JPS60214620A - 集積回路 - Google Patents
集積回路Info
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- JPS60214620A JPS60214620A JP7088184A JP7088184A JPS60214620A JP S60214620 A JPS60214620 A JP S60214620A JP 7088184 A JP7088184 A JP 7088184A JP 7088184 A JP7088184 A JP 7088184A JP S60214620 A JPS60214620 A JP S60214620A
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- Japan
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- capacitor
- voltage source
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- capacitance
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/04—Frequency selective two-port networks
- H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
- H03H11/1291—Current or voltage controlled filters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/04—Frequency selective two-port networks
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- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、低域通過フィルタなどに好適な集積回路に関
する。
する。
近年、電気回路の集積化(モノリシックIC化。
以下、IC化という)が急速に進み、これとともに、さ
らに、電気回路の小型化、低コスト化を実現する上で、
従来、集積面18KIA伺けされていたフィルタブロッ
クのIC化が重要な課題となりつつある。ところで、従
来のフィルタは、大部分がインダクタンスL、コンデン
サc’、抵抗Rで構成されていたが、インダクタンスL
のIC化が困難であったために、インダクタンスLを含
まず、IC化に適したコンデンサC2抵抗Rおよび増幅
器でもって構成するようにしたアクティブフィルタが開
発される。
らに、電気回路の小型化、低コスト化を実現する上で、
従来、集積面18KIA伺けされていたフィルタブロッ
クのIC化が重要な課題となりつつある。ところで、従
来のフィルタは、大部分がインダクタンスL、コンデン
サc’、抵抗Rで構成されていたが、インダクタンスL
のIC化が困難であったために、インダクタンスLを含
まず、IC化に適したコンデンサC2抵抗Rおよび増幅
器でもって構成するようにしたアクティブフィルタが開
発される。
第1図は2次低域通過フィルタ(以下、低域通過フィル
タなLpFという)を構成するアクティブフィルタの一
従来例を示す構成図であって1は信号入力端子、2は信
号出力端子、3は増幅器R1,R1は抵FC、”I e
C*はコンデンサである。
タなLpFという)を構成するアクティブフィルタの一
従来例を示す構成図であって1は信号入力端子、2は信
号出力端子、3は増幅器R1,R1は抵FC、”I e
C*はコンデンサである。
同図において、信号入力端子1に供給される信号をIl
l、信号出力端子2に得られる信号をV。
l、信号出力端子2に得られる信号をV。
とすると、この2次LPFの伝達関数1)@ /v、は
・・・・・・・・・・・・・・・・・・+1)共振周波
数f、と回路の良さQは でそれぞれ与えられる。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・+1)共振周波
数f、と回路の良さQは でそれぞれ与えられる。
ところで、かかる構成の2次LPFをIC化すると、素
子のバラツキによる特性上のバラツキが生ずる。すなわ
ち、ICチップ内に形成されたコンデンサの静電容量や
抵抗の抵抗値は、半導体内の不純物濃度やマスクずれな
どのバラツキの影譬な受け、−例として示すと、 静電容量の絶対値:±2oチ 抵抗値の絶対値:+15チ のように、大きな範囲で変動する。このために上記の2
次LPFにおいては、カットオフ周波数も、これについ
て第2図に示すようなαからbの範囲で変動し、上記の
例では、最悪の場合、カットオフ周波数fcが135%
変動してしまうことになり、実用化が極めて困難となる
。
子のバラツキによる特性上のバラツキが生ずる。すなわ
ち、ICチップ内に形成されたコンデンサの静電容量や
抵抗の抵抗値は、半導体内の不純物濃度やマスクずれな
どのバラツキの影譬な受け、−例として示すと、 静電容量の絶対値:±2oチ 抵抗値の絶対値:+15チ のように、大きな範囲で変動する。このために上記の2
次LPFにおいては、カットオフ周波数も、これについ
て第2図に示すようなαからbの範囲で変動し、上記の
例では、最悪の場合、カットオフ周波数fcが135%
変動してしまうことになり、実用化が極めて困難となる
。
かかる問題点を解消するために、ICチップ上でレーザ
トリミングなどにより、抵抗値を変化させて素子のバラ
ツキを吸収するようにしたことも実施されているが、精
度、歩留り、コストの面などで今だ多くの問題点があり
、一般民生用の集積回路には、この方法はほとんど採用
されていない。
トリミングなどにより、抵抗値を変化させて素子のバラ
ツキを吸収するようにしたことも実施されているが、精
度、歩留り、コストの面などで今だ多くの問題点があり
、一般民生用の集積回路には、この方法はほとんど採用
されていない。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き素子のバラ
ツキを容易Kかつ高い精度で除去することができ、特性
のバラツキを低減して量産化に適したアクティブフィル
タの集積回路を提供するにある。
ツキを容易Kかつ高い精度で除去することができ、特性
のバラツキを低減して量産化に適したアクティブフィル
タの集積回路を提供するにある。
この目的を達成するために、本発明は、アクティブフィ
ルタを構成するコンデンサを半導体の接合容量でもって
形成し、該接合容量の有する静電容量の絶対値をバイア
スでもって変化させて該静電容量や抵抗の抵抗値の絶対
値のバラツキを吸収するようにした点に特徴がある。
ルタを構成するコンデンサを半導体の接合容量でもって
形成し、該接合容量の有する静電容量の絶対値をバイア
スでもって変化させて該静電容量や抵抗の抵抗値の絶対
値のバラツキを吸収するようにした点に特徴がある。
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
第3図は本発明による集積回路の一実施例を示す構成図
であって、2は信号出力端子、4,5は増幅器、6は信
号源、R,、R,は抵抗、C,、C。
であって、2は信号出力端子、4,5は増幅器、6は信
号源、R,、R,は抵抗、C,、C。
はコンデンサ、Voは定電圧源、V、は可変電圧源Rs
は定電圧源r0の出力インピーダンスである。
は定電圧源r0の出力インピーダンスである。
第3図は2次元LpFを構成するものであって増幅器4
,5は入力インピーダンスが無限大で出力インピーダン
スが零であり、かつ、利得力K。
,5は入力インピーダンスが無限大で出力インピーダン
スが零であり、かつ、利得力K。
の理想増幅器であって、抵抗R,、R,とコンデンサC
,,C,は2次元LpFの時定数回路を形成している。
,,C,は2次元LpFの時定数回路を形成している。
また、コンデンサC,,C,はP形半導体とN形半導体
とからなる接合容量である。さらにコンデンサC1と増
幅器4との接合点は交流的に接地され、また、コンデン
サC3と増幅器5との接続点も交流的に接続されている
。
とからなる接合容量である。さらにコンデンサC1と増
幅器4との接合点は交流的に接地され、また、コンデン
サC3と増幅器5との接続点も交流的に接続されている
。
さて、信号源6からの信号ν、は、定電圧源V0によっ
て直流電位が与えられ、抵抗R8とコンデンサC1から
なる1次LPFと、抵抗R8とコンデンサC2とからな
る1次LPFとにより、高域信号成分が除去されて増幅
器4の一方の入力端子に供給される。増幅器4の他方の
入力端子には、可変電圧源V1から直流電圧のみが印加
されている。
て直流電位が与えられ、抵抗R8とコンデンサC1から
なる1次LPFと、抵抗R8とコンデンサC2とからな
る1次LPFとにより、高域信号成分が除去されて増幅
器4の一方の入力端子に供給される。増幅器4の他方の
入力端子には、可変電圧源V1から直流電圧のみが印加
されている。
そこで、増幅器4の出力端子には、入力信号なに1倍し
た交流信号が可変電圧源V、の電位に応じた直流電位”
11で出力される。
た交流信号が可変電圧源V、の電位に応じた直流電位”
11で出力される。
増幅器4の出力信号は、コンデンサC8を介して抵抗R
1,R,の接続点Kn還される。この場合コンデンサC
1と抵抗R1は、増幅器4の出力端子側からみて、1次
HpF (高域通過フィルタ)を構成し、このために、
上記の帰還信号は、この1次11pFと、コンデンサC
2と抵抗R8とによる1次LPFとにより、1次の帯域
通過フィルタ効果を受け、ピークをもつ周波数特性が得
られる。
1,R,の接続点Kn還される。この場合コンデンサC
1と抵抗R1は、増幅器4の出力端子側からみて、1次
HpF (高域通過フィルタ)を構成し、このために、
上記の帰還信号は、この1次11pFと、コンデンサC
2と抵抗R8とによる1次LPFとにより、1次の帯域
通過フィルタ効果を受け、ピークをもつ周波数特性が得
られる。
このために、抵抗R,jR,とコンデンサC,,C,と
による2次LpFの減衰特性は、上記の帰還をかけない
場合よりも、急峻なものとなる。
による2次LpFの減衰特性は、上記の帰還をかけない
場合よりも、急峻なものとなる。
かかる2次LpFにおいて、時定数回路を形成する抵抗
R,,R,とコンデンサC1m C宜の夫々の値の絶対
値のバラツキは、コンデンサ01 s CIが接合容量
で形成されていることから、次のように吸収される。
R,,R,とコンデンサC1m C宜の夫々の値の絶対
値のバラツキは、コンデンサ01 s CIが接合容量
で形成されていることから、次のように吸収される。
増幅器4,5の夫々の一方の入力端子には、共通の定電
圧源Voから電圧が等しく与えられており、また、夫々
の他方の入力端子には、可変電圧源V、から等しい電圧
が与えられている。さらに、増幅器4,5は、夫々の出
力端子の直流電位が、夫々の利得に1を変えることなく
、可変電圧源V、の直流電位の変動だけで変化するよう
に構成されており、このために、コンデンサ01 s
C’1の両端の印加電圧は、可変電圧源V1の直流電位
によって自由に変化させることができる。これにより、
コンデンサ01 setの静電容量の絶対値を変化させ
ることができ、抵抗R,,R,およびコンデンサC1s
CIの絶対値のバラツキを吸収することができる。ま
た、増幅器4,5の利得はともにに、と等しいから、コ
ンデンサCI、 C,の両端にかかる印加電圧は互いに
等しく変化し、コンデンサC1s CIの静電容量は常
に一定となって上記(3)式で表わされるQの値は変動
しない。したがって、この実施例では、Qの値、すなわ
ち、肩特性を変化させることなく、時定数回路を形成す
る抵抗R,、R,およびコンデンサC,、C,の絶対値
のバラツキが吸収でき、カットメ7周波数fcを調整す
ることができる。
圧源Voから電圧が等しく与えられており、また、夫々
の他方の入力端子には、可変電圧源V、から等しい電圧
が与えられている。さらに、増幅器4,5は、夫々の出
力端子の直流電位が、夫々の利得に1を変えることなく
、可変電圧源V、の直流電位の変動だけで変化するよう
に構成されており、このために、コンデンサ01 s
C’1の両端の印加電圧は、可変電圧源V1の直流電位
によって自由に変化させることができる。これにより、
コンデンサ01 setの静電容量の絶対値を変化させ
ることができ、抵抗R,,R,およびコンデンサC1s
CIの絶対値のバラツキを吸収することができる。ま
た、増幅器4,5の利得はともにに、と等しいから、コ
ンデンサCI、 C,の両端にかかる印加電圧は互いに
等しく変化し、コンデンサC1s CIの静電容量は常
に一定となって上記(3)式で表わされるQの値は変動
しない。したがって、この実施例では、Qの値、すなわ
ち、肩特性を変化させることなく、時定数回路を形成す
る抵抗R,、R,およびコンデンサC,、C,の絶対値
のバラツキが吸収でき、カットメ7周波数fcを調整す
ることができる。
第4図は第3図の2次LpFの一実施例を示す回路図で
あって、7は信号入力端子、R4−R11は抵抗sCm
は外付はコンデンサ、Q1〜Q、はNPN形のトランジ
スタ、I、〜I7は定電流源、VIは定電圧源であり、
wc3図に対応する部分には同一符号をつけている。
あって、7は信号入力端子、R4−R11は抵抗sCm
は外付はコンデンサ、Q1〜Q、はNPN形のトランジ
スタ、I、〜I7は定電流源、VIは定電圧源であり、
wc3図に対応する部分には同一符号をつけている。
第4図において、トランジスタQa s Q? #抵抗
R7〜R,および定電流源11でもって利得に1の第1
の差動増幅器を構成し、この第1の差動増幅器は第3図
の増幅器4に相当する。また、トランジスタQa s
Qo s抵抗R1゜〜R4および定電流源I、で利得に
8の第2の差動増幅器を構成し、これは第S図の増幅器
5に相当する。抵抗R4jR1はトランジスタQ、、Q
aのベース直流電位を等しくするものであり、また、抵
抗R6はトランジスタQ a ’) ベース直流電位を
トランジスタQ6のベース直流電位と等しくなるように
設定するためのものである。
R7〜R,および定電流源11でもって利得に1の第1
の差動増幅器を構成し、この第1の差動増幅器は第3図
の増幅器4に相当する。また、トランジスタQa s
Qo s抵抗R1゜〜R4および定電流源I、で利得に
8の第2の差動増幅器を構成し、これは第S図の増幅器
5に相当する。抵抗R4jR1はトランジスタQ、、Q
aのベース直流電位を等しくするものであり、また、抵
抗R6はトランジスタQ a ’) ベース直流電位を
トランジスタQ6のベース直流電位と等しくなるように
設定するためのものである。
そこで、第1の差動増幅器のトランジスタQ6のベース
直流電位と第2の差動増幅器のトランジスタQ、のベー
ス直流電位と等しくなり、またトランジスタQr −Q
oのベース端子には、ともに可変電圧源V1から電圧が
印加されているから、トランジスタQ、 、 Q、のコ
レクタ電位はともに可変電圧源V1の電圧によって変化
する。このために接合容量で構成されるコンデンサC1
* CIの両端に印加される直流電圧の変化は尋しく、
コンデンサC1,C1の静電容量の絶対値は、可変電圧
源V、の直流電圧に応じて等しい割合で変化する。
直流電位と第2の差動増幅器のトランジスタQ、のベー
ス直流電位と等しくなり、またトランジスタQr −Q
oのベース端子には、ともに可変電圧源V1から電圧が
印加されているから、トランジスタQ、 、 Q、のコ
レクタ電位はともに可変電圧源V1の電圧によって変化
する。このために接合容量で構成されるコンデンサC1
* CIの両端に印加される直流電圧の変化は尋しく、
コンデンサC1,C1の静電容量の絶対値は、可変電圧
源V、の直流電圧に応じて等しい割合で変化する。
なお、第5図に接合容量のバイアス電圧依存特性の一例
を示す。同図において、φは拡散電位(built −
in potential )とい〜、通常約α6〜o
、7 (F)である。したがって、同図から、接合容量
に印加する接合電圧をo、 7 (r)から4.7 (
V)程度まで変化可能であるとすると、この接合容量の
静電容量を±35−程度変化させることができ時定数回
路における抵抗R,,R,およびコンデンサC,、C,
のバラツキを吸収することができる。
を示す。同図において、φは拡散電位(built −
in potential )とい〜、通常約α6〜o
、7 (F)である。したがって、同図から、接合容量
に印加する接合電圧をo、 7 (r)から4.7 (
V)程度まで変化可能であるとすると、この接合容量の
静電容量を±35−程度変化させることができ時定数回
路における抵抗R,,R,およびコンデンサC,、C,
のバラツキを吸収することができる。
なお、この実施例では、定電圧源V。、V、の直流電圧
を夫々約4.5 (V) 、 10 (V) 、定電流
源I。
を夫々約4.5 (V) 、 10 (V) 、定電流
源I。
I、の電流値を夫々1(mA)、抵抗R,、R,。の抵
抗値を夫々8(&Ω)とし、差動対を構成するトランジ
スタQ?−4−がコレクタ電流が夫々約0.2〜0.1
3(m、4)となるように可変電圧源V、の電圧を調整
することにより、コンデンサC,、C1の静電容量を±
35−程度変化させることができる。
抗値を夫々8(&Ω)とし、差動対を構成するトランジ
スタQ?−4−がコレクタ電流が夫々約0.2〜0.1
3(m、4)となるように可変電圧源V、の電圧を調整
することにより、コンデンサC,、C1の静電容量を±
35−程度変化させることができる。
第6図は第3図の2次LpFの他の具体例を示す回路図
であって、R□〜R1,は抵抗、Qtt〜Q、6はトラ
ンジスタ、111〜114は定電流であり、第3図、第
4図に対応する部分には同一符号をつけている。
であって、R□〜R1,は抵抗、Qtt〜Q、6はトラ
ンジスタ、111〜114は定電流であり、第3図、第
4図に対応する部分には同一符号をつけている。
第6図において、第3図の増幅器4として、差動対のト
ランジスタQ!!、 Q□、抵抗R1a、R□および定
電流源I1.からなる差動増幅器を用いまた、第6図の
増幅器5として、トランジスタQ、6および抵抗R16
m R1?とからなるエミッタ接地形増幅器を用いてい
る。この場合、これら差動増幅器とエミッタ接地形増幅
器との利得を等しくすることにより、前記(3)式で表
わされるQを変化させることなく、第4図の具体例と同
様に時定数回路の各素子のバラツキを接合容量からなる
コンデンサC1s CRで吸収することができる。
ランジスタQ!!、 Q□、抵抗R1a、R□および定
電流源I1.からなる差動増幅器を用いまた、第6図の
増幅器5として、トランジスタQ、6および抵抗R16
m R1?とからなるエミッタ接地形増幅器を用いてい
る。この場合、これら差動増幅器とエミッタ接地形増幅
器との利得を等しくすることにより、前記(3)式で表
わされるQを変化させることなく、第4図の具体例と同
様に時定数回路の各素子のバラツキを接合容量からなる
コンデンサC1s CRで吸収することができる。
なお、上記実施例は、CRによる2次LpFであったが
、本発明はこれに限られるものではなくたとえば、第4
図に示す2次LPFをル個縦続接続して2n次LPFと
し、同様にして、各時定数回路の素子のバラツキを接合
容量からなるコンデンサでもって吸収することができる
ことは明らかである。
、本発明はこれに限られるものではなくたとえば、第4
図に示す2次LPFをル個縦続接続して2n次LPFと
し、同様にして、各時定数回路の素子のバラツキを接合
容量からなるコンデンサでもって吸収することができる
ことは明らかである。
以上説明したように、本発明によれば、アクティブ低域
通過フィルタの時定数回路を形成するコンデンサを接合
容量で構成するものであるから、該接合容量によって該
時定数回路の素子のバラツキを容易に吸収することがで
きるものであって、所望の低域通過特性を容易に、かつ
高い精度で得ることができ、従来、外付は部品であった
フィルタブロックを集積回路化を可能として、電気回路
のより小型化、低コスト化が夾現される。
通過フィルタの時定数回路を形成するコンデンサを接合
容量で構成するものであるから、該接合容量によって該
時定数回路の素子のバラツキを容易に吸収することがで
きるものであって、所望の低域通過特性を容易に、かつ
高い精度で得ることができ、従来、外付は部品であった
フィルタブロックを集積回路化を可能として、電気回路
のより小型化、低コスト化が夾現される。
第1図は従来のアクティブ低域通過フィルタの一従来例
を示す構成図、第2図は第1図の7′11 イルタ特性図、第3図は本発明による集積回路の一実施
例を示す構成図、第4図は第6図の一興体例を示す回路
図、第5図は接合容量のノくイアスミ圧依存性を示す特
性図、第6図は第6図の他の具体例を示す回路図である
。 2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・信号出
力端子4.5・・・・・・・・・・・・・・・増幅器6
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・入力信号源
R,、R,・・・・・・・・・抵抗 C,、C,・・・・・・・・・接合昼食からなるコンデ
ンサV1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
可変電圧源代理人弁理士 高 橋 明 夫 罰 1 図 第 2I 図 龍数。 第3図 第 4 回 接合電斤φ十VR(V)
を示す構成図、第2図は第1図の7′11 イルタ特性図、第3図は本発明による集積回路の一実施
例を示す構成図、第4図は第6図の一興体例を示す回路
図、第5図は接合容量のノくイアスミ圧依存性を示す特
性図、第6図は第6図の他の具体例を示す回路図である
。 2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・信号出
力端子4.5・・・・・・・・・・・・・・・増幅器6
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・入力信号源
R,、R,・・・・・・・・・抵抗 C,、C,・・・・・・・・・接合昼食からなるコンデ
ンサV1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
可変電圧源代理人弁理士 高 橋 明 夫 罰 1 図 第 2I 図 龍数。 第3図 第 4 回 接合電斤φ十VR(V)
Claims (1)
- 直列接続された第1j第2の抵抗と、可変電圧源と、該
第1j第2の抵抗を介した入力信号と該可変電圧源の電
圧とが供給され、かつ出力信号を発生する第1の増幅器
と、該可変電圧源の電圧が供給される第2の増幅器と、
該第1゜第2の抵抗の接続点と該第1の増幅器との間に
接続された第1のコンデンサと、該第1の増幅器の該入
力信号の入力端子と該第2の増幅器の出力端子との間に
接続された第2のコンデンサとからなり、該第1.第2
のコンデンサは接合容量でもって形成し、該可変電圧源
の電圧を変化させることにより、該第1.第2のコンデ
ンサの静電容量の比を一定にしたまま、該静電容量の絶
対値を変化させることができるように構成したことを特
徴とする集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7088184A JPS60214620A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7088184A JPS60214620A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 集積回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60214620A true JPS60214620A (ja) | 1985-10-26 |
JPH0256846B2 JPH0256846B2 (ja) | 1990-12-03 |
Family
ID=13444320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7088184A Granted JPS60214620A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 集積回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60214620A (ja) |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP7088184A patent/JPS60214620A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0256846B2 (ja) | 1990-12-03 |
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