(57)【要約】【課題】可変抵抗器の可変量の精度を高める。【解決手段】第１可変抵抗部１３０は、第１入出力部１１０に第１端子が接続された複数の第１スイッチ１３２と、複数の第１スイッチ１３２の第１端子と異なる第２端子の間にそれぞれ接続された複数の第１抵抗１３４とを有し、第２可変抵抗部１４０は、第２入出力部１２０に第１端子が接続された複数の第２スイッチ１４２と、複数の第２スイッチ１４２の第１端子と異なる第２端子の間にそれぞれ接続された複数の第２抵抗１４４とを有し、複数の第１スイッチ１３２のうちの少なくとも１つの第１スイッチ１３２の第２端子と複数の第２スイッチ１４２のうちの少なくとも１つの第２スイッチ１４２の第２端子とが接続されている。【選択図】図１
2014033383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を入出力する第１入出力部及び第２入出力部と、
前記第１入出力部に接続され、第１制御信号に応じて抵抗値が変化する第１可変抵抗部と、
前記第２入出力部に接続され、第２制御信号に応じて抵抗値が変化するとともに第１可変抵抗部と接続された第２可変抵抗部と
を備え、
前記第１可変抵抗部が、
前記第１入出力部に第１端子が接続された複数の第１スイッチと、
前記複数の第１スイッチの前記第１端子と異なる第２端子の間にそれぞれ接続された複数の第１抵抗と
を有し、
前記第２可変抵抗部が、
前記第２入出力部に第１端子が接続された複数の第２スイッチと、
前記複数の第２スイッチの前記第１端子と異なる第２端子の間にそれぞれ接続された複数の第２抵抗と
を有し、
前記複数の第１スイッチのうちの少なくとも１つの第１スイッチの前記第２端子と、前記複数の第２スイッチのうちの少なくとも１つの第２スイッチの前記第２端子とが接続されている可変抵抗器。
【請求項２】
前記複数の第１スイッチ及び前記複数の第２スイッチのそれぞれは、前記第１端子と前記第２端子との間に接続されたＰチャネルトランジスタ及びＮチャネルトランジスタを有するトランスミッション・ゲートである請求項１に記載の可変抵抗器。
【請求項３】
前記第１スイッチは、前記第１スイッチの導通状態において、前記第１スイッチが有する前記Ｐチャネルトランジスタのバックゲート及び前記Ｎチャネルトランジスタのバックゲートを前記第１入出力部に接続する第１制御トランジスタをさらに有し、
前記第２スイッチは、前記第２スイッチの導通状態において、前記第２スイッチが有する前記Ｐチャネルトランジスタのバックゲート及び前記Ｎチャネルトランジスタのバックゲートを前記第２入出力部に接続する第２制御トランジスタをさらに有する請求項２に記載の可変抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御信号に応じて抵抗値を変化させることができる可変抵抗器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の抵抗及び複数のスイッチを有し、スイッチの接続状態を切り替えることにより入出力端子間に挿入される抵抗の値を変化させることができる可変抵抗器が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８５１６３号公報
【特許文献２】特開２００９−１５９４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７は、従来の可変抵抗器３００の構成例を示す。可変抵抗器３００は、入出力部３１０と入出力部３２０との間に直列に接続された複数の抵抗３３０（抵抗３３０−１から抵抗３３０−８）と、それぞれの抵抗３３０を迂回させるか否かを切り替える複数のスイッチ３４０（スイッチ３４０−１からスイッチ３４０−８）を有する。可変抵抗器３００においては、外部からの制御信号に応じて、複数のスイッチ３４０の接続状態を切り替えることにより、複数の抵抗３３０のうちどの抵抗３３０を入出力部３１０と入出力部３２０との間に挿入するかが制御される。可変抵抗器３００は８個のスイッチ３４０を有するので、導通状態にさせるスイッチ３４０の組み合わせにより、２８＝２５６通りの抵抗値を選択することができる。
【０００５】
ところが、選択される抵抗値ごとに導通状態になるスイッチ３４０の数が異なるので、抵抗値ごとに複数のスイッチ３４０のオン抵抗の合計値が異なる。したがって、可変抵抗器３００の抵抗値はオン抵抗の影響を受けやすく、抵抗値の精度が悪くなる。特に、抵抗値の可変量がオン抵抗の値に近づくとオン抵抗の影響が大きくなり、可変量の精度が低くなるという問題があった。
【０００６】
図８は、従来の可変抵抗器３００の制御信号に基づく設定値と抵抗値との関係の一例を示す。設定値は、２進数の００００００００（１０進数の０）から１１１１１１１１（１０進数の２５５）であり、それぞれのビットが０の時に、当該ビットに対応するスイッチ３４０が導通状態になり、ビットが１の時に、当該ビットに対応するスイッチ３４０が非導通状態になる。したがって、設定値が０の時に抵抗値がほぼ０になり、設定値が２５５の時に抵抗値が最大になる。図８に示すように、可変抵抗器３００においては導通状態になるスイッチ３４０の数によってオン抵抗が変化するので、設定値と抵抗値との関係が階段状に変化しており、理想的な線形の関係ではないことがわかる。
【０００７】
図９は、従来の可変抵抗器４００の構成例を示す。可変抵抗器４００は、入出力部４１０とグランドとの間に接続された複数の抵抗４３４と、複数の抵抗４３４のうちどの抵抗４３４を入出力部４１０と入出力部４２０との間に挿入するかを選択するための複数のスイッチ４３２とを有する。さらに、複数のスイッチ４３２とグランドとの間に接続された複数の抵抗４４４と、複数の抵抗４４４のうちどの抵抗４４４を入出力部４１０と入出力部４２０との間に挿入するかを選択するための複数のスイッチ４４２とを有する。
【０００８】
可変抵抗器４００によれば、複数のスイッチ４３２のうちのいずれか１個と複数のスイッチ４４２のうちのいずれか１個とを導通状態にすることで、４×４＝１６通りの抵抗値を選択することができる。可変抵抗器３００と異なり、導通状態になるスイッチ４３２及びスイッチ４４２の数が変化しないので、スイッチ４３２及びスイッチ４４２のオン抵抗値はほとんど変動しない。
【０００９】
しかしながら、可変抵抗器４００においては、複数の抵抗４３４が入出力部４１０とグランドとの間に接続されているので、それぞれのスイッチ４３２に入力される信号の電圧は、抵抗４３４による電圧降下の影響により入出力部４１０に入力された信号の電圧よりも低くなる。スイッチ４３２が例えばトランスミッション・ゲートである場合、スイッチ４３２に入力される信号の電圧が異なるとオン抵抗が異なる値になる。例えば、トランスミッション・ゲート内のトランジスタのバックゲート電圧とソース電圧との間に電位差が生じると、閾値電圧が変動する基板バイアス効果が生じてオン抵抗が変化する。
【００１０】
スイッチ４３２−１、スイッチ４３２−２、スイッチ４３２−３及びスイッチ４３２−４に入力される信号の電圧がそれぞれ異なると、スイッチ４３２−１、スイッチ４３２−２、スイッチ４３２−３及びスイッチ４３２−４のそれぞれのオン抵抗が異なる状態になる。その結果、可変抵抗器４００においては複数のスイッチ４３２の導通状態によってオン抵抗が変化するので、可変量の精度が低くなるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明はこれらの点を鑑みてなされたものであり、可変抵抗器における抵抗値を切り替えるスイッチのオン抵抗の影響を抑制し、可変抵抗器の可変量の精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明においては、信号を入出力する第１入出力部及び第２入出力部と、第１入出力部に接続され、第１制御信号に応じて抵抗値が変化する第１可変抵抗部と、第２入出力部に接続され、第２制御信号に応じて抵抗値が変化するとともに第１可変抵抗部と接続された第２可変抵抗部とを備える可変抵抗器を提供する。
【００１３】
上記の第１可変抵抗部は、第１入出力部に第１端子が接続された複数の第１スイッチと、複数の第１スイッチの第１端子と異なる第２端子の間にそれぞれ接続された複数の第１抵抗とを有する。上記の第２可変抵抗部は、第２入出力部に第１端子が接続された複数の第２スイッチと、複数の第２スイッチの第１端子と異なる第２端子の間にそれぞれ接続された複数の第２抵抗とを有する。上記の可変抵抗器においては、複数の第１スイッチのうちの少なくとも１つの第１スイッチの第２端子と複数の第２スイッチのうちの少なくとも１つの第２スイッチの第２端子とが接続されている。
【００１４】
上記の複数の第１スイッチ及び複数の第２スイッチのそれぞれは、例えば、第１端子と第２端子との間に接続されたＰチャネルトランジスタ及びＮチャネルトランジスタを有するトランスミッション・ゲートである。
【００１５】
第１スイッチは、第１スイッチの導通状態において、第１スイッチが有するＰチャネルトランジスタのバックゲート及びＮチャネルトランジスタのバックゲートを第１入出力部に接続する第１制御トランジスタをさらに有し、第２スイッチは、第２スイッチの導通状態において、第２スイッチが有するＰチャネルトランジスタのバックゲート及びＮチャネルトランジスタのバックゲートを第２入出力部に接続する第２制御トランジスタをさらに有してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る可変抵抗器によれば、可変抵抗器における抵抗値を切り替えるスイッチのオン抵抗の影響が抑制され、可変抵抗器の可変量の精度が高まるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る可変抵抗器の構成例を示す。
【図２】第１の実施形態に係る可変抵抗器における設定値と抵抗値との関係の一例を示す。
【図３】第１の実施形態に係るスイッチの構成例を示す。
【図４】第２の実施形態に係るスイッチの構成例を示す。
【図５】第３の実施形態に係るスイッチの構成例を示す。
【図６】第４の実施形態に係るスイッチの構成例を示す。
【図７】従来の可変抵抗器の構成例を示す。
【図８】従来の可変抵抗器の設定値と抵抗値との関係の一例を示す。
【図９】従来の可変抵抗器の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施形態＞
［可変抵抗器１００の基本構成］
図１は、本実施形態に係る可変抵抗器１００の構成例を示す。可変抵抗器１００は、入出力部１１０、入出力部１２０、第１可変抵抗部１３０及び第２可変抵抗部１４０を備える。入出力部１１０及び入出力部１２０は、例えば信号を入出力する端子である。入出力部１１０及び入出力部１２０が入出力する信号は、直流信号であっても交流信号であってもよい。
【００１９】
第１可変抵抗部１３０は、入出力部１１０に第１端子が接続された複数のスイッチ１３２と、複数のスイッチ１３２の第１端子と異なる第２端子の間にそれぞれ接続された複数の抵抗１３４とを有する。第１可変抵抗部１３０は、入出力部１１０に接続され、外部から入力される第１制御信号に応じて抵抗値が変化する。図１における第１可変抵抗部１３０は４個のスイッチ１３２及び３個の抵抗１３４を有する。第１可変抵抗部１３０は、ｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）のスイッチ１３２を有し、（ｎ−１）個の抵抗１３４を有してもよい。
【００２０】
例えば、第１制御信号はスイッチ１３２の数に等しいビット数のデジタル信号である。スイッチ１３２は、第１制御信号における対応するビットの論理値に応じて導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチ１３２は、例えば論理値１を示す信号が入力されると導通状態になり、論理値０を示す信号が入力されると非導通状態になる。
【００２１】
第１可変抵抗部１３０は、どのスイッチ１３２が導通状態になるかに応じて抵抗値が変化する。例えば、抵抗１３４−１、抵抗１３４−２及び抵抗１３４−３がそれぞれ１００Ωであるとする。スイッチ１３２−１が導通状態になると、第１可変抵抗部１３０の抵抗値は０Ωになる。スイッチ１３２−２が導通状態になると、第１可変抵抗部１３０の抵抗値は抵抗１３４−１の抵抗値に等しい１００Ωになる。
【００２２】
スイッチ１３２−３が導通状態になると、第１可変抵抗部１３０の抵抗値は抵抗１３４−１及び抵抗１３４−２の直列抵抗値に等しい２００Ωになる。スイッチ１３２−４が導通状態になると、第１可変抵抗部１３０の抵抗値は抵抗１３４−１、抵抗１３４−２及び抵抗１３４−３の直列抵抗値に等しい３００Ωになる。複数の抵抗１３４は、それぞれ等しい抵抗値を有してもよく、それぞれ異なる抵抗値を有してもよい。
【００２３】
第２可変抵抗部１４０は、入出力部１２０に第１端子が接続された複数のスイッチ１４２と、複数のスイッチ１４２の第１端子と異なる第２端子の間にそれぞれ接続された複数の抵抗１４４とを有する。第２可変抵抗部１４０は、入出力部１２０に接続され、第２制御信号に応じて抵抗値が変化するとともに第１可変抵抗部１３０と接続されている。図１における第２可変抵抗部１４０は４個のスイッチ１４２及び３個の抵抗１４４を有する。第２可変抵抗部１４０は、ｍ個（ただし、ｍは２以上の整数）のスイッチ１４２を有し、（ｍ−１）個の抵抗１４４を有してもよい。
【００２４】
第２制御信号は、例えば、第１制御信号と同様にスイッチ１４２の数に等しいビット数のデジタル信号である。第２可変抵抗部１４０は、第２制御信号の値に応じて、どのスイッチ１４２が導通状態になるかに応じて抵抗値が変化する。例えば、抵抗１４４−１、抵抗１４４−２及び抵抗１４４−３の抵抗値が３３Ωである場合に、第２可変抵抗部１４０の抵抗値は、第２制御信号に応じて０Ωから９９Ωの間で変化する。
【００２５】
複数のスイッチ１３２のうちの少なくとも１つのスイッチ１３２の第２端子は、複数のスイッチ１４２のうちの少なくとも１つのスイッチ１４２の第２端子と接続されている。例えば、図１においては、スイッチ１３２−１における入出力部１１０と反対側の端子が、スイッチ１４２−１における入出力部１２０と反対側の端子に接続されている。可変抵抗器１００においては、第１制御信号により第１可変抵抗部１３０の抵抗値を選択し、第２制御信号により第２可変抵抗部１４０の抵抗値を選択することにより、可変抵抗器１００の抵抗値を１６種類の値から選択することができる。
【００２６】
抵抗１４４の抵抗値は抵抗１３４の抵抗値よりも小さくてもよい。例えば、抵抗１４４の抵抗値を抵抗１３４の抵抗値の１０％の大きさにすれば、複数のスイッチ１３２を制御することにより可変抵抗器１００の抵抗値を粗調整し、複数のスイッチ１４２を制御して可変抵抗器１００の抵抗値を微調整することができる。
【００２７】
図２は、可変抵抗器１００における設定値と抵抗値との関係の一例を示す。ここで、設定値は、第１制御信号の値及び第２制御信号の値の４つの組み合わせに対応して割り当てられた数値である。可変抵抗器１００は、設定値に対応する第１制御信号及び第２制御信号に基づいて、４個のスイッチ１３２のうちのどのスイッチを導通状態にするか、及び、４個のスイッチ１４２のうちのどのスイッチを導通状態にするかを切り替える。可変抵抗器１００は、取得した設定値に基づいて第１制御信号及び第２制御信号を生成してもよい。
【００２８】
一例として、設定値０は第１制御信号＝０００１、第２制御信号＝０００１の状態に対応し、スイッチ１３２−１及びスイッチ１４２−１が導通状態になり、抵抗値が０になる。設定値１５は第１制御信号＝１０００、第２制御信号＝１０００の状態に対応し、スイッチ１３２−４及びスイッチ１４２−４が導通状態になり、抵抗値が最大になる。図８に示した従来の可変抵抗器３００の特性と異なり、設定値に対してほぼ線形に抵抗値が変化していることがわかる。
【００２９】
可変抵抗器１００においては、全てのスイッチ１３２が入出力部１１０に接続されており、全てのスイッチ１４２が入出力部１２０に接続されている。したがって、複数のスイッチ１３２の第１端子における電圧は、それぞれ同一であり、複数のスイッチ１４２の第１端子における電圧も、それぞれ同一である。したがって、複数のスイッチ１３２のうちのどのスイッチ１３２が導通状態になる場合であっても、オン抵抗に差が生じない。同様に、複数のスイッチ１４２のうちのどのスイッチ１４２が導通状態になる場合であっても、オン抵抗に差が生じない。その結果、可変抵抗器１００は、スイッチ１３２及びスイッチ１４２のオン抵抗の変動の影響を受けることなく、高い精度で抵抗値を調整することができる。
【００３０】
なお、図９に示した例と同様に設定値を０から２５５に変化させてもよい。例えば、可変抵抗器１００がスイッチ１３２及びスイッチ１４２をそれぞれ１６個ずつ有することにより、２５６段階で抵抗値を切り替えることができる。
【００３１】
［スイッチ１３２の構成例］
図３は、本実施形態に係るスイッチ１３２の構成例を示す。スイッチ１４２がスイッチ１３２と同じ構成を有してもよい。スイッチ１３２は例えばトランスミッション・ゲートである。スイッチ１３２は、イネーブル端子８０に入力された第１制御信号の論理値に応じて、入出力端子６０から入力された信号を入出力端子７０に伝達するか否かを切り替える。
【００３２】
スイッチ１３２は、Ｐチャネルトランジスタ１０及びＮチャネルトランジスタ２０を有する。スイッチ１３２は、インバータ５０及びインバータ５２をさらに有してもよい。Ｐチャネルトランジスタ１０は、ソース及びドレインが入出力端子６０と入出力端子７０との間に接続されている。Ｎチャネルトランジスタ２０は、ソース及びドレインが入出力端子６０と入出力端子７０との間に接続されている。Ｐチャネルトランジスタ１０のソースはＮチャネルトランジスタ２０のソースに接続され、Ｐチャネルトランジスタ１０のドレインはＮチャネルトランジスタ２０のドレインに接続されている。
【００３３】
Ｐチャネルトランジスタ１０のゲートには、インバータ５０を介してイネーブル信号が入力される。Ｎチャネルトランジスタ２０のゲートには、インバータ５０及びインバータ５２を介してイネーブル信号が入力される。イネーブル信号の電圧が電源電圧に等しい状態においては、Ｐチャネルトランジスタ１０のゲート電圧がグランド電圧に等しくなり、Ｐチャネルトランジスタ１０のゲート・ソース間電圧が閾値電圧よりも大きくなるとＰチャネルトランジスタ１０は導通する。また、Ｎチャネルトランジスタ２０のゲート電圧が電源電圧に等しくなり、Ｎチャネルトランジスタ２０のゲート・ソース間電圧が閾値電圧よりも大きくなるとＮチャネルトランジスタ２０が導通する。
【００３４】
例えば、入力信号の電圧が電源電圧に近い電圧である場合にＰチャネルトランジスタ１０が導通し、入力信号の電圧がグランド電圧に近い電圧である場合にＮチャネルトランジスタ２０が導通する。したがって、イネーブル状態においては、入力信号の電圧に応じて、Ｐチャネルトランジスタ１０及びＮチャネルトランジスタ２０の少なくとも１つが導通することにより、入出力端子６０と入出力端子７０との間で信号が伝達される。
【００３５】
［第１の実施形態の効果］
以上の通り、第１の実施形態の可変抵抗器１００によれば、複数のスイッチ１３２の第１端子が入出力部１１０に接続され、複数のスイッチ１４２の第１端子が入出力部１２０に接続されているので、それぞれのスイッチ１３２の第１端子における電位差が生じない。したがって、複数のスイッチ１３２のいずれが導通状態になった場合も、オン抵抗にほとんど差が生じない。その結果、抵抗値の可変量の精度が高まるという効果を奏する。
【００３６】
＜第２の実施形態＞
［基板バイアス効果の抑制］
図４は、第２の実施形態に係るスイッチ１３２の構成例を示す。スイッチ１４２がスイッチ１３２と同じ構成を有してもよい。同図に示したスイッチ１３２は、第１電圧制御部３０及び第２電圧制御部４０をさらに有する点で、図３に示したスイッチ１３２と異なり、他の点で同じである。第１電圧制御部３０及び第２電圧制御部４０は、それぞれＰチャネルトランジスタ１０及びＮチャネルトランジスタ２０のバックゲートの電圧をソース電圧と等しくすることにより、基板バイアス効果を抑制する。基板バイアス効果が抑制されることにより、スイッチ１３２に入力される信号の電圧の変動に伴うオン抵抗の変動を抑制することができる。
【００３７】
第１電圧制御部３０は、Ｐチャネルトランジスタ１０のバックゲートの電圧を制御する。具体的には、第１電圧制御部３０は、イネーブル状態において、入力信号をＰチャネルトランジスタ１０のバックゲートに入力する。
【００３８】
第１電圧制御部３０は、第１論理値のイネーブル信号に応じてＰチャネルトランジスタ１０のバックゲートに入力信号を入力する少なくとも１つの第１制御トランジスタを有する。具体的には、第１電圧制御部３０は、第１制御トランジスタとして機能するＮチャネル制御トランジスタ３２及びＰチャネル制御トランジスタ３４を有する。
【００３９】
Ｎチャネル制御トランジスタ３２は、バックゲートがグランド端子９２に接続されている。Ｎチャネル制御トランジスタ３２のゲートには、インバータ５０及びインバータ５２を介してイネーブル信号の第１論理値と同じ第１論理値の信号が入力される。例えば、イネーブル状態において、Ｎチャネル制御トランジスタ３２のゲートには正論理値の信号が入力されることにより、ソース・ドレイン間が導通する。
【００４０】
Ｐチャネル制御トランジスタ３４は、バックゲートが電源端子９０に接続されている。Ｐチャネル制御トランジスタ３４のゲートには、インバータ５０を介してイネーブル信号の第１論理値と反対の第２論理値の信号が入力される。例えば、イネーブル状態において、Ｐチャネル制御トランジスタ３４のゲートには負論理値の信号が入力されることにより、ソース・ドレイン間が導通する。
【００４１】
Ｎチャネル制御トランジスタ３２及びＰチャネル制御トランジスタ３４のソースは、共に入出力端子６０に接続されており、Ｎチャネル制御トランジスタ３２及びＰチャネル制御トランジスタ３４のドレインは、共にＰチャネルトランジスタ１０のバックゲートに接続されている。したがって、Ｎチャネル制御トランジスタ３２及びＰチャネル制御トランジスタ３４の少なくとも１つのソース・ドレイン間が導通すると、Ｐチャネルトランジスタ１０のバックゲートに入出力端子６０が接続された状態になり、Ｐチャネルトランジスタ１０のバックゲートには入出力端子６０に入力される入力信号と同一の電圧が印加される。
【００４２】
第１電圧制御部３０は、導電型が異なるＮチャネル制御トランジスタ３２及びＰチャネル制御トランジスタ３４を有するので、入力信号の電圧レベルによらず、Ｎチャネル制御トランジスタ３２及びＰチャネル制御トランジスタ３４の少なくとも１つが確実に導通する。具体的には、入力信号の電圧が電源電圧とグランド電圧の中間電圧よりもグランド電圧に近い場合にはＮチャネル制御トランジスタ３２が導通し、入力信号の電圧が電源電圧に近い場合にはＰチャネル制御トランジスタ３４が導通する。
【００４３】
第１電圧制御部３０は、第１論理値と反対の第２論理値のイネーブル信号に応じてＰチャネルトランジスタ１０のバックゲートに電源電圧を入力する少なくとも１つの制御トランジスタを有してもよい。具体的には、第１電圧制御部３０は制御トランジスタ３６を有する。
【００４４】
制御トランジスタ３６のゲートには、インバータ５０及びインバータ５２を介してイネーブル信号と同じ論理値の信号が入力される。制御トランジスタ３６のバックゲート及びソースは電源端子９０に接続されている。制御トランジスタ３６のドレインは、Ｎチャネル制御トランジスタ３２及びＰチャネル制御トランジスタ３４のドレイン、並びに、Ｐチャネルトランジスタ１０のバックゲートに接続されている。イネーブル状態において、制御トランジスタ３６のソース・ドレイン間は非導通状態になる。
【００４５】
非イネーブル状態においては、Ｎチャネル制御トランジスタ３２及びＰチャネル制御トランジスタ３４のソース・ドレイン間が非導通状態になる。また、制御トランジスタ３６のゲートには、インバータ５０及びインバータ５２を介して負論理値の信号が入力されることにより、制御トランジスタ３６のソース・ドレイン間が導通する。その結果、Ｐチャネルトランジスタ１０のバックゲートの電圧は電源電圧に等しくなる。
【００４６】
第２電圧制御部４０は、Ｎチャネルトランジスタ２０のバックゲートの電圧を制御する。具体的には、第２電圧制御部４０は、イネーブル状態において、入力信号をＮチャネルトランジスタ２０のバックゲートに入力する。
【００４７】
第２電圧制御部４０は、第１論理値のイネーブル信号に応じてＮチャネルトランジスタ２０のバックゲートに入力信号を入力する少なくとも１つの第２制御トランジスタを有する。具体的には、第２電圧制御部４０は、第２制御トランジスタとして機能するＰチャネル制御トランジスタ４２及びＮチャネル制御トランジスタ４４を有する。
【００４８】
Ｐチャネル制御トランジスタ４２は、バックゲートが電源端子９０に接続されている。Ｐチャネル制御トランジスタ４２のゲートには、インバータ５０を介してイネーブル信号の第１論理値と反対の第２論理値の信号が入力される。例えば、イネーブル状態において、Ｐチャネル制御トランジスタ４２のゲートには負論理値の信号が入力されることにより、ソース・ドレイン間が導通する。
【００４９】
Ｎチャネル制御トランジスタ４４は、バックゲートがグランド端子９２に接続されている。Ｎチャネル制御トランジスタ４４のゲートには、インバータ５０及びインバータ５２を介してイネーブル信号の第１論理値と同じ第１論理値の信号が入力される。例えば、イネーブル状態において、Ｎチャネル制御トランジスタ４４のゲートには正論理値の信号が入力されることにより、ソース・ドレイン間が導通する。
【００５０】
Ｐチャネル制御トランジスタ４２及びＮチャネル制御トランジスタ４４のソースは、共に入出力端子７０に接続されており、Ｐチャネル制御トランジスタ４２及びＮチャネル制御トランジスタ４４のドレインは、共にＮチャネルトランジスタ２０のバックゲートに接続されている。したがって、Ｐチャネル制御トランジスタ４２及びＮチャネル制御トランジスタ４４の少なくとも１つのソース・ドレイン間が導通すると、Ｎチャネルトランジスタ２０のバックゲートに入出力端子７０が接続された状態になり、Ｎチャネルトランジスタ２０のバックゲートには入出力端子７０に入力される入力信号と同一の電圧が印加される。
【００５１】
第２電圧制御部４０は、導電型が異なるＰチャネル制御トランジスタ４２及びＮチャネル制御トランジスタ４４を有するので、入力信号の電圧レベルによらず、Ｐチャネル制御トランジスタ４２及びＮチャネル制御トランジスタ４４の少なくとも１つが確実に導通する。具体的には、入力信号の電圧が電源電圧とグランド電圧の中間電圧よりもグランド電圧に近い場合にはＮチャネル制御トランジスタ４４が導通し、入力信号の電圧が電源電圧に近い場合にはＰチャネル制御トランジスタ４２が導通する。
【００５２】
第２電圧制御部４０は、第１論理値と異なる第２論理値のイネーブル信号に応じてＮチャネルトランジスタ２０のバックゲートに電源電圧を入力する少なくとも１つの制御トランジスタを有してもよい。具体的には、第２電圧制御部４０は、制御トランジスタ４６を有する。
【００５３】
制御トランジスタ４６のゲートには、インバータ５０を介してイネーブル信号の論理値と反対の論理値の信号が入力される。制御トランジスタ４６のバックゲート及びソースはグランド端子９２に接続されている。制御トランジスタ４６のドレインは、Ｐチャネル制御トランジスタ４２及びＮチャネル制御トランジスタ４４のドレイン、並びに、Ｎチャネルトランジスタ２０のバックゲートに接続されている。イネーブル状態において、制御トランジスタ４６のソース・ドレイン間は非導通状態になる。
【００５４】
非イネーブル状態においては、Ｐチャネル制御トランジスタ４２及びＮチャネル制御トランジスタ４４のソース・ドレイン間が非導通状態になる。また、制御トランジスタ４６のゲートには、インバータ５０を介して正論理値の信号が入力される制御トランジスタ４６のソース・ドレイン間が導通する。その結果、Ｎチャネルトランジスタ２０のバックゲートの電圧はグランド電圧に等しくなる。
【００５５】
［第２の実施形態の効果］
以上の通り、スイッチ１３２が、第１電圧制御部３０及び第２電圧制御部４０を有することにより、Ｐチャネルトランジスタ１０及びＮチャネルトランジスタ２０に生じる基板バイアス効果を抑制することができるので、スイッチ１３２のオン抵抗の変動を低減することができる。その結果、入力信号の電圧によらず可変抵抗器１００の抵抗値の可変量の精度を高めることができるという効果を奏する。
【００５６】
＜第３の実施形態＞
図５は、第３の実施形態に係るスイッチ１３２の構成例を示す。スイッチ１４２がスイッチ１３２と同じ構成を有してもよい。図５に示したスイッチ１３２は、第１電圧制御部３０がＮチャネル制御トランジスタ３２を有しない点、及び、第２電圧制御部４０がＰチャネル制御トランジスタ４２を有しない点で、図４に示したスイッチ１３２と異なり、他の点で同一である。
【００５７】
Ｐチャネルトランジスタ１０は、ソース電圧が閾値電圧よりも大きい場合に導通状態になる。したがって、ソース電圧が閾値電圧よりも大きい場合に、Ｐチャネルトランジスタ１０のバックゲートの電圧を入力信号の電圧に等しくすることが好ましい。そこで、第１電圧制御部３０がＮチャネル制御トランジスタ３２を有しないでＰチャネル制御トランジスタ３４を有することにより、入力信号の電圧がＰチャネルトランジスタ１０の閾値電圧よりも大きい状態におけるオン抵抗の増加を抑制しつつ、コストを低減することができる。
【００５８】
Ｎチャネルトランジスタ２０は、ソース電圧が閾値電圧よりも小さい場合に導通状態になる。したがって、ソース電圧が閾値電圧よりも小さい場合に、Ｎチャネルトランジスタ２０のバックゲート電圧を入力信号の電圧に等しくすることが好ましい。そこで、第２電圧制御部４０がＰチャネル制御トランジスタ４２を有しないでＮチャネル制御トランジスタ４４を有することにより、入力信号の電圧がＮチャネルトランジスタ２０の閾値電圧よりも小さい状態におけるオン抵抗の増加を抑制しつつ、コストを低減することができる。
【００５９】
以上の通り、本実施形態に係るスイッチ１３２によれば、入力信号の変化に伴うオン抵抗の増加を抑制すると共にコストを低減することができるという効果を奏する。
【００６０】
＜第４の実施形態＞
図６は、第４の実施形態に係るスイッチ１３２の構成例を示す。スイッチ１４２がスイッチ１３２と同じ構成を有してもよい。図６に示したスイッチ１３２は、第１電圧制御部３０がＰチャネル制御トランジスタ３４を有しない点、及び、第２電圧制御部４０がＮチャネル制御トランジスタ４４を有しない点で、図４に示したスイッチ１３２と異なり、他の点で同一である。
【００６１】
Ｐチャネルトランジスタ１０は、ソース電圧が大きいほどオン抵抗が小さく、ソース電圧が小さくなるにつれてオン抵抗が大きくなる。したがって、ソース電圧が小さい状態におけるＰチャネルトランジスタ１０のオン抵抗の増加をできるだけ抑制するべく、ソースに接続される入力信号が比較的小さい状態におけるＰチャネルトランジスタ１０のバックゲート電圧を入力信号の電圧に等しくすることが好ましい。
【００６２】
そこで、第１電圧制御部３０がＰチャネル制御トランジスタ３４を有しないで、Ｐチャネルトランジスタ１０の閾値電圧よりも閾値電圧が大きいＮチャネル制御トランジスタ３２を有することにより、入力信号の電圧が比較的小さい状態におけるオン抵抗の増加を抑制しつつ、コストを低減することができる。
【００６３】
同様に、Ｎチャネルトランジスタ２０は、ソース電圧が小さいほどオン抵抗が小さく、ソース電圧が大きくなるにつれてオン抵抗が大きくなる。ソース電圧が小さい状態におけるＮチャネルトランジスタ２０のオン抵抗の増加をできるだけ抑制するべく、ソースに接続される入力信号が比較的大きい状態におけるＮチャネルトランジスタ２０のバックゲート電圧を入力信号の電圧に等しくすることが好ましい。
【００６４】
そこで、第２電圧制御部４０がＮチャネル制御トランジスタ４４を有しないで、Ｎチャネルトランジスタ２０の閾値電圧よりも閾値電圧が小さいＰチャネル制御トランジスタ４２を有することにより、入力信号の電圧が大きい状態におけるオン抵抗の増加を抑制しつつ、コストを低減することができる。
【００６５】
以上の通り、本実施形態に係るスイッチ１３２によれば、入力信号の変化に伴うオン抵抗の増加を抑制すると共にコストを低減することができるという効果を奏する。
【００６６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００６７】
１０・・・Ｐチャネルトランジスタ、２０・・・Ｎチャネルトランジスタ、３０・・・第１電圧制御部、３２・・・Ｎチャネル制御トランジスタ、３４・・・Ｐチャネル制御トランジスタ、３６・・・制御トランジスタ、４０・・・第２電圧制御部、４２・・・Ｐチャネル制御トランジスタ、４４・・・Ｎチャネル制御トランジスタ、４６・・・制御トランジスタ、５０・・・インバータ、５２・・・インバータ、１００・・・可変抵抗器、１１０・・・入出力部、１２０・・・入出力部、１３０・・・第１可変抵抗部、１３２・・・スイッチ、１３４・・・抵抗、１４０・・・第２可変抵抗部、１４２・・・スイッチ、１４４・・・抵抗、３００・・・可変抵抗器、３１０・・・入出力部、３２０・・・入出力部、３３０・・・抵抗、３４０・・・スイッチ、４００・・・可変抵抗器、４１０・・・入出力部、４２０・・・入出力部、４３２・・・スイッチ、４３４・・・スイッチ４４２・・・スイッチ、４４４・・・抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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