JP2007258990A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007258990A JP2007258990A JP2006079771A JP2006079771A JP2007258990A JP 2007258990 A JP2007258990 A JP 2007258990A JP 2006079771 A JP2006079771 A JP 2006079771A JP 2006079771 A JP2006079771 A JP 2006079771A JP 2007258990 A JP2007258990 A JP 2007258990A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potential power
- channel transistor
- power supply
- power line
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
この発明は、半導体集積回路に係り、特にD級増幅器等、負荷をパルス駆動する回路に好適な半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly, to a semiconductor integrated circuit suitable for a circuit that drives a load pulse, such as a class D amplifier.
周知の通り、D級増幅器は、負荷駆動用の出力トランジスタをON/OFFさせ、負荷に対して断続的に通電を行う。ここで、負荷の断続的な通電の際、D級増幅器の電源線や接地線に介在する寄生インダクタンスに流れる電流が急激に変化するため、これらの寄生インダクタンスにノイズが発生し、これがリンギングとなってD級増幅器の出力信号中に現れる。このようなリンギングは、D級増幅器の再生品質を低下させる一因となり、また、負荷やD級増幅器にダメージを与える一因ともなるので、低く抑えることが望まれる。特許文献1は、出力トランジスタの出力信号波形の時間勾配を緩やかにする技術を提案している。この種の技術をD級増幅器に適用すれば、出力信号波形の時間勾配が緩やかになることにより出力トランジスタに流れる電流の急激な変化がなくなり、リンギングを低減することができる。
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、出力信号波形の時間勾配を緩やかにするものであるため、これを適用すると、D級増幅器の動作速度が犠牲になるという問題があった。なお、この問題は、D級増幅器に限らず、負荷を高速駆動する必要があり、かつ、出力信号におけるリンギングを低減することが求められる半導体集積回路に共通の問題である。
However, since the technique disclosed in
この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、動作速度を犠牲にすることなく、出力信号中のリンギングを低減することができる半導体集積回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object thereof is to provide a semiconductor integrated circuit capable of reducing ringing in an output signal without sacrificing the operation speed.
この発明は、高電位電源線および低電位電源線間に設けられたスイッチと、前記高電位電源線および低電位電源線間に発生する電圧の高域成分を通過させ、前記スイッチをON状態にする信号として出力する高域通過フィルタとを具備することを特徴とする半導体集積回路を提供する。
かかる発明によれば、スイッチング動作により高電位電源線および低電位電源線間の電圧が振動しようとすると、この電圧の高域成分が高域通過フィルタを通過してスイッチに与えられ、スイッチがONになる。このため、高電位電源線および低電位電源線間の電圧の振動成分がスイッチを介して逃げ、リンギングが低減される。
The present invention allows a switch provided between a high-potential power line and a low-potential power line to pass a high-frequency component of a voltage generated between the high-potential power line and the low-potential power line, and turns the switch on. There is provided a semiconductor integrated circuit comprising a high-pass filter that outputs as a signal to be transmitted.
According to this invention, when the voltage between the high-potential power line and the low-potential power line is oscillated by the switching operation, the high-frequency component of this voltage passes through the high-pass filter and is applied to the switch, and the switch is turned on become. For this reason, the oscillation component of the voltage between the high potential power supply line and the low potential power supply line escapes through the switch, and ringing is reduced.
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
図1はこの発明に係る半導体集積回路の一実施形態であるD級増幅器100の構成を示す回路図である。このD級増幅器100は、高電位電源端子101と、低電位電源端子102と、入力端子103と、出力端子104Aおよび104Bを有している。ここで、高電位電源端子101は、電源VDDの正極に接続され、低電位電源端子102は電源VDDの負極に接続され、かつ、接地されている。なお、図示の例では、単一の電源が使用されているため、低電位電源端子102が接地されているが、正の電源電圧を発生する電源と負の電源電圧を発生する電源を用いた構成とする場合には、高電位電源端子101を前者の電源の出力端子に接続し、低電位電源端子102を後者の電源の出力端子に接続すればよい。入力端子103には、図示しない音源からオーディオ信号が入力される。出力端子104Aおよび104Bには、ローパスフィルタおよびスピーカ等の負荷200が接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a
D級増幅器100は、図示の各回路を半導体基板上に形成し、パッケージに封止してなるものである。ここで、半導体基板には、高電位電源端子101に接続された高電位電源線111および低電位電源端子102に接続された低電位電源線112が形成されている。D級増幅器100を構成する各回路には、電源VDDから高電位電源端子101および高電位電源線111を介して電源電流が供給され、各回路を通過した電源電流は低電位電源線112および低電位電源端子102を介して電源VDDの負極に至る。
The
D級増幅器100において、PWM変調器1は、入力端子103を介して与えられる入力信号のレベルに応じてパルス幅変調されたパルスを出力する回路である。プリドライバ2は、このパルスに応じて、出力バッファ回路3を駆動する回路である。図示の例において、出力バッファ回路3は、いわゆるブリッジ構成の回路であり、高電位電源線111および低電位電源線112間に介挿されたPチャネル電界効果トランジスタ(以下、単にPチャネルトランジスタという)31PおよびNチャネル電界効果トランジスタ(以下、単にNチャネルトランジスタという)31Nからなるトランジスタペアと、同じく高電位電源線111および低電位電源線112間に介挿されたPチャネルトランジスタ32PおよびNチャネルトランジスタ32Nからなるトランジスタペアとにより構成されている。ここで、Pチャネルトランジスタ31PおよびNチャネルトランジスタ31Nの各ドレインは出力端子104Aに接続され、Pチャネルトランジスタ32PおよびNチャネルトランジスタ32Nの各ドレインは出力端子104Bに接続されている。プリドライバ2は、PWM変調器1から供給されるパルスのパルス幅に応じた期間、負荷200に対する通電が行われるように、各トランジスタ31P、31N、32P、32NのゲートにパルスGP1、GN1、GP2、GN2を各々供給する。また、プリドライバ2は、いわゆる貫通電流を防止するため、負荷200を介さずに直接接続された2個のPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタ(すなわち、トランジスタ31Pおよび31Nの組とトランジスタ32Pおよび32Nの組)が同時にON状態とならないように各トランジスタのゲートに供給するパルスのタイミング調整を行う回路を含んでいる。
In the
図2は、以上説明したPWM変調器1から負荷200に至るまでの各部の動作を示す波形図である。この図2に示すように、D級増幅器100では、Pチャネルトランジスタ31PおよびNチャネルトランジスタ32Nの組とPチャネルトランジスタ32PおよびNチャネルトランジスタ31Nの組とが交互にONとなるように、各トランジスタのゲートに対するパルスGP1、GN1、GP2、GN2が発生される。また、各トランジスタのON/OFF切り換えの際には、貫通電流を防止するため、Pチャネルトランジスタ31PおよびNチャネルトランジスタ32Nの組がONからOFFになってからPチャネルトランジスタ32PおよびNチャネルトランジスタ31Nの組がOFFからONになり、Pチャネルトランジスタ32PおよびNチャネルトランジスタ31Nの組がONからOFFになってからPチャネルトランジスタ31PおよびNチャネルトランジスタ32Nの組がOFFからONになるように、各パルスGP1、GN1、GP2、GN2が図示のようにタイミング調整された状態でプリドライバ2から出力される。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of each part from the
リンギング低減回路4は、本実施形態に特有の回路である。このリンギング低減回路4は、Nチャネルトランジスタ41と、高域通過フィルタ42とにより構成されている。Nチャネルトランジスタ41は、ドレインが高電位電源線111に、ソースが低電位電源線112に接続されている。このNチャネルトランジスタ41は、高電位電源線111および低電位電源線112間の電圧が振動しようとする場合に、その振動成分を逃がしてリンギングを低減するためのスイッチとして設けられたものである。通常、半導体集積回路には、静電破壊保護装置として、サイズの大きなトランジスタが高電位電源線および低電位電源線間に介挿されている。Nチャネルトランジスタ41は、この静電破壊保護装置としてのトランジスタを兼ねるものであってもよい。高域通過フィルタ42は、キャパシタ42Aおよび抵抗42Bを高電位電源線111および低電位電源線112間に直列に介挿してなるものであり、抵抗42Bの両端の電圧をゲート−ソース間電圧としてNチャネルトランジスタ41に供給する。この高域通過フィルタ42は、高電位電源線111および低電位電源線112間の電圧にある周波数以上の高域成分が発生した場合に、この高域成分を通過させてNチャネルトランジスタ41に与え、Nチャネルトランジスタ41をON状態にするものである。キャパシタ42Aの容量値および抵抗42Bの抵抗値は、低減すべきリンギングの周波数に応じて適切な値を選定すればよい。一例として、キャパシタ42Aの容量値は5pF、抵抗42Bの抵抗値は50kΩである。
The
次に図2および図3(a)〜(c)を参照し、本実施形態の動作を説明する。まず、図2に示す時刻t1では、図3(a)に示すように、Pチャネルトランジスタ32PおよびNチャネルトランジスタ31NがON、Pチャネルトランジスタ31PおよびNチャネルトランジスタ32NがOFFとなっている。このため、電源VDDからの電源電流iは、Pチャネルトランジスタ32P、負荷200およびNチャネルトランジスタ31Nを直列に介して流れる。ここで、電源電流iの経路には、電源VDDの正極からPチャネルトランジスタ32Pのソースに至るまでの経路に介在する寄生インダクタンス121およびNチャネルトランジスタ31Nのソースから電源VDDの負極(=グランド)に至るまでの経路に介在する寄生インダクタンス122が含まれている。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3A to 3C. First, at time t1 shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3A, the P-
次に図2に示す時刻t2になると、Pチャネルトランジスタ32PおよびNチャネルトランジスタ31NがONからOFFになる。ここで、理想的にはPチャネルトランジスタ32PおよびNチャネルトランジスタ31Nは同時にOFFとなるが、一般的には両トランジスタがOFFとなるタイミングにずれが生じる。そして、図3(b)に例示するように、Pチャネルトランジスタ32PがONの状態においてNチャネルトランジスタ31NがOFFになると、寄生インダクタンス121を経由した電源電流iの経路および寄生インダクタンス122を経由した電源電流iの経路が断たれるので、寄生インダクタンス121および122の両端に振動性の電圧が誘発される。また、負荷200が誘導性負荷である場合には、それまでに負荷200に流れていた電源電流iを持続させようとする電圧が負荷200に誘発されるため、図示のように負荷200、Pチャネルトランジスタ31Pと半導体基板との間に介在する寄生ダイオード31D、Pチャネルトランジスタ32Pからなるループを振動性の電流が流れる。このため、何ら策を講じないとすると、高電位電源線111および低電位電源線112間の電圧に大きな振動が生じ、負荷200に対する出力信号にこの振動に起因したリンギングが現れる。
Next, at time t2 shown in FIG. 2, the P-
しかしながら、本実施形態においては、高電位電源線111および低電位電源線112間の電圧に振動成分が生じ始めると、この振動成分が高域通過フィルタ42を介してNチャネルトランジスタ41のゲートに与えられ、Nチャネルトランジスタ41がONとなる。このため、高電位電源線111および低電位電源線112間に発生する振動成分に応じた電流がこのNチャネルトランジスタ41に流れ、振動成分は大きくなる前に減衰する。従って、負荷200に対する出力信号中のリンギングは低減されることとなる。なお、D級増幅器100では、図3(a)に示す状態から図3(b)に示す状態へのスイッチング動作以外にも、各種のスイッチング動作が行われる。しかし、それらの場合にも、寄生インダクタンスや負荷に流れる電流の経路が断たれ、高電位電源線111および低電位電源線112間の電圧が振動しようとするときには、その電圧の高域成分がNチャネルトランジスタ41をONさせるため、リンギングが低減されることとなる。
However, in this embodiment, when a vibration component starts to occur in the voltage between the high potential
以上説明したように、本実施形態によれば、D級増幅器100の動作速度を犠牲にすることなく、リンギングを低減することができる。なお、以上はあくまでも一例であり、この発明には、他にも各種の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
(1)上記実施形態では、いわゆるPチャネルおよびNチャネルのトランジスタペアを2対用いたブリッジ構成の出力バッファ回路3を有するD級増幅器に本発明を適用したが、出力バッファ回路は、図4に示すようなPチャネルトランジスタ35およびNチャネルトランジスタ36からなる周知の構成のものでもよい。
(2)リンギング低減のためのスイッチとしてPチャネルトランジスタを用いてもよい。図5は、その例を示すものである。この例において、Pチャネルトランジスタ43は、ソースが高電位電源線111に、ドレインが低電位電源線112に接続されている。高域通過フィルタ44は、抵抗44Aおよびキャパシタ44Bを高電位電源線111および低電位電源線112間に直列に介挿してなるものであり、抵抗44Aの両端の電圧をゲート−ソース間電圧としてPチャネルトランジスタ43に供給する。この態様においても、上記実施形態と同様な効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, ringing can be reduced without sacrificing the operation speed of the
(1) In the above embodiment, the present invention is applied to a class D amplifier having a bridge-structured
(2) A P-channel transistor may be used as a switch for reducing ringing. FIG. 5 shows an example. In this example, the
100……D級増幅器、111……高電位電源線、112……低電位電源線、4……リンギング低減回路、41……Nチャネルトランジスタ、42,44……高域通過フィルタ、43……Pチャネルトランジスタ。
100...
Claims (3)
前記高電位電源線および低電位電源線間に発生する電圧の高域成分を通過させ、前記スイッチをON状態にする信号として出力する高域通過フィルタと
を具備することを特徴とする半導体集積回路。 A switch provided between the high potential power line and the low potential power line;
A high-pass filter that passes a high-frequency component of a voltage generated between the high-potential power line and the low-potential power line and outputs the signal as a signal for turning on the switch. .
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006079771A JP2007258990A (en) | 2006-03-22 | 2006-03-22 | Semiconductor integrated circuit |
US11/726,613 US20080012632A1 (en) | 2006-03-22 | 2007-03-22 | Semiconductor integrated circuit |
TW096109940A TWI341084B (en) | 2006-03-22 | 2007-03-22 | Semiconductor integrated circuit |
KR1020070028029A KR100918539B1 (en) | 2006-03-22 | 2007-03-22 | Semiconductor integrated circuit |
CN2007100887477A CN101043201B (en) | 2006-03-22 | 2007-03-22 | Semiconductor integrated circuit |
US12/690,090 US7982522B2 (en) | 2006-03-22 | 2010-01-19 | Semiconductor integrated circuit for realizing an amplifier having ringing reduction circuitry |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006079771A JP2007258990A (en) | 2006-03-22 | 2006-03-22 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007258990A true JP2007258990A (en) | 2007-10-04 |
Family
ID=38632789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006079771A Pending JP2007258990A (en) | 2006-03-22 | 2006-03-22 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007258990A (en) |
CN (1) | CN101043201B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012257205A (en) * | 2011-05-16 | 2012-12-27 | Nippon Soken Inc | Ringing suppression circuit |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101572483B1 (en) * | 2008-12-31 | 2015-11-27 | 주식회사 동부하이텍 | transmitter |
JP5539916B2 (en) * | 2011-03-04 | 2014-07-02 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
US8947163B2 (en) * | 2012-05-02 | 2015-02-03 | Qualcomm Incorporated | Split capacitors scheme for suppressing overshoot voltage glitches in class D amplifier output stage |
CN118018000B (en) * | 2024-04-08 | 2024-06-21 | 瓴科微(上海)集成电路有限责任公司 | Level conversion circuit capable of preventing overshoot |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5821791B2 (en) * | 1978-04-18 | 1983-05-04 | 松下電器産業株式会社 | induction heating device |
JPH01216768A (en) * | 1988-02-25 | 1989-08-30 | Showa Denko Kk | Method and device for polishing semiconductor substrate |
JPH0516153B2 (en) * | 1985-12-20 | 1993-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
JPH09230951A (en) * | 1996-02-22 | 1997-09-05 | Sony Corp | Switching power circuit |
JP2001309656A (en) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Canon Inc | Ringing choke converter and overload detection method |
JP2002223132A (en) * | 2001-01-29 | 2002-08-09 | Niigata Seimitsu Kk | Sound reproducing device and method |
JP2004180294A (en) * | 2002-11-15 | 2004-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power amplifier |
JP2005295753A (en) * | 2004-04-05 | 2005-10-20 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Terminal protection circuit and synchronous rectification type switching power supply |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3152204B2 (en) * | 1998-06-02 | 2001-04-03 | 日本電気株式会社 | Slew rate output circuit |
JP2000216673A (en) * | 1999-01-26 | 2000-08-04 | Toshiba Corp | Electrostatic destruction protection circuit and cmos circuit with electrostatic destruction protection circuit |
-
2006
- 2006-03-22 JP JP2006079771A patent/JP2007258990A/en active Pending
-
2007
- 2007-03-22 CN CN2007100887477A patent/CN101043201B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5821791B2 (en) * | 1978-04-18 | 1983-05-04 | 松下電器産業株式会社 | induction heating device |
JPH0516153B2 (en) * | 1985-12-20 | 1993-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
JPH01216768A (en) * | 1988-02-25 | 1989-08-30 | Showa Denko Kk | Method and device for polishing semiconductor substrate |
JPH09230951A (en) * | 1996-02-22 | 1997-09-05 | Sony Corp | Switching power circuit |
JP2001309656A (en) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Canon Inc | Ringing choke converter and overload detection method |
JP2002223132A (en) * | 2001-01-29 | 2002-08-09 | Niigata Seimitsu Kk | Sound reproducing device and method |
JP2004180294A (en) * | 2002-11-15 | 2004-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power amplifier |
JP2005295753A (en) * | 2004-04-05 | 2005-10-20 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Terminal protection circuit and synchronous rectification type switching power supply |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012257205A (en) * | 2011-05-16 | 2012-12-27 | Nippon Soken Inc | Ringing suppression circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101043201B (en) | 2010-09-01 |
CN101043201A (en) | 2007-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6632358B2 (en) | Amplifier and voltage regulator | |
JP2002204128A (en) | Oscillation circuit and integrated circuit for oscillation | |
JP2007258990A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2007049690A (en) | Class-d amplifier | |
JPH11204850A (en) | Piezo-driving circuit | |
US7982522B2 (en) | Semiconductor integrated circuit for realizing an amplifier having ringing reduction circuitry | |
US6362679B2 (en) | Power device driver circuit | |
JP2008252783A (en) | Piezoelectric oscillator | |
JP2008098920A (en) | Driver circuit | |
JP2005065068A (en) | Digital power amplifier | |
KR100582172B1 (en) | Class d amplifier | |
JP2007294747A (en) | Laser drive circuit, laser driving method, recording reproducer | |
KR100801058B1 (en) | Signaling circuit reducing skew, Method there-of and System including the circuit | |
JP6647932B2 (en) | Audio amplifier circuit, audio output device using the same, and electronic device using the same | |
JP4222389B2 (en) | RINGING REDUCTION CIRCUIT AND SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT HAVING THE RINGING REDUCTION CIRCUIT | |
JP4835665B2 (en) | RINGING REDUCTION CIRCUIT AND SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT HAVING THE RINGING REDUCTION CIRCUIT | |
JP2016171487A (en) | Drive circuit | |
US7315209B2 (en) | Power amplifier apparatus and DC component removing method | |
WO2014132953A1 (en) | D-class amplifier and electronic apparatus | |
JP2010183241A (en) | Bridged transless circuit | |
JP6510920B2 (en) | Driver circuit and digital amplifier provided with the same | |
JP7437227B2 (en) | class D amplifier | |
JP4934636B2 (en) | Oscillator circuit | |
JP2011015230A (en) | Filter circuit and bias circuit | |
US20080278219A1 (en) | Bias switching circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090120 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101020 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101026 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110308 |