JPH07297664A - ローパスフィルタおよび移相器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成の簡略化および外部からの制御による時
定数の変更あるいは移相量の変更が可能であるローパス
フィルタおよび移相器を提供すること。 【構成】 このローパスフィルタ１００（あるいは移相
器）は、所定のゲート長を有するゲート電極１２と、半
導体基板１０内であってこのゲート電極１２の長手方向
の両端近傍に設けられた２つの拡散領域であるソース１
４およびドライン１６と、これらソース１４，ドレイン
１６に電気的に接続された２つの入出力電極１８，２０
と、半導体基板１０とゲート電極１２との間に形成され
たゲート酸化膜２２とにより構成されている。ゲート電
極１２のゲート長Ｌを長く設定することにより、このゲ
ート電極１２に対応して形成されるチャネル２６の抵抗
と、このチャネル２６とゲート電極１２との間に形成さ
れるキャパシタンスとが分布定数的に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抵抗成分とキャパシタ
ンス成分とからなるローパスフィルタおよび移相器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来からローパスフィルタは、各種の電
子回路に使用されており、最も一般的には電源ラインや
信号ライン上に重畳されたノイズや高調波スプリアス成
分等を除去する目的で使用される。このようなローパス
フィルタとしては、コイルとコンデンサとをＴ型あるい
はπ型に組み合わせたＬＣフィルタや、コンデンサと抵
抗とをＴ型あるいはπ型に組み合わせたＲＣフィルタが
知られている。高周波領域の信号等を取り扱う場合には
上述したＬＣフィルタが使用されるが、比較的低周波領
域用には、構成が簡単であって時定数の変更等が容易な
ＲＣフィルタが汎用されている。

【０００３】図１１は、従来の代表的なＲＣローパスフ
ィルタの一例を示す図である。同図（Ａ）および（Ｂ）
は、抵抗とコンデンサとからなる１段あるいは２段のロ
ーパスフィルタである。また、同図（Ｃ）は同図（Ａ）
の抵抗をＭＯＳ−ＦＥＴによる等価抵抗に置き換えたも
のであり、時定数を変更可能としたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のＲＣローパスフィルタの構成は、コイルを使用する
ＬＣフィルタに比べると簡単であるが、それでも抵抗
（あるいは等価抵抗）とコンデンサといった２個の部品
を必要としており、さらに構成の簡略化が可能であれば
ＩＣやＬＳＩの一部として形成する場合に便利である。

【０００５】また、図１１（Ｃ）に示したようにＭＯＳ
−ＦＥＴによる等価抵抗を使用することにより、あるい
はコンデンサを可変容量ダイオードに置き換えることに
より、ＲＣローパスフィルタの時定数を外部からの制御
により変更することができるが、これらの場合であって
も２個の部品が必要である点に変わりはない。

【０００６】また、従来からＲＣローパスフィルタを移
相器として用いることにより、入力信号の位相をずらす
ことが行われているが、このようにＲＣローパスフィル
タを移相器として用いる場合にも２個、あるいは移相量
を大きく設定する場合（２段以上のローパスフィルタと
する場合）にはそれ以上の部品が必要となり、構成の簡
略化が望まれる。

【０００７】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は構成の簡略化および外部から
の制御による時定数の変更が可能であるローパスフィル
タを提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、構成の簡略化
および外部からの制御による移相量の変更が可能である
移相器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１のローパスフィルタは、半導体基板表
面に絶縁層を挟んで形成された長尺のゲート電極と、前
記半導体基板表面近傍であって前記ゲート電極の長手方
向の両端近傍に設けられたソースおよびドレインと、を
備え、前記ゲート電極に対応して前記半導体基板表面に
形成されるチャネルを信号入出力路として使用すること
を特徴とする。

【００１０】請求項２のローパスフィルタは、請求項１
のローパスフィルタにおいて、前記ゲート電極に印加す
る所定の制御電圧を変えることにより前記チャネルの抵
抗を変更してフィルタの時定数を変えることを特徴とす
る。

【００１１】請求項３のローパスフィルタは、請求項１
または２のローパスフィルタにおいて、前記チャネルの
抵抗Ｒと前記チャネルと前記ゲート電極間のキャパシタ
ンスＣとの積ＲＣが、前記ゲート電極のゲート長Ｌの二
乗に比例して変化することを特徴とする。

【００１２】請求項４のローパスフィルタは、請求項１
〜３のいずれかのローパスフィルタにおいて、前記信号
入出力路の出力側に、前記チャネルを介して出力される
信号を増幅するバッファを接続したことを特徴とする。

【００１３】請求項５のローパスフィルタは、請求項１
〜４のいずれかのローパスフィルタにおいて、前記ゲー
ト電極に過電圧を動作電源ライン側あるいはアース側に
バイパスさせる保護回路を設けたことを特徴とする。

【００１４】請求項６の移相器は、請求項１〜３のいず
れかのローパスフィルタを用いて、入力信号の位相を所
定の角度ずらすことを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１のローパスフィルタは、一般的なＭＯ
Ｓトランジスタに比べると、ゲート長を長尺に形成する
とともに、このゲート電極とこのゲート電極に対応して
形成されるチャネルとの間のキャパシタを利用した点に
特徴がある。すなわち、長尺形状を有するチャネルその
ものが抵抗体として機能するとともに、この抵抗体と上
述したキャパシタとが分布定数的に結合したＲＣ複合素
子となる。したがって、分布定数的に結合した抵抗とキ
ャパシタの微小部分をみると、抵抗とキャパシタとがπ
型あるいは逆Ｌ字型に接続されたローパスフィルタとな
っている。

【００１６】請求項１の発明によれば、ＭＯＳ構造を有
する１つの素子によってローパスフィルタを構成するこ
とができるため、構成の簡略化が可能となる。

【００１７】また、請求項２のローパスフィルタは、上
述したゲート電極に印加する制御電圧を変えることによ
りチャネル抵抗を可変に制御し、これにより分布定数的
に形成された抵抗体とキャパシタとにより決定されるロ
ーパスフィルタの時定数を変更しようとするものであ
る。したがって、請求項２の発明によれば、ローパスフ
ィルタの構成の簡略化が可能であるとともに、外部から
印加する制御電圧の値を変えることにより時定数を変更
して周波数特性を変えることができる。

【００１８】また、請求項３のローパスフィルタは、上
述したゲート電極の長さ（ゲート長Ｌ）を変えることに
より、容易に特性変更が可能であることを示している。
すなわち、ゲート電極あるいはチャネルの長さ（ゲート
長）をＬ、その幅をＷとすると、チャネルの抵抗ＲはＬ
に比例し、Ｗに反比例することになる。また、チャネル
とゲート電極との間に形成されるコンデンサの容量Ｃは
ＬおよびＷのそれぞれに比例することになる。したがっ
て、ローパスフィルタの時定数を決定するために用いら
れるＲとＣとの積ＲＣは、（Ｌ／Ｗ）×ＬＷ＝Ｌ² に比
例することになる。したがって、上述したゲート電極の
長さのみを変更することにより、ローパスフィルタの時
定数を任意に、しかも大幅に変更することができ、設計
あるいは特性の調整が容易となる。

【００１９】なお、従来のように抵抗とコンデンサとを
別々に備えてローパスフィルタを構成した場合であって
も、それぞれの素子定数を変えて積ＲＣの値を変更する
ことが可能であったが、上述した各請求項のローパスフ
ィルタを使用した場合には、ゲート長Ｌを変更しただけ
で積ＲＣの値がゲート長Ｌの二乗に比例して変更される
ため、周波数特性の大幅な変更が容易に行える。

【００２０】また、ゲート幅は変えずにゲート長だけを
変更すればよいため、ゲート電極の面積サイズの増加も
最小限で済むことになる。これに対し、従来のローパス
フィルタにおいては、例えばコンデンサの容量を増やす
ことにより同様の大幅な周波数変更を行おうとすれば、
コンデンサの電極の長さおよび幅の両方を同時に増加し
なければならず、半導体基板上に一体成形した場合には
周波数特性の変更に伴う実装面積の増加も顕著になる。

【００２１】また、請求項４のローパスフィルタは、上
述したチャネルを介して出力される信号を増幅するバッ
ファを備えており、アルミニウム等の金属材料に比べて
抵抗値が大きいチャネルを介することにより電圧レベル
が減衰した信号を、ＳＮ比が良好な元の信号に復元する
ことが可能となる。

【００２２】また、請求項５のローパスフィルタは、ゲ
ート電極に入力保護回路が設けられており、静電気によ
る高電圧が印加されると、この入力保護回路によって動
作電源ライン側あるいはアース側にバイパス電流が流
れ、ゲート電極と半導体基板との間の絶縁破壊を防止す
ることができる。

【００２３】また、請求項６の移相器は、上述した各請
求項のローパスフィルタを用いて入力信号の移相を所定
の角度ずらすようにしたものである。すなわち、上述し
たローパスフィルタは、抵抗とキャパシタとが分布定数
的に形成された充放電回路として機能するため、その時
定数に応じた信号の遅延量（移相量）が設定された移相
器として動作することができる。この場合であっても、
基本的な構成は上述ししたローパスフィルタと変わりは
なく、移相器の構成の簡略化が可能であるとともに、外
部から印加する制御電圧の値を変えることにより時定数
を変更して移相量を変えることができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を適用した一実施例のローパス
フィルタについて、図面を参照しながら具体的に説明す
る。

【００２５】図１は、本実施例のローパスフィルタ１０
０の詳細な構造を示す図である。同図（Ａ）は半導体基
板上に形成されたローパスフィルタ１００の平面図を、
同図（Ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図をそれぞれ示してい
る。

【００２６】同図に示すように、本実施例のローパスフ
ィルタ１００は、所定のゲート長を有するゲート電極１
２と、半導体基板１０内であってこのゲート電極１２の
長手方向の両端近傍に設けられた２つの拡散領域である
ソース１４およびドレイン１６と、これらソース１４，
ドレイン１６に電気的に接続された２つの入出力電極１
８，２０と、半導体基板１０とゲート電極１２との間に
形成されたゲート酸化膜２２とにより構成されている。
また、ゲート電極１２には外部から電圧を印加するため
に制御電極２４が接続されている。

【００２７】上述した半導体基板１０を例えばｎ型シリ
コン基板（ｎ−Ｓｉ基板）とした場合には、拡散領域で
あるソース１４とドレイン１６のそれぞれは反転領域で
あるｐ領域となる。反対に、半導体基板１０をｐ型シリ
コン基板（ｐ−Ｓｉ基板）とした場合には、拡散領域で
あるソース１４とドレイン１６のそれぞれは反転領域で
あるｎ領域となる。

【００２８】このような構造を有するローパスフィルタ
１００は、図１（Ｂ）に示すように一般のＭＯＳトラン
ジスタと類似した構成を有しており、ゲート電極１２の
ゲート長Ｌを長く設定することにより、このゲート電極
１２に対応して形成されるチャネル２６の抵抗と、この
チャネル２６とゲート電極１２との間に形成されるキャ
パシタとが分布定数的に形成される点に特徴がある。

【００２９】一般に、ローパスフィルタの時定数は、抵
抗Ｒと容量Ｃとの積ＲＣに基づいて決定されるが、本実
施例のローパスフィルタ１００におけるチャネル抵抗Ｒ
はゲート長Ｌに比例し、ゲート幅Ｗに反比例する。ま
た、ゲート電極１２とチャネル２６との間の容量Ｃは、
ゲート長Ｌおよびゲート幅Ｗのそれぞれに比例する。こ
れらを掛け合わせた積ＲＣは、（Ｌ／Ｗ）×ＬＷ＝Ｌ²
に比例することになり、ゲート幅Ｗとは無関係にゲート
長Ｌのみを変えることによりＲＣの値、したがってロー
パスフィルタ１００の時定数を大幅に変更することがで
きる。すなわち、ゲート長Ｌのみを変更しただけで周波
数特性（減衰特性）の大幅な変更が可能となるため、広
い範囲で周波数特性を変更あるいは調整するといったこ
とが容易となり、ローパスフィルタ１００の設計が容易
となる。

【００３０】また、制御電極２４を介してゲート電極１
２に印加するゲート電圧を変えることにより、チャネル
２６の深さを変更することができるため、外部からの制
御によりチャネル抵抗Ｒを任意に変更することができ
る。

【００３１】例えば、ｐ型シリコンを用いた半導体基板
１０上にｎ型のチャネル２６が形成される場合であって
エンハンスメント型を例にとると、正のゲート電圧を印
加したときにはじめてチャネル２６が現れ、さらにこの
正のゲート電圧の値を大きくすることによりチャネル抵
抗Ｒが少なくなる。また、ｎ型シリコンを用いた半導体
基板１０上にｐ型のチャネル２６が形成される場合であ
ってエンハンスメント型を例にとると、負のゲート電圧
を印加したときにはじめてチャネル２６が現れ、さらに
この負のゲート電圧の値を小さく、すなわち負のゲート
電圧の絶対値を大きくすることによりチャネル抵抗Ｒが
少なくなる。

【００３２】また、ゲート電極１２に対応する半導体基
板１０表面の位置に予めキャリアを注入しておくデプレ
ション型の場合も、基本的にはエンハンスメントの場合
と同じであり、ゲート電圧とチャネル深さとの関係のみ
が異なっている。例えば、予め多量のキャリアを注入し
ておくことにより、ゲート電圧を印加しない状態におい
てもチャネル２６を形成することができ、この場合であ
っても印加するゲート電圧を変化させることによりチャ
ネル２６の深さを変えてチャネル抵抗Ｒを変更すること
ができる。

【００３３】図２は、図１に示したローパスフィルタ１
００の回路図である。本実施例のローパスフィルタ１０
０は、基本的には一般的なＭＯＳトランジスタと同じ構
造を有しているため、図２（Ａ）に示すように、ＭＯＳ
−ＦＥＴのソース・ドレイン間を長くしたような回路図
を適用することができる。

【００３４】また、等価回路としては、同図（Ｂ）に示
すように、チャネル２６による抵抗とこのチャネル２６
とゲート電極１２間に形成されるキャパシタとが分布定
数的に形成されたものになる。したがって、ゲート電極
１２に接続された制御電極２４を接地あるいは固定電位
等に接続するとともに、チャネル２６を信号の入出力路
として使用することにより、この素子がローパスフィル
タとして機能することになる。

【００３５】また、上述したようにゲート電極１２に印
加する電圧を可変に制御することによりチャネル２６の
深さが変わってチャネル抵抗Ｒが変化するため、このチ
ャネル抵抗Ｒとチャネル−ゲート電極間のキャパシタン
スＣとにより決定されるローパスフィルタの時定数も変
化し、ローパスフィルタ全体としての周波数特性を外部
からの電圧制御により任意に変化させることができる。

【００３６】図３〜図５は、実際に本実施例のローパス
フィルタ１００を試作してその特性を測定した結果を示
す図である。

【００３７】図３は、ゲート電極１２に印加する逆バイ
アス電圧とカットオフ周波数との関係を示している。同
図に示すように、逆バイアス電圧を可変したときにカッ
トオフ周波数が変化しており、バイアス電圧を変えるこ
とによりローパスフィルタ１００の周波数特性を可変で
きることが確かめられた。

【００３８】また、図４および図５は逆バイアス電圧を
変えた場合のローパスフィルタ１００の減衰特性（挿入
損失）を測定したものであり、これらの図の（Ａ）から
（Ｅ）に向かって逆バイアス電圧が次第に高く設定され
ている。これらの図に示すように、逆バイアス電圧を可
変したときに減衰のピークや各周波数における減衰量が
変化しており、この測定結果からもバイアス電圧を変え
ることによりローパスフィルタ１００の周波数特性を可
変できることが確かめられた。

【００３９】上述した構造および等価回路を有する本実
施例のローパスフィルタ１００は、そのままの構造を用
いることにより入力信号の位相を所定の角度だけずらす
移相器として動作させることができる。すなわち、本実
施例のローパスフィルタ１００は、集中定数型の１段の
ローパスフィルタを多数段直列に接続したものに相当し
ており、信号の位相を各分割部分において所定角度遅ら
すように動作する。したがって、ローパスフィルタ１０
０全体としては、入力信号の位相を所定の角度αだけ遅
らせた出力信号を出力する。

【００４０】また、従来のＲＣローパスフィルタを用い
た移相器では、１段のフィルタによって理論的には９０
度まで信号の位相を遅らすことができる。したがって、
実際に信号の位相を１８０度までの任意の角度遅らそう
とすると、最大３段のフィルタを直列接続するととも
に、各フィルタ内の抵抗値とキャパシタンスとを調整す
ることになる。ところが、本実施例の移相器によれば、
ゲート電極１２のゲート長を変えるだけで任意の角度位
相を遅らすことができるため、設計や移相量の調整が容
易となる。

【００４１】また、制御電極２４に印加する電圧を可変
に制御することにより時定数を変えることができるた
め、外部からの制御により移相器における移相量を可変
に制御できる点はローパスフィルタ１００と同じであ
る。

【００４２】図６は、実際に試作したローパスフィルタ
１００を移相器として用いた場合の位相特性を測定した
結果を示す図である。

【００４３】同図の（Ａ）から（Ｅ）に向かってゲート
電極１２に印加する逆バイアス電圧が次第に高く設定さ
れている。同図に示すように、逆バイアス電圧を可変し
たときに位相特性も変化しており、バイアス電圧を変え
ることにより移相量可変の移相器として使用できること
が確かめられた。

【００４４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。

【００４５】例えば、図１に構造を示した本実施例のロ
ーパスフィルタ１００（あるいは移相器）は、一般のＭ
ＯＳトランジスタと比べるとチャネル２６が長いためこ
のチャネル２６が高抵抗を有しており、ソース１４およ
びドレイン１６のそれぞれに接続された２つの入出力電
極１８，２０間で信号レベルの減衰が生じる。そのた
め、本実施例のローパスフィルタ１００（あるいは移相
器）を回路の一部として使用する場合には、出力側に高
入力インピーダンスのバッファを接続することが望まし
い。

【００４６】図７は、出力側にバッファを接続した例を
示す図である。同図（Ａ）は、バッファとしてＭＯＳ−
ＦＥＴ２８と抵抗３０とからなるソースホロワ回路３２
を用いた場合を示している。このソースホロワ回路３２
を構成するＭＯＳ−ＦＥＴ２８は、本実施例のローパス
フィルタ１００と同じＭＯＳ構造を有しているため、こ
のソースホロワ回路３２を含めた全体を共通の半導体基
板上に一体的に形成することができる。

【００４７】また、同図（Ｂ）は、バッファとして２つ
のバイポーラトランジスタ３４，３６と抵抗３８とから
なるエミッタホロワ回路４０を用いた場合を示してい
る。ローパスフィルタ１００（ＭＯＳ構造）とバイポー
ラトランジスタでは構造が若干異なるがどちらも半導体
基板上に形成するものであるため、このエミッタホロワ
回路４０を含めた全体を共通の半導体基板上に一体的に
形成することができる。

【００４８】また、同図（Ｃ）は、バッファとして作動
増幅器（オペアンプ）４２を用いた場合を示している。
作動増幅器４２の構造は、上述したソースホロワ回路３
２やエミッタホロワ回路４０に比べると複雑であるが半
導体基板上に形成できる点は同じであり、全体を一体成
形することができる。

【００４９】このように、出力側にバッファを設けるこ
とにより、ローパスフィルタ１００によって所定の高周
波成分のみを除去するとともに、あるいは移相器によっ
て所定の移送量分だけ位相を遅らせるとともに、チャネ
ル２６によって減衰した信号レベルが増幅により復元さ
れて、ＳＮ比が良好な出力信号を得ることができる。

【００５０】また、上述した各種のバッファの代わりに
レベル変換回路を接続するようにしてもよい。

【００５１】図８は、出力側にレベル変換回路を接続し
た例を示す図である。同図（Ａ）は、レベル変換回路と
して２つのエミッタホロワ回路４４，４６を直列に接続
した場合を示している。また、同図（Ｂ）はレベル変換
回路として２つのソースホロワ回路４８，５０を直列に
接続した場合を示している。

【００５２】このように、出力側にレベル変換回路を接
続することにより、ローパスフィルタ１００（あるいは
移相器）のチャネル２６によって減衰した信号レベルが
増幅されるとともに、所定のレベル変換あるいはレベル
補正を容易に行うことができる。なお、これらのレベル
変換回路もローパスフィルタ１００等と共通の半導体基
板に一体成形することができる点は、上述したバッファ
の場合と同じである。

【００５３】また、上述した実施例のローパスフィルタ
１００（あるいは移相器）は、半導体基板１０を利用し
て形成されるため、バッファやその他の回路とともにＬ
ＳＩ等の基板上に一体成形することができるが、必ずし
もＬＳＩ等の一部として形成する必要はなく、半導体基
板１０上にローパスフィルタ１００（あるいは移相器）
を形成した後にゲート電極１２および入出力電極１８，
２０のそれぞれに端子付けを行って、単体の素子として
形成するようにしてもよい。この場合には、同一の半導
体基板上に複数個のローパスフィルタ１００（あるいは
移相器）を同時に形成し、その後半導体基板を切り離し
て各素子に端子付けを行うようにすれば、容易に大量生
産が可能となる。特に、このようにして切り離された各
素子のパッケージングの方法としては、化学液相法を利
用することもできる。

【００５４】図９は、化学液相法による端子付けを説明
するための図である。同図（Ａ）は平面図であり、図１
（Ａ）に示した平面構造と比べると、入出力電極１８，
２０および制御電極２４のそれぞれが短く設定されてい
る。また、図９（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図で
ある。

【００５５】図９に示すように、切り離されたチップ
（素子）の全表面に、化学液相法により絶縁膜としてシ
リコン酸化膜５２を形成し、エッチングにより電極１２
（あるいは２４），１８，２０上のシリコン酸化膜５２
を除去して孔をあけ、その孔を半田５４で表面に盛り上
がる程度に封じることにより、この突出した半田５４が
端子として機能する。したがって、この突出した半田５
４をプリント配線基板のランドと直接接触させることが
できるので、表面実装に際して好都合である。

【００５６】なお、素子表面の保護膜に合成樹脂等の他
の絶縁材料を使用してもよく、保護膜の穿孔にレーザ光
線を利用してもよい。また、半田５４が盛られる電極１
２，１８等は、図９（Ｂ）に示すようにその表面をほぼ
同一面（すなわち同一高さ）に形成することが望まし
い。この場合には半田５４の各高さもほぼ同一となるた
め、表面実装に対してさらに好都合となる。

【００５７】図１０は、上述した実施例のローパスフィ
ルタ１００（あるいは位相回路）に入出力保護回路を追
加した場合の構成の一例を示す図である。ローパスフィ
ルタ１００等を単体で形成した場合において、ゲート電
極１２に静電気によって発生する高電圧が印加される
と、ゲート電極１２と半導体基板１０の間に介在するゲ
ート酸化膜２２が破壊される。したがって、この静電気
によるゲート酸化膜２２の破壊を防止するために保護回
路が必要となる。

【００５８】同図に示す保護回路は、ともに複数のダイ
オードと抵抗とにより構成されており、ゲート電極１２
に高電圧が印加されると、動作電源ライン側あるいは筐
体アース側に電流がバイパスされるようになっている。
特に、同図（Ａ）に示す回路では数１００Ｖ、同図
（Ｂ）に示す回路では１０００〜２０００Ｖの静電耐量
があり、使用環境等に応じて使用する保護回路を適宜選
択することができる。

【００５９】また、上述した実施例では、シリコン等の
半導体材料を例にとり説明したが、ゲルマニウムやガリ
ウム砒素あるいはアモルファスシリコン等の非晶質材料
を用いるようにしてもよい。

【００６０】

【発明の効果】上述したように請求項１の発明によれ
ば、ゲート電極に対応して形成される長尺形状のチャネ
ルそのものが抵抗体となるとともにチャネルとゲート電
極間にキャパシタが形成され、しかもこれらが分布定数
的に形成されている。したがって、分布定数的に結合し
た抵抗とキャパシタの微小部分をみると抵抗とキャパシ
タとからなるローパスフィルタが形成され、これらが多
段に結合されて全体としてＭＯＳ構造を有する１つの素
子によってローパスフィルタが構成されるため、構成の
簡略化が可能となる。

【００６１】また、請求項２の発明によれば、上述した
ゲート電極に印加する制御電圧を変えることによりチャ
ネル抵抗を可変に制御し、これにより分布定数的に形成
された抵抗体とキャパシタとにより決定されるローパス
フィルタの時定数を変更しようとするものであり、ロー
パスフィルタの構成の簡略化が可能であるとともに、外
部から印加する制御電圧の値を変えることにより時定数
を変更して周波数特性を変えることができる。

【００６２】また、請求項３の発明によれば、上述した
ゲート電極の長さのみを変更することにより、ローパス
フィルタの時定数を任意に、しかも大幅に変更すること
ができ、設計あるいは特性の調整が容易となる。

【００６３】また、請求項４の発明によれば、アルミニ
ウム等の金属材料に比べて抵抗値が大きいチャネルを介
することにより電圧レベルが減衰した信号を、ＳＮ比が
良好な元の信号に復元することが可能となる。

【００６４】また、請求項５の発明によれば、静電気に
よる高電圧が印加されたときに、入力保護回路によって
動作電源ライン側あるいはアース側にバイパス電流が流
れ、ゲート電極と半導体基板との間の絶縁破壊を防止す
ることができる。

【００６５】また、請求項６の発明によれば、上述した
各請求項のローパスフィルタの抵抗とキャパシタとが分
布定数的に形成された充放電回路として機能するため、
その時定数に応じた信号の遅延量（移相量）が設定され
た移相器として動作することができる。この場合であっ
ても、基本的な構成は上述ししたローパスフィルタと変
わりはなく、移相器の構成の簡略化が可能であるととも
に、外部から印加する制御電圧の値を変えることにより
時定数を変更して移相量を変えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のローパスフィルタを適用した一実施例
の構造を示す図である。

【図２】一実施例のローパスフィルタの等価回路を示す
図である。

【図３】本実施例のローパスフィルタにおいて逆バイア
ス電圧とカットオフ周波数との関係を測定した結果を示
す図である。

【図４】本実施例のローパスフィルタにおいて逆バイア
ス電圧を可変して減衰特性を測定した結果を示す図であ
る。

【図５】本実施例のローパスフィルタにおいて逆バイア
ス電圧を可変して減衰特性を測定した結果を示す図であ
る。

【図６】本実施例のローパスフィルタを移相器として用
いた場合において逆バイアス電圧を可変して位相特性を
測定した結果を示す図である。

【図７】ローパスフィルタにバッファを追加した構成を
示す図である。

【図８】ローパスフィルタにレベル変換回路を追加した
構成を示す図である。

【図９】化学液相法による端子付けを説明するための図
である。

【図１０】ローパスフィルタに入力保護回路を追加した
構成を示す図である。

【図１１】従来の代表的なＲＣローパスフィルタの一例
を示す図である。

【符号の説明】

１０ 半導体基板 １２ ゲート電極 １４ ソース １６ ドレイン １８，２０ 入出力電極 ２２ ゲート酸化膜 ２４ 制御電極 ２６ チャネル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板表面に絶縁層を挟んで形成さ
   れた長尺のゲート電極と、 前記半導体基板表面近傍であって前記ゲート電極の長手
   方向の両端近傍に設けられたソースおよびドレインと、 を備え、前記ゲート電極に対応して前記半導体基板表面
   に形成されるチャネルを信号入出力路として使用するこ
   とを特徴とするローパスフィルタ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記ゲート電極に印加する所定の制御電圧を変えること
   により前記チャネルの抵抗を変更してフィルタの時定数
   を変えることを特徴とするローパスフィルタ。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記チャネルの抵抗Ｒと前記チャネルと前記ゲート電極
   間のキャパシタンスＣとの積ＲＣが、前記ゲート電極の
   ゲート長Ｌの二乗に比例して変化することを特徴とする
   ローパスフィルタ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記信号入出力路の出力側に、前記チャネルを介して出
   力される信号を増幅するバッファを接続したことを特徴
   とするローパスフィルタ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記ゲート電極に過電圧を動作電源ライン側あるいはア
   ース側にバイパスさせる保護回路を設けたことを特徴と
   するローパスフィルタ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかのローパスフィ
   ルタを用いて、入力信号の位相を所定の角度ずらすこと
   を特徴とする移相器。