KR950003142B1

KR950003142B1 - 필터회로

Info

Publication number: KR950003142B1
Application number: KR1019900012582A
Authority: KR
Inventors: 히로야 이토
Original assignee: 가부시키가이샤 도시바; 아오이 죠이치
Priority date: 1989-08-16
Filing date: 1990-08-16
Publication date: 1995-04-01
Also published as: JPH0374922A; JP2625552B2; US5134318A; KR910005558A

Abstract

내용 없음.

Description

필터회로

제 1 도는 본 발명의 필터회로의 1실시예를 나타낸 회로도.

제 2 도는 종래의 필터회로를 나타낸 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 필터조정회로부 21 : 필터회로부

Q₀~Q₂₃: 트랜지스터 R₀~R₁₂: 저항

C : 용량

[산업상의 이용분야]

본 발명은 반도체 집적회로에 내장된 필터회로에 관한 것으로, 특히 필터조정 회로부에 관한 것이다.

[종래의 기술 및 그 문제점]

제 2 도는 종래의 필터회로를 나타낸 것으로서, 참조부호 20은 필터조정회로부, 21은 필터회로부이다.

상기 필터회로부(21)는 Vcc전위에 각각의 콜렉터가 접속된 증폭용의 NPN트랜지스터(Q₁₅, Q₂₂)와, 각각의 에미터가 공통으로 접속되면서 콜렉터·베이스 상호가 접속된 NPN트랜지스터(Q₁₆, Q₂₃), 트랜지스터(Q₁₅)의 에미터와 트랜지스터(Q₁₆)의 콜렉터간에 접속된 저항(R₈), 트랜지스터(Q₂₂)의 에미터와 트랜지스터(Q₂₃)의 콜렉터간에 접속된 저항(R₁₂), 트랜지스터(Q₁₆, Q₂₃)의 에미터 공통 접속점과 접지전위(GND)간에 직렬로 접속된 전류원용의 NPN트랜지스터(Q₁₈) 및 저항(R₉), 트랜지스터(Q₁₆)와 베이스가 공통으로 접속되면서 콜렉터가 Vcc전위에 접속된 NPN트랜지스터(Q₁₇), 이 트랜진스터(Q₁₇)와 에미터가 공통으로 접속되면서 NPN트랜지스터(Q₂₃)와 베이스가 공통으로 접속된 NPN트랜지스터(Q₂₀), Vcc전위와 트랜지스터(Q₂₀)의 콜렉터간에 직렬로 접속된 저항(R₁₀) 및 PNP트랜지스터(Q₁₉), 이 트랜지스터(Q₁₉)의 콜렉터(신호출력단자)와 Vcc전위간에 접속된 용량(C), 트랜지스터(Q₁₇, Q₂₀)의 에미터 공통 접속점과 접지전위(GND)간에 직렬로 접속된 전류원용의 NPN트랜지스터(Q₂₁) 및 저항(R₁₁)으로 이루어진다.

그리고, 증폭용의 트랜지스터(Q₁₅)의 베이스에는 신호 입력단자의 입력전압(Vin)이 인가되고, 트랜지스터(Q₂₂)의 베이스는 트랜지스터(Q₁₉)의 콜렉터에 접속되어 이 트랜지스터(Q₁₉)의 콜렉터로부터 출력전압(Vout)이 출력된다.

한편, 필터조정회로부(20)는 Vcc전위와 접지전위(GND)간에 직렬로 접속된 정전류원(I₀), 콜렉터·베이스 상호가 접속된 NPN트랜지스터(Q₀) 및 저항(R₀)과, 트랜지스터(Q₀)와 베이스가 공통으로 접속된 NPN트랜지스터(Q₁), 이 트랜지스터(Q₁)의 에미터와 접지전위(GND)간에 접속된 저항(R₁)이, Vcc전위와 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터간에 접속되고 베이스·콜렉터 상호가 접속된 PNP트랜지스터(Q₂), 이 트랜지스터(Q₂)와 베이스가 공통으로 접속되면서 에미터가 Vcc전위에 접속된 PNP트랜지스터(Q₃), 이 트랜지스터(Q₃)의 콜렉터와 접지전위(GND)간에 접속된 저항(R₂), 트랜지스터(Q₃)의 콜렉터에 베이스가 접속된 NPN트랜지스터(Q₈), 이 트랜지스터(Q₈)와 에미터가 공통으로 접속된 NPN트랜지스터(Q₁₀), 트랜지스터(Q₈, Q₁₀)의 에미터 공통 접속점과 접지전위(GND)간에 접속된 저항(R₄), Vcc전위와 트랜지스터(Q₈)의 콜렉터간에 접속되면서 베이스·콜렉터 상호가 접속된 PNP트랜지스터(Q₇), 이 트랜지스터(Q₇)와 베이스가 공통으로 접속되면서 에미터가 Vcc전위에 접속됨과 더불어 콜렉터가 트랜지스터(Q₁₀)의 콜렉터에 접속된 PNP트랜지스터(Q₉), 이 트랜지스터(Q₉)의 콜렉터에 베이스가 접속되면서 트랜지스터(Q₁₀)의 베이스에 에미터가 접속된 NPN트랜지스터(Q₁₂), Vcc전위와 트랜지스터(Q₁₂)의 콜렉터간에 직렬로 접속된 저항(R₅) 및 PNP트랜지스터(Q₁₁), 이 트랜지스터(Q₁₁)와 베이스가 접속된 PNP트랜지스터((Q₁₃), Vcc전위와 트랜지스터(Q₁₃)의 에미터간에 접속된 저항(R₆), 트랜지스터(Q₁₃)의 콜렉터와 접지전위(GND)간에 직렬로 접속되면서 콜렉터·베이스 상호가 접속된 NPN트랜지스터(Q₁₄) 및 저항(R₇), 상기 트랜지스터(Q₁₀)의 베이스와 직접회로 외부의 접지전위의 사이에서 집적회로 외부에 접속된 온도 계수가 극히 작은 가변저항기(VR)로 이루어진다.

상기 차동쌍을 이루는 트랜지스터(Q₈, Q₁₀)는 버퍼 증폭회로를 형성하고, 트랜지스터(Q₀, Q₁)는 제 1 전류 미러회로(CM1)를 형성하며, 트랜지스터(Q₂, Q₃)는 제 2 전류미러회로(CM2)를 형성하고, 트랜지스터(Q₇, Q₉)는 버퍼 증폭회로의 부하로 이루어지는 제 3 전류미러회로(CM3)를 형성하며, 트랜지스터(Q₁₁,Q₁₃)는 제 4전류미러회로(CM4)를 형성하고 있다. 그리고, 제 4 전류미러회로(CM4)를 형성하고 있는 트랜짓터(Q₁₁, Q₁₃)는 에미터 면적이 다른 트랜지스터의 2배로 설정되어 있다.

또, 필터조정회로부(20)의 트랜지스터(Q₀,Q₁₄)의 각 베이스는 대응하여 필터회로부(21)의 트랜지스터(Q₁₈,Q₂₁)의 각 베이스에 접속되어 있다. 그리고, 저항(R₂,R₈,R₁₂)의 값은 R₂=R₈=R₁₂의 관계를 가지도록 설정되고, 저항(R₅,R₆,GND₁₀)의 값은 R₅=R₆=R₁₀/2의 관계를 가지도록 설정되어 있다.

한편, 상기 집적회로 내부의 각 저항(R₀~R₂, R₄~R₁₂)의 온도 계수는 모두 같다.

필터조정회로부(20)에 있어서는 정전류원(I₀)으로부터의 전류가 흐르는 제 1 전류미러회로(CM1)의 트랜지스터(Q₀)의 베이스전위가 필터회로부(21)의 트랜지스터(Q₁₈)의 베이스 인가되고 있다. 또, 저항(R₂)에 관해서는 정전류원(I₀)으로부터의 전류가 제 1 전류미러회로(CM1) 및 제 2 전류미러회로(CM2)를 지나서 흘러서 그 양단간에 제 1 전위차가 생긴다. 이 저항(R₂)의 양단 전압이 버퍼 증폭회로에 의해 집적회로 외부의 가변저항기(VR)의 양단에 인가된다. 이에 따라, 가변저항기(VR)에 흐르는 전류에 비례한 전류가 제 4 전류미러회로(CM4)를 지나서 트랜지스터(Q₁₄) 및 저항(R₇)에 흐르고, 이 트랜지스터(Q₁₄)의 베이스전위가 필터회로부(21)의 트랜지스터(Q₂₁)의 베이스에 인가되고 있다.

필터회로부(21)에 있어서는 필터조정회로부(20)의 저항(R₂)에 생기는 제 1 전위차에 비례한 전위차가 저항(R₈, R₁₂)의 양단에 각각 생기고, 필터조정회로부(20)로부터 베이스전류가 트랜지스터(Q₂₁)에 흐르는 전류에 의해 특성이 제어되도록 되어 있는바, 필터회로부(21)의 전달 함수는 다음식으로 주어진다.

Vout/Vin=1/{1+jwC(R₈+R₁₂+4re₀)re₁/re₀}

단,

re₀=2V_T/IC₁₈

Ic₁₈: 트랜지스터(Q₁₈)의 콜렉터전류

re₁=2V_T/I_C21

I_C21: 트랜지스터(Q₂₁)의 콜렉터전류

V_T=kT/q

k : 볼쯔만 정수

q : 전자의 전하

T : 절대온도

C는 온도에 의해 변화하지 않는다.

또, 필터회로부(21)의 시정수(T₀)는 다음식으로 주어진다.

T₀={C(2R₂+4re₀)}re₁/re₀

=C{2R₂+4(2V_T/I_C18)}·{2V_T/I_C21)·(I_C18/2V_T)

=2C(R₂I₀+4V_T)/I_C21

I_C21=R₂I₀/VR이므로

T₀=2C{VR(R₂I₀+4V_T)}/R₂I₀으로 되고, V_T의 항을 포함하므로, 온도와 함께 변화한다.

즉, 필터회로부(21)는 저역여파기를 구성하고 있는 바, 집적회로 외부에 접속된 가변저항기(VR)의 조정에 의해서 필터조정회로부(20)를 통해서 필터회로부(21)의 전류(I_C18,I_C21)의 비율을 조정하는 (I_C18은 일정하므로, I_C21의 크기를 조정한다) 것에 의해 필터회로부(21)의 용량(C)의 오차에 의한 시정수(T₀)의 어긋남을 보상하고, 소정 온도에서 시정수(T₀)를 일정하게 하는 것이 가능하게 되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 필터회로는 온도 변화에 의해 필터회로부(21)의 각 트랜지스터의 특성이 변화하여 그 시정수(T₀)가 변화한다.

상기한 바와 같이 종래의 필터회로는 온도 변화에 의해 필터회로부의 각 트랜지스터의 특성이 변화하고 그 시정수가 변화한다는 문제가 있었다.

[발명의 목적]

본 발명은 상기 점을 감안하여 발명된 것으로, 가변저항기의 조정에 의해 필터조정회로부를 통해서 필터회로부의 전류를 조정함으로써 필터회로부의 용량의 오차에 의한 시정수의 어긋남을 보상하고, 소정 온도에서 시정수를 일정화 할 수 있음과 더불어 필터회로부의 시정수를 온도 변화에 대하여 안정화 할 수 있는 필터회로를 제공함에 그 목적이 있다.

[발명의 구성]

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 집적회로에 내장된 필터회로부 및 필터조정회로부와, 상기 필터회로부의 용랴의 오차에 의한 시정수의 어긋남을 보상하도록 상기 필터회로조정부를 통해서 상기 필터회로부의 전류를 조정하기 위해 집적회로 외부에 접속된 가변저항기를 구비한 필터회로에 있어서, 상기 필터회로조정부는 제 1 정전류를 생성하는 제 1 정전류회로아, 상기 제 1 정전류를 입력으로 해서 이 정전류에 비례한 제 2 전류를 흘림으로써 제 1 전위를 생성하는 제 1 전위생성회로, 상기 제 1 전류 및 상기 제 2 전류를 입력으로 해서 절대온도에 비례한 전위차를 출력단과 입력단에서 생성하는 제 2 전위생성회로, 이 제 2 전위 생성회로의 출력전위를 상기 가변저항기에 입력하는 전류버퍼회로 및, 상기 가변저항기에 흐르는 전류를 입력으로 해서 이 전류에 비례한 전류를 출력하는 전류버퍼회로를 구비하고, 상기 전류버퍼회로의 출력을 상기 필터회로부의 조정입력단으로부터 입력하는 것을 특징으로 한다.

(작용)

상기와 같이 구성된 본 발명은, 온도 변화에 따른 필터회로부의 각 트랜지스터의특성의 변화에 의해 필터회로부의 시정수가 변화하려고 해도 이 온도 변화에 의한 필터회로부의 각 트랜지스터의 특성의 변화를 제거하는 온도 특성을 가지는 전위차가 필터조정회로부에서 발생하고, 이 전위차가 필터회로부에 공급되므로, 필터회로부의 시정수가 온도 변화에 대하여 안정화된다. 한편, 필터회로부의 용량의 오차에 의한 시정수의 어긋남은 가변저항기의 조정에 의해 필터조정회로부를 통해서 보상할 수 있다.

(실시예)

이하, 예시도면을 참조하여 본 발명의 1실시예를 상세히 설명한다.

제 1 도는 필터회로를 나타낸 것으로, 제 2 도를 참조해서 설명한 종래의 필터회로와 비교하여 온도 변화에 의한 필터회로부(21)의 각 트랜지스터의 특성의 변화를 제거하는 온도 특성을 가지는 전위차를 필터조정회로부(10)에서 발생시키도록 하고 있는 점이 다르고, 그 밖에는 같으므로, 제 2 도와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

즉, 제 1 도의 필터회로에 있어서는 트랜지스터(Q₃)와 저항(R₂)간에, 콜렉터·베이스 상호가 접속된 NPN트랜지스터(Q₄)가 접속되고, 이 트랜지스터(Q₄)의 베이스에 NPN트랜지스터(Q₅)의 베이스가 접속되며, 이 트랜지스터(Q₅)의 콜렉터가 Vcc전위에 접속되어 있고, 이 트랜지스터(Q₄, Q₅)는 제 5 전류미러회로(CM5)를 형성하고 있다. 이 경우에, 트랜지스터(Q₄)의 에미터 면적은 다른 트랜지스터(Q₀) 등과 동일하지만, 트랜지스터(Q₅)의 에미터 면적은 트랜지스터(Q₄)의 에미터 면적에 대하여 e⁵배로 설정되어 있다. 그리고, 트랜지스터(Q₅)의 에미터와 접지전위(GND)간에 NPN트랜지스터(Q₆) 및 저항(R₃)이 직렬로 접속되어 있고, 이 트랜지스터(Q₆)의 베이스에 트랜지스터(Q₀)의 베이스전위가 인가되고, 트랜지스터(Q₅)의 에미터가 트랜지스터(Q₈)의 베이스에 접속되어 있다.

상기 필터회로의 동작은 제 2 도를 참조해서 상술한 종래의 필터회로의 동작과 기본적으로는 같지만, 트랜지스터(Q₅, Q₄)의 에미터간에는 전류 밀도가 다른 트랜지스터(Q₅,₄)의 베이스·에미터간 전압의 차이를 근원으로 해서 절대온도에 비례한 제 2 전위차가 생긴다. 그리고, 저항(R₂)의 양단간에 생긴 제 1 전위차와, 트랜지스터(Q₅, Q₄)의 에미터간에 생긴 제 2 전위차의 합이 가변저항기(VR)의 양단에 인가되고, 이 가변저항기(VR)에 흐르는 전류에 비례한 전류가 제 4 전류미러회로(CM4)를 통해서 트랜지스터(Q₁₄) 및 저항(R₇)에 흐르고, 이 트랜지스터(Q₁₄)의 베이스전위가 필터회로부(21)의 트랜지스터(Q₂₁)의 베이스에 인가되고 있다.

따라서, 온도 변화에 의해 필터회로부(21)의 각 트랜지스터의 특성의 변화에 의해 필터회로부(21)의 시정수(T₀)가 변화해도, 이 온도 변화에 의한 필터회로부(21)의 각 트랜지스터의 특성의 변화를 제거하는 온도 특성을 가지는 전위차가 필터조정회로부(10)에서 발생하고, 이 전위차가 필터회로부(21)에 공급되므로, 필터회로부(21)의시정수(T₀)가 온도 변화에 대하여 안정화된다.

즉, 상기 실시예의 필터회로에 있어서 필터회로부(21)의 트랜지스터(Q₂₁)의 전류(I_C21)는 다음식으로 주어진다.

I_C={R₂I₀+V_Tln(e⁵)/1}VR

=(R₂I₀+4V_T)/VR

로 된다. 따라서, 필터회로부의 시정수(T₀)는

T₀={2C(R₂I₀+V4_T)}/{(R₂I+4V_T)/VR}

=2C·VR

로 된다. 이와 같이 필터회로부(21)의 시정수(T₀)는 필터회로부(21)의 용량(C)과 집적회로 외부의 가변저항기(VR)의 저항 값만으로 결정되므로, 필터회로부(21)의 시정수(T₀)가 온도 변화에 대하여 안정화된다.

한편, 본원 청구범위의 각 구성요소에 병기한 도면 참조부호는 본원 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본원 발명의 기술적 범위를 도면에 도시한 실시예로 한정할 의도에서 병기한 것은 아니다.

[발명의 효과]

상술한 바와 같이 본 발명의 필터회로에 의하면, 가변저항기의 조정에 의해서 필터조정회로부를 통해서 필터회로부의 전류의 비율을 조정하는 것에 의해, 필터회로부의 용량의 오차에 의한 시정수의 어긋남을 보상하여 어떤 온도에서 시정수를 일정화 할 수 있음과 함께, 필터회로부의 시정수를 온도 변화에 대하여 안정화 할 수 있다.

Claims

반도체 집적회로에 내장된 필터회로부(21) 및 필터조정회로부(10)와, 상기 필터회로부(21)의 용량의 오차에 의한 시정수의 어긋남을 보상하도록 상기 필터회로조정부(10)를 통해서 상기 필터회로부(21)의 전류를 조정하기 위해 집적회로 외부에 접속된 가변저항기(VR)를 구비한 필터회로에 있어서, 상기 필터회로조정부(10)는 제 1 정전류를 생성하는 제 1 정전류회로(Io)와, 상기 제 1 정전류를 입력으로 해서 이 정전류에 비례한 제 2 전류를 흘림으로써 제 1 전위를 생성하는 제 1 전위생성회로(CM1,CM2,R2), 상기 제 1 전류 및 상기 제 2 전류를 입력으로 해서 절대온도에 비례한 전위차를 출력단과 입력단에서 생성하는 제2전위생성회로(CM5), 이 제 2 전위생성회로(CM5)의 출력전위를 상기 가변저항기에 입력하는 전류버퍼회로(CM3, Q₈, Q₁₀, Q₁₂) 및, 상기 가변저항기에 흐르는 전류를 입력으로 해서 이 전류에 비례한 전류를 출력하는 전류버퍼회로(CM4)를 구비하여 구성되고, 상기 전류버퍼회로의 출력을 상기 필터회로부의 조정입력단으로부터 입력하는 것을 특징으로 하는 필터회로.