC power supply, 2...Signal source, 3, 4...Partial filter circuit, 5...Buffer and level shifter, 6...DC power supply, 7...Output terminal, 8, 11
...Resistance, 13...Adjustment resistor, 21, 22...
MOS capacitive element, 23, 24, 33, 33'... Junction capacitive element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 単一の固体回路基板内に形成され、抵抗素子
と容量素子とからなる部分フイルタ回路が複数段
縦続接続されてなるフイルタ回路において、 前記部分フイルタ回路毎に、前記固体回路基板
内に形成されたMOS容量素子と前記固体回路基
板内に必然的に生ずる接合容量素子とを並列接続
して前記容量素子とするとともに、前記部分フイ
ルタ回路夫々の前記容量素子の一端を前記固体回
路基板の同じ外部接続端子に接続し、 前記部分フイルタ回路間での前記抵抗素子の抵
抗値比、前記MOS容量素子の容量比、前記接合
容量素子の容量比を一定に保持して、前記部分フ
イルタ回路毎に前記接合容量素子を前記MOS容
量素子の容量よりも充分小さく設定し、 かつ、初段の前記部分フイルタ回路に供給され
る信号に重畳されるバイアス電圧を変化させるた
めの調整用抵抗を設け、 前記バイアス電圧を変化させることによつて前
記部分フイルタ回路夫々の前記接合容量素子の容
量を調整可能とし、所定のフイルタ特性を設定す
ることができるように構成したことを特徴とする
フイルタ回路。
[Scope of Claims] 1. A filter circuit formed in a single solid-state circuit board, in which a plurality of partial filter circuits each consisting of a resistive element and a capacitive element are connected in cascade; A MOS capacitive element formed in the circuit board and a junction capacitive element inevitably generated in the solid circuit board are connected in parallel to form the capacitive element, and one end of the capacitive element of each of the partial filter circuits is connected in parallel to the junction capacitive element formed in the solid circuit board. connected to the same external connection terminal of the solid-state circuit board, and maintaining constant the resistance value ratio of the resistor element, the capacitance ratio of the MOS capacitor element, and the capacitance ratio of the junction capacitor element between the partial filter circuits; The junction capacitance element is set to be sufficiently smaller than the capacitance of the MOS capacitance element for each partial filter circuit, and an adjustment resistor is provided for changing the bias voltage superimposed on the signal supplied to the first stage partial filter circuit. A filter characterized in that the capacitance of the junction capacitance element of each of the partial filter circuits can be adjusted by changing the bias voltage, and a predetermined filter characteristic can be set. circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5573118A (en) * 1978-11-27 1980-06-02 Sharp Corp Filter circuit device

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