JPH07303026A - Voltage controlled current source circuit, equivalent inductance circuit using the circuit and active filter circuit using them - Google Patents

Voltage controlled current source circuit, equivalent inductance circuit using the circuit and active filter circuit using them

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JPH07303026A
JPH07303026A JP6117428A JP11742894A JPH07303026A JP H07303026 A JPH07303026 A JP H07303026A JP 6117428 A JP6117428 A JP 6117428A JP 11742894 A JP11742894 A JP 11742894A JP H07303026 A JPH07303026 A JP H07303026A
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公久 平賀
Toshiaki Tsujikawa
利明 辻川
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Abstract

PURPOSE:To provide a voltage controlled current source circuit from which influence due to temperature can be eliminated. CONSTITUTION:The current source circuit I3 of a first differential amplifier circuit which comprises this voltage controlled current source circuit is constituted of a current mirror which transfers a current on a first resistor R19 from a fixed voltage source to an output side setting as a reference side current. The current source circuit 14 of a second differential amplifier circuit is constituted of a sub-voltage controlled current source circuit 25 which applies the voltage of prescribed times the voltage between the base and emitter of a transistor Q14 to a normal input terminal and connects an inverse input terminal to a normal output terminal and also, connects a second resistor R23 between the inverse input terminal and the ground and sets the inverse output terminal as an output terminal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、温度補償した電圧制御
電流源回路、これを利用した等価インダクタンス回路、
およびこれらを利用した能動フィルタ回路に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature-compensated voltage controlled current source circuit, an equivalent inductance circuit using the same,
And an active filter circuit using them.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8に従来の能動フィルタ回路として知
られている2次通過フィルタ回路の回路図を示す。この
回路はSallen-Key回路と呼ばれている回路であって、モ
ノリシック集積回路内に外付け部品なしに構成されるも
ので、抵抗R1〜R3、コンデンサC1、C2、電圧増
幅率Kの増幅器3からなる正帰還回路で構成したもので
ある。1は入力端子、2は出力端子である。この回路に
おいて、入出力特性を求めてから、その2次通過フィル
タの中心周波数ω0 を求める。Viを入力電圧、Voを
出力電圧とする。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a circuit diagram of a second-pass filter circuit known as a conventional active filter circuit. This circuit is a circuit called a Sallen-Key circuit, which is configured in a monolithic integrated circuit without external parts, and includes resistors R1 to R3, capacitors C1 and C2, and an amplifier 3 having a voltage amplification factor K. It is composed of a positive feedback circuit consisting of. Reference numeral 1 is an input terminal and 2 is an output terminal. In this circuit, the input / output characteristics are obtained, and then the center frequency ω 0 of the second-pass filter is obtained. Let Vi be the input voltage and Vo be the output voltage.

【0003】まず、入出力特性は、S=jωとすると、 Vo/Vi=[K・S/(R2・C2)]/[S2 + S{(1/R1)(1/C1+1/C2)+1/(R2・C1) +1/(R3・C2)+(1−K)/(R2・C2)}+ {〔1/(R3・C1・C2)〕(1/R1+1/R2)}] ・・・(1) となる。First, assuming that S = jω, the input / output characteristics are: Vo / Vi = [KS / (R2C2)] / [S 2 + S {(1 / R1) (1 / C1 + 1 / C2) + 1 / (R2 · C1) + 1 / (R3 · C2) + (1-K) / (R2 · C2)} + {[1 / (R3 · C1 · C2)] (1 / R1 + 1 / R2)}]・ ・ It becomes (1).

【0004】一方、2次帯域通過関数は、Hを利得係数
とすると、次のような一般式で表される。 Vo/Vi=[H・S・ω0 /Q]/[S2 +S・ω0 /Q+ω0 2 ] ・・・(2)
On the other hand, the quadratic bandpass function is expressed by the following general formula, where H is a gain coefficient. Vo / Vi = [H · S · ω 0 / Q] / [S 2 + S · ω 0 / Q + ω 0 2 ] (2)

【0005】従って、この式(2)の分母のω0 2 と、
これに相当する式(1)の分母の項(S2 やSの係数が
ない項)より、 ω0 2 =〔1/(R3・C1・C2)〕(1/R1+1/R2)・・(3) が得られる。ここで、R1=R2=R、C1=C2=C
とおくと、 ω0 =21/ 2 /(C・R) ・・・(4) となる。このように、式(4)により、2次通過フィル
タ回路の中心周波数ω0はCRの時定数で決められるこ
とが分かる。
Therefore, ω 0 2 of the denominator of this equation (2) and
From the denominator term (the term with no coefficient of S 2 or S) of the equation (1) corresponding to this, ω 0 2 = [1 / (R3 · C1 · C2)] (1 / R1 + 1 / R2) · ( 3) is obtained. Here, R1 = R2 = R, C1 = C2 = C
And put a, a ω 0 = 2 1/2 / (C · R) ··· (4). Thus, it is understood from the equation (4) that the center frequency ω 0 of the second-pass filter circuit is determined by the time constant of CR.

【0006】集積回路内部に構成されるコンデンサはそ
の形状をMOS型にすることにより温度係数は零となる
が、同様に集積回路内部に構成される抵抗は正の温度係
数をもちその係数は各抵抗とも同一となる。ここで、集
積回路内部の抵抗温度係数をTCとし、抵抗の温度によ
る変化は1次曲線特性であるとして、周囲温度Tに対す
る中心周波数ω0 の変動をdω0 /dTから求める。
The temperature coefficient of the capacitor formed inside the integrated circuit becomes zero by making the shape of the capacitor into a MOS type. Similarly, the resistance formed inside the integrated circuit has a positive temperature coefficient, and each coefficient has a positive temperature coefficient. The resistance is the same. Here, assuming that the temperature coefficient of resistance inside the integrated circuit is TC and the change in resistance with temperature is a linear curve characteristic, the variation of the center frequency ω 0 with respect to the ambient temperature T is obtained from dω 0 / dT.

【0007】まず、周囲温度Tのときの抵抗の値R
(T)は、温度0℃のときの抵抗値をRとすると、 R(T)=TC・R・T+R ・・・(5) となる。よって、変動dω0 /dTは、次のようにな
る。
First, the resistance value R at the ambient temperature T
(T) is R (T) = TCRT + R (5), where R is the resistance value at a temperature of 0 ° C. Therefore, the variation dω 0 / dT is as follows.

【0008】 dω0 /dT=(d/dT)[21/ 2 /〔C・R(T)〕] =−[21/ 2 ・C・TC・R]/[C2 (TC・R・T+R)2 =−[21/ 2 ・TC]/[CR(TC・T+1)2 ]・・・(6) この式(6)から図8の回路を集積回路化した場合の中
心周波数ω0 は、抵抗温度係数TCによって、温度に対
応して変動することが分かる。
[0008] dω 0 / dT = (d / dT) [2 1/2 / [C · R (T)]] = - [2 1/2 · C · TC · R] / [C 2 (TC · R · T + R) 2 = - [2 1/2 · TC] / [CR (TC · T + 1) 2] ··· (6) the center frequency ω of the case where the circuit of Fig. 8 from the equation (6) and an integrated circuit 0, the temperature coefficient of resistance TC, it can be seen to vary in response to temperature.

【0009】図9は別の従来の例を示す回路図であっ
て、双2次関数を回路で模したbiquadフィルタ回路を示
す図である。この回路は、抵抗R4〜R13、コンデン
サC3〜C4、増幅器4〜7からなる。8は入力端子、
9〜11は出力端子である。ここでは、図8に示した回
路と比較するため、2次帯域通過フィルタで扱うよう、
入力端子7の入力電圧をVi、出力端子9の出力電圧を
Voとして、その入出力特性を求め、中心周波数ω0
求めてみる。
FIG. 9 is a circuit diagram showing another conventional example and is a diagram showing a biquad filter circuit in which a biquadratic function is modeled. This circuit includes resistors R4 to R13, capacitors C3 to C4, and amplifiers 4 to 7. 8 is an input terminal,
9 to 11 are output terminals. Here, in order to make a comparison with the circuit shown in FIG.
Letting the input voltage of the input terminal 7 be Vi and the output voltage of the output terminal 9 be Vo, the input / output characteristics thereof are obtained, and the center frequency ω 0 is obtained.

【0010】 Vo/Vi=−[1/(R7・C3)] ・[S/{S2 +S(1/R4・C3)+R9/(C3・C4 ・R5・R6・R8)}] ・・・(7) となるので、この式(7)において前記式(2)のω0
に相当する項から、 ω0 =R9/(C3・C4・R5・R6・R8) ・・・(8) が得られるので、これから、R5=R6=R8=R9=
R、C3=C4=Cとすると、 ω0 =1/CR ・・・(9) となる。このように、図9の回路においても、中心周波
数ω0 はCR時定数で決定される。
Vo / Vi = − [1 / (R7 · C3)] · [S / {S 2 + S (1 / R4 · C3) + R9 / (C3 · C4 · R5 · R6 · R8)}] ... Since (7), in this equation (7), ω 0 of the above equation (2)
Ω 0 = R9 / (C3 · C4 · R5 · R6 · R8) (8) is obtained from the term corresponding to R5 = R6 = R8 = R9 =
If R and C3 = C4 = C, then ω 0 = 1 / CR (9) Thus, also in the circuit of FIG. 9, the center frequency ω 0 is determined by the CR time constant.

【0011】ここで、集積回路内部の抵抗の温度係数や
コンデンサの温度係数は上記図8の場合と同様であり、
同様にdω0 /dTを求めてみると、 dω0 /dT=(d/dT)[1/〔C・R(T)〕] =−[C・TC・R]/[C2 (TC・R・T+R)2 ] =−[TC]/[CR(TC・T+1)2 ] ・・・(10) となる。このように、この図9に示す回路においても、
これを集積回路化した場合に、中心周波数ω0 が抵抗温
度係数TCによって温度に対応して変動する。
Here, the temperature coefficient of the resistance inside the integrated circuit and the temperature coefficient of the capacitor are the same as in the case of FIG.
Similarly, when dω 0 / dT is calculated, dω 0 / dT = (d / dT) [1 / [C · R (T)]] = − [C · TC · R] / [C 2 (TC · R · T + R) 2 ] = − [TC] / [CR (TC · T + 1) 2 ] ... (10). Thus, even in the circuit shown in FIG. 9,
When this is integrated into a circuit, the center frequency ω 0 varies depending on the temperature due to the temperature coefficient of resistance TC.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来回路
のモノリシック集積回路化した能動フィルタ回路におい
ては、式(4)、(9)から明らかなように、中心周波
数ω0 を決定する式に必ず「1/CR」の項目が入る。
すなわち従来の能動RCフィルタ回路は、LCフィルタ
の共振点におけるエネルギーの受け渡しをRC回路網と
能動素子を使用した帰還回路によって補う構成であるの
で、その能動RCフィルタ回路の中心周波数ω0 の決定
に必ず「1/CR」の項目が入る。
As described above, in the active filter circuit in which the conventional circuit is formed into a monolithic integrated circuit, as is apparent from the equations (4) and (9), the equation for determining the center frequency ω 0 is used. Be sure to enter the item "1 / CR".
That is, since the conventional active RC filter circuit has a configuration in which the transfer of energy at the resonance point of the LC filter is complemented by the feedback circuit using the RC network and the active element, the center frequency ω 0 of the active RC filter circuit is determined. Be sure to enter the item "1 / CR".

【0013】そして、モノリシック集積回路で外付け素
子を使用せずに能動RCフィルタ回路を構成する場合に
おいては、そこに形成するコンデンサの誘電体に酸化膜
または窒化膜構成のMOS型を使用すると温度係数が零
であるが、P+ 拡散抵抗は温度係数が2000〜500
0ppm/℃にも達するので、上記中心周波数ω0 はこ
の抵抗温度係数に大きく依存し、温度によりその値が変
動するのである。
When an active RC filter circuit is constructed in a monolithic integrated circuit without using an external element, if a MOS type having an oxide film or a nitride film is used as the dielectric of the capacitor formed therein, the temperature rises. Although the coefficient is zero, the P + diffusion resistance has a temperature coefficient of 2000 to 500.
Since it reaches as high as 0 ppm / ° C., the center frequency ω 0 largely depends on this temperature coefficient of resistance, and its value fluctuates depending on the temperature.

【0014】本発明は上記した点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、外付け部品不要で温度補償した電圧制
御電流源回路を提供することであり、更にこれを利用し
て外付け部品不要の等価インダクタンス回路を提供し、
更にこれらを利用して温度補償した能動フィルタ回路を
提供することである。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a temperature-controlled voltage-controlled current source circuit that requires no external parts, and by utilizing this, external parts. Providing unnecessary equivalent inductance circuit,
Further, it is to provide an active filter circuit which is temperature-compensated by utilizing these.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】第1の発明の電圧制御電
流源回路は、第1の正転入力端子と第2の反転入力端子
を具備し第1の電流源回路により動作電流が決められる
第1の差動増幅回路と、第2の電流源回路より動作電流
が決められ、上記第1の差動増幅回路の差動出力信号を
差動入力信号として入力する第2の差動増幅回路とから
なり、上記第1の電流源回路と上記第2の電流源回路の
電流の比により利得の制御、および温度特性の補償を行
なう電圧制御電流源回路であって、上記第1の電流源回
路を、固定電圧源から第1の抵抗に流れる電流を基準側
電流としてこれを出力側に転移するカレントミラー回路
で構成し、上記第2の電流源回路を、第2の正転入力端
子にトランジスタのベース・エミッタ間電圧の所定率倍
の電圧を印加し、第2の反転入力端子を正転出力端子に
接続するとともに該反転入力端子と接地との間に第2の
抵抗を接続し、反転出力端子を出力端子とする副電圧制
御電流源回路で構成した。
The voltage controlled current source circuit of the first invention comprises a first non-inverting input terminal and a second inverting input terminal, and an operating current is determined by the first current source circuit. A second differential amplifier circuit in which an operating current is determined by the first differential amplifier circuit and the second current source circuit, and the differential output signal of the first differential amplifier circuit is input as a differential input signal. A voltage controlled current source circuit for controlling gain and compensating temperature characteristics according to a ratio of currents of the first current source circuit and the second current source circuit, wherein the first current source The circuit is configured by a current mirror circuit that uses the current flowing from the fixed voltage source to the first resistor as the reference side current and transfers it to the output side, and the second current source circuit is connected to the second non-inverting input terminal. Apply a voltage that is a predetermined multiple of the base-emitter voltage of the transistor, With connecting second inverting input terminal to the non-inverting output terminal connected to a second resistor between ground and the inverting input terminal, and configured in sub-voltage control current source circuit to the output terminal of the inverting output terminal.

【0016】第2の発明の等価インダクタンス回路は、
上記第1の発明の電圧制御電流源回路を第1の電圧制御
電流源回路と第2電圧制御電流源回路として2個用意
し、上記第1の電圧制御電流源回路の正転入力端子と上
記第2の電圧制御電流源回路の出力端子とを共通接続
し、上記第1の電圧制御電流源回路の出力端子と上記第
2の電圧制御電流源回路の反転入力端子とを共通にMO
S型のコンデンサの片端に接続して構成した。
The equivalent inductance circuit of the second invention is
Two voltage controlled current source circuits of the first invention are prepared as a first voltage controlled current source circuit and a second voltage controlled current source circuit, and the normal input terminal of the first voltage controlled current source circuit and the above The output terminal of the second voltage controlled current source circuit is commonly connected, and the output terminal of the first voltage controlled current source circuit and the inverting input terminal of the second voltage controlled current source circuit are commonly connected to MO.
It was configured by connecting to one end of an S-type capacitor.

【0017】第3の発明の能動フィルタ回路は、上記第
2の発明の等価インダクタンス回路に並列にMOS型の
別のコンデンサを接続してなる並列共振回路を出力端子
と接地間に接続し、且つ該出力端子と入力端子との間に
上記請求項1記載の電圧制御電流源回路を負帰還接続し
たものを介挿して構成した。
In the active filter circuit of the third invention, a parallel resonant circuit formed by connecting another MOS type capacitor in parallel to the equivalent inductance circuit of the second invention is connected between the output terminal and the ground, and The voltage-controlled current source circuit according to claim 1 is inserted between the output terminal and the input terminal in a negative feedback connection.

【0018】第4の発明の能動フィルタ回路は、上記第
2の発明の等価インダクタンス回路に直列にMOS型の
別のコンデンサを接続してなる直列共振回路を出力端子
と接地間に接続し、且つ該出力端子と入力端子との間に
上記請求項1記載の電圧制御電流源回路を負帰還接続し
たものを介挿して構成した。
An active filter circuit according to a fourth aspect of the invention is such that a series resonance circuit formed by connecting another MOS type capacitor in series to the equivalent inductance circuit of the second aspect of the invention is connected between an output terminal and ground, and The voltage-controlled current source circuit according to claim 1 is inserted between the output terminal and the input terminal in a negative feedback connection.

【0019】[0019]

【作用】本発明の電圧制御電流源回路は、第1の電流源
回路の第1の抵抗よる正の温度係数を、第2の電流源回
路のトランジスタのベース・エミッタ間電圧の負の温度
係数を所定倍率したものと第2の抵抗による正の温度係
数との差によりキャンセルする。これにより、その電圧
制御電流源回路の入出力特性の温度依存性が無くなって
温度補償され、この電圧制御電流源回路を使用する等価
インダクタンス回路や能動フィルタ回路の特性も温度依
存性が無くなり、温度補償される。
In the voltage controlled current source circuit of the present invention, the positive temperature coefficient due to the first resistance of the first current source circuit is converted into the negative temperature coefficient of the base-emitter voltage of the transistor of the second current source circuit. Is canceled by the difference between the value obtained by multiplying by a predetermined factor and the positive temperature coefficient by the second resistance. As a result, the temperature dependence of the input / output characteristics of the voltage controlled current source circuit is eliminated and temperature compensation is performed, and the characteristics of the equivalent inductance circuit and active filter circuit that use this voltage controlled current source circuit also disappear, and the temperature dependency is eliminated. Will be compensated.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

[電圧制御電流源回路について]以下、本発明の実施例
について説明する。図1は本発明の一実施例の電圧制御
電流源回路(VCCS)20を示す回路図である。トラ
ンジスタQ1、Q2はベースが入力端子21、22に接
続されて入力回路を構成するエミッタホロワトランジス
タである。電流源回路I1(電流値I1)、I2(電流
値I2)の電流からそのトランジスタQ1、Q2のエミ
ッタ電流を差し引いた電流を入力するトランジスタQ
3、Q4、エミッタ抵抗R14、R15、および電流源
回路I3(電流値I3)からなる回路は第1差動増幅回
路を構成する。Q5、Q6はその第1差動増幅回路の負
荷としてのダイオード接続トランジスタである。その第
1差動増幅回路の出力信号を差動入力信号とするトラン
ジスタQ7、Q8、および電流源回路I4(電流値I
4)からなる回路は第2差動増幅回路を構成する。その
第2差動増幅回路の一方のトランジスタQ7のコレクタ
にはダイオード接続トランジスタQ9、他方のトランジ
スタQ8のコレクタにはカレントミラー接続のトランジ
スタQ10、Q11が接続される。R16〜R18は負
荷抵抗である。このトランジスタQ11のコレクタには
電流源回路I5(電流値I5)が接続され、その電流源
回路I5とトランジスタQ11のコレクタの共通接続点
が出力端子23に接続され、そこに出力電圧Voが得ら
れる。
[Voltage Controlled Current Source Circuit] An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram showing a voltage controlled current source circuit (VCCS) 20 according to an embodiment of the present invention. The transistors Q1 and Q2 are emitter follower transistors whose bases are connected to the input terminals 21 and 22 to form an input circuit. A transistor Q for inputting a current obtained by subtracting the emitter currents of the transistors Q1 and Q2 from the currents of the current source circuits I1 (current value I1) and I2 (current value I2)
A circuit including 3, Q4, emitter resistors R14 and R15, and a current source circuit I3 (current value I3) constitutes a first differential amplifier circuit. Q5 and Q6 are diode-connected transistors as loads of the first differential amplifier circuit. Transistors Q7 and Q8 that use the output signal of the first differential amplifier circuit as a differential input signal, and current source circuit I4 (current value I
The circuit composed of 4) constitutes a second differential amplifier circuit. A diode-connected transistor Q9 is connected to the collector of one transistor Q7 of the second differential amplifier circuit, and current-mirror-connected transistors Q10 and Q11 are connected to the collector of the other transistor Q8. R16 to R18 are load resistors. The current source circuit I5 (current value I5) is connected to the collector of the transistor Q11, and the common connection point of the current source circuit I5 and the collector of the transistor Q11 is connected to the output terminal 23, where the output voltage Vo is obtained. .

【0021】この電圧制御電流源回路20では、入力端
子21、22間に差動入力電圧Viが印加されたとき、
トランジスタQ1、Q2のエミッタホロワの電圧利得を
1とすると、第1差動増幅回路のトランジスタQ3、Q
4に上記した入力電圧Viが印加されることになる。こ
こで、第1差動増幅回路のトランスコンダクタンスGm
0をπ型等価回路で求めると、次のようになる。 Gm0=gm/(1+gm・RE ) =1/[(1/gm)+RE ] ・・(11) ただし、gm:Q3、Q4のトランスコンダクタンス
(=I3/2VT ) VT :サーマル電圧 RE =R14=R15
In the voltage controlled current source circuit 20, when the differential input voltage Vi is applied between the input terminals 21 and 22,
Assuming that the voltage gain of the emitter followers of the transistors Q1 and Q2 is 1, the transistors Q3 and Q of the first differential amplifier circuit
The above-mentioned input voltage Vi is applied to 4. Here, the transconductance Gm of the first differential amplifier circuit
When 0 is obtained by a π-type equivalent circuit, it becomes as follows. Gm0 = gm / (1 + gm.R E ) = 1 / [(1 / gm) + R E ]. (11) where gm: Q3 and Q4 transconductance (= I3 / 2V T ) V T : thermal voltage R E = R14 = R15

【0022】従って、トランジスタQ3、Q4のエミッ
タ抵抗re (=1/gm)と上記抵抗RE の関係が、 re << RE のとき、式(11)は、 Gm0=1/RE ・・(12) となるので、トランジスタQ3、Q4のコレクタ電流I
c3、Ic4、Gm0の関係は、 I3=Ic3+Ic4 ・・(13) Ic3−Ic4=Gm0・Vi=Vi/RE ・・(14) よって、この式(13)、(14)から、 Ic3=〔I3/2〕+〔Vi/(2・RE )〕 ・・(15) Ic4=〔I3/2〕−〔Vi/(2・RE )〕 ・・(16) となる。
Therefore, when the relation between the emitter resistance r e (= 1 / gm) of the transistors Q3 and Q4 and the above resistance R E is r e << R E , the equation (11) is expressed as Gm0 = 1 / R E .. (12), so collector current I of transistors Q3 and Q4
c3, Ic4, relations Gm0 is, I3 = Ic3 + Ic4 ·· ( 13) Ic3-Ic4 = Gm0 · Vi = Vi / R E ·· (14) Therefore, from the equation (13), (14), Ic3 = [ I3 / 2] + [Vi / (2 · R E )] ·· (15) Ic4 = [I3 / 2] − [Vi / (2 · R E )] ·· (16)

【0023】トランジスタQ5、Q6のエミッタサイズ
を同一サイズとすると、そのベース・エミッタ間電圧V
EB 5 、VEB 6 は、Isをトランジスタ逆方向飽和電流と
すると、次のようになる。 VEB 5 =VT ・ln[Ic3/Is] =VT ・ln[〔I3/2+Vi/(2・RE )〕/Is] ・・(17) VEB 6 =VT ・ln[Ic4/Is] =VT ・ln[〔I3/2−Vi/(2・RE )〕/Is] ・・(18)
When the emitter sizes of the transistors Q5 and Q6 are the same, the base-emitter voltage V
EB 5 and V EB 6 are as follows when Is is the reverse saturation current of the transistor. V EB 5 = V T · ln [Ic3 / Is] = V T · ln [ [I3 / 2 + Vi / (2 · R E) ] / Is] ·· (17) V EB 6 = V T · ln [Ic4 / Is] = V T · ln [[I3 / 2-Vi / (2 · R E) ] / Is] ·· (18)

【0024】また、第2差動増幅回路のトランジスタQ
7、Q8のベース電位VB7、VB8は、式(17)、(1
8)を利用して、次のようになる。 VB7=Vcc−VEB 5 =Vcc−[VT ・ln{〔I3/2+Vi/(2・RE )〕/Is}] ・・(19) VB8=Vcc−VEB 6 =Vcc−[VT ・ln{〔I3/2−Vi/(2・RE )〕/Is}] ・・(20)
The transistor Q of the second differential amplifier circuit
7, the base potentials V B7 and V B8 of Q8 are expressed by equations (17) and (1
Using 8), it becomes as follows. V B7 = Vcc-V EB 5 = Vcc- [V T · ln { [I3 / 2 + Vi / (2 · R E) ] / Is}] ·· (19) V B8 = Vcc-V EB 6 = Vcc- [ V T · ln {[I3 / 2-Vi / (2 · R E) ] / Is}] ·· (20)

【0025】これらの式(19)、(20)を利用し
て、トランジスタQ7、Q8のベース間電圧VBBは、次
のようになる。 VBB=VB7−VB8 =VT ・ln[{I3/2−Vi/(2・RE )}/{I3/2+Vi/ (2・RE )}] ・・(21)
Using these equations (19) and (20), the base-to-base voltage V BB of the transistors Q7 and Q8 is as follows. V BB = V B7 −V B8 = V T · ln [{I3 / 2−Vi / (2 · R E )} / {I3 / 2 + Vi / (2 · R E )}] ··· (21)

【0026】また、トランジスタQ9のコレクタ電流を
−i0 とし、トランジスタQ10のコレクタ電流を+i
0 としたときの、トランジスタQ7、Q8のベース間電
圧VBBを求めると、次のようになる。 VBE 7 =VT ・ln[(I4/2−i0 )/Is] ・・(22) VBE 8 =VT ・ln[(I4/2+i0 )/Is] ・・(23) VBB=VBE 7 −VBE 8 =VT ・ln[(I4/2−i0 )/(I4/2+i0 )]・・(24)
The collector current of the transistor Q9 is -i 0, and the collector current of the transistor Q10 is + i.
When the base-to-base voltage V BB of the transistors Q7 and Q8 when 0 is obtained, the result is as follows. V BE 7 = V T · ln [(I4 / 2−i 0 ) / Is] ··· (22) V BE 8 = V T · ln [(I4 / 2 + i 0 ) / Is] ··· (23) V BB = V BE 7 -V BE 8 = V T · ln [(I4 / 2-i 0) / (I4 / 2 + i 0)] ·· (24)

【0027】ここで、式(21)と式(24)を整理す
ると、この電圧制御電流源回路20の入出力特性、つま
り入力電圧Viに対する出力電流i0 は次のようにな
る。 i0 /Vi=I4/(2・RE ・I3) ・・(25)
Here, by rearranging the equations (21) and (24), the input / output characteristic of the voltage controlled current source circuit 20, that is, the output current i 0 with respect to the input voltage Vi is as follows. i 0 / Vi = I4 / ( 2 · R E · I3) ·· (25)

【0028】[積分器について]図1に示した電圧制御
電流源回路20の出力端子23と接地間に内部コンデン
サCo(容量Co)を接続すると積分器が構成されるの
で、その積分利得を求めると、上記式(25)より、次
のようになる。 Vo/Vi=I4/(2・S・Co・RE ・I3) ・・(26) この式(26)から、積分器利得は、電流源回路I3、
I4の電流I3、I4の比によって制御されることが分
かる。
[Integrator] An integrator is formed by connecting an internal capacitor Co (capacitance Co) between the output terminal 23 of the voltage controlled current source circuit 20 shown in FIG. 1 and the ground. Then, from the above equation (25), the following is obtained. From Vo / Vi = I4 / (2 · S · Co · R E · I3) ·· (26) This equation (26), the integrator gain, a current source circuit I3,
It can be seen that it is controlled by the ratio of the currents I3 and I4 of I4.

【0029】次に、上記した電圧制御電流源回路20の
電流源回路I3は、図2に示す回路によって実現する。
この回路はカレントミラー接続トランジスタQ12、Q
13、基準電流を決める抵抗R19(抵抗値R19)か
らなる。Vfは基準電圧である。トランジスタQ13の
コレクタが電流出力端子24となる。
Next, the current source circuit I3 of the voltage controlled current source circuit 20 described above is realized by the circuit shown in FIG.
This circuit is a current mirror connection transistor Q12, Q
13 and a resistor R19 (resistance value R19) that determines the reference current. Vf is a reference voltage. The collector of the transistor Q13 becomes the current output terminal 24.

【0030】この回路のトランジスタQ13のコレクタ
電流、つまり出力電流はI3は、トランジスタQ12の
ベース・エミッタ間電圧をVBE 1 2とすると次のようにな
る。 I3=(Vf−VBE 1 2)/R19 ・・(27) よって、この式(27)を式(26)に代入すると、次
のようになる。 Vo/Vi=I4/[2・S・Co・RE ・(Vf−VBE 1 2)/R19] ・・(28)
The collector current, that is, the output current I3 of the transistor Q13 of this circuit is as follows when the base-emitter voltage of the transistor Q12 is V BE 1 2 . I3 = (Vf-V BE 1 2) / R19 ·· (27) Therefore, substituting the equation (27) into equation (26), as follows. Vo / Vi = I4 / [2 · S · Co · R E · (Vf-V BE 1 2) / R19] ·· (28)

【0031】この式(28)において、抵抗値RE とR
19はその温度係数がキャンセルされるので、温度依存
性をもつ項(Vf−VBE 1 2)と電流I4とで温度係数を
打ち消し合えば、積分器の利得は温度係数を持たないこ
とになる。
In this equation (28), the resistance values R E and R E
Since 19 is canceled its temperature coefficient, if Ae cancel the temperature coefficient and the current I4 term with the temperature dependence of (Vf-V BE 1 2) , the gain of the integrator will be no temperature coefficient .

【0032】そこでまず、式(28)中の(Vf−VBE
1 2)の温度に対する感度を算出してみる。抵抗R19の
電圧をVR1 9 として、(Vf−VBE 1 2)=VR1 9 とおく
と、感度ST は次のようになる。 ST =(T/VR1 9 )(dVR1 9 /dT)=−0.15 ・・(29) これは温度1%当たり−0.15%変動することを意味
する。ここではトランジスタQ12のコレクタ電流を1
0μA、飽和電流Isをe-1 6 A、Vfを5Vとした条
件で得たもので、温度係数に直すと、505ppm/℃
となる。
Therefore, first, (Vf-V BE in equation (28)
Try to calculate the sensitivity to temperature of 1 2). The voltage of the resistor R19 as V R1 9, when put between (Vf-V BE 1 2) = V R1 9, the sensitivity S T is as follows. S T = (T / V R1 9) (dV R1 9 /dT)=-0.15 ·· (29) which is meant to vary -0.15% per 1% temperature. Here, the collector current of the transistor Q12 is 1
0 .mu.A, the saturation current Is of e -1 6 A, in which the Vf was obtained under the conditions as 5V, the correct temperature coefficient, 505ppm / ℃
Becomes

【0033】次に、電圧制御電流源回路20の電流源回
路I4には図3に示すような回路を使用する。この電流
源回路I4によって、後記するように、上記した(Vf
−VBE 1 2)の温度係数を打ち消す。25は別の電圧制御
電流源回路(図4に具体回路で示すように、図1に示し
た構成のものとは異なる。)であり、差動電圧を入力し
て絶体値の等しい正極および負極の電流を出力する。Q
14はトランジスタ、R20〜R23は抵抗、26は電
流出力端子である。
Next, a circuit as shown in FIG. 3 is used as the current source circuit I4 of the voltage controlled current source circuit 20. This current source circuit I4 causes the above-mentioned (Vf
Cancel the temperature coefficient of -V BE 1 2). Reference numeral 25 is another voltage controlled current source circuit (different from the configuration shown in FIG. 1 as shown in a concrete circuit in FIG. 4), which receives a differential voltage and receives a positive electrode and an absolute value which are equal to each other. Outputs the negative current. Q
14 is a transistor, R20 to R23 are resistors, and 26 is a current output terminal.

【0034】この電流源回路I4では、電圧制御電流源
回路25の入力オフセット電圧、入力バイアス電圧を無
視すると、出力端子26から出力される電流値I4は、
抵抗R23に発生する電圧をVR2 3 とすると、次のよう
になる。 I4=−VR2 3 /R23 ・・(30) また、ここでは電圧制御電流源回路25の正転出力端子
(+)が反転入力端子(−)に接続された負帰還構成と
なっているため、正転入力端子(+)の電圧Vaは、V
a=VR2 3 であり、従って、出力電流I4は、次の式で
得られる。 I4=−Va/R23 ・・(31)
In this current source circuit I4, when the input offset voltage and the input bias voltage of the voltage controlled current source circuit 25 are ignored, the current value I4 output from the output terminal 26 is
When a voltage generated across the resistor R23 and V R2 3, as follows. I4 = −V R2 3 / R23 ··· (30) Further, here, since the non-inverting output terminal (+) of the voltage controlled current source circuit 25 is connected to the inverting input terminal (−), the negative feedback configuration is provided. , The voltage Va at the non-inverting input terminal (+) is V
a a = V R2 3, therefore, the output current I4 is obtained by the following equation. I4 = -Va / R23 ... (31)

【0035】さて、本実施例の図1に示した電圧制御電
流源回路20では、この電流源回路I4によって次に説
明するように、(Vf−VBE 1 2)の温度係数を打ち消
す。前述したように、使用する抵抗R20〜R23を集
積回路内部に構成した場合、それら抵抗はすべて同じ温
度係数を持つ。温度変化により抵抗R23の抵抗値(R
23)が変化すると、電圧制御電流源回路24の正転入
力端子(+)が固定電位Vaの場合(温度補償されてい
る場合)には、反転入力端子(−)の電位も同電位で固
定されるため、その抵抗R23に流れる電流IR2 3 の温
度係数は抵抗温度係数と等しくなる。
In the voltage controlled current source circuit 20 shown in FIG. 1 of this embodiment, the current source circuit I4 cancels the temperature coefficient of (Vf-V BE 1 2 ) as will be described below. As described above, when the resistors R20 to R23 to be used are formed inside the integrated circuit, they all have the same temperature coefficient. The resistance value (R
23) changes, if the non-inverting input terminal (+) of the voltage controlled current source circuit 24 is at the fixed potential Va (when temperature compensation is performed), the potential of the inverting input terminal (-) is also fixed at the same potential. Therefore, the temperature coefficient of the current I R2 3 flowing through the resistor R23 becomes equal to the resistance temperature coefficient.

【0036】従って、抵抗R23の抵抗温度係数と正転
入力端子(+)の電圧Vaの温度係数との差を上記した
(Vf−VBE 1 2)の温度係数に合わせるように、電圧制
御電流源回路25の正転入力端子(+)の電圧Vaを調
整すれば、抵抗R23に流れる電流IR2 3 (=I4)
は、(Vf−VBE 1 2)の温度係数に等しくなる。 (1/Va)(dVa/dT)=(1/R23)(dR23/dR) ・・(32)
[0036] Thus, the difference between the temperature coefficient of the voltage Va of the resistance temperature coefficient and a non-inverting input terminal of a resistor R23 (+) to match the temperature coefficient of the above (Vf-V BE 1 2) , voltage controlled current If the voltage Va at the non-inverting input terminal (+) of the source circuit 25 is adjusted, the current I R2 3 (= I4) flowing through the resistor R23
It is equal to the temperature coefficient of (Vf-V BE 1 2) . (1 / Va) (dVa / dT) = (1 / R23) (dR23 / dR) ... (32)

【0037】ここで、トランジスタQ14のベース・エ
ミッタ間電圧をVBE 1 4とすると、 Va=Vcc−nVBE 1 4 ・・(33) ただし、n=(R20+R21)/R21 であるので、(Vf−VBE 1 2)の温度係数と等しい変化
を行なわせるためには、 (1/R23)(dR23/dT)−(1/nVBE 1 4)(dnVBE 1 4/dT) =[1/(Vf−VBE 1 2)][d(Vf−VBE 1 2)/dT] ・・(34) の式を満足させれば良い。
[0037] Here, when the base-emitter voltage of the transistor Q14 and V BE 1 4, Va = Vcc -nV BE 1 4 ·· (33) However, since it is n = (R20 + R21) / R21, (Vf to carry out the same change to the temperature coefficient of -V BE 1 2) is, (1 / R23) (dR23 / dT) - (1 / nV BE 1 4) (dnV BE 1 4 / dT) = [1 / (Vf-V bE 1 2) ] [d (Vf-V bE 1 2) / dT] wherein it is sufficient to satisfy the ... (34).

【0038】以上のように、トランジスタ14の電圧V
BE 1 4の持つ負の温度係数に抵抗R18、R19によって
決まる係数をかけ、その値により電流I4の温度係数を
調整して、(Vf−VBE 1 2)の温度係数と合わせること
によって、図1に示した積分器の温度係数をキャンセル
させることができる。なお、図1に示した電流源回路I
5についても、I5=I4/2に設定する必要であるの
で、同様な回路構成で実現して温度係数をキャンセルさ
せる。
As described above, the voltage V of the transistor 14
BE 1 multiplied by a coefficient determined by the fourth resistor R18, the negative temperature coefficient with the R19, to adjust the temperature coefficient of the current I4 by its value, by combining the temperature coefficient of (Vf-V BE 1 2) , FIG. The temperature coefficient of the integrator shown in 1 can be canceled. The current source circuit I shown in FIG.
As for 5 as well, since it is necessary to set I5 = I4 / 2, it is realized by a similar circuit configuration to cancel the temperature coefficient.

【0039】図4に示す具体的回路において、図3にお
けるものと同一のものには同一の符号を付した。トラン
ジスタQ15、16は差動回路を構成し、トランジスタ
Q17、Q18はこの差動回路の能動負荷を構成し、ト
ランジスタQ19はトランジスタQ18とカレントミラ
ー回路を構成し、トランジスタQ20〜Q24は出力回
路を構成する。I6、I7は電流がI6、I7の電流源
回路であり、I6=I7/2に設定される。
In the concrete circuit shown in FIG. 4, the same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. The transistors Q15 and 16 form a differential circuit, the transistors Q17 and Q18 form an active load of this differential circuit, the transistor Q19 forms a current mirror circuit with the transistor Q18, and the transistors Q20 to Q24 form an output circuit. To do. I6 and I7 are current source circuits whose currents are I6 and I7, and are set to I6 = I7 / 2.

【0040】ここで、電流源回路I6、I7により出力
電流I4にエラーが発生するか否かについて検討する。
このようなエラーが発生する要因として、入力バイアス
電流が考えられる。まず、差動回路が平衡状態の場合、
トランジスタQ24、Q25のベース電流(入力バイア
ス電流)IB2 4 、IB2 5 は、そのトランジスタQ24、
Q25の電流増幅率をhfeとすると、次のようになる。 IB2 4 =IB2 5 =IB =(I7/2)/hfe ・・(35)
Here, it will be examined whether or not an error occurs in the output current I4 due to the current source circuits I6 and I7.
The input bias current can be considered as a factor causing such an error. First, when the differential circuit is in a balanced state,
The base currents (input bias currents) I B2 4 , I B2 5 of the transistors Q24, Q25 are
If the current amplification factor of Q25 is h fe , it becomes as follows. I B2 4 = I B2 5 = I B = (I7 / 2) / h fe ··· (35)

【0041】そして、入力バイアス電流IB が誤差分と
して反転入力端子(−)に流れたとすると、正転出力端
子(+)から出力電流I4が流れるので、抵抗R23の
電圧VR2 3 は、次のようになる。 VR2 3 =R23(IB +I4) ・・(36)
[0041] Then, the input bias current I B inverting input terminal as an error component (-) to the flow, since the output current I4 from the non-inverted output terminal (+) flows, the voltage V R2 3 of resistor R23, the following become that way. V R2 3 = R23 (I B + I4) ·· (36)

【0042】従って、出力電流I4は、次のようにな
る。 I4=(VR2 3 −IB ・R23)/R23 = VR2 3 /R23−IB ・・(37) つまり、出力電流I4は誤差バイアス電流IB だけ減少
する。しかし、このバイアス電流IB は式(35)に示
したとおりであるので、I7/2=I4とおいても、そ
の誤差は1/hfe であり極めて僅かであり、無視でき
る。
Therefore, the output current I4 becomes as follows. I4 = (V R2 3 -I B · R23) / R23 = V R2 3 / R23-I B ·· (37) that is, the output current I4 will decrease by an error bias current I B. However, since the bias current I B is as shown in the equation (35), even if I7 / 2 = I4, the error is 1 / h fe, which is extremely small and can be ignored.

【0043】[等価インダクタンス回路について]図5
に以上のようにして温度係数を補償した積分器を使用し
て構成した等価インダクタンス回路を示す。これは、キ
ャパシタンスを等価的にインダクタンスにするジャイレ
ータで構成したものである。図5において、27、28
は図1に示した電圧制御電流源回路20と同じ構成の電
圧制御電流源回路で、トランスコンダクタンスがGm
1、Gm2であり、各々その正転入力端子(+)は図1
の入力端子21、反転入力端子(−)は入力端子22に
相当する。電圧制御電流源回路27とMOS型の内部コ
ンデンサCoで積分器が構成される。一方の電圧制御電
流源回路28の正転入力端子(+)と他方の電圧制御電
流源回路27の反転入力端子(−)には基準電圧Vref
が印加される。まず、接続端子29からみた入力インピ
ーダンスZを求める。
[Equivalent Inductance Circuit] FIG. 5
An equivalent inductance circuit constructed by using the integrator whose temperature coefficient is compensated as described above is shown in Fig. This is composed of a gyrator that equivalently changes capacitance to inductance. In FIG. 5, 27, 28
Is a voltage controlled current source circuit having the same configuration as the voltage controlled current source circuit 20 shown in FIG.
1, Gm2, and their normal input terminals (+) are shown in FIG.
The input terminal 21 and the inverting input terminal (−) of are equivalent to the input terminal 22. The voltage controlled current source circuit 27 and the MOS type internal capacitor Co constitute an integrator. The reference voltage V ref is applied to the non-inverting input terminal (+) of one of the voltage controlled current source circuits 28 and the inverting input terminal (−) of the other voltage controlled current source circuit 27.
Is applied. First, the input impedance Z viewed from the connection terminal 29 is obtained.

【0044】接続端子29を流れる電流をi1 、コンデ
ンサCo側に流れる電流をi2 、接続端子29に印加す
る電圧をv1 、コンデンサCoに印加される電圧をv2
とすると、 i2 =Gm1・v12 =i2 /(S・Co) i1 =Gm2・v2 であるので、 Z=v1 /i1 =S・Co/(Gm1・Gm2) から等価インダクタンスLは次のようになる。 L=Co/(Gm1・Gm2) ここで、Gm1=Gm2=Gmとすれば、 L=Co/Gm2 ・・(38) となる。
The current flowing through the connecting terminal 29 is i 1 , the current flowing through the capacitor Co is i 2 , the voltage applied to the connecting terminal 29 is v 1 , and the voltage applied to the capacitor Co is v 2.
Then, i 2 = Gm1 · v 1 v 2 = i 2 / (S · Co) i 1 = Gm2 · v 2 , so that Z = v 1 / i 1 = S · Co / (Gm1 · Gm2) The equivalent inductance L is as follows. L = Co / (Gm1 · Gm2) Here, if Gm1 = Gm2 = Gm, then L = Co / Gm 2 ··· (38).

【0045】以上から、上記した等価インダクタンスL
とMOS型の内部コンデンサ(Coとは別)を使用して
共振回路を構成し、能動フィルタ回路を構成することが
できる。例えば並列共振回路により帯域通過フィルタ
を、直列共振回路により帯域除去フィルタを構成でき
る。このとき、信号入力端子と等価インダクタンスLと
の間に抵抗素子を必要とするが、集積回路内部に作成す
る抵抗は絶体値精度が±10〜20%と悪く、また上記
したジャイレータにより実現された等価インダクタンス
Lもその値が1/Gmに依存するため、式(26)の電
流値I4により変化する。従って、構成される能動フィ
ルタのQを一定に保つためには、信号入力端子と等価イ
ンダクタンスLとの間に入る抵抗の値を1/Gmに比例
させる必要がある。
From the above, the above-mentioned equivalent inductance L
A resonance circuit can be configured by using a MOS type internal capacitor (separate from Co) and an active filter circuit can be configured. For example, a bandpass filter can be constituted by a parallel resonance circuit, and a band elimination filter can be constituted by a series resonance circuit. At this time, a resistance element is required between the signal input terminal and the equivalent inductance L, but the resistance created inside the integrated circuit has a poor absolute value accuracy of ± 10 to 20%, and is realized by the gyrator described above. Since the value of the equivalent inductance L also depends on 1 / Gm, it changes according to the current value I4 of the equation (26). Therefore, in order to keep the Q of the configured active filter constant, it is necessary to make the resistance value between the signal input terminal and the equivalent inductance L proportional to 1 / Gm.

【0046】[帯域通過フィルタについて]このように
して構成した帯域通過フィルタを図6に示す。図6の
(a)において、30は上記抵抗として機能させる負帰
還構成の電圧制御電流源回路であり、図1に示した電圧
制御電流源回路20の出力端子と反転入力端子(−)を
接続した構成のものが使用される。31は入力端子、3
2は出力端子である。ここでは、図5に示した等価イン
ダクタンスLに並列にMOS型の内部コンデンサCaを
接続して帯域除去フィルタを構成している。
[Bandpass Filter] FIG. 6 shows a bandpass filter constructed in this manner. In FIG. 6A, reference numeral 30 denotes a voltage-controlled current source circuit having a negative feedback configuration that functions as the resistor, and connects the output terminal and the inverting input terminal (-) of the voltage-controlled current source circuit 20 shown in FIG. The configuration described above is used. 31 is an input terminal, 3
2 is an output terminal. Here, a band elimination filter is constructed by connecting a MOS type internal capacitor Ca in parallel to the equivalent inductance L shown in FIG.

【0047】入力電圧をVi、出力電圧をVoとして、
その伝達関数を求める。まず、出力端子32からみた並
列共振回路の入力インピーダンスZ1は、次のようにな
る。 Z1=S・L/(S2 ・L・Ca+1) ・・(39) 出力電圧Voは、電圧制御電流源30のトランスコンダ
クタンスをGm3とすると、次のようになる。 Vo=Gm3(Vi−Vo)・Z1 =Gm3(Vi−Vo)・S・L/(S2 ・L・Ca+1)・・(40) 従って、伝達関数は、次のようになる。 Vi/Vo=[S・Gm3/Ca]/[S2 +S・Gm
3/Ca +1/(L・Ca)]
Letting the input voltage be Vi and the output voltage be Vo,
Find its transfer function. First, the input impedance Z1 of the parallel resonant circuit viewed from the output terminal 32 is as follows. Z1 = S · L / (S 2 · L · Ca + 1) ··· (39) The output voltage Vo is as follows when the transconductance of the voltage controlled current source 30 is Gm3. Vo = Gm3 (Vi-Vo) · Z1 = Gm3 (Vi-Vo) · S · L / (S 2 · L · Ca + 1) ·· (40) Therefore, the transfer function is as follows. Vi / Vo = [S · Gm3 / Ca] / [S 2 + S · Gm
3 / Ca + 1 / (L ・ Ca)]

【0048】次に、2次帯域通過関数を示す一般式
(2)と式(41)を比較し、式(2)の利得係数H=
1として、中心周波数ω0 2 、Qを求めると、 ω0 2=1/(L・Ca) ・・(42) Q =(Ca/L)1/ 2 /Gm3 ・・(43) となるので、式(42)、(43)に等価インダクタン
スLの式(38)を代入すると、次のようになる。 ω0 2=Gm2 /(Co・Ca) よって、中心周波数ω0 は次のようになる。 ω0 =Gm/(Co・Ca)1/ 2 ・・(44)
Next, the general formula (2) showing the second-order band pass function and the formula (41) are compared, and the gain coefficient H =
As 1, when obtaining the center frequency ω 0 2, Q, ω 0 2 = 1 / (L · Ca) ·· (42) Q = (Ca / L) 1/2 / Gm3 since the ... (43) By substituting the equation (38) of the equivalent inductance L into the equations (42) and (43), the following is obtained. ω 0 2 = Gm 2 / (Co · Ca) Therefore, the center frequency ω 0 is as follows. ω 0 = Gm / (Co · Ca) 1/2 ·· (44)

【0049】この中心周波数ω0 の温度変化は、集積回
路内のMOS型コンデンサの温度係数が零であり、また
積分器利得が前述のように温度補償されているので、次
のように零となる。 (dω0 /dT)=0 ・・(45) Qについては、 Q=(Gm/Gm3)(Co/Ca)1/ 2 ・・(46) で、このQの温度変化も中心周波数ω0 と同じく、dQ
/dT=0となる。
This temperature change of the center frequency ω 0 is zero as follows because the temperature coefficient of the MOS type capacitor in the integrated circuit is zero and the integrator gain is temperature compensated as described above. Become. For (dω 0 / dT) = 0 ·· (45) Q, with Q = (Gm / Gm3) ( Co / Ca) 1/2 ·· (46), a temperature change the center frequency omega 0 of the Q Similarly, dQ
/ DT = 0.

【0050】[帯域除去フィルタについて]図7は帯域
除去フィルタに適用した場合のブロック図である。図6
にけおるものと同一のものには同一の符号を付した。こ
こでは、等価インダクタンスLにコンデンサCaを直列
接続する。この回路の直列共振回路の入力インピーダン
スZ2は、 Z2=(S2 ・L・Ca+1)/(S・Ca) ・・(47) であるので、出力電圧Voは、 Vo=Gm3(Vi−Vo)・Z2 =Gm3(Vi−Vo)・(S2 ・L・Ca+1)/(S・Ca) ・・(48) となる。よって、入出力関数は、 Vi/Vo=[S2 +1/(L・Ca)]/[S2 +S/(Gm3・L) +1/(L・Ca)] ・・(49) となる。
[Band Elimination Filter] FIG. 7 is a block diagram when applied to a band elimination filter. Figure 6
The same reference numerals are given to the same items as the ones that are hidden. Here, the capacitor Ca is connected in series to the equivalent inductance L. Since the input impedance Z2 of the series resonance circuit of this circuit is Z2 = (S 2 · L · Ca + 1) / (S · Ca) ··· (47), the output voltage Vo is Vo = Gm3 (Vi-Vo) · Z2 = Gm3 (Vi-Vo ) · (S 2 · L · Ca + 1) / become (S · Ca) ·· (48 ). Therefore, the input / output function is: Vi / Vo = [S 2 + 1 / (L · Ca)] / [S 2 + S / (Gm3 · L) + 1 / (L · Ca)] ··· (49).

【0051】一方、2次帯域除去関数は次の一般式で与
えられる。 Vi/Vo=[S2 +ωN 2]/[S2 +S・ωN /QN +ωN 2] ・・(50) 2次帯域除去関数の式(49)と(50)を比較して、
中心周波数ωN 2およびQを求めると、 ωN 2=1/(L・Ca) ・・(51) Q=Gm3・(L/Ca)1/ 2 ・・(52) となる。この式(51)、(52)に等価インダクタン
スLの式(38)を代入すると、次のようになる。 ωN 2=Gm2 /(Co・Ca) ・・(53) ωN =Gm/(Co・Ca)1/ 2 ・・(54)
On the other hand, the secondary band elimination function is given by the following general formula. Vi / Vo = [S 2 + ω N 2 ] / [S 2 + S · ω N / Q N + ω N 2 ] ··· (50) By comparing the equations (49) and (50) of the second-order band elimination function,
When determining the center frequency omega N 2 and Q, the ω N 2 = 1 / (L · Ca) ·· (51) Q = Gm3 · (L / Ca) 1/2 ·· (52). By substituting the equation (38) of the equivalent inductance L into the equations (51) and (52), the following is obtained. ω N 2 = Gm 2 / ( Co · Ca) ·· (53) ω N = Gm / (Co · Ca) 1/2 ·· (54)

【0052】この中心周波数ωN の温度変化は、集積回
路内部のMOS型コンデンサの温度係数が零、積分器利
得は上記の説明のように補償されているので、 dωN /dT=0 ・・(55) となり、フィルタのQは、次のようになる。 Q=(Gm3/Gm)/(Co・Ca)1/ 2 ・・(56) このQの温度変化も、も中心周波数dωN と同様に次の
ようになる。 dQ/dt=0
This temperature change of the center frequency ω N is because the temperature coefficient of the MOS type capacitor inside the integrated circuit is zero and the integrator gain is compensated as described above, so that dω N / dT = 0. (55) and the Q of the filter is as follows. Temperature change of Q = (Gm3 / Gm) / (Co · Ca) 1/2 ·· (56) The Q, like the well center frequency d [omega N as follows. dQ / dt = 0

【0053】[0053]

【発明の効果】以上のように、本発明の電圧制御電流源
回路はその出力電流が温度補償され、温度による影響を
受けなくなる。このため、この電圧制御電流源回路と集
積回路内部のMOS型のコンデンサとで作成した積分器
も温度補償され、その積分回路と別の電圧制御電流源回
路とで構成した等価インダクタンス回路も温度補償され
る。よって、この等価インダクタンス回路と集積回路内
部のMOS型の別のコンデンサとで作成した共振回路も
温度補償され、これらを使用して構成する能動フィルタ
回路も温度補償されるようになり、温度特性の優れたフ
ィルタ回路を実現できる。
As described above, the output current of the voltage controlled current source circuit of the present invention is temperature-compensated and is not affected by temperature. Therefore, the integrator made up of this voltage-controlled current source circuit and the MOS type capacitor inside the integrated circuit is also temperature-compensated, and the equivalent inductance circuit made up of the integration circuit and another voltage-controlled current source circuit is also temperature-compensated. To be done. Therefore, the resonance circuit created by this equivalent inductance circuit and another MOS-type capacitor inside the integrated circuit is also temperature-compensated, and the active filter circuit configured by using them is also temperature-compensated. An excellent filter circuit can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例の電圧制御電流源回路とコ
ンデンサを組み合せた積分器の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an integrator that is a combination of a voltage controlled current source circuit and a capacitor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の電流源回路I3のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a current source circuit I3 of FIG.

【図3】 図1の電流源回路I4のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a current source circuit I4 of FIG.

【図4】 図3の電流源回路I4の具体的回路図であ
る。
FIG. 4 is a specific circuit diagram of the current source circuit I4 of FIG.

【図5】 図1の積分器と別のコンデンサを使用して構
成する等価インダクタンスのブロック図である。
5 is a block diagram of an equivalent inductance configured by using a capacitor different from the integrator of FIG. 1. FIG.

【図6】 (a)は図5の等価インダクタンスを使用し
た帯域通過能動フィルタ回路のブロック図、(b)はそ
の等価回路図である。
6A is a block diagram of a bandpass active filter circuit using the equivalent inductance of FIG. 5, and FIG. 6B is an equivalent circuit diagram thereof.

【図7】 (a)は図5の等価インダクタンスを使用し
た帯域除去能動フィルタ回路のブロック図、(b)はそ
の等価回路図である。
7A is a block diagram of a band elimination active filter circuit using the equivalent inductance of FIG. 5, and FIG. 7B is an equivalent circuit diagram thereof.

【図8】 従来のSallen-Key回路のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a conventional Sallen-Key circuit.

【図9】 従来のBiquadフィルタ回路のブロック図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram of a conventional Biquad filter circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:入力端子、2:出力端子、3〜7:増幅器、8:入
力端子、9〜11:出力端子、20:電圧制御電流源回
路、21:正転入力端子、22:反転入力端子、23、
24:出力端子、25:電圧制御電流源回路、26:反
転出力端子、27、28:電圧制御電流源回路、29:
接続端子、30:電圧制御電流源回路、31:入力端
子、32:出力端子、I3:第1の電流源回路、14:
第2の電流源回路。
1: Input terminal, 2: Output terminal, 3-7: Amplifier, 8: Input terminal, 9-11: Output terminal, 20: Voltage control current source circuit, 21: Forward input terminal, 22: Inversion input terminal, 23 ,
24: output terminal, 25: voltage controlled current source circuit, 26: inverting output terminal, 27, 28: voltage controlled current source circuit, 29:
Connection terminal, 30: voltage control current source circuit, 31: input terminal, 32: output terminal, I3: first current source circuit, 14:
Second current source circuit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の正転入力端子と第2の反転入力端子
を具備し第1の電流源回路により動作電流が決められる
第1の差動増幅回路と、第2の電流源回路より動作電流
が決められ、上記第1の差動増幅回路の差動出力信号を
差動入力信号として入力する第2の差動増幅回路とから
なり、上記第1の電流源回路と上記第2の電流源回路の
電流の比により利得の制御、および温度特性の補償を行
なう電圧制御電流源回路であって、 上記第1の電流源回路を、固定電圧源から第1の抵抗に
流れる電流を基準側電流としてこれを出力側に転移する
カレントミラー回路で構成し、 上記第2の電流源回路を、第2の正転入力端子にトラン
ジスタのベース・エミッタ間電圧の所定率倍の電圧を印
加し、第2の反転入力端子を正転出力端子に接続すると
ともに該反転入力端子と接地との間に第2の抵抗を接続
し、反転出力端子を出力端子とする副電圧制御電流源回
路で構成した、 ことを特徴とする電圧制御電流源回路。
1. A first differential amplifier circuit having a first non-inverting input terminal and a second inverting input terminal, the operating current of which is determined by a first current source circuit, and a second current source circuit. An operating current is determined, and the second differential amplifier circuit receives the differential output signal of the first differential amplifier circuit as a differential input signal, and comprises the first current source circuit and the second current source circuit. A voltage controlled current source circuit for controlling a gain and compensating a temperature characteristic according to a current ratio of a current source circuit, wherein the first current source circuit is based on a current flowing from a fixed voltage source to a first resistor. A current mirror circuit that transfers this to the output side as a side current is applied, and the second current source circuit is applied to the second non-inverting input terminal by a voltage that is a predetermined multiple of the base-emitter voltage of the transistor. , When connecting the second inverting input terminal to the non-inverting output terminal, Second resistor connected and configured in sub-voltage control current source circuit to the output terminal of the inverting output terminal, the voltage controlled current source circuit, characterized in that between the ground and the inverting input terminal.
【請求項2】上記請求項1記載の電圧制御電流源回路を
第1の電圧制御電流源回路と第2電圧制御電流源回路と
して2個用意し、 上記第1の電圧制御電流源回路の正転入力端子と上記第
2の電圧制御電流源回路の出力端子とを共通接続し、上
記第1の電圧制御電流源回路の出力端子と上記第2の電
圧制御電流源回路の反転入力端子とを共通にMOS型の
コンデンサの片端に接続してなることを特徴とする等価
インダクタンス回路。
2. A voltage control current source circuit according to claim 1 is provided as a first voltage control current source circuit and a second voltage control current source circuit, and the positive voltage control current source circuit is positive. The input terminal and the output terminal of the second voltage controlled current source circuit are commonly connected, and the output terminal of the first voltage controlled current source circuit and the inverting input terminal of the second voltage controlled current source circuit are connected. An equivalent inductance circuit characterized by being commonly connected to one end of a MOS type capacitor.
【請求項3】請求項2記載の等価インダクタンス回路に
並列にMOS型の別のコンデンサを接続してなる並列共
振回路を出力端子と接地間に接続し、且つ該出力端子と
入力端子との間に上記請求項1記載の電圧制御電流源回
路を負帰還接続したものを介挿したことを特徴とする能
動フィルタ回路。
3. A parallel resonance circuit, which is formed by connecting another MOS type capacitor in parallel to the equivalent inductance circuit according to claim 2, is connected between the output terminal and the ground, and between the output terminal and the input terminal. An active filter circuit, wherein the voltage controlled current source circuit according to claim 1 is inserted in a negative feedback connection.
【請求項4】請求項2記載の等価インダクタンス回路に
直列にMOS型の別のコンデンサを接続してなる直列共
振回路を出力端子と接地間に接続し、且つ該出力端子と
入力端子との間に上記請求項1記載の電圧制御電流源回
路を負帰還接続したものを介挿したことを特徴とする能
動フィルタ回路。
4. A series resonance circuit, which is formed by connecting another MOS type capacitor in series to the equivalent inductance circuit according to claim 2, is connected between the output terminal and the ground, and is connected between the output terminal and the input terminal. An active filter circuit, wherein the voltage controlled current source circuit according to claim 1 is inserted in a negative feedback connection.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6809616B2 (en) * 2002-02-01 2004-10-26 Richtex Technology Corp. Inductor equivalent circuit and application thereof
JP2004343373A (en) * 2003-05-15 2004-12-02 Nec Electronics Corp Active inductance circuit and differential amplifier circuit
JP2009033643A (en) * 2007-07-30 2009-02-12 Renesas Technology Corp Semiconductor integrated circuit
DE102014008990B4 (en) * 2014-06-13 2016-11-10 Dietmar Dreyer Semiconductor amplifier for storing electrical energy based on a generated resonant circuit

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