(57)【要約】【課題】ユニティゲインバッファベースの電圧モード最大フォロワ回路を提供する。【解決手段】ユニティゲインバッファは、入力信号が出力端子に結合される「オン」状態と、入力信号が出力端子から分離される「オフ」状態とを提供する。複数のユニティゲインバッファは、同じ負荷を共有して電圧モード最大フォロワまたはマルチプレクサを形成することができる。【選択図】図３（ｂ）
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が対応する光センサからの入力信号を受信する複数の信号チャネルを有するマルチチャネル光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）システムであって、前記信号チャネルが、
前記入力信号を受信し、増幅された信号を提供する前置増幅器と、
前記前置増幅器から前記増幅された信号を受信し、出力端子に出力信号を供給する２状態ユニティゲインバッファと、を備え、前記信号チャネルの前記出力端子が、前記信号チャネルの前記２状態ユニティゲインバッファが、最大電圧フォロア回路を形成するように共に結ばれる、ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項２】
各々の信号チャネルが、トランスインピーダンス増幅器を含む請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項３】
各々の２状態ユニティゲインバッファが、
非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子と、を有する差動増幅器と、
第１の端子と、第２の端子と、制御端子と、を有するトランジスタであって、（ａ）前記トランジスタの前記第１の端子が、電源電圧基準に結合され、（ｂ）前記制御端子が、前記差動増幅器の前記出力端子に結合される、トランジスタと、
第１の端子と、第２の端子と、第３の端子と、を有するダイオードマトリックスであって、（ａ）前記ダイオードマトリックスの前記第１の端子が、前記差動増幅器の前記反転入力端子に結合され、（ｂ）前記ダイオードマトリックスの前記第２の端子が、前記トランジスタの前記第２の端子に結合され、（ｃ）前記ダイオードマトリックスの前記第３の端子が、前記２状態ユニティゲインバッファの前記出力端子に結合される、ダイオードマトリックスと、を備える、請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項４】
各々の２状態ユニティゲインバッファが、（ａ）前記２状態ユニティゲインバッファが第１の状態にあるとき、前記ダイオードマトリックスの前記第１および前記第２の端子が、導電性ダイオードを横切る電圧降下と実質的に等しい電圧差を有し、（ｂ）前記２状態ユニティゲインバッファが第２の状態にあるとき、前記ダイオードマトリックスの前記第１および前記第２の端子が、実質的に同じ電圧を有する、ように構成される、請求項３に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項５】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、ダイオードが、前記２状態ユニティゲインバッファ内の前記ダイオードマトリックスの前記第１および前記第２の端子を接続する、請求項３に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項６】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、ダイオードが、前記ダイオードマトリックスの前記第３の端子を前記ダイオードマトリックスの前記第１および前記第２の端子の各々に接続する、請求項３に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項７】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、電流源が、前記電源電圧基準と、前記ダイオードマトリックスの前記第１の端子と、の間に結合される、請求項３に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項８】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、電流源が、前記トランジスタの前記第２の端子と、前記接地基準と、の間に結合される、請求項３に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項９】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、電流源が、前記電源電圧基準と、前記ダイオードマトリックスの前記第３の端子と、の間に結合される、請求項３に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項１０】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、前記トランジスタが、バイポーラトランジスタを備える、請求項３に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項１１】
複数の入力端子および出力端子を有する電圧モード最大電圧フォロワ回路であって、入力端子および出力端子を各々有する複数の２状態ユニティゲインバッファを備え、各々の２状態ユニティゲインバッファの前記入力端子が、前記電圧モード最大電圧フォロワ回路の前記入力端子のうちの対応する１つに結合され、各々の２状態ユニティゲインバッファの前記出力端子が、前記電圧モード最大電圧フォロワ回路の前記出力端子に接続され、前記２状態ユニティゲインバッファが、電源電圧基準と接地電圧基準との間に結合され、各々の２状態ユニティゲインバッファが、
非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子と、を有する差動増幅器と
第１の端子と、第２の端子と、制御端子と、を有するトランジスタであって、（ａ）前記トランジスタの前記第１の端子が、前記電源電圧基準に結合され、（ｂ）前記制御端子が、前記差動増幅器の前記出力端子に結合される、トランジスタと、
第１の端子と、第２の端子と、第３の端子と、を有するダイオードマトリックスであって、（ａ）前記ダイオードマトリックスの前記第１の端子が、前記差動増幅器の前記反転入力端子に結合され、（ｂ）前記ダイオードマトリックスの前記第２の端子が、前記トランジスタの前記第２の端子に結合され、（ｃ）前記ダイオードマトリックスの前記第３の端子が、前記２状態ユニティゲインバッファの出力端子に結合される、ダイオードマトリックスと、を備える、電圧モード最大電圧フォロワ回路。
【請求項１２】
各々の２状態ユニティゲインバッファが、（ａ）前記２状態ユニティゲインバッファが第１の状態にあるとき、前記ダイオードマトリックスの前記第１および前記第２の端子が、導電性ダイオードを横切る電圧降下と実質的に等しい電圧差を有し、（ｂ）前記２状態ユニティゲインバッファが第２の状態にあるとき、前記ダイオードマトリックスの前記第１および前記第２の端子が、実質的に同じ電圧を有するように構成される、請求項１１に記載の電圧モード最大電圧フォロワ回路。
【請求項１３】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、ダイオードが、前記２状態ユニティゲインバッファ内の前記ダイオードマトリックスの前記第１および前記第２の端子を接続する、請求項１２に記載の電圧モード最大電圧フォロワ回路。
【請求項１４】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、ダイオードが、前記ダイオードマトリックスの前記第３の端子を前記ダイオードマトリックスの前記第１の端子および前記第２の端子の各々に接続する、請求項１２に記載の電圧モード最大電圧フォロワ回路。
【請求項１５】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、電流源が、前記電源電圧基準と、前記ダイオードマトリックスの前記第１の端子と、の間に結合される、請求項１２に記載の電圧モード最大電圧フォロワ回路。
【請求項１６】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、電流源が、前記トランジスタの前記第２の端子と、前記接地基準と、の間に結合される、請求項１２に記載の電圧モード最大電圧フォロワ回路。
【請求項１７】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、電流源が、前記電源電圧基準と、前記ダイオードマトリックスの前記第３の端子と、の間に結合される、請求項１２に記載の電圧モード最大電圧フォロワ回路。
【請求項１８】
各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、前記トランジスタが、バイポーラトランジスタを備える、請求項１２に記載の電圧モード最大電圧フォロワ回路。
【請求項１９】
入力端子および出力端子を有し、電源電圧基準と接地電圧基準との間に結合された２状態ユニティゲインバッファであって、
非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子と、を有する差動増幅器と、
第１の端子と、第２の端子と、制御端子と、を有するトランジスタであって、（ａ）前記トランジスタの前記第１の端子が、前記電源電圧基準に結合され、（ｂ）前記制御端子が、前記差動増幅器の前記出力端子に結合される、トランジスタと、
第１の端子と、第２の端子と、第３の端子と、を有するダイオードマトリックスであって、（ａ）前記ダイオードマトリックスの前記第１の端子が、前記差動増幅器の前記反転入力端子に結合され、（ｂ）前記ダイオードマトリックスの前記第２の端子が、前記トランジスタの前記第２の端子に結合され、（ｃ）前記ダイオードマトリックスの前記第３の端子が、前記２状態ユニティゲインバッファの出力端子に結合される、ダイオードマトリックスと、を備える、２状態ユニティゲインバッファ。
【請求項２０】
各々の２状態ユニティゲインバッファが、（ａ）前記２状態ユニティゲインバッファが第１の状態にあるとき、前記ダイオードマトリックスの前記第１および前記第２の端子が、導電性ダイオードを横切る電圧降下と実質的に等しい電圧差を有し、（ｂ）前記２状態ユニティゲインバッファが第２の状態にあるとき、前記ダイオードマトリックスの前記第１および前記第２の端子が、実質的に同じ電圧を有するように構成される、請求項１９に記載の２状態ユニティゲインバッファ。
【請求項２１】
ダイオードが、前記ダイオードマトリックスの前記第１と、前記第２の端子と、を接続する、請求項２０に記載の２状態ユニティゲインバッファ。
【請求項２２】
ダイオードが、前記ダイオードマトリックスの前記第３の端子を、前記ダイオードマトリックスの前記第１および前記第２の端子の各々に接続する、請求項２０に記載の２状態ユニティゲインバッファ。
【請求項２３】
電流源が、前記電源電圧基準と、前記ダイオードマトリックスの前記第１の端子と、の間に結合される、請求項１９に記載の２状態ユニティゲインバッファ。
【請求項２４】
電流源が、前記トランジスタの前記第２の端子と、前記接地基準と、の間に結合される、請求項１９に記載の２状態ユニティゲインバッファ。
【請求項２５】
電流源が、前記電源電圧基準と、前記ダイオードマトリックスの前記第３の端子と、の間に結合される、請求項１９に記載の２状態ユニティゲインバッファ。
【請求項２６】
前記トランジスタが、バイポーラトランジスタを含む、請求項１９に記載の２状態ユニティゲインバッファ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．技術分野
本発明は、アナログ増幅器に関する。特に、本発明は、電圧モード最大フォロワまたはマルチプレクサのような用途に使用され得るアナログ増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．関連技術の考察
移動する機械部品を必要としないソリッドステートの光検出と測距（ＬＩＤＡＲ）システムが利用可能になるまでは、マルチチャネルの高性能ＬＩＤＡＲ受信機において、基板、電力、およびコストの制約に対処する民生品利用（ＣＯＴＳ）受信機が必要である。
【０００３】
高精細マルチチャネルＬＩＤＡＲシステム（例えば、高度運転支援システムを備えた車両）は、アバランシェフォトダイオード（「ＡＰＤ」）などの複数のレーザおよび複数の光センサを使用する。そのようなシステムでは、ＴＩＡは通常、ＡＰＤからの光エネルギーを電気エネルギーに変換する。ＬＩＤＡＲ受信機の基板面積、消費電力、部品表を削減するために、各々のＴＩＡを、複数のＡＰＤに多重化することができる。このような多重化は、信号経路に追加のアナログスイッチとゲインブロックを使用して達成される。図１（ａ）は、２：１セレクタまたはマルチプレクサ１０３を介して入力信号を受信する前置増幅器１０１およびシングルエンド出力バッファ１０２からなる従来のＴＩＡ１００を示す。このような回路構成は、例えば、２０１６年３月２９日に出願されたＬｅｎｉｕｓ他の米国特許第９，２９９，７３１号「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｓｅｌｅｃｔａｂｌｅ  Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ（選択可能フォトダイオード回路のためのシステムおよび方法）」に開示されている。この回路構成では、スイッチのオン抵抗とＴＩＡの入力端子における容量の増加により、ノイズゲインが増加する。したがって、そのようなアプローチは、受信機の帯域幅およびそのダイナミックレンジの両方を損なう。
【０００４】
ノイズ性能を向上させるには、図１（ｂ）に示すように、ＴＩＡを多重化せず、ＴＩＡの出力端子にスイッチを配置する方法がある。図１（ｂ）は、従来のＴＩＡ１１０および１１１の出力信号を多重化するスイッチ１１２を示す。スイッチ１１２は、Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．からの電圧モード単極双投（ＳＰＤＴ）ＡＤＧ７８８のような集積回路に形成されたスイッチによって実装され得る。しかし、そのようなスイッチは帯域幅を制限し、信号揺れを制限しないように、追加の電源電圧を必要とする可能性がある。さらに、そのようなスイッチは、遅い遷移時間（例えば、２０ｎｓ）を有する。遷移時間を短くするために、電流モードスイッチングを使用して５ｎｓ未満のスイッチング時間を達成し、慎重な設計で標準バイポーラプロセスでサブナノ秒スイッチング時間を達成することが可能である。電圧モードで高速遷移スイッチを構築することは、シリコン・オン・インシュレータ・プロセスにおいても非常に困難であり、非常に高価になる可能性がある。
【０００５】
スイッチ１１２の１つの代替実装形態は、電圧モード最大フォロワ回路である。図２（ａ）は、各々のバイポーラトランジスタ（例えば、バイポーラトランジスタ２０２−１、２０２−２、．．．、２０２−Ｎ）を含む複数の共通コレクタ段２０１−１、２０１−２、．．．、２０１−Ｎを含む従来の電圧モード最大フォロワ回路２００を示す。これらのバイポーラトランジスタのエミッタ端子は、共通電流源２０４に接続され、それらのベース端子は、各々の入力端子ｉｎ１、ｉｎ２、．．．、ｉｎＮの入力信号のうちのそれぞれ１つによって制御される。共通コレクタ段２０１−１、２０１−２、．．．、２０１−Ｎは、同じ出力端子２０３を共有するエミッタフォロワである。電圧モード最大フォロワ回路２００は、アクティブ入力端子の最小電圧を、非アクティブ入力端子のいずれかの最大電圧より高く維持することによって、出力マルチプレクサとして使用することができる。このようにして、単一のアクティブ端子内の信号のみが共通出力端子２０３に供給される。非アクティブ入力端子を有するバイポーラトランジスタの電流は、共有出力端子２０３から実質的に抑制される。図１（ｂ）のアプローチは、各々の入力信号チャネルに専用のＴＩＡを必要とするため、コストが増加する。現在の最先端ＣＯＴＳ  ＴＩＡをこのアプローチに直接組み込むことはできないという追加の困難さがある。
【０００６】
例えば、従来のＣＯＴＳ  ＴＩＡは、Ｎａｔｉｏｎａｌ  ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒのＬＭ１１０集積回路などのユニティゲインバッファの出力段から、シングルエンド出力信号を提供することがよくある。（ＬＭ１１０の議論は、例えば、データシートＬＭ１１０／ＬＭ２１０／ＬＭ３１０ボルテージフォロワ、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、１９９４年１１月、およびＩＣ用の超ゲイントランジスタ、Ｒ．Ｊ．Ｗｉｄｌａｒ、ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ、４（４）：２４９−２５１、１９６９年８月）の中に見出すことができる）図２（ｂ）は、例えば、ＬＭ１１０集積回路において実現される従来のユニティゲインバッファ２５０を示す。ユニティゲインバッファ２５０において、出力端子２５３からの電圧帰還は、電圧帰還を有する基本エミッタフォロワの分離および直線性を向上させる。
【０００７】
しかしながら、従来のユニティゲインバッファ（例えば、ユニティゲインバッファ２５０）は、電圧モード最大フォロワ回路（例えば、上述の電圧モード最大フォロワ回路２００）または出力２つ以上のバッファが同じ出力負荷を共有するマルチプレクサ回路内の共通コレクタ段として、使用することができない。説明のために、図３（ａ）は、出力ノード３０３を共有するユニティゲインバッファ３０１および３０２を使用して、電圧モード最大フォロア３００を構築しようとする１つの失敗した試みを示す。図３（ａ）において、ユニティゲインバッファ３０１の電圧帰還増幅器Ａ０１は、トランジスタＱ０１のエミッタ端子の電圧を駆動して入力信号ｉｎ１を追従し、ユニティゲインバッファ３０２の電圧帰還増幅器Ａ０２は、トランジスタＱ０２のエミッタ端子の電圧を駆動して入力信号ｉｎ２を追従する。したがって、回路３００は、不確定な信号競合を明らかにする。
【０００８】
したがって、同じ出力ノードからのより低い入力電圧で他の入力端子を分離しながら、より高い電圧を有する入力端子が出力ノードを駆動することを可能にする、ユニティゲインバッファベースの電圧モード最大フォロワ回路が所望される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、２状態ユニティゲインバッファは、入力信号が出力端子に結合される「オン」状態と、入力信号が出力端子から分離される「オフ」状態とを提供する。複数のユニティゲインバッファは、同じ負荷を共有して電圧モード最大フォロワまたはマルチプレクサを形成することができる。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、２状態ユニティゲインバッファは、入力端子および出力端子を有することができ、（ｉ）非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子と、を有する差動増幅器、と、（ｉｉ）第１の端子と、第２の端子と、制御端子と、を有するトランジスタと、（ａ）トランジスタの第１の端子が電源電圧基準に結合され、（ｂ）制御端子が、作動増幅器の出力端子に結合され、（ｉｉｉ）第１の端子と、第２の端子と、第３の端子と、を有するダイオードマトリックスと、を含むことができ、（ａ）ダイオードマトリックスの第１の端子が、差動増幅器の反転入力端子に結合され、（ｂ）ダイオードマトリックスの第２の端子が、トランジスタの第２の端子に結合され、（ｃ）ダイオードマトリックスの第３の端子が、２状態ユニティゲインバッファの出力端子に結合される。２状態ユニティゲインバッファは、（ａ）２状態ユニティゲインバッファが第１の状態にあるとき、ダイオードマトリックスの第１および第２の端子が、導電性ダイオードを横切る電圧降下と実質的に等しい電圧差を有し、（ｂ）２状態ユニティゲインバッファが第２の状態にあるとき、ダイオードマトリックスの第１の端子および第２の端子が、実質的に同じ電圧を有するように構成することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、第１の電流源が、電源電圧基準とダイオードマトリックスの第１の端子との間に結合され、第２の電流源が、トランジスタの第２の端子と接地基準との間に結合され、第３の電流源が、接地電圧基準とダイオードマトリックスの第３の端子との間に結合される。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、電圧モード最大電圧フォロワ回路は、本発明の複数の２状態ユニティゲインバッファを電圧モード最大電圧フォロワ回路の共通出力端子に接続することによって形成することができる。
【００１３】
本発明は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することにより、よりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１（ａ）】従来のＴＩＡ１００を示し、２：１セレクタまたはマルチプレクサ１０３を介して入力信号を受信する前置増幅器１０１およびシングルエンド出力バッファ１０２からなる。
【図１（ｂ）】従来のＴＩＡ１１０および１１１の出力信号を多重化するスイッチ１１２を示す。
【図２（ａ）】従来の電圧モード最大フォロワ回路２００を示す。
【図２（ｂ）】従来のユニティゲインバッファ２５０を示す。
【図３（ａ）】出力ノード３０３を共有するユニティゲインバッファ３０１および３０２を使用して電圧モード最大フォロア３００を構築しようとする１つの失敗した試みを示す。
【図３（ｂ）】本発明の一実施形態による、出力端子３５３を共用するＴＩＡ３５１および３５２を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による、電圧モード最大フォロワ回路または出力マルチプレクサ回路を構成するために使用可能な２状態ユニティゲインバッファ４００を示す。
【図５】本発明の一実施形態による、オン状態で動作する２状態ユニティゲインバッファ４００の等価回路４２０を示す。
【図６】本発明の一実施形態による、オフ状態で動作する２状態ユニティゲインバッファ４００の等価回路４５０を示す。
【図７（ａ）】本発明の一実施形態による、２状態ユニティゲインバッファ７０１および７０２を含む電圧最大フォロワ回路７００を示す。
【図７（ｂ）】本発明の一実施形態による、２状態ユニティゲインバッファ７０１がオン状態で、２状態のユニティゲインバッファ７０２がオフ状態のときの電圧最大フォロア回路７００の等価回路７５０を示す。
【００１５】
詳細な説明を単純化し、図面間の相互参照を容易にするために、図の同様の要素には同様の参照番号が割り当てられている。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、付加的な構成要素なしに共通の出力端子において他のそのようなＴＩＡの出力信号と組み合わせることができる２つの状態を有するユニティゲインバッファによって駆動されるシングルエンド出力信号を有するＴＩＡを提供する。このようなＴＩＡは、マルチチャネルＬＩＤＡＲ受信機での使用に好適な多重化ＴＩＡを構築するために使用することができる。
【００１７】
図３（ｂ）は、本発明の一実施形態による、出力端子３５３を共用するＴＩＡ３５１および３５２を示すブロック図である。図３（ｂ）において、ＴＩＡ３５１のユニティゲインバッファ３６１がイネーブルされると、端子ｉｎ１の入力信号は出力端子３５３に結合され、ＴＩＡ３５２のユニティゲインバッファ３６２は、入力端子ｉｎ２の入力信号が、共通出力端子３５３から分離されるようにディスエーブルされる。本発明のユニティゲインバッファ３６１および３６２は、従来技術のユニティゲインバッファとは異なり、各々が任意の所与の時間に２つの状態のうちの１つで動作する。１つの状態では、ユニティゲインバッファは、共通ノード３５３で出力信号を供給する。他の状態では、ユニティゲインバッファは、実質的に高インピーダンス状態にある。
【００１８】
本発明の２状態ユニティゲインバッファは、信号経路内の追加のスイッチによって提供され得るよりも、より良好な分離およびより速いスイッチング速度を提供する電流ステアリングダイオードを含む。本発明ＴＩＡのＮ個のインスタンスは、低ノイズおよび高帯域幅を維持しながら、信号経路内の追加の構成要素なしでＮ：１マルチプレクサを形成するために組み合わせることができる。本発明のＴＩＡを使用して、マルチチャネルＬＩＤＡＲ受信機は、ボード、電力、およびコストの制約に対処することができる。このようなマルチチャネルＬＩＤＡＲ受信機における本発明のＴＩＡは、別個の集積回路上に、または同じ集積回路上に提供することができる。マルチチャネルＬＩＤＡＲ受信機に本発明の複数のＴＩＡを統合することにより、チャネル当たりの電力が低くなり、ダイナミックレンジを最適化するためのプログラム可能なまたは可変なゲインが得られる。
【００１９】
図４は、本発明の一実施形態による、電圧モード最大フォロワ回路または出力マルチプレクサ回路を構成するために使用することができる２状態ユニティゲインバッファ４００を示す。図４に示すように、２状態ユニティゲインバッファ４００は、差動増幅器Ａ０、バイポーラトランジスタＱ０、ダイオードマトリックスを形成するダイオードＤ１、Ｄ２およびＤ３、およびそれぞれ電流Ｉ２、Ｉ０およびＩ１を供給する電流源４０２、４０３および４０４を含む。２状態ユニティゲインバッファ４００は、２つの異なる状態：「オン」および「オフ」で動作する。
【００２０】
「オン」状態では、ダイオードＤ３は、差動増幅器Ａ０の反転入力端子とトランジスタＱ０のエミッタ端子が、ダイオードＤ２およびＤ１によって出力端子４０５に結合されるように、導通していない。図５は、本発明の一実施形態による、オン状態で動作するユニティゲインバッファ４００の等価回路４２０を示す。この構成では、トランジスタＱ０のエミッタ端子およびダイオードＤ１およびＤ２の電流がＩ０＋Ｉ１−Ｉ２、Ｉ０−Ｉ２およびＩ２となる。この構成では、差動増幅器Ａ０の反転端子とトランジスタＱ０のエミッタ端子とは実質的に等しい。
【００２１】
しかし、オフ状態では、ダイオードＤ３が導通し、電流源４０２およびトランジスタＱ０の電流を出力端子４０５から離す。図６は、本発明の一実施形態による、オフ状態で動作する２状態ユニティゲインバッファ４００の等価回路４５０を示す。この構成では、バイポーラトランジスタＱ０から流出する電流とダイオードＤ３の電流は、それぞれＩ１−Ｉ２およびＩ２、である。
【００２２】
表１は、オン状態とオフ状態のトランジスタ電流とダイオード電流の要約である。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
図７（ａ）は、本発明の一実施形態による２状態ユニティゲインバッファ７０１および７０２を含む電圧最大フォロワ回路７００を示す。図７（ａ）に示すように、２状態ユニティゲインバッファ７０１および７０２の出力端子は、共通ノード７０５に接続されている。図７（ａ）はまた、２状態のユニティゲインバッファ７０１および７０２にそれぞれ印加される例示的な入力電圧１．８ボルトおよび１．４ボルトを示す。導電性ダイオードの電圧降下が約０．８ボルトであると仮定すると、例示的な電圧はまた、バイポーラトランジスタＱ０１およびＱ０２ベース端子について、それぞれの２状態ユニティゲインバッファ７０１および７０２における、ダイオードＤ１１，Ｄ２１およびＤ３１およびＤ１２，Ｄ２２およびＤ３２、の入力および出力端子において、図７（ａ）にラベル化されている。したがって、図７（ａ）は、２状態ユニティゲインバッファ７０１がオン状態であり、２状態ユニティゲインバッファ７０２がオフ状態であることを示している。各々の２状態ユニティゲインバッファにおいて、それぞれの差動増幅器Ａ０１およびＡ０２は、それぞれのバイポーラトランジスタＱ０１およびＱ０２に結合されて留まり、その結果、それぞれのエミッタ出力端子の電圧が、それぞれの入力電圧に急速に追従して、それによりオン状態とオフ状態との間の各々の２状態ユニティゲインバッファにおける高速遷移を可能にする。オン状態の２状態ユニティゲインバッファ内の入力端子および出力端子間のオフセットを最小にするために、２状態ユニティゲインバッファ内の電流源は、バイポーラトランジスタのエミッタ電流における同じ電流密度を維持するようにプログラムされてもよい。
【００２５】
図７（ｂ）は、本発明の一実施形態による、２状態ユニティゲインバッファ７０１がオン状態にあり、２状態ユニティゲインバッファ７０２がオフ状態にあるときの電圧最大フォロワ回路７００の等価回路７５０を示す。
【００２６】
図７（ａ）の２つの２状態のユニティゲインバッファについてのみ示されているが、本発明の電圧モード最大電圧フォロワ回路は、任意の数の２状態ユニティゲインバッファを含むことができ、それらのそれぞれのダイオードマトリックスが、最大周波数応答を維持しながら共通の出力端子を共有する。
【００２７】
このように、本発明は、２状態ユニティゲインバッファが、信号経路内の追加のスイッチを使用することなく、かつ２状態のユニティゲインバッファに入力信号を供給するＴＩＡで達成される性能（例えば、帯域幅性能）を損なうことなく、複数のチャネルの出力端子を一緒に結ぶことを可能にする低コストＬＩＤＡＲシステムを可能にする。
【００２８】
上記の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態を例示するために提供され、限定することを意図するものではない。本発明の範囲内で多くの変形および変更が可能である。本発明は、添付の特許請求の範囲に記載されている。
【符号の説明】
【００２９】
１０１  増幅器
１０２  シングルエンド出力バッファ
１０３  セレクタまたはマルチプレクサ
１１２  スイッチ
２００  電圧モード最大フォロワ回路
２０１−１  共通コレクタ段
２０１−２  共通コレクタ段
２０２−１  バイポーラトランジスタ
２０２−２  バイポーラトランジスタ
２０３  出力端子
２０４  共通電流源
２５０  ユニティゲインバッファ
２５３  出力端子
３００  回路
３０１  ユニティゲインバッファ
３０２  ユニティゲインバッファ
３０３  出力ノード
３５３  出力端子
３６１  ユニティゲインバッファ
３６２  ユニティゲインバッファ
４００  ユニティゲインバッファ
４０２  電流源
４０３  電流源
４０４  電流源
４０５  出力端子
４２０  等価回路
４５０  等価回路
７００  フォロワ回路
７０１  ユニティゲインバッファ
７０２  ユニティゲインバッファ
７０５  共通ノード
７５０  等価回路
【図１（ａ）】
2018159706.tif 000004
【図１（ｂ）】
2018159706.tif 000005
【図２（ａ）】
2018159706.tif 000006
【図２（ｂ）】
2018159706.tif 000007
【図３（ａ）】
2018159706.tif 000008
【図３（ｂ）】
2018159706.tif 000009
【図４】
2018159706.tif 000010
【図５】
2018159706.tif 000011
【図６】
2018159706.tif 000012
【図７（ａ）】
2018159706.tif 000013
【図７（ｂ）】
2018159706.tif 000014
【外国語明細書】
2018159706000001.pdf