JP4141433B2 - Differential amplifier circuit - Google Patents
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Description
この発明は差動増幅回路に関し、特に、増幅率の制御が可能な差動増幅回路に関する。 The present invention relates to a differential amplifier circuit, and more particularly to a differential amplifier circuit capable of controlling an amplification factor.
近年の無線通信や有線通信の分野では、符号分割多重接続(CDMA)や直交周波数分割多元通信(OFDM)に代表されるように、通信方式が高度化、複雑化している。それに伴い、送受信機に使用されるアナログ回路に要求される特性も厳しくなっている。さらに、無線通信の分野においては、多種、多様の通信方式、サービスに対応したマルチバンド・マルチモード無線機器の開発が行われている。このようなマルチバンド・マルチモード通信のためのアナログ回路としては、増幅率を可変とする増幅回路や通過帯域を可変とするフィルタ回路などが重要となってくる。 In the fields of wireless communication and wired communication in recent years, communication systems have become more sophisticated and complicated, as represented by code division multiple access (CDMA) and orthogonal frequency division multiple communication (OFDM). Along with this, the characteristics required for analog circuits used in transceivers are becoming stricter. Furthermore, in the field of wireless communication, multiband / multimode wireless devices corresponding to various and various communication methods and services have been developed. As such an analog circuit for multiband / multimode communication, an amplifier circuit having a variable amplification factor, a filter circuit having a variable passband, and the like are important.
図7は、相互コンダクタンスGmが可変のGmアンプ71の構成を示す回路図である(たとえば非特許文献1参照)。図7において、このGmアンプは、差動入力端子T71,T72、差動出力端子T73,T74、PチャネルMOSトランジスタ72,73、NチャネルMOSトランジスタ74〜77、抵抗素子78,79および副Gmアンプ80を含む。差動入力端子T71,T72には、それぞれ差動入力電圧VIP,VIMが与えられる。差動出力端子T73,T74には、差動出力電圧VOP,VOMが出力される。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a
PチャネルMOSトランジスタ72,73のソースはともに電源電圧VDDのラインに接続され、それらのドレインはそれぞれ差動出力端子T74,T73に接続され、それらのゲートは所定の電圧VFB1を受ける。
The sources of P-
MOSトランジスタ74と抵抗素子78とMOSトランジスタ76は、差動出力端子T74と接地電圧GNDのラインとの間に直列接続される。MOSトランジスタ75と抵抗素子79とMOSトランジスタ77は、差動出力端子T73と接地電圧GNDのラインとの間に直列接続される。NチャネルMOSトランジスタ74,75のゲートはそれぞれ差動入力端子T71,T72に接続される。NチャネルMOSトランジスタ76,77のゲートは、所定の電圧VFB2を受ける。
副Gmアンプ80の+側の差動入力端子と差動出力端子はともにNチャネルMOSトランジスタ74のソースに接続される。副Gmアンプ80の−側の差動入力端子と差動出力端子はともにNチャネルMOSトランジスタ75のソースに接続される。このGmアンプ80は、負性ソースデジェネレーション抵抗器(Negative Source Degeneration Resistor, NSDR)として用いられる。
Both the differential input terminal and the differential output terminal on the + side of the
副Gmアンプ80の相互コンダクタンスをgmnとし、抵抗素子78の抵抗値とNチャネルMOSトランジスタ76の抵抗値とを加算した抵抗値をRsとすると、NチャネルMOSトランジスタ74のソースと接地電圧GNDのラインとの間の抵抗値Rは、R=Rs/(1−gmn・Rs)となる。
If the mutual conductance of the
NチャネルMOSトランジスタ74の相互コンダクタンスをgm74とすると、このGMアンプ70はgm74・R≫1が成立する場合に動作し、Gmアンプ70の相互コンダクタンスGmは、Gm=1/Rs−gmnとなる。1/Rs=gmnのとき、Gmは最小値0になる。また、gmn=0のとき、Gmは最大値1/Rsとなる。
If the mutual conductance of the N-
次に、このGmアンプ71の動作について説明する。PチャネルMOSトランジスタ72,73の各々には、予め調整されたゲート電圧VFB1に応じた一定の電流が流れる。差動入力電圧VIPがVIMよりも高い場合は、NチャネルMOSトランジスタ74に流れる電流がNチャネルMOSトランジスタ75に流れる電流よりも大きくなり、差動出力電圧VOPがVOMよりも高くなる。差動入力電圧VIPがVIMよりも低い場合は、NチャネルMOSトランジスタ74に流れる電流がNチャネルMOSトランジスタ75に流れる電流よりも小さくなり、差動出力電圧VOPがVOMよりも低くなる。
上述のように、このGmアンプ71では、gmn=0のときにGmは最大値1/Rsとなるので、Rsを小さくすればGmの最大値1/Rsを大きくすることができる。
As described above, in this
しかし、Rsを小さくして行くと、Gmアンプ71が動作する基本条件gm74・R≫1が成立しなくなるので、Rsをさほど小さくすることができず、Gmの最大値1/Rsをさほど大きくすることができない。
However, if Rs is decreased, the basic condition gm74 · R >> 1 for operating the
非特許文献1では、Gmアンプ71を6次楕円ローパスフィルタに適用し、遮断周波数2MHz〜12MHzの可変範囲を実現している。しかし、今後の通信方式、サービスの多様化に十分な対処をするには1桁以上の周波数特性の可変を実現する必要がある。そのためには、Gmアンプのさらなる広帯域化が必要である。
In
それゆえに、この発明の主たる目的は、増幅率の可変範囲が広い差動増幅回路を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a differential amplifier circuit having a wide variable range of amplification factor.
この発明に係る差動増幅回路は、第1および第2の差動入力端子に与えられた電圧に応じたレベルの電流または電圧を第1および第2の差動出力端子に出力する相互コンダクタンスの制御が可能な差動増幅回路であって、第1の電源電圧のラインと第1および第2の差動出力端子間にそれぞれ接続された第1および第2の負荷素子と、それらの第1の電極がそれぞれ第1および第2の差動出力端子に接続され、それらの制御電極がそれぞれ第2および第1の差動入力端子に接続され、それらの第2の電極が互いに接続された第1および第2のトランジスタと、第1および第2のトランジスタの第2の電極と第2の電源電圧のラインとの間に接続された第3のトランジスタと、それらの第1の電極がそれぞれ第1および第2の差動出力端子に接続され、それらの制御電極がそれぞれ第1および第2の差動入力端子に接続され、それらの第2の電極が互いに接続された第4および第5のトランジスタと、第4および第5のトランジスタの第2の電極と第2の電源電圧のラインとの間に接続された第6のトランジスタと、それぞれ第3および第6のトランジスタの制御電極に接続され、第3および第6のトランジスタに流れる電流を制御して増幅率を制御するための第1および第2の制御端子と、第3のトランジスタの電流値の平方根と第6のトランジスタの電流値の平方根との和が一定になるように第1および第2の制御端子の電圧を制御する制御回路とを備えたものである。 The differential amplifier circuit according to the present invention has a mutual conductance of outputting a current or voltage at a level corresponding to the voltage applied to the first and second differential input terminals to the first and second differential output terminals. A controllable differential amplifier circuit, the first and second load elements respectively connected between the first power supply voltage line and the first and second differential output terminals, and their first Are connected to first and second differential output terminals, their control electrodes are connected to second and first differential input terminals, respectively, and their second electrodes are connected to each other. The first and second transistors, the third transistor connected between the second electrode of the first and second transistors and the second power supply voltage line, and the first electrode of the third transistor connected to the first power supply voltage line, respectively. Connected to the 1st and 2nd differential output terminals The control electrodes are connected to the first and second differential input terminals, respectively, and the fourth and fifth transistors are connected to each other, and the fourth and fifth transistors are connected to each other. A sixth transistor connected between the second electrode and the second power supply voltage line, and a current flowing through the third and sixth transistors connected to the control electrodes of the third and sixth transistors, respectively. And the first and second control terminals for controlling the amplification factor, and the sum of the square root of the current value of the third transistor and the square root of the current value of the sixth transistor is constant. And a control circuit for controlling the voltages of the first and second control terminals .
また好ましくは、第1〜第6のトランジスタの各々はMOSトランジスタである。 Preferably, each of the first to sixth transistors is a MOS transistor.
また好ましくは、第1および第2の負荷素子の各々は、そのゲートが所定の電圧を受け、飽和領域で動作するMOSトランジスタを含む。 Preferably, each of the first and second load elements includes a MOS transistor whose gate receives a predetermined voltage and operates in a saturation region.
また好ましくは、第1および第2の負荷素子の各々は、そのゲートが所定の電圧を受け、線形領域で動作するMOSトランジスタを含む。 Preferably, each of the first and second load elements includes a MOS transistor which has a gate receiving a predetermined voltage and operates in a linear region.
また好ましくは、第1および第2の負荷素子の各々は、抵抗素子を含む。 Preferably, each of the first and second load elements includes a resistance element.
この発明に係る差動増幅回路では、増幅率の最大値は第3のトランジスタに流れる電流に比例する。したがって、従来のGmアンプのように増幅率の最大値が抵抗素子の抵抗値によって制限されることがないので、増幅率の可変範囲を従来よりも広くすることができる。 The differential amplifier circuit according to the invention, the maximum value of the amplification factor is proportional to the current flowing through the third transistor. Therefore, unlike the conventional Gm amplifier, the maximum value of the amplification factor is not limited by the resistance value of the resistance element, so that the variable range of the amplification factor can be made wider than the conventional one.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1によるGmアンプ1の構成を示す回路図である。図1において、このGmアンプ1は、差動入力端子T1,T2、差動出力端子T3,T4、制御端子T5,T6、PチャネルMOSトランジスタ2,3およびNチャネルMOSトランジスタ4〜9を含む。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a
差動入力端子T1,T2には、それぞれ差動入力電圧VIP,VIMが与えられる。差動出力端子T3,T4には、それぞれ差動出力電圧VOP,VOMが出力される。制御端子T5,T6には、それぞれ制御電圧VB1,VB2が与えられる。 Differential input voltages VIP and VIM are applied to the differential input terminals T1 and T2, respectively. Differential output voltages VOP and VOM are output to the differential output terminals T3 and T4, respectively. Control voltages VB1 and VB2 are applied to the control terminals T5 and T6, respectively.
PチャネルMOSトランジスタ2,3のソースはともに電源電圧VDDのラインに接続され、それらのドレインはそれぞれ差動出力端子T4,T3に接続され、それらのゲートはともに所定の電圧VFBを受ける。PチャネルMOSトランジスタ2,3は、飽和領域で動作し、それぞれ差動入力電圧VIP,VIMに比例したレベルの電流を流す。
The sources of P
NチャネルMOSトランジスタ4,5のドレインはそれぞれ差動出力端子T4,T3に接続され、それらのゲートはそれぞれ差動入力端子T1,T2に接続され、それらのソースは互いに接続される。NチャネルMOSトランジスタ6のドレインはNチャネルMOSトランジスタ4,5のソースに接続され、そのソースは接地電圧GNDのラインに接続され、そのゲートは制御端子T5に接続される。
N
NチャネルMOSトランジスタ7,8のドレインはそれぞれ差動出力端子T4,T3に接続され、それらのゲートはそれぞれ差動入力端子T2,T1に接続され、それらのソースは互いに接続される。NチャネルMOSトランジスタ9のドレインはNチャネルMOSトランジスタ7,8のソースに接続され、そのソースは接地電圧GNDのラインに接続され、そのゲートは制御端子T6に接続される。
N
MOSトランジスタ2〜6は第1の副Gmアンプを構成し、MOSトランジスタ2,3,7〜9は第2の副Gmアンプを構成している。第1および第2の副Gmアンプは、負荷素子2,3を共用している。差動入力電圧VIPが入力されるNチャネルMOSトランジスタ4,8のドレインはそれぞれ差動出力端子T4,T3に接続され、差動入力電圧VIMが入力されるNチャネルMOSトランジスタ5,7のドレインはそれぞれ差動出力端子T3,T4に接続される。
The
つまり、第1および第2の副Gmアンプの差動出力ノード対は互いに逆に接続されている。したがって、Gmアンプ1の合成相互コンダクタンスgmtは、第1の副Gmアンプの相互コンダクタンスgm1と第2の副Gmアンプの相互コンダクタンスgm2との差gm1−gm2で表される。
That is, the differential output node pairs of the first and second sub-Gm amplifiers are connected in reverse to each other. Therefore, the combined mutual conductance gmt of the
ここで、第1および第2の副Gmアンプのテール電流源であるNチャネルMOSトランジスタ6,9に流れる電流をそれぞれI1,I2とし、NチャネルMOSトランジスタ4,5の各々のゲート幅およびゲート長をそれぞれW1,L1とし、NチャネルMOSトランジスタ7,8の各々のゲート幅およびゲート長をそれぞれW2,L2とし、NチャネルMOSトランジスタ4〜9の製造プロセスに依存するトランスコンダクタンス・パラメータをKとすると、gm1,gm2,gmt=gm1−gm2はそれぞれ次式(1)〜(3)で表される。
Here, currents flowing in N
gm1=(K・W1・I1/L1)1/2 …(1)
gm2=(K・W2・I2/L2)1/2 …(2)
gmt=(K・W1・I1/L1)1/2−(K・W2・I2/L2)1/2 …(3)
数式(3)から、NチャネルMOSトランジスタ6,9に流れる電流I1,I2を変化させることにより、Gmアンプ1の合成相互コンダクタンスgmtを変化させることができることが分かる。W1・I1/L1=W2・I2/L2のとき、gmtは最小値0となる。また、I2=0のとき、gmtは最大値(K・W1・I1/L1)1/2となり、その値はI1に依存する。
gm1 = (K · W1 · I1 / L1) 1/2 (1)
gm2 = (K · W2 · I2 / L2) 1/2 (2)
gmt = (K · W1 · I1 / L1) 1/2 − (K · W2 · I2 / L2) 1/2 (3)
From equation (3), it can be seen that the combined mutual conductance gmt of the
次に、このGmアンプ1の動作について説明する。まずI2=0のときについて説明する。制御端子T6の電圧VB2を0Vにすると、NチャネルMOSトランジスタ9が非導通になり、I2=0になる。PチャネルMOSトランジスタ2,3の各々には、予め調整されたゲート電圧VFBに応じた一定の電流が流れる。差動入力電圧VIPがVIMよりも高い場合は、NチャネルMOSトランジスタ4に流れる電流がNチャネルMOSトランジスタ5に流れる電流よりも大きくなり、差動出力電圧VOPがVOMよりも高くなる。差動入力電圧VIPがVIMよりも低い場合は、NチャネルMOSトランジスタ4に流れる電流がNチャネルMOSトランジスタ5に流れる電流よりも小さくなり、差動出力電圧VOPがVOMよりも低くなる。
Next, the operation of the
このとき、Gmアンプ1の合成相互コンダクタンスgmtは最大値gm1になっている。制御端子T5の電圧VB1を大きくすると、gmt=gm1は大きくなる。なお、差動出力端子T3,T4の各々に負荷回路が接続されている場合は、差動出力電圧VOP,VOMに応じたレベルの電流が出力される。
At this time, the combined mutual conductance gmt of the
制御端子T6の電圧VB2を大きくすると、I2が増大し、VIPに応答してNチャネルMOSトランジスタ4,8の両方に電流が流れるとともにVIMに応答してNチャネルMOSトランジスタ5,7の両方に電流が流れるので、差動出力端子T3,T4間の電圧が小さくなる。W1・I1/L1=W2・I2/L2のとき、NチャネルMOSトランジスタ4,5,7,8に流れる電流が等しくなり、差動出力端子T3,T4間の電圧は0になる。このとき、gmtは0である。
When the voltage VB2 at the control terminal T6 is increased, I2 increases, current flows in both N-
この実施の形態1では、Gmアンプ1の合成相互コンダクタンスgmtは0から(K・W1・I1/L1)1/2まで変化させることができる。したがって、従来のGmアンプ71のように相互コンダクタンスの最大値が抵抗素子78などの抵抗値Rsによって制限されることがないので、gmtの可変範囲を従来よりも広くすることができる。
In the first embodiment, the combined mutual conductance gmt of the
図2は、この実施の形態1の変更例を示す回路図である。図2において、このGmアンプ10は、図1のGmアンプ1のNチャネルMOSトランジスタ2,3を抵抗素子12,13で置換したものである。このGmアンプ11では、差動入力電圧VIP,VIMに比例した差動出力電圧VOP,VOMを得ることができる。また、図1の所定電圧VFBを調整してNチャネルMOSトランジスタ2,3を線形領域で使用しても、差動入力電圧VIP,VIMに比例した差動出力電圧VOP,VOMを得ることができる。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a modification of the first embodiment. 2, the Gm amplifier 10 is obtained by replacing the N
また、PチャネルMOSトランジスタとNチャネルMOSトランジスタを入れ替えるとともに電源電圧VDDのラインと接地電圧GNDのラインを入れ替えてもよいことは、言うまでもない。また、NチャネルMOSトランジスタ2,3を電源電圧VDDのラインと差動出力端子2,3との間に複数段カスコード接続し、各段のNチャネルMOSトランジスタ2,3のゲート電圧を別々に制御してもよい。
Needless to say, the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor may be interchanged, and the power supply voltage VDD line and the ground voltage GND line may be interchanged. Further, the N-
[実施の形態2]
実施の形態1では、I2=0のとき、gmtは最大値(K・W1・I1/L1)1/2となり、その値はI1に依存した。しかし、gmtの最大値はI1の平方根に比例し、gmtの増加率はI1の増加とともに低下する。これを回避するため、この実施の形態2では次式(4)の条件下でI1,I2を変化させる。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, when I2 = 0, gmt is the maximum value (K · W1 · I1 / L1) 1/2 and the value depends on I1. However, the maximum value of gmt is proportional to the square root of I1, and the rate of increase of gmt decreases as I1 increases. In order to avoid this, in the second embodiment, I1 and I2 are changed under the condition of the following expression (4).
(K・W1・I1/L1)1/2+(K・W2・I2/L2)1/2=A …(4)
ただし、Aは一定値である。このとき、gmtは次式(5)で表される。
(K · W1 · I1 / L1) 1/2 + (K · W2 · I2 / L2) 1/2 = A (4)
However, A is a constant value. At this time, gmt is expressed by the following equation (5).
gmt=(K1/2/A)(W1・I1/L1−W2・I2/L2) …(5)
数式(5)では、gmtはI1に比例する。これにより、gmtの増加率を一定に維持することができ、Gmアンプ1を用いたGm−Cフィルタの帯域可変範囲を拡大することができる。
gmt = (K 1/2 / A) (
In Equation (5), gmt is proportional to I1. Thereby, the increase rate of gmt can be kept constant, and the band variable range of the Gm-C filter using the
図3は、数式(4)の条件下でI1,I2を変化させるための制御回路20の構成を示す回路図である。図3において、この制御回路20は、PチャネルMOSトランジスタ21〜26、定電流源27,28およびNチャネルMOSトランジスタ29〜33を含む。MOSトランジスタ21と31、定電流源27とMOSトランジスタ29、MOSトランジスタ22と25、定電流源28とMOSトランジスタ26と32、MOSトランジスタ23と30、MOSトランジスタ24と33は、それぞれ電源電圧VDDのラインと接地電圧GNDのラインとの間に直列接続される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the
MOSトランジスタ21,22のゲートは、ともにMOSトランジスタ21のドレインに接続される。MOSトランジスタ23,24のゲートは、ともにMOSトランジスタ24のドレインに接続される。MOSトランジスタ31,32のゲートは、ともにMOSトランジスタ32のドレインに接続される。MOSトランジスタ21と22、23と24、31と32は、それぞれカレントミラー回路を構成する。
The gates of the
MOSトランジスタ29,25のゲートは、ともにMOSトランジスタ29のドレインに接続される。MOSトランジスタ26,30のゲートは、ともにMOSトランジスタ30のドレインに接続される。MOSトランジスタ25,26のソースは、互いに接続される。NチャネルMOSトランジスタ33のゲートには、制御電圧VCが与えられる。NチャネルMOSトランジスタ30,32のゲート電圧VB1,VB2は、それぞれ図1の差動増幅回路1の制御端子T5,T6に与えられる。
The gates of the
ここで、定電流源27,28に流れる電流をそれぞれI11,I12とすると、MOSトランジスタ29,25にはそれぞれ電流I11,I12が流れる。MOSトランジスタ26,32,31,21,22に流れる電流をI13とし、MOSトランジスタ33,24,23,30に流れる電流をI14とする。また、MOSトランジスタ25,26のソースの電圧をVxとし、MOSトランジスタ29,25,26,30のゲート−ソース間電圧をそれぞれVgs11,Vgs12,Vgs13,Vgs14とする。また、PチャネルMOSトランジスタおよびNチャネルMOSトランジスタのトランスコンダクタ・パラメータをそれぞれβp,βnとし、PチャネルMOSトランジスタおよびNチャネルMOSトランジスタのしきい値電圧をそれぞれVthp,Vthnとすると、次式(6)が成り立ち、数式(6)から数式(7)(8)が導かれる。
Here, assuming that the currents flowing through the constant
Vx=Vgs11+Vgs12=Vgs13+Vgs14 …(6)
(2・I11/βn)1/2+Vthn+(2・I12/βp)1/2+Vthp
=(2・I13/βp)1/2+Vthp+(2・I14/βn)1/2+Vthn…(7)
(2・βp・I11)1/2+(2・βn・I12)1/2
=(2・βn・I13)1/2+(2・βp・I14)1/2 …(8)
数式(8)の左辺は一定値である。MOSトランジスタ30と6、32と9はそれぞれカレントミラー回路を構成しているので、I1,I2はそれぞれI14,I13に応じたレベルの電流となる。数式(8)より、I14の平方根とI13の平方根は一定値になるから、I1の平方根とI2の平方根は一定値になる。これにより、数式(4)の条件が満たされる。
Vx = Vgs11 + Vgs12 = Vgs13 + Vgs14 (6)
(2 · I11 / βn) 1/2 + Vthn + (2 · I12 / βp) 1/2 + Vthp
= (2 · I13 / βp) 1/2 + Vthp + (2 · I14 / βn) 1/2 + Vthn (7)
(2 · βp · I11) 1/2 + (2 · βn · I12) 1/2
= (2 · βn · I13) 1/2 + (2 · βp · I14) 1/2 (8)
The left side of Equation (8) is a constant value. Since the
図4は、図1に示したGmアンプ1を用いたGm−Cフィルタ40の構成を示すブロック図である。図4において、Gm−Cフィルタ40は、複数段のGmアンプ1と、Gmアンプ1の各差動出力端子に対応して設けられたキャパシタ41とを含む。キャパシタ41は、対応の差動出力端子と接地電圧GNDのラインとの間に接続される。複数段のGmアンプ1に共通に、制御回路20およびチューニング回路43が設けられる。制御回路20は、制御電圧VCに応答してVB1,VB2を生成し、生成したVB1,VB2を各Gmアンプ1に与える。チューニング回路43は、Gmフィルタ1およびキャパシタ41を含み、Gmフィルタ1およびキャパシタ41の製造ばらつきを補償した制御電圧VCを生成して制御回路20に与える。このGm−Cフィルタ40では、図1および図3で示したGmアンプ1および制御回路20を使用したので、広い帯域可変範囲を実現することができる。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the Gm-
図5は、Gm−Cフィルタ40の具体例である2次Gm−Cローパスフィルタ50の構成を示す回路ブロック図である。図5において、この2次Gm−Cローパスフィルタ50は、4段のGmアンプ1と、初段のGmアンプ1の各差動出力端子に対応して設けられたキャパシタ51と、2段目のGmアンプ1の各差動出力端子に対応して設けられたキャパシタ52とを含む。キャパシタ51,52の各々は、対応の差動出力端子と接地電圧GNDのラインとの間に接続される。Gmアンプ1の相互コンダクタンスをgmとし、キャパシタ51,52の容量値をそれぞれC1,C2とすると、2次Gm−Cローパスフィルタ50の伝達関数Hは次式(9)で表される。
FIG. 5 is a circuit block diagram showing a configuration of a second-order Gm-C low-
図6は、Gm−Cフィルタ40の他の具体例である5次Gm−Cローパスフィルタ60の構成を示す回路ブロック図である。図6において、この5次Gm−Cローパスフィルタ60は、10段のGmアンプ1と、初段のGmアンプ1の各差動出力端子に対応して設けられたキャパシタ61と、3段目のGmアンプ1の各差動出力端子に対応して設けられたキャパシタ62と、4段のGmアンプ1の各差動出力端子に対応して設けられたキャパシタ63と、7段目のGmアンプ1の各差動出力端子に対応して設けられたキャパシタ64と、8段のGmアンプ1の各差動出力端子に対応して設けられたキャパシタ65とを含む。キャパシタ61〜65の各々は、対応の差動出力端子と接地電圧GNDのラインとの間に接続される。Gmアンプ1の相互コンダクタンスをgmとし、キャパシタ61〜65の容量値をそれぞれC1〜C5とすると、2次Gm−Cローパスフィルタ60の伝達関数Hは次式(10)で表される。
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration of a fifth-order Gm-C low-
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1,11,71 Gmアンプ、2,3,21〜26,72,73 PチャネルMOSトランジスタ、4〜9,29〜33,74〜77 NチャネルMOSトランジスタ、T1,T2,T71,T72 差動入力端子、T3,T4,T73,T74 差動出力端子、12,13,78,79 抵抗素子、20 制御回路、27,28 定電流源、40 Gm−Cフィルタ、41,51,52,61〜65 キャパシタ、43 チューニング回路、50,60 ローパスフィルタ、80 副Gmアンプ。 1, 11, 71 Gm amplifier, 2, 3, 21-26, 72, 73 P-channel MOS transistor, 4-9, 29-33, 74-77 N-channel MOS transistor, T1, T2, T71, T72 Differential input Terminal, T3, T4, T73, T74 differential output terminal, 12, 13, 78, 79 resistance element, 20 control circuit, 27, 28 constant current source, 40 Gm-C filter, 41, 51, 52, 61-65 Capacitor, 43 Tuning circuit, 50, 60 Low pass filter, 80 Sub Gm amplifier.
Claims (5)
第1の電源電圧のラインと前記第1および第2の差動出力端子間にそれぞれ接続された第1および第2の負荷素子と、
それらの第1の電極がそれぞれ前記第1および第2の差動出力端子に接続され、それらの制御電極がそれぞれ前記第2および第1の差動入力端子に接続され、それらの第2の電極が互いに接続された第1および第2のトランジスタと、
前記第1および第2のトランジスタの第2の電極と第2の電源電圧のラインとの間に接続された第3のトランジスタと、
それらの第1の電極がそれぞれ前記第1および第2の差動出力端子に接続され、それらの制御電極がそれぞれ前記第1および第2の差動入力端子に接続され、それらの第2の電極が互いに接続された第4および第5のトランジスタと、
前記第4および第5のトランジスタの第2の電極と前記第2の電源電圧のラインとの間に接続された第6のトランジスタと、
それぞれ前記第3および第6のトランジスタの制御電極に接続され、前記第3および第6のトランジスタに流れる電流を制御して前記増幅率を制御するための第1および第2の制御端子と、
前記第3のトランジスタの電流値の平方根と前記第6のトランジスタの電流値の平方根との和が一定になるように前記第1および第2の制御端子の電圧を制御する制御回路とを備える、差動増幅回路。 A differential amplifier circuit capable of controlling an amplification factor for outputting a current or a voltage at a level corresponding to a voltage applied to the first and second differential input terminals to the first and second differential output terminals. And
First and second load elements respectively connected between a first power supply voltage line and the first and second differential output terminals;
The first electrodes are connected to the first and second differential output terminals, respectively, the control electrodes are connected to the second and first differential input terminals, respectively, and the second electrodes First and second transistors connected to each other;
A third transistor connected between a second electrode of the first and second transistors and a second power supply voltage line;
The first electrodes are connected to the first and second differential output terminals, respectively, the control electrodes are connected to the first and second differential input terminals, respectively, and the second electrodes Fourth and fifth transistors connected to each other;
A sixth transistor connected between a second electrode of the fourth and fifth transistors and a line of the second power supply voltage;
First and second control terminals connected to the control electrodes of the third and sixth transistors, respectively, for controlling the current flowing through the third and sixth transistors to control the amplification factor ;
A control circuit that controls the voltages of the first and second control terminals so that the sum of the square root of the current value of the third transistor and the square root of the current value of the sixth transistor is constant . Differential amplifier circuit.
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