TWI302054B - Amplification device - Google Patents
Amplification device Download PDFInfo
- Publication number
- TWI302054B TWI302054B TW094116240A TW94116240A TWI302054B TW I302054 B TWI302054 B TW I302054B TW 094116240 A TW094116240 A TW 094116240A TW 94116240 A TW94116240 A TW 94116240A TW I302054 B TWI302054 B TW I302054B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- terminal
- input
- signal
- electrode
- resistance
- Prior art date
Links
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 title claims description 32
- 230000003321 amplification Effects 0.000 title claims description 31
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 241000282376 Panthera tigris Species 0.000 claims 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical group [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/34—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/04—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
- H03F3/14—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only with amplifying devices having more than three electrodes or more than two PN junctions
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
- H03F3/45183—Long tailed pairs
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/45475—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using IC blocks as the active amplifying circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/02—Manually-operated control
- H03G3/04—Manually-operated control in untuned amplifiers
- H03G3/10—Manually-operated control in untuned amplifiers having semiconductor devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Description
1302054 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種放大裝置。 【先前技術】 在各種領域之控制系統中,由類比感測器所 段的類比訊號係微小電流/電壓位準,因此在該控制夭白 部中係設置可放大到可處理位進、 大器)。 ^料的贼放大$置(前置放 在此,關於具有放大裝置之控制系統的一個例子,传 在弟圖例示主要做為行動電話之傳話側 用 的駐極電容器傳聲器(以下,稱之 使用 眶,—e)系統(例如參照以下所示專利:^apaClt〇】 ecm系統的構造,係在具有Vm端子9〇ι 子 902、Gnd端子903之放大F署沾u山7 v. ^ ^ 双大哀置的3端子放大裝置900,使
Vm立而子9 01連接使導雷續睹4立 ¥电性艇接地的駐極電容器203的 =電^並經由電阻值R1之負載電阻2〇〇使⑽ 9〇2與電源㈣1相連接’然後再使㈤端子903接地。 駐極電容器203係使導雷槌葙π 構成。此外,導電性薄電極㈣向而 程度)使之帶電,當聲音訊贫以之^原(數1〇至1〇〇V 命卜士 $ p“士, 儿乂工虱之疏岔波的形式傳到導 ::㈣會產生膜的振動。接著,駐極電容器2〇3的電 =_!mie(3pF)會產生變化,並形成對應該電容值c赋變 :的父流的電壓波形(以τ,稱之為交流訊號)。此外,—
言該交流訊號之直流成分為接地電位,具有數咖V 317078 1302054 左右之微小振幅位準。 3端子放大裝置900係由:Vm端子901連接閘極電 極,Vdd端子902連接::及極電極,而Gnd端子903連接源 極電極之源極接地的接合型場效電晶體(以下,稱之為 J-FET)904 ;以及設置在配線於J-FET904之閘極電極與源 - 極電極之間、使閘極電極之位準在接地電位穩定化的電阻 取 元件905所構成。 - 在此,3端子放大裝置900之輸入部的特性,係對輸 鲁入電阻(電阻元件905等)以及輸入電容(J-FET904之寄生電 容等)求出以下各點。 首先,在輸入電阻的情況下,係求出高電阻值。亦即, 係藉由駐極電容器203與輸入電阻構成高通濾波器 (high-pass filter),且為了避免100Hz左右之可聽帶域中的 聲音訊號衰減,並使之輸入至3端子放大裝置900,電阻 元件905之電阻值必須在100M至數G(D)左右。此外,當 高通渡波器之斷開(cut off)頻率fl,以Rill代表輸入電阻 翁之電阻值時,係由下記數式(數式1)來決定。 fl=l/(2x 7Γ X Rinx Cmic)…(數式 1) 例如,駐極電容器203之電容值Cmic為3pF,斷開頻 率fl為50Hz時,輸入電阻值Rin係變為1061Μ(Ω)。 接著,在輸入電容之情況下,係求出低電容值。亦即, 3端子放大裝置900之輸入電容,係與駐極電容器203串 聯連接。因此,輸入電容之電容值大時,產生於駐極電容 器203中的交流訊號會被分割,導致在輸入3端子放大裝 6 317078 .1302054 置900的階段交流訊號之位準降低的問題。此外,因輸入 電阻之電阻值較大,且基於抑制由輸入電阻與輸入電容的 積所決定的時間常數的觀點,輸入電容係求出低電容。 此外,3端子放大裝置900所使用之放大元件,係採 用在高輸入電阻、低輸入電容、低雜音等各點上平衡性良 • 好的源極接地型的 J-FET904。此外,源極接地型之 • J-FET904的放大增益Αν係在以gm代表J-FET904之電 - 導,而以ATTin代表輸入電容等所產生之衰減量時係由以 φ下的(數式2)決定。
Av=gmx Rl —ATTin …(數式 2) (專利文獻1)日本特開2003-243944號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之課題) 但是,J-FET的放大增益係如(數式2)所示,隨著J-FET 之電導gm而變化。但是,J-FET之電導gm,一般而言, 具有π—50至200”%左右之潛在性不均,只在電導gm完 鲁成等級分類管理的程度。因此,即使是同一類型的J-FET, 也會因電導gm之不均導致J-FET之放大增益也產生不 均,而且,在使用J-FET之放大裝置(3端子放大裝置900 等)之放大增益上也產生不均。 此外,如第1 3圖所示,在增加J-FET之放大增益的情 況下,也必須增加;及極飽和電流Idss(200 // A左右)。隨著 淡極飽和電流Idss之增加,消耗電流也會增加,因此在增 加J-FET之放大增益時會因消耗電流的關係而受到限制。 7 317078 1302054 放大器1〇5係對應『差動放大器』、電阻元件1〇7則是對應 『第3電阻元件』。另外,M〇SFET1 利範圍第2項之『電晶體』對應。 ~本申"專
Vin ‘子101係輸入有直流成分為接地電位(零電位) 之交流訊號的端子。此外,交流訊號係指對應在駐極電容 器203中所產生之音聲訊號的交流電壓波形。vdd端子 係經由外接之電阻值R1之負載電阻200而與電源電壓Vdd 之電源線2(M連接的端子。Gnd端子1〇3為接地用之端子。 亦即,3端子放大裝置1〇〇係與習知ecm系統中之習 头3鳊子放大衣置9〇〇相同的端子構造,無需變更習知3 端子放大裝置900的外接電路,即可組裝於Ε(:μ系統。 山包阻值之屯阻元件1 〇4,係被設置在配線於Vdd 鈿:102與Gnd端子103之間的訊號線間。電阻元件 係藉由與負載電組200之組合,而使用於設定N型 MOSFET 106之没極—源極電流此。 山差動放大器1〇5係以下述方式構成。首先,正的電谓 &子係f Vdd端子1Q2與電阻元件1()4之間的訊號線讀 接六同日寸負的電源端子係與Gnd端子1 〇3連接。另外,名 _ 'b由Vin i而子1 〇丨輸入至非反轉輸入端子(『一方之 輸入鈿子』)的同時,對應交流訊號之輸出係經由Vdd卸 子102盘雷p日;Μ, σ 『 牛1 〇4之間的訊號線反饋至反轉輸入端弓 (另方之輸入端子』)。換言之,差動放大器丨〇5係 現放大增益表” !,, ’、 義為1之電壓隨耦器構造。 夕卜 ’在非反轉輸入端子與反轉輸入端子之間,預身 317078 12 1302054 端子之交流訊號的直流成分穩定化於接地電位。該電阻元 件107亦可置換為二極體元件。亦即,二極體元件之陰極 /陽極之間幾乎沒有電位差’且該二極體元件係形成南阻 抗狀態。此外,電阻元件107亦可置換為可使之維持導通 狀態的電晶體。此外,導通狀態的電晶體,係例如對閘極 “ 電極供給電源電壓之N型MOSFET,或使閘極電極接地之 衡P型MOSFET等,可等效性地做為電阻元件使用。 . 如上所述,3端子放大裝置1 00並非如先前之情況一 馨般使用J-FET,而是使用差動放大器105而構成。此外,3 端子放大裝置100係使根據負載電阻200之電阻值R1與 電阻元件104之電阻值Rs所決定之放大增益Av(電阻值 R1/電阻值Rs)而放大之交流訊號的電壓波形,產生於Vdd 端子102或Vout端子202。 此外,出現於Vdd端子102或Vout端子202之交流 訊號的電壓波形,由於N型MOSFET 106為源極接地型, 因此,較諸於輸入非反轉輸入端子之階段的交流訊號,其 •相位係呈反轉。此外,出現於Vdd端子102或Vout端子 202之交流訊號的直流成分,係由電源電壓Vdd減去負載 電阻200的電壓下降量(=(Rl/Rs) · Vb)。 3端子放大裝置100並非如先前一般使用J-FET,因此 完全不需要考慮J-FET的電導gm的不均。此外,電阻值 Rl、Rs的不均係在一般的1C製程下,可抑制在± 20%左 右的程度,因此,相較於使用先前J-FET的情況,可降低 放大增益之不均幅度。 14 317078 、1302054 此外,由於3端子放大裝置100無須進行J-FET的電 導gm的等級分類,因此相對地可達到降低製造步驟數以 及使良率穩定化的目的。此外,高溫時在j_Fet中較易發 生閘極漏洩(gate leak),關於此點在本發明中亦無須考慮^ 如此外使用先岫的J-FET時,汲極飽和電流Idds會隨 -著放大增益的增加而增加,因此,基於消耗電流的觀點必 : 須限制放大增益。另一方面,3肿工#丄壯职 • 、 力万面,3 i而子放大裝置1〇〇係根據 .負載電阻200的電阻值R1與電阻元件1〇4的電阻值Rs, 鲁故消耗電流的影響較少,且可調整放大增益。 如上所述,藉由本發明之3端子放大裝置1〇〇,即可 輕易調整放大增益。 《差動放大器》 根據第3圖說明差動放大器1〇5的詳細構成例。 邮差動放大器105係具有差動電晶體對,而該差動電曰 月豆對具備有··使Vin端子丨〇丨以万非=# & 曰曰 栌制^ # 以及非反轉輸入端子與用以 通之閘極電極(『第1控制電極』)連接的Ρ 盘/SFET112(『第1電晶體』);以及使Ν型應FET106 阻元件104之連接點 通/非導通之閘極電極(『第2 子與用以控制導 MOSF則3(『第2電晶 ^電極』)連接的p型 體對中,係使相互的源;:電』極)= ψμ r ,、通連接,而該共通源極連 裣點中,連接有閉極電極偏壓 連 P ^ MOSFETH0 ^ ^ 1〇2 卿此丨丄 9 ’及極電極。此外,在#動帝a 月旦氧中,在汲極電極側係;鱼只 兒曰曰 次有由 N 型 MOSFET114、Π5 317078 15 .1302054 因此,非反轉輸入端子與反轉輸入端子之間的補償電 壓Vb ’例如,可藉由使P型MOSFET112、Π3之閘極: 源極間電壓VgS本身產生偏置電壓,並使各個閘極電極13 的尺寸相異,而預先產生。具體而纟,例如,可先將p刑 MOSFET113之閑極源極間電a Vgs設^成低於p二 -腫FET112。因此,藉由先將p型m〇SFEtu3之開極^ '寬度W設定成較p型M0SFET112長,並將問極的長产l •-設定為較P型_F则2短,即可使各個間極電極= 參電流密度產生差異’並產生所希望的補償電壓外。 <第2實施形態> 弟5圖所示之3端子放大裝置1〇〇,係在第2圖所示 之3端子放大裝置1〇〇中,重新配置電阻元件108、109 =形。此外,第5圖所示之3端子放大装置1〇〇,係對 應申請專利範圍第3項『 咬μ 貝之放大I置』。因此,在與專利申 =圍弟3項之元件的對應上,電阻元件1〇8 4電阻元件』,而電阻元件⑽係對應『第5電阻元件』 電阻值Rb的電阻元件1〇8,係設在配線於Ν型 〇SFETl〇6之源極電極盥反 λα ^ ^ ”夂柃輸入鈿子之間的訊號線間 阻电杜 琶阻值Ra的電阻元件109係設在配線於電 1 之間的訊號線間的電阻元件。 亦即,差動放大器】 ^ ” 仏王現放大增益為“(Ra+Rb) / a之非反轉放大器的檨忐 搞器構成。因此,假設:二入,^ 、罕別入至非反轉輸入端子的交流訊 317078 18 1302054 •號的振幅設定為X時’出現於N型MOSFET106之源極電 極與笔阻元件10 4之間的連接點的訊號的振幅,係形成 “(Ra+Rb)/Ra · X”,而高於第2圖所示之3端子放大裝 置100的放大增益。 但是,差動放大器105原本對於差動電晶體對之各個 電晶體的偏壓最好相同,且補償電壓Vb的大小係有樣式 :上的限制以避免產生差動輸出的歪斜。因此,補償電壓Vb /愈低愈好。此外,由於第5圖所示之3端子放大裝置1 〇〇, _係高於第2圖所示之3端子放大裝置1〇〇的放大增益,因 此,可根據電阻元件10 8的電阻值Rb以及電阻元件1 〇 9 的電阻值Ra,減少反轉輸入端子與非反轉輸入端子間所需 、的補償電壓。 „ <弟3實施形態〉 在第2圖或第5圖所示之3端子放大裝置1〇〇中,亦 可將N型MOSFET106置換為p型M〇SFET、NpN形雙極 鲁土:晶體或PNP型雙極型電晶體。第6圖係顯示將第2圖 斤不之3ί而子放大I置1〇〇之m〇sfeti〇6置換為p 里MOSFET119的圖。如第6圖所示,與n型]y[〇SFET106 的,形相較,因閘極電極與没極電極係呈反轉,故差動放 大器105的極性亦產生逆轉。 端子放大裝置=== (第1實施形態) ,弟7圖係顯不使用申請專利範圍第4及第5項之『放 、衣且』的一貫施形怨之4端子放大裝置4〇〇的ECM系 317078 19 1302054 統的構成圖。 第8圖係顯示4端子放大裝置400的構成圖。此外, 在與專利申請範圍第4項之端子的對應上,Vm端子401 係對應『第1端子』,Vdd端子402係對應『第2端子』, Gnd端子403係對應『第3端子』,Vdd2端子404係對應 - 『第4端子』,負載電阻200係對應『第1電阻元件』,電 , 阻元件405係對應『第2電阻元件』,差動放大器406係對 - 應『差動放大器』,而電阻元件408係對應『第3電阻元件』。 馨此外,N型MOSFET407係對應本專利申請範圍第5項之 『電晶體』。
Vin端子401係輸入有直流成分為接地電位(0電位)之 交流訊號的端子。Vdd端子402係藉由外接之電阻值R1 的負載電阻200與電源電壓Vdd之電源線201連接的端 子。Gnd端子403為接地用的端子。Vdd2端子404係連接 獨立於電源電壓Vdd之電源電壓Vdd2的電源線206。 電阻值Rs的電阻元件405,係設在配線於Vdd端子 ® 402與Gnd端子403間之訊號線間。 差動放大器406係以下述方式構成。首先,正的電源 端子係在與Vdd2端子404連接,而負的電源端子係與Gnd 端子403連接。此外,在交流訊號由Vin端子401輸入於 非反轉輸出端子(『一方的輸入端子』)的同時,對應交流 訊號之輸出係經由Vdd端子402與電阻元件405之間的訊 號線反饋至反轉輸出端子(『另一方的輸入端子』)。亦即, 差動放大器406係呈現電壓隨搞器構成。此外,在非反轉 20 317078 ^ 1302054 輸入端子與反轉輸入端子之間,係預先產生以輸入至非反 轉輸入端子之交流訊號的接地電位(直流成分)為基準之超 過交流訊號之最大振幅位準之正的補償電壓Vb。 N型MOSFET407係具有:用以控制導通/非導通之 閘極電極(『控制電極』);連接於Vdd端子402側之訊號 • 線的汲極電極(『第1電極』);以及連接電阻元件405側 : 之訊號線的源極電極(『第2電極』)之設於Vdd端子402 - 與電阻元件405之間的訊號線間,並呈現所謂的源極接地 馨型的構成。因此,N型MOSFET407的放大增益Αν,可根 據「電阻值R1 /電阻值Rs」決定。此外,藉由使差動放 大器406的輸出連接N型MOSFET407之閘極電極的同 時,使N型MOSFET407之源極電極與反轉輸入端子之間 連接,即可使差動放大器406的輸出反饋至反轉輸入端子。 電阻值Rin(數100M至數G(Q )程度)的電阻元件408 係設在配線於Vin端子401與非反轉端子之間的訊號線, 與Gnd端子403之間的訊號線間,其使用目的係使輸入非 ®反轉輸入端子之交流訊號的直流成分穩定在接地電位。此 外,與電阻元件107相同,亦可置換為二極體元件或導通 狀態的電晶體。 在此,4端子放大裝置400基本上係與3端子放大裝 置100為相同構成,因此,與3端子放大裝置100的情形 相同,可獲得使放大增益之調整變得更為容易的效果。此 外,4端子放大裝置400之構成,與3端子放大裝置100 的最大差異點係在於:配設Vdd2端子404,以及,使供給 317078 1302054 差動放大器406之電源電壓Vdd2的供給線,與經由負載 電阻200供給N型M〇SFET4〇7之電源電壓vdd的供給線 獨立分開。 因此,在使用3端子放大裝置! 〇〇的情況下,供給差 動放大器M05之電流Ib會流入負㈣阻2〇〇,其結果所產 生之雜訊成分,會與出現於v〇ut端子2〇2之波形重疊,但 在使用4端子放大裝置的情況下,由電源線寫流入 差動放大器406之電流Ib,並不會流入負載電阻·。因 使用4立而子放大1置4〇〇,不但具有良好的源電壓特 性’同時亦有助於出現在Vout端子2〇2之波形的s/n比 的改善。 (第2實施形態) 『第9圖係顯示使时請專利範圍第6項以及第7項之
放大裝置』的一實施例之4媸;姑|壯 系統的構成圖。、而子放大裝置谓的ECM 在丄'〇Λ係顯示4端子放大褒置5°〇的構成圖。,此外, 在與專利申請範圍第6項之端子的對應上,νιη端子训 ,對應『第1端子』,Vdd端子502係對應『第2端子, Gnd端子503係對應『第3端 』 『第4浐+ ^ ^ 』,〇ut端子504係對應 而子』,負載電阻505係對應『第!電阻元件+ 阻元件506係對應『第2電阻 牛』’ % 應『差動放大器』,電阻元件5。9係對應『二大 此外,M M〇SFET508,則是對應本專二;^』。 項之『電晶體』。 甲明祀圍第7 317078 22 、1302054 , Vm端子501係輸入直流成分為接地電位(0電位)之交 流訊號的端子。Vdd端子502為與電源電壓Vdd之電源線 201連接的端子。Gnd端子503為接地用的端子。Vout端 子係與負載電阻505以及電阻元件506之連接點連接的端 子。 - 差動放大器507係以下述方式構成。首先,在正的電 , 源端子與Vdd端子502連接,而負的電源端子係與Gnd端 - 子503連接。此外,在將Vin端子501所輸出之交流訊號 參輸入於非反轉輸出端子(『一方的輸入端子』)的同時,對 應交流訊號之輸出係經由負載電阻505與電阻元件506之 間的訊號線反饋至反轉輸出端子(『另一方的輸入端子』)。 亦即,差動放大器507係呈現電壓隨耦器構成。此外,在 非反轉輸入端子與反轉輸入端子之間,預先產生以輸入非 反轉輸入端子之交流訊號的接地電位(直流成分)為基準之 超過交流訊號之最大振幅位準之正的補償電壓Vb。 N型MOSFET508係具有:用以控制導通/非導通的 •閘極電極(『控制電極』);與負載電阻505側之訊號線連 接的汲極電極(『第1電極』);以及與負載元件506侧之 訊號線連接的源極電極(『第2電極』),且設在負載電阻 505與電阻元件506之間的訊號線間,呈現所謂的源極接 地型之構成。藉此,N型MOSFET508的放大增益Αν,可 根據「電阻值R1 /電阻值Rs」決定。此外,藉由使差動 放大器507的輸出與N型MOSFET508的閘極電極連接的 同時,使N型MOSFET508的源極電極與反轉輸入端子之 317078 1302054 ' 間連接’即可使差動放大器507的輸出反饋至反轉輸入端 電阻值Rin(數100M至數G(Q )左右)的電阻元件509 係設在配線於Vin端子501與非反轉端子之間的訊號線、 以及Gnd端子503之間的訊號線間,其使用目的係使輸入 於非反轉輸入端子之交流訊號的直流成分穩定於接地電 ; 位。此外,與電阻元件1〇7相同,亦可置換為二極體元件 ; 或導通狀態的電晶體。 • •在此,4端子放大裝置500基本上係與3端子放大裝 置100以及4端子放大裝置400為相同構成,因此,與3 端子放大裝置100以及4端子放大裝置4〇〇的情形相同, '可獲得使放大增益的調整變得更為容易的效果。此外,在 4端子放大裝置500的構成中,與3端子放大裝置1〇()以 及4端子放大裝置4〇〇最大差異點在於:配設端子 504 ’以及内建有外接的負載電阻505。 藉此’在4端子放大裝置5〇〇的内部,可根據所要求 之放大增益預先設定負載電阻5〇5之電阻值Ri以及電阻 元件506之電阻值Rs的比率。此外,負載電阻5〇5之電 阻值R1以及電阻元件5〇6之電阻值Rs的比率,可藉由在 CMOS製程中鄰接配置負載電 + 只秋电丨丑以及電阻元件5〇6 等,而將不均的情況控制在數%左右的程度。 (第3實施形態) 第11圖係顯示申請專利範圍第8項之『放大裝置之 一實施形態之4端子放大裝置5〇〇的構成圖。、且』 317078 24 1302054 的σ周整’交得更為容易的效果。此外,可達到無須設置N型 MOSFET508等之構成簡單化的目的。 (第4實施形態) 在第8圖所示之4端子放大裝置4〇〇,或第1〇圖、第 11圖所不之4端子放大裝置500中,與3端子放大裝置1〇〇 -的情況相同,可將N型]VIOSFET407、508置換為p型MOS :FET ' NPN型雙極性電晶體、pNp型雙極性電晶體的其中 ·- 一種。此外,置換為P型MOSFET或PNP型雙極性電晶 馨體時,係使差動放大器4〇6、507的極性反轉。 以上’係說明本發明之實施形態,前述實施例係有助 於本發明之理解,但本發明之範圍並不侷限於上述解釋, 在不超越申請專利範圍的條件下,本發明涵蓋各種變更/ 改良,同時,亦包含其等效物。 例如,3端子放大裝置100、4端子放大裝置400、500, 不限於ECM系統之初段放大器的用途。3端子放大裝置 ⑩100、4端子放大裝置4〇〇、5〇〇,可在各種控制系統中,做 為將類比感測器所檢測出之類比訊號,放大至可在該控制 系統内處理之位準的初級放大器來使用。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明一實施形態之ECM系統的構成圖。 第2圖係本發明一實施形態之3端子放大裝置的構成 圖。 第3圖係本發明一實施形態之3端子放大裝置的詳細 構成圖。 26 317078 1302054 第4圖係N型MOSFET之構造的說明圖。 第5圖係本發明一實施形態之3端子放大裝置的構成 圖。 第6圖係本發明一實施形態之3端子放大裝置的構成 圖。 - 第7圖係本發明一實施形態之ECM系統的構成圖。 •-第8圖係本發明一實施形態之4端子放大裝置的構成 • 圖。 籲第9圖係、本發明—實施形態之ECM系統的構成圖。 第10圖係本發明—實施形態之4端子放大裝置的構成 圖。 第11圖係本發明一實施形態之4端子放大裝置的構成 圖。 第12圖係習知ECM系統之構成圖。 第13圖係JFET之Vgs對Ids特性的示意圖。 【主要元件符號說明】 •1。 N型碎基板π沒極電極 12 源極電極 ^ 閘極電極 100、 900 3端子放大裝置 101、 401、501、901 Vin 端子 102、 402、404、502、902 Vdd 端子 103、 403、503、903 Gnd 端子 104、 1 07、1 08、1 〇9 電阻元件 105、 406、507 差動放大器 317078 27 1302054 106 、114 、115 、 116 、 407 、508 N 型 MOSFET 110 v 111 、112 、 113 、 119 P 型 MOSFET 200 、505 負載電阻 20卜 206 …電源線 202 Vout端子 203 駐極電容器 405 、408 電阻元件 504 Vout端子 400 、500 4端子放大裝置 =506 、509 、510、511 電阻元件 -904 J-FET 905 電阻元件 ❿Αν 放大增益 lb 電流 Ids 汲極-源極電流 Is 偏壓電流 R1、 Ra、 Rb、Rin、Rs 電阻值 28 317078
Claims (1)
1302054十、申請專利範圍 1. 子; 年月日修正替換貧 第941!624〇號專利申曹案 (97年7月8曰) 種放大裝置,係具有:輸入有交 經由夕K與夕贫1不 ’化σ 之弟1端子; 、、二由外接之弟1電阻元件蛊 -、电源線逯接之第2端 接地之第3端子; 設在前述第2端子與前述第3 的第2電阻元件; -子之間的讯號線間 正的電源端子係與前述第2端子及前述第2電阻元 件間的訊號線連接的同時,負 端子連接, 員的迅源端子俤與前述第3 r私在^交流訊號由前述帛1端子輸人至反轉/非反 ::二:子中的一方輸入端子的同時’對應前述交流訊 輪出係經由前述第2端子舆前述第2電阻元件之間 的§fl號線而反饋至另一方輸入端子, 而在前述一方輸入端子與前述另一方輸入端子之 間,預先產生以前述一方輸入端子的接地電位為基準且 超過前述交流訊號之最大振幅位準之正補償電壓的差 動放大器;及 设在前述第1端子與前述一方輸入端子間的訊號 線:與前述第3端子之間的訊號線間,使輸入於前述一 方褕入端子的前述交流訊號的直流成分穩定於接地電 位的第3電阻元件, 其係使根據前述第1電阻元件以及前述第2電阻元 么之琶阻值而放大之前述交流訊號的電麗波形產生於 29 317078修正本 1302054
•。卫一―--- 月日修正替換頁 第94116240號專利肀請案 (97年7月8曰) 箣述第2端子 2. :申請專利範圍第1項之放大裳置,其中,在前述第2 :子與前述第2電阻元件之間的訊號線間具有電晶體, ::晶體具備有:用以控制導通/非導通之控制電極; :::述第2端子側之訊號線連接之第ι電極;以及與前 述弟2電阻元件侧之訊號線連接之第2電極, ^使前述差動放大器之輪出連接於前述控制電 =同…使前述第2電極與前述另—方輸人端子之間 而使前述差動放大器之輸出反饋至前述另一方輸 2二ΓΓΓ述第1電阻元件之電阻值除以崎 值所決定之放大增益而放大的前述交 —的電壓波形產生於前述第2端子。 ^乂 !.如申請專利範圍第.2項之放大裝置,,且古 在前述第2電極與前述另一 早、/、備有·.設 的第4電阻元件;及設在前述第4電=:=線間 :輪入端子之間的訊號線、與前述第端=另- 線間.的第5電阻元件; 知子之間的訊號 並且根據前述第4電阻元件以及電 之電阻值而使前述—方輸入端子與;c 子之間所需要的前述補償㈣減少。^另一方輸入端- 4. -種放大裝置,係具有:輸入有交流訊號之 、士由外接之第】電阻元件與 而子, 端子; 牙1 $原線連接之第2 317078修正本 30 1302054 ^ΎΓ&----------------: 年月日修正替換頁 第94116240號專利申請案 (97年7月8曰) 接地之第3端子; 與第2電源線連接之第4端子; 第2端子與前述第3端子之間的訊號線間 的弟2電阻元件; 在正的電源端子與前述第4端子連接的同時,負的 電源端子與前述第3端子連接, 在前述交流訊號由前述第1端子輸入至反轉/非反 ^輸入&子中的—方輸人端子的同時’對應前述交流訊 叙輸出係經由前述第2端子與前述第2電阻元件之間 的訊號線反饋至另一方輸入端子; 而在前述一方輸入端子與前述另一方輸入端子之 ?:之先產生以前述一方輸入端子的接地電位為基準且 超過前述交流訊號之最大振幅位準之正補償電壓的差 動放大器;及 汉f則述第1端子和前述一方輸入端子間的訊號 、、、^ $ C弟3 %子之間的訊號線間,以使輸入於前述 方輸入端子的前述交流訊號的直流成分穩定於接地 電位的第3電阻元件; 其係使根據前述第1電阻元件以及前述第2電阻元 件之電阻值放大之前述交流訊號的電壓波形產生於前 述第2端子。 ,申請專利範圍第4項之放大裝置,其中,在前述第2 =而子與鈾述第2電阻元件之間的訊號線間具有電晶體,: 該電晶體具備有··用以控制導通/非導通之控制電極; 317078修正本 31 !3〇2054 泊7—ν—綫 .一— ‘ i日修轉換頁 第94116240號專利申誇安 • 」 (97年7月i G 端子側之訊號線連接之第}電極;以及與前 W 2琶阻元件側之訊號線連接之第2電極, 極的^使前 ^差動放大器之輪出連接於前述控制電 nub 2電極與前述另—方輪人端子之 =而使前述差動放大器之輪出反饋至前述另-方輸 2電ί且:根據前述第1電阻元件之電阻值除以前述第 4=電阻值所決定之放大增益而放大的前述交 /瓜訊唬的電壓波形產生於前述第2端子。 又 6· —種放大裝置,係具有: 輸入有交流訊號之第1端子,· 與電源線連接之第2端子; 接地之第3端子; 接在前述第2端子與前述第3.端子之間的訊 唬線間的弟1電阻元件以及第2電阻元件; 飞 與前述第1電阻元件及前述第2 生 號線連接的第4端子; 之間的訊 在正的電源端子係與前述第2 的電源端子係與前述第3端子連接, 、同%’負 在前述交流訊號由前述第工 鈐 s 轉輸入端子中的一方輸入端子的同時,對應^m反. 出係經由前述第i電阻元件與前 之間的矾號線反饋至另一方輪入端子. 件 而在前述-方輸人端子與前述另―方輸人端子之 317078修正本 32 1302054 日修正替換頁 第94116240號專利申請案 (97年7月8曰) 2 先/生以前述-方輸入端子的電位為基準且超過 訊號之最大振幅位準之正補償電壓的差動放 、線、==1子=_ m_ 一 3的況唬線間,而使輸入於前述 一方輪入端子的前述交流訊声 電位的第3電阻元件;虎的“成分穩定於接地 丛並且使根據前述第1電阻元件以及.前述第2電阻元 =電阻值而放大之前述交流訊號的電壓波形產生於 則述弟4端子。 7.如申請專利範圍第6項之放大裝置,其中,在前述第工 :阻=與前述第2電阻元件之間的訊號線間具有電晶 晶體具備有:用以控制導通/非導通之控制電 極’'與前述第!電阻元件側之訊號線連接之第i電極; 以及細述第2電阻元件側之訊號線連接之第2電極, 藉由使前述差動放大器之輸出連接於前述控制電 極’㈣使前述第2電極與前述另—方輸人端子之間連 接,而使前述差動放大器之輸出反饋至前述另—方輸入 端子, . 並且使根據前述第1電阻辑之電阻值除以前述第 2電阻元件之電阻值所衫之放大增益而放大的前述交 流訊號的電壓波形產生於前述第4端子。 8. —種放大裝置,係具有: 輸入有交流訊號之第1端子; 317078修正本 33 1302054 (97年7月S曰) prm——、-、....…Ί 年月日修正替換頁丨 與電源線連接之第2端子; 接地之第3端子; 正的電源端子係與前述第 電源端:係舆前述第3端子連接而子連接’同時’負的 在鈾述交流訊號由前述第1 轉輸入端子中的—朴人、子輸人至反轉/非反 f卢之於^ f 同時’對應前述交流訊 唬之%出係經由第2電 ^ ^ ^ ^ 卞汉爾至另一方輸入端子, 而在别述一方輸入端 4 g ^ 遮另一方輸入端子之 >、+、六法〜 万铷入為子的電位為基準且超過 則:^乂抓訊號之最大振 大器; τ之正制員電㈣動放 設在前述第1電阻元件盥前 訊號線、與前述第3端子之門、端子間的 昂知于之間的訊號線間的第2電阻元 ••件,· 與前述差動放大器之輸出連接的第4端子; 雄、端子與前述-方輸入端子間的訊號 Ύ、料弟3端子之間的訊號線間,使輸人於前述一 方輸入端子的前述交流訊號的直流成分穩定於接地電 位的第3電阻元件; 並且使根據前述第1電阻元件以及前述第2電阻元 二之f阻值而放大之前述交流訊號的電Μ波形產生於 ^述弟4端子。 9.如申^專利範圍第U δ項中任一項之放大裝置,其 中’刖述差動放大器係具備有差動電晶體對,其由使前 317078修正本 34 1302054 fF&l 第,戰 輸ί端子與用以控制導通/非導通之第1控制兩 4 k接之弟1電晶體;以及使 包 以控制導通/非導通之第9批在… 4入端子與用 所構成, 、之弟“工制电極連接之第2電晶體 同的t使Γ第1以及前述第2控制電極分別具有不 寸而預先產生前述補償電壓。 T:中, 【::卜述第3電阻元件係置換為二 導通狀態之電晶體。 叶^疋 申請專f範圍第!至8項中任一項之放大裝置,其 ’係使前述第1端子,與預先使駐極電容器麥克風; 的一方電極帶電之駐極電容器的另—方電極相連^中 *而響應以音聲訊號為依據之前述駐極電容器恭 ι2 Γΐϊ化的交流訊號,係被輸入於前述第1端子。书 ’ f專利範圍第9項之放大裝置’其中’係使前述第 ,^子’邱先使駐極電容器麥克風中的—方電極帶命 之駐極電容器的另一方電極相連接, 电 而響應以音聲訊號為依據之前述駐 容值變化的交流訊號,係被輸入於前述第^端^的電 13.Π:Γ:暖第10項洲 駐極電容器麥克風中的-方電極帶 電之駐極電各器的另一方電極相連接, ☆ I:響應:音聲訊號為依據之前述駐極電容器的電 各、艾化的交流訊號,係被輸入於前述第1端子。 317078修正本 35
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004246464A JP4573602B2 (ja) | 2004-08-26 | 2004-08-26 | 増幅装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200608701A TW200608701A (en) | 2006-03-01 |
TWI302054B true TWI302054B (en) | 2008-10-11 |
Family
ID=35942252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW094116240A TWI302054B (en) | 2004-08-26 | 2005-05-19 | Amplification device |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7224226B2 (zh) |
JP (1) | JP4573602B2 (zh) |
KR (1) | KR100646725B1 (zh) |
CN (1) | CN1741374B (zh) |
TW (1) | TWI302054B (zh) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7279968B2 (en) * | 2005-01-25 | 2007-10-09 | Analog Devices, Inc. | Amplifier output voltage swing extender circuit and method |
JP2010103842A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 増幅素子 |
JP2010161475A (ja) * | 2009-01-06 | 2010-07-22 | Toshiba Corp | アレーアンテナ |
JP4830058B2 (ja) | 2009-10-21 | 2011-12-07 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 2線式伝送器 |
US20150109007A1 (en) * | 2012-03-29 | 2015-04-23 | George Townsend | Differential amplifier and electrode for measuring a biopotential |
US9681211B2 (en) | 2013-07-12 | 2017-06-13 | Infineon Technologies Ag | System and method for a microphone amplifier |
US9357295B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-05-31 | Infineon Technologies Ag | System and method for a transducer interface |
JP6540975B2 (ja) * | 2015-02-27 | 2019-07-10 | Tdk株式会社 | マイクロフォン用の集積回路構成体、マイクロフォンシステム、およびマイクロフォンシステムの1つ以上の回路パラメータを調整するための方法 |
JP7191598B2 (ja) * | 2018-09-06 | 2022-12-19 | 日清紡マイクロデバイス株式会社 | 増幅装置 |
JP2021191079A (ja) * | 2020-05-28 | 2021-12-13 | ミツミ電機株式会社 | 直流電源装置およびそれに用いる電流安定化回路並びに電源ラインのノイズ抑制方法 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3768028A (en) * | 1972-03-22 | 1973-10-23 | Optimation Inc | A.c.-d.c. amplifier system |
JPS525204A (en) * | 1975-07-01 | 1977-01-14 | Seiko Epson Corp | Hearing aid |
JPH0612856B2 (ja) * | 1985-09-30 | 1994-02-16 | 株式会社東芝 | 増幅回路 |
JP2707667B2 (ja) * | 1988-12-27 | 1998-02-04 | 日本電気株式会社 | 比較回路 |
IT1250825B (it) * | 1991-07-29 | 1995-04-21 | St Microelectronics Srl | Amplificatore,particolarmente amplificatore integrato. |
JPH05281972A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-29 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 効果装置 |
US5345185A (en) * | 1992-04-14 | 1994-09-06 | Analog Devices, Inc. | Logarithmic amplifier gain stage |
JPH05333950A (ja) * | 1992-06-03 | 1993-12-17 | Nec Corp | 定電流回路 |
JPH069224U (ja) * | 1992-07-07 | 1994-02-04 | 明 永井 | 増幅器 |
JP3046152B2 (ja) * | 1992-09-08 | 2000-05-29 | 株式会社日立製作所 | 増幅回路 |
CN1089768A (zh) * | 1993-01-04 | 1994-07-20 | 赵杰 | 宽频带电视天线放大器 |
FR2743243B1 (fr) * | 1995-12-29 | 1998-01-30 | Thomson Multimedia Sa | Circuit de traitement numerique a controle de gain |
US6268770B1 (en) | 1998-07-17 | 2001-07-31 | Anthony T. Barbetta | Wide bandwidth, current sharing, MOSFET audio power amplifier with multiple feedback loops |
JP3805543B2 (ja) * | 1998-11-19 | 2006-08-02 | 三菱電機株式会社 | 半導体集積回路 |
US6064261A (en) * | 1999-04-23 | 2000-05-16 | Guzik Technical Enterprises | Write amplifier with improved switching performance, output common-mode voltage, and head current control |
JP2001102875A (ja) * | 1999-10-01 | 2001-04-13 | Hosiden Corp | 半導体増幅回路及び半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン |
US6433611B1 (en) * | 2000-03-24 | 2002-08-13 | Sige Microsystems Inc. | Voltage level shifting circuit |
JP2002026664A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-01-25 | Toshiba Microelectronics Corp | 増幅回路 |
JP2003243944A (ja) | 2002-02-15 | 2003-08-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 高入力インピーダンス増幅器及びエレクトレットコンデンサマイクロフォン用の半導体集積回路。 |
JP3696590B2 (ja) | 2002-11-25 | 2005-09-21 | 東光株式会社 | 定電圧電源 |
-
2004
- 2004-08-26 JP JP2004246464A patent/JP4573602B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-05-19 TW TW094116240A patent/TWI302054B/zh not_active IP Right Cessation
- 2005-06-24 CN CN2005100813243A patent/CN1741374B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-08-25 KR KR1020050078154A patent/KR100646725B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2005-08-26 US US11/212,310 patent/US7224226B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1741374A (zh) | 2006-03-01 |
US20060044062A1 (en) | 2006-03-02 |
US7224226B2 (en) | 2007-05-29 |
CN1741374B (zh) | 2010-04-21 |
TW200608701A (en) | 2006-03-01 |
KR20060050639A (ko) | 2006-05-19 |
JP2006067166A (ja) | 2006-03-09 |
JP4573602B2 (ja) | 2010-11-04 |
KR100646725B1 (ko) | 2006-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI302054B (en) | Amplification device | |
TWI252949B (en) | Semiconductor integrated circuit | |
CN103457553B (zh) | 增益和摆率增强型放大器 | |
WO2014190670A1 (zh) | 一种提供零温度系数电压和电流的方法及电路 | |
US9681211B2 (en) | System and method for a microphone amplifier | |
CN103997303B (zh) | 用于驻极体麦克风的高增益前置放大器及驻极体麦克风 | |
JPS5913409A (ja) | 電力増幅回路 | |
CN203942499U (zh) | 用于驻极体麦克风的高增益前置放大器及驻极体麦克风 | |
JPH0818394A (ja) | 電流センサ回路およびその作動方法 | |
CN107636957A (zh) | 超低功率和低噪声放大器 | |
CN104901660B (zh) | 具有浮动偏置的电路 | |
CN101931370A (zh) | 具有静态电流抑制功能的低压降放大电路 | |
CN104335484B (zh) | 头戴式耳机放大器 | |
CN104348430B (zh) | 低噪声放大器和芯片 | |
TWI357207B (en) | Amplifier circuit | |
Shukla et al. | Study of Novel Small-Signal JFET Amplifiers in Sziklai pair Topology | |
JP3801412B2 (ja) | Mosレギュレータ回路 | |
JPS6338312A (ja) | 電圧リピ−タ回路 | |
JP2006033091A (ja) | センサユニット及びセンサ信号処理回路 | |
CN105322947B (zh) | 单位增益缓冲器及相关方法 | |
Shukla et al. | Small-signal amplifier with three dissimilar active devices in triple darlington topology | |
Garde Luque et al. | Super class AB RFC OTA with adaptive local common-mode feedback | |
JP4028766B2 (ja) | インピーダンス変換回路 | |
TW465186B (en) | Logic gate having temperature compensation and method | |
Shukla et al. | Qualitative and Tuning Performance of MOSFET Based Small-Signal Darlington pair Amplifiers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |