JPS5917861B2 - 可変インピ−ダンス回路用ｉｃ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えば可変減衰器或は可変フィルタ等に使用
して好適な可変インピーダンス回路用ＩＣに関し、特に
温度特性がよい可変インピーダソス回路用ＩＣを提供せ
んとするものである。

例えば電子鍵盤楽器等では各鍵盤の音の周波数に対応す
る信号として高調波を多く含む例えば矩形波を出力させ
、その高調波の含有量を変化させ： て音色を変化させ
るようにしている。

このような場合制御電圧の変化に対し指数関数的にイン
ピーダンスが変化する可変インピーダンス素子があると
都合がよい。従来このような可変インピーダンス素子と
してダイオードが使用されているがダイ０ オートのイ
ンピーダンスは温度によつて大幅に変化し、可変フィル
タの周波数特性が温度によつて変化してしまう欠点があ
る。この発明の目的は温度変化に対して安定性のよい可
変インピーダンス回路用ＩＣを提供しようと５ するも
のである。

以下この発明の一実施例を図面について詳細に説明する
。

第１図はこの発明の一実施例を示し、１は同一半導体基
板から成るＩＣを示す。

このＩＣＩの内ｏ 部にこの発明においてはベースを共
通接続した複数のトランジスタを形成するものである。
この例ではベースを共通接続したトランジスタを２個形
成した場合を示し、このトランジスタを２ａ、２ｂとし
て示す。これらのトランジスタ２ａ、２ｂは’５ 互に
コレクターエミッタ間を直列に接続した状態でＩＣＩ内
に形成され、その直列回路の両端と接続中点を外部端子
３ａ、３６、３ｃに接続する。この例ではトランジスタ
２ａのコレクタを外部端子３ａに接続しトランジスタ２
ａのエミッタと卜’０ ランジスタ２ｂのコレクタとを
共通接続し、この共通接続点を外部端子３ｂに接続する
。またトランジスタ２ｂのエミッタを外部端子３ｃに接
続した場合を示す。一方この発明ではこれらトランジス
タ２ａ、２ｂｉ５のベース共通接続点と制御端子の間に
ダイオードを接続するものである。

この例ではトランジスタ４を形成し、このトランジスタ
４のベースーコレクタ間のダイオードを利用した場合を
示す。即ちトランジスタ４のベースをトランジスタ２ａ
，２ｂのベース共通接続点に接続した状態でＩＣ内に形
成し、コレクタを制御端子５に接続し、ベースの共通接
続点の外部端子６に接続する。このようなＩＣを作るこ
とによつて例えば第２図に示すような可変フイルタを構
成することができる。

即ち制御端子５には制御電圧源７の一端を接続し、制御
電圧源７の他端を共通電位点８に接続する。共通電位点
８と外部端子６との間に定電流源９を接続する。この例
ではトランジスタ４としてＮＰＮ型トランジスタを形成
した場合を示し、これがために定電流源９の正極端子を
外部端子６に接続し、負極端子を共通電位点８に接続し
、制御電圧源は正極端子を共通電位点８に、また負極端
子を制御端子５に接続するようにしている。一方外部端
子３ａと共通電位点８との間には例えば鍵盤楽器の信号
源としての矩形波信号源１０を接続し、外部端子３ｂ，
３ｃと共通電位点８との間にはそれぞれコンデンサ１１
ａ，１１ｂを接続し、外部端子３ｃと共通電位点８との
間より出力端子１２−１２を導出する。このように外部
回路を構成した場合には第３図に示すような可変フイル
タが構成される。即ちトランジスタ４のベース−コレク
タ間で構成されるダイオードには定電流源９の電流が流
れる。

このとき制御電圧源７の電圧を可変するとトランジスタ
４のベース−コレクタ間で構成するダイオードのインピ
ーダンスが変化しそのベースの電位が変化する。このベ
ース電位の変化がトランジスタ２ａ，２ｂのベースに供
給されトランジスタ２ａ，２ｂのコレクターエミツタ間
のインピーダンスが可変される。従つて第３図に示すよ
うにトランジスタ２ａ，２ｂの各コレクターエミツタ間
のインピーダンスをＲ，，Ｒ２とすると、このインピー
ダンスＲ，，Ｒ２が変化することによつて信号源１０か
ら出力端子１２−１２に至る間の低減Ｐ波特性が変化し
信号源１０が矩形波発振器とすれば出力端子１２−１２
に得られる信号の高調波含有量を変化させることができ
る。この場合トランジスタ４で構成されるダイオードの
インピーダンスは制御電圧の変化に対して一般に周知の
如く指数特性を呈する。このため制御電圧源７の電圧を
可変したときトランジスタ４のベース電位の変化は指数
関数的に変化する。このためトランジスタ２ａ，２ｂの
ベース電位も指数関数的に変化し、その各コレクターエ
ミツタ間のインピーダンスも指数関数的に変化する。よ
つてトランジスタ２ａ，２ｂとコンデンサ１１ａ，１１
ｂで構成される低域遮断周波数の変化は制御電圧の変化
に対し指数関数的に変化し、制御電圧の変化に対し遮断
周波数を大幅に変化させることができる。よつてこの可
変フイルタを例えば鍵盤楽器の音色調整器として用いた
場合には矩形波から正弦波に近い波形までを得ることが
でき音色を大幅に変化させることができる。然もこの発
明によるＩＣによれば各インピーダンス可変用トランジ
スタ２ａ，２ｂのベースには同一半導体基板上に形成さ
れたダイオードを介して制御電圧を供結するようにした
から温度変化に対してそのインピーダンスが安定に保持
される。

即ち例えば温度上昇によりトランジスタ２ａ，２ｂのコ
レクターエミツタ間のインピーダンスが低下しようとし
た場合トランジスタ４のベース−コレクタ間で構成され
るダイオードのインピーダンスも温度上昇により低下し
、トランジスタ２ａ，２ｂのベース電位を下げる方向に
制御する。この結果トランジスタ２ａ，２ｂのインピー
ダンスの低下は抑制される。また温度が低下しトランジ
スタ２ａ，２ｂのインピーダンスが増加しようとした場
合にはトランジスタ４で構成されるダイオードのインピ
ーダソスが増加しトランジスタ２ａ，２ｂのベース電位
を上昇させるからこの場合もトランジスタ２ａ，２ｂの
インピーダンスの増加は抑制される。然もトランジスタ
２ａ，２ｂ及びトランジスタ４は同一半導体基板上に形
成されているため、温度変化に対して全てのトランジス
タのインピーダンスが一様に変化し、温度変化に対して
極めて安定性が高い可変インピーダンス回路を得ること
ができる。結局トランジスタ２ａ，２ｂのインピーダン
スは温度変化に対し安定に保持され、例えば第２図に示
したように可変フイルタを構成した場合その遮断周波数
は温度変化に対して安定性が高く実用に際してその効果
は大である。向上述においては外部端子３ｂ，３ｃにコ
ンデンサ１１ａ，１１ｂを接続し、この発明によるＩＣ
を可変フイルタに利用した場合について説明したが、他
の応用として例えば第４図に示すように外部端子３ｂ，
３ｃに抵抗器１３ａ，１３ｂを接続することにより第５
図に示すような可変減衰器を構成することもできる。

また上述においてはトランジスタ４のベース−コレクタ
間のダイオードを温度補償用として用いたが、ベースー
エミツタ間のダイオードを使用するようにしてもよい。
更に可変インピーダンス用トランジスタ２ａ，２ｂはト
ランジスタ２ａのエミツタとトランジスタ２ｂのコレク
タとを接続して直列接続したが、第６図に示すようにト
ランジスタ２ａのエミツタを外部端子３ａに接続し、コ
レクタをトランジスタ２ｂのエミツタと接続して外部端
子３ｂに接続し、トランジスタ２ｂのコレクタを外部端
子３ｃに接続するようにしてもよい。更に第７図に示す
ようにトランジスタ２ａ，２ｂのエミツタを共通接続す
るように直列接続しても上述と全く同様の作用効果が得
られる。また上述ではトランジスタ２ａ，２ｂ及び４を
ＮＰＮ型トランジスタとしたがＰＮＰ型トランジスタと
することもできる。この場合には定電流源６と制御電圧
源３の極性を逆にして外部端子６と５に接続すればよい
。また上述では低域通過フイルタの遮断周波数を変化さ
せるようにした可変フイルタにこの発明によるＣを応用
した例を説明したが、第８図に示すように外部端子３ｂ
にコンデンサ１１ａを通じて信号源１０を接続し、外部
端子３ａを共通電位点に接続し、外部端子３ｃにはコン
デンサ１１ｂを接続することにより、第９図に示すよう
なバンドパスフイルタを得ることもでき、制御電圧源７
の制御によつてトランジスタ２ａ，２ｂのインピーダン
スＲ，，Ｒ２が変化するとその帯域通過特性の中心周波
数を変化させることができる。

また第１０図に示すように出力端子１２の出力を増幅器
１５に供給しその同相出力をコンデンサ１１ａを通じて
外部端子３ｂに帰還させるように使用することもできる
。この場合には正帰還量を適当に調整することによつて
第１１図に示すように低域遮断周波数附近の減衰特性を
曲線Ａ，ｂ，ｃに示すように変化させることができる。
向点線ｄは増幅器１５を使用しない場合の例えば第２図
で説明した可変フイルタの特性を示す。そしてこの場合
も上述と同様に制御電圧源７の電圧を変化させることに
よつてその遮断周波数を周波数軸ｆに沿つて指数関数的
に変化させることができる。また上述では可変インピー
ダンスを構成するトランジスタをＩＣｌの中に２個形成
した場合を説明したが実際には更に多くのトランジスタ
を直列接続して形成するものであり、可変インピーダン
ス用のトランジスタの数を多くすればそれだけ可変フイ
ルタとしてはその減衰特性を急峻にすることができ、ま
た可変減衰器を構成した場合には減衰量を可変範囲を大
きくできるものであるから可変インピーダンス用トラン
ジスタの数に限定はない。

以上説明したようにこの発明によれば温度特性のよい可
変インピーダンス回路用１Ｃを構成することができ、可
変フイルタ或は可変減衰器等に応用してその効果は頗る
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す接続図、第２図はこ
の発明による可変インピーダンス用１Ｃの応用例を示す
接続図、第３図はその等価回路を示す接続図、第４図は
この発明の他の応用例を示す接続図、第５図はその等価
回路を示す接続図、第６図及び第７図はこの発明の他の
実施例を示す接続図、第８図はこの発明の他の応用例を
示す接続図、第９図はその等価回路を示す接続図、第１
０図はこの発明の更に他の応用例を示す接続図、第１１
図はその動作の説明に供する特性曲線図である。 １：可変インピーダンス回路用１Ｃ１２ａ，２ｂ：可変
インピーダンスを構成するトランジスタ、３ａ，３ｂ，
３ｃ：外部端子、４：温度補償用ダイオードを構成する
トランジスタ、５：制御端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ａ、同一半導体基板上にベースが共通接続されて形
   成された複数のトランジスタと、Ｂ、これら複数のトラ
   ンジスタのベース共通接続点に接続された外部端子と、
   Ｃ、上記複数のトランジスタの中の何れか一つのトラン
   ジスタのエミッタかコレクタの何れか一方に接続された
   制御用外部端子と、Ｄ、上記複数のトランジスタの他の
   残りのトランジスタのエミッタとコレクタを共通接続し
   て構成したトランジスタのエミッタとコレクタによる直
   列回路と、Ｅ、このトランジスタのエミッタとコレクタ
   による直列回路の両端とトランジスタ相互の共通接続点
   から導出した外部端子とから成る可変インピーダンス回
   路用ＩＣ。