(57)【要約】  バックゲート電圧（ＶＢＧ）によって調整可能なバックゲート端子（ＢＧ）を備えた電界効果トランジスタ（Ｔ）を含む電界効果トランジスタ構成（１）が提案され、さらに、この電界効果トランジスタ（Ｔ）にはゲートソース間電圧（ＶＧＳ）およびドレインソース間電圧（ＶＤＳ）が印加されており、ドレイン電流ＩＤが電界効果トランジスタ（Ｔ）を通って流れる。この電界効果トランジスタ構成（１）は、バックゲート端子（ＢＧ）と接続された調節ユニット（１０）をさらに含み、この調節ユニット（１０）は、電界効果トランジスタ（Ｔ）を通って流れるドレイン電流（ＩＤ）を、バックゲート端子（ＢＧ）におけるバックゲート電圧（ＶＢＧ）の調節によって目標電流に調整するために設けられ、バックゲート電圧（ＶＢＧ）の調節は、少なくともゲートソース間電圧（ＶＧＳ）に依存して行われる。さらに、電界効果トランジスタ（Ｔ）のドレイン電流の調整方法が提案される。
2021506164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  バックゲート電圧（ＶＢＧ）によって調整可能なバックゲート端子（ＢＧ）を備えた電界効果トランジスタ（Ｔ）であって、さらに、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）にはゲートソース間電圧（ＶＧＳ）およびドレインソース間電圧（ＶＤＳ）が印加されており、ドレイン電流（ＩＤ）が前記電界効果トランジスタ（Ｔ）を通って流れる、電界効果トランジスタ（Ｔ）と；
−  前記バックゲート端子（ＢＧ）と接続された調節ユニット（１０）であって、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）を通って流れる前記ドレイン電流（ＩＤ）を、前記バックゲート端子（ＢＧ）における前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）の調節によって目標電流に調整するために設けられ、前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）の前記調節が、少なくとも前記ゲートソース間電圧（ＶＧＳ）に依存して行われる、調節ユニット（１０）とを含む電界効果トランジスタ構成（１）。
【請求項２】
前記調節ユニット（１０）が、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）における前記ドレインソース間電圧（ＶＤＳ）に依存して前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）を調節するために設けられている、請求項１に記載の電界効果トランジスタ構成（１）。
【請求項３】
前記目標電流が、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）の飽和領域（５０）で前記ドレインソース間電圧（ＶＤＳ）に依存していない、請求項１または２に記載の電界効果トランジスタ構成（１）。
【請求項４】
前記調節ユニット（１０）が、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）の公知の電気的挙動に基づいて前記電界効果トランジスタ（Ｔ）の前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）を調節するために設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ構成（１）。
【請求項５】
前記調節ユニット（１０）が、さらに前記電界効果トランジスタ（Ｔ）を通る前記ドレイン電流（ＩＤ）に依存して前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）を調節するために設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ構成（１）。
【請求項６】
前記電界効果トランジスタ構成（１）が基準電界効果トランジスタ（Ｔ１）を含み、前記基準電界効果トランジスタ（Ｔ１）には、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）の前記ゲートソース間電圧（ＶＧＳ）と同じゲートソース間電圧（ＶＧＳ１）が印加されており、前記基準電界効果トランジスタ（Ｔ１）には一定のドレインソース間電圧（ＶＤＳ１）および一定のバックゲート電圧（ＶＢＧ１）が印加されている、請求項５に記載の電界効果トランジスタ構成（１）。
【請求項７】
前記調節ユニット（１０）が、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）における前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）を、前記基準電界効果トランジスタ（Ｔ１）を通る前記ドレイン電流（ＩＤ１）が前記電界効果トランジスタ（Ｔ）を通る前記ドレイン電流（ＩＤ）と同一であるように調節するために設けられている、請求項６に記載の電界効果トランジスタ構成（１）。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の１つまたは複数の電界効果トランジスタ構成（１）を含む電気回路、とりわけ増幅回路（１００）。
【請求項９】
電界効果トランジスタ（Ｔ）のドレイン電流の調整方法であって、
−  バックゲート電圧（ＶＢＧ）によって調整可能なバックゲート端子（ＢＧ）を備えた電界効果トランジスタ（Ｔ）を準備するステップであって、さらに、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）にはゲートソース間電圧（ＶＧＳ）およびドレインソース間電圧（ＶＤＳ）が印加されており、ドレイン電流（ＩＤ）が前記電界効果トランジスタ（Ｔ）を通って流れるステップと；
−  前記バックゲート端子（ＢＧ）と接続された調節ユニット（１０）により、前記バックゲート端子（ＢＧ）における前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）の調節によって前記電界効果トランジスタ（Ｔ）を通って流れる前記ドレイン電流（ＩＤ）を目標電流に調整するステップであって、前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）の前記調節が、少なくとも前記ゲートソース間電圧（ＶＧＳ）に依存して行われるステップとを含む調整方法。
【請求項１０】
前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）の前記調節が、前記ドレインソース間電圧（ＶＤＳ）に依存して行われる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記目標電流が、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）の飽和領域（５０）で前記ドレインソース間電圧（ＶＤｓ）に依存していない、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）の前記調節が、前記調節ユニット（１０）により、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）の公知の電気的挙動に基づいて行われる、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）の前記調節が、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）を通って流れる前記ドレイン電流（ＩＤ）に依存して行われる、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、基準電界効果トランジスタ（Ｔ１）の準備を含み、前記基準電界効果トランジスタ（Ｔ１）には、前記電界効果トランジスタ（Ｔ）の前記ゲートソース間電圧（ＶＧＳ）と同じゲートソース間電圧（ＶＧＳ１）が印加されており、前記基準電界効果トランジスタ（Ｔ１）には一定のドレインソース間電圧（ＶＤｓ１）および一定のバックゲート電圧（ＶＢＧ１）が印加されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記バックゲート電圧（ＶＢＧ）の前記調節が、前記調節ユニット（１０）により、前記基準電界効果トランジスタ（Ｔ１）を通る前記ドレイン電流（ＩＤ１）が前記電界効果トランジスタ（Ｔ）を通る前記ドレイン電流（ＩＤ）と同一であるように行われる、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界効果トランジスタ構成および電界効果トランジスタのドレイン電流の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界効果トランジスタでのドレイン電流ＩＤは、ピンチオフ領域とも言う飽和領域で、寄生効果により、ドレインソース間電圧ＶＤＳが増すにつれて上昇する。この望ましくない挙動は、ＣＭＯＳプロセスの場合、トランジスタのスケーリングが進むにつれて増大し、これにより例えば最新のＣＭＯＳ電界効果トランジスタの出力特性曲線族はかなりの上昇を有する（これについては従来技術の図１も参照）。
【０００３】
前述の効果は、小信号のドレインソース間抵抗ｒＤＳを低下させ、したがって電界効果トランジスタの固有の増幅度Ａｉも低下させることが不利である。電界効果トランジスタの固有の増幅度とは、電界効果トランジスタが特定の作用点において達成し得る最大の電圧増幅度を表す。この固有の増幅度は、高抵抗負荷をもつソース接地回路における電界効果トランジスタに関しては、いわゆる小信号の相互コンダクタンスｇｍと、小信号のドレインソース間抵抗ｒＤＳとの積から計算される。この量の値が高いことが、大きな増幅度または高い精度を必要とする用途にとって重要である。
【０００４】
複数の電界効果トランジスタを備えた複雑な回路トポロジーにより、固有の増幅度が低い電界効果トランジスタを用いても、電圧増幅度の高い増幅回路が構想され得る。これはただし、複数の電界効果トランジスタの積層を前提とし、これは、スケーリングされたＣＭＯＳ技術においては、低い供給電圧によっては困難ないしは不可能である。強いＩＤ（ＶＤＳ）依存性および低い供給電圧の両方の効果の組合せは、スケーリングされたＣＭＯＳプロセスにおいて、高い電圧増幅度をまったく達成させ得ないかまたはかなりの費用をかけてしか達成させ得ない。
【発明の概要】
【０００５】
本発明によれば、バックゲート電圧によって調整可能なバックゲート端子を備えた電界効果トランジスタを含む電界効果トランジスタ構成が提供され、さらに、この電界効果トランジスタにはゲートソース間電圧およびドレインソース間電圧が印加されており、ドレイン電流が電界効果トランジスタを通って流れる。この電界効果トランジスタ構成は、バックゲート端子と接続された調節ユニットをさらに含み、この調節ユニットは、電界効果トランジスタを通って流れるドレイン電流を、バックゲート端子におけるバックゲート電圧の調節によって目標電流に調整するために設けられ、バックゲート電圧の調節は、少なくともゲートソース間電圧に依存して行われる。
【０００６】
本発明は、バックゲート電圧の調節により、望ましくない寄生効果が相殺され得るという利点を有する。これにより、例えば、電界効果トランジスタの飽和領域でドレイン電流がほぼ一定の出力特性曲線を作ることができ（これについては具体例として図４を参照）、これにより、小信号のドレインソース間抵抗が大きくなり、したがって電界効果トランジスタの固有の増幅度が改善される。本発明により、操作量として機能するバックゲート電圧を調節するために、したがってドレイン電流を目標電流に調整するために、少なくともゲートソース間電圧が入力量として機能する調節システムまたは調節回路が実現される。本発明は、バックゲート電圧のドレイン電流への強い支配率をもつ電界効果トランジスタに特に適しており、これは、例えばＳＯＩ−またはＦＤＳＯＩ−ＣＭＯＳ技術の場合にそうである。しかし、ドレイン電流をバックゲート電圧の変化によって敏感に変化させ得るそのほかの電界効果トランジスタも、本発明の意味において好ましく使用され得る。電界効果トランジスタは、例えばＩＧＦＥＴ、例えばＭＯＳＦＥＴまたはＪＦＥＴであることができ、これに関し本発明は特定の電界効果トランジスタには限定されていない。例えば、自己導通性電界効果トランジスタも自己遮断性電界効果トランジスタも考慮される。さらにこの電界効果トランジスタ構成は、従来技術の電界効果トランジスタの代わりに、電気回路内に接続されまたは組み込まれ得る。
【０００７】
調節ユニットは、電界効果トランジスタにおけるドレインソース間電圧に依存してバックゲート電圧を調節するためにも設けられていることが好ましい。これにより、例えば、電界効果トランジスタがどの動作領域に、例えば線形領域または飽和領域にあるかが確かめられ得る。したがって調節ユニットは、それぞれの領域に適したバックゲート電圧の調節をもたらし得る。
【０００８】
目標電流が、電界効果トランジスタの飽和領域でドレインソース間電圧に依存しないでいられることが好ましい。言い換えれば、バックゲート電圧が調節ユニットにより、ドレインソース間電圧の関数としてのドレイン電流が一定であるように調節される。これにより、電界効果トランジスタ構成の固有の増幅度が最大化される。
【０００９】
調節ユニットは、特別な一実施形態では、電界効果トランジスタの公知の電気的挙動に基づいて電界効果トランジスタのバックゲート電圧を調節するために設けられ得る。この実施形態の利点は、電界効果トランジスタのドレイン電流が明確に確定されなくてよいことである。そのうえ調節ユニットは、追加的な較正課題を、例えばプロセス変動を補正するために担い得る。電界効果トランジスタの公知の電気的挙動は、例えばメモリ内に保存されたデータセットの形態で、調節ユニットに提供され得る。この場合これに基づき、データならびにドレインソース間電圧およびゲートソース間電圧を使って、バックゲート電圧のための相応の修正量が確定され得る。
【００１０】
その代わりに調節ユニットは、電界効果トランジスタを通って流れるドレイン電流に依存してバックゲート電圧を調節するために設けられ得る。したがって、基準素子を用いた調節回路を実現するためのすべての電気的情報、つまりドレイン電流、ゲートソース間電圧、およびドレインソース間電圧が存在している。
【００１１】
好ましい一実施形態によれば、電界効果トランジスタ構成が基準電界効果トランジスタを含み、この基準電界効果トランジスタには、電界効果トランジスタにおけるゲートソース間電圧と同じゲートソース間電圧が印加されており、さらに、この基準電界効果トランジスタには一定のドレインソース間電圧および一定のバックゲート電圧が印加されている。これにより、基準電界効果トランジスタを通って流れるドレイン電流がドレインソース間電圧に依存しないことが有利である。
【００１２】
調節ユニットは、電界効果トランジスタにおけるバックゲート電圧を、基準電界効果トランジスタを通るドレイン電流が電界効果トランジスタを通るドレイン電流と同一であるように調節するために設けられ得る。したがって基準電界効果トランジスタを通るドレイン電流は、電界効果トランジスタを通るドレイン電流のための目標量として用いられる。したがって基準電界効果トランジスタにより、電界効果トランジスタを通る非依存性ドレイン電流が調整され、この非依存性ドレイン電流は、ドレインソース間電圧に依存していない。
【００１３】
さらに、前記請求項のいずれか一項に記載の１つまたは複数の電界効果トランジスタ構成を含む電気回路、とりわけ増幅回路が提案される。電気回路、とりわけ増幅回路は、電界効果トランジスタの寄生効果の除去または相殺により、改善された性能を有し得る。
【００１４】
これに関し電界効果トランジスタのドレイン電流の本発明による調整方法は、基本的に以下のステップを含み、すなわち第１のステップでは、バックゲート電圧によって調整可能なバックゲート端子を備えた電界効果トランジスタの準備が行われ、さらに、この電界効果トランジスタにはゲートソース間電圧およびドレインソース間電圧が印加されている。さらなるステップでは、バックゲート端子と接続された調節ユニットにより、バックゲート端子におけるバックゲート電圧の調節によってドレイン電流の目標電流への調整が行われ、バックゲート電圧の調節は、少なくともゲートソース間電圧およびドレインソース間電圧に依存して行われる。
【００１５】
本方法の利点は、上述の電界効果トランジスタ構成の利点に相応する。
バックゲート電圧の調節は、さらにドレインソース間電圧に依存して行うこともできる。
【００１６】
目標電流が、電界効果トランジスタの飽和領域でドレインソース間電圧に依存しないでいられることが好ましい。
特別な一実施形態では、バックゲート電圧の調節が、調節ユニットにより、電界効果トランジスタの公知の電気的挙動に基づいて行われ得る。
【００１７】
さらに本方法は、電界効果トランジスタを通って流れるドレイン電流に依存するバックゲート電圧の調節を含み得る。
本方法が、基準電界効果トランジスタの準備を含み得ることが好ましく、この基準電界効果トランジスタには、電界効果トランジスタにおけるゲートソース間電圧と同じゲートソース間電圧が印加されており、この基準電界効果トランジスタには一定のドレインソース間電圧および一定のバックゲート電圧が印加されている。
【００１８】
さらなる好ましい一実施形態では、バックゲート電圧の調節が、調節ユニットにより、基準電界効果トランジスタを通るドレイン電流が電界効果トランジスタを通るドレイン電流と同一であるように行われ得る。
【００１９】
本発明の有利な変形形態は、従属請求項に提示されており、明細書中で説明されている。
本発明の例示的実施形態を、図面および以下の説明に基づいてより詳しく解説する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術の電界効果トランジスタの出力特性曲線族を示すグラフである。
【図２】第１の実施形態に基づく本発明による電界効果トランジスタ構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態に基づく本発明による電界効果トランジスタ構成を示す図である。
【図４】本発明による電界効果トランジスタ構成の例示的な出力特性曲線族を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１では、従来技術の電界効果トランジスタの出力特性曲線族が示されており、この出力特性曲線族では、電界効果トランジスタを通って流れるドレイン電流ＩＤが、多数の様々なゲートソース間電圧ＶＧＳに関するドレインソース間電圧ＶＤＳの関数として示されている。これに関し従来技術に基づく電界効果トランジスタでは、そのバックゲート端子において、調整可能な、しかし一定のバックゲート電圧が調整されており、これはここでは明確には示されていない。各々の帰属のゲートソース間電圧ＶＧＳについてのドレイン電流ＩＤの関数の推移は、ドレインソース間電圧ＶＤＳの関数として、十分に小さいドレインソース間電圧ＶＤＳに対する線形領域４０と、十分に大きいドレインソース間電圧ＶＤＳに対する飽和領域５０とを示しており、これらの領域は、分かり易くするために分割線によって互いに分割されている。図１に示したドレインソース間電圧ＶＤＳの関数としてのドレイン電流ＩＤの推移は、ピンチオフ領域とも言う飽和領域５０で、ドレイン電流が、ドレインソース間電圧の関数としてさらに上昇することを示しており、これは望ましくなく、寄生効果が原因と考えられ得る。この効果は、小信号のドレインソース間抵抗を比較的低くし、したがって固有の増幅度を比較的低くすることが不利である。
【００２２】
図２では、本発明の第１の実施形態に基づく電界効果トランジスタ構成１を説明している。この場合、電界効果トランジスタ構成１は、例示的に電気回路内に、この具体例では増幅回路１００内に組み込まれている。
【００２３】
この場合、電界効果トランジスタ構成１は、バックゲート電圧ＶＢＧによって調整可能なバックゲート端子ＢＧを備えた電界効果トランジスタＴを含んでいる。さらに、この電界効果トランジスタＴにはゲートソース間電圧ＶＧＳおよびドレインソース間電圧ＶＤＳが印加されており、さらに、ドレイン電流ＩＤが電界効果トランジスタＴを通って流れる。純粋に例示的に、この実施形態では電界効果トランジスタＴのソース端子Ｓが接地されており、したがって電界効果トランジスタＴのゲート端子Ｇに印加されている電圧が、ゲートソース間電圧ＶＧＳに相当する。ただしこれに関し本発明はソース端子Ｓの接地には限定されていない。
【００２４】
電界効果トランジスタ構成１は、電界効果トランジスタＴのバックゲート端子ＢＧと接続された調節ユニット１０をさらに含んでいる。この調節ユニット１０は、電界効果トランジスタＴを通って流れるドレイン電流ＩＤを、バックゲート端子ＢＧにおけるバックゲート電圧ＶＢＧの調節によって目標電流に調整するために設けられている。バックゲート電圧ＶＢＧの調節は、少なくともゲートソース間電圧ＶＧＳに依存して行われる。
【００２５】
電界効果トランジスタ構成１は、バックゲート電圧ＶＢＧの調節により、望ましくない寄生効果を補正し得るという利点を有する。目標電流は、例えば、小信号のドレインソース間抵抗が相応に大きくなり、したがって電界効果トランジスタＴの固有の増幅度が改善されるように選択され得る。
【００２６】
本発明により、操作量として働くバックゲート電圧ＶＢＧを調節するために、したがってドレイン電流を目標電流に調整するために、少なくともゲートソース間電圧ＶＧＳが入力量として機能するフィードバック型の調節システムまたは調節回路が説明される。
【００２７】
調節ユニット１０は、これに加えて電界効果トランジスタＴにおけるドレインソース間電圧ＶＤＳに依存してバックゲート電圧ＶＢＧを調節することもできる。所定のゲートソース間電圧ＶＧＳの場合、ドレインソース間電圧ＶＤＳにより、例えば電界効果トランジスタＴがどの動作領域に存在するのか、つまり例えば電界効果トランジスタＴが飽和領域５０に存在するのかまたは線形領域４０に存在するのかが決定され得る。
【００２８】
この場合、調節ユニット１０は、例えば、電界効果トランジスタＴに印加されているドレインソース間電圧ＶＤＳおよびゲートソース間電圧ＶＧＳを直接的に検出または捕捉するために設けられ得る。その代わりにこれを、明確には示されていない相応の測定ユニットによって捕捉して、調節ユニット１０に引き渡すこともできる。
【００２９】
とりわけ、目標電流が、電界効果トランジスタＴの飽和領域５０でドレインソース間電圧ＶＤＳに依存しないでいられる。したがってバックゲート電圧ＶＢＧは、入力量に依存して、ドレイン電流ＩＤが相応にこの一定の目標電流と一致するように調節される。これにより、固有の増幅度が最大化され得る。
【００３０】
この具体的な実施形態では、バックゲート電圧ＶＢＧの調節は、ゲートソース間電圧ＶＧＳおよびバックゲート電圧ＶＢＧにのみ依存して行われ、これに関し本発明はこれには限定されていない。
【００３１】
この例示的な実施形態では、調節ユニット１０はさらに、電界効果トランジスタＴの公知の電気的挙動に基づいて電界効果トランジスタＴのバックゲート電圧ＶＢＧを調節するために設けられている。このために、例えば電界効果トランジスタＴの電気的挙動を説明する電界効果トランジスタＴのデータセットが、メモリ１５内に格納され得る。この場合、このメモリ１５に調節ユニット１０がアクセスできる。例えば、調節ユニット１０が内部メモリ１５を含むことができ、この内部メモリ１５内に、電界効果トランジスタＴの電気的挙動についての相応のデータが保存されている。このデータは例えば、図１と同じような、ゲートソース間電圧ＶＧＳの様々な値に関するＩＤ（ＶＤＳ）依存性の形態での出力特性曲線を有し得る。
【００３２】
この場合、調節ユニット１０は、ゲートソース間電圧ＶＧＳおよび任意選択でドレインソース間電圧ＶＤＳの捕捉により、公知の挙動と比較することで、バックゲート電圧ＶＢＧのための適切な修正量を決定し得る。この場合、これにより相応に、電界効果トランジスタ１を通る例えば飽和領域５０で一定の所望の目標電流が、バックゲート電圧ＶＢＧによって調整され得る。この実施形態では、入力量としてのドレイン電流ＩＤが明確には確定されなくてよいことが有利である。ただし図３で説明している実施形態に比べ、調節ユニット１０のための設計費用の上昇および調節技術の複雑化が必要である。
【００３３】
このような電界効果トランジスタ構成１の例示的な出力特性曲線族は、例えば図４から読み取ることができる。
このような電界効果トランジスタ構成１は、例示的に図２に示したように、電気回路内に組み込まれ得る。この例では、電気回路は増幅回路１００として形成されている。この増幅回路１００は、典型的なソース接地回路の形態で形成されており、これに関し本発明は特定の回路には限定されていない。この実施形態での増幅回路１００は、負荷抵抗Ｒ１を介して電界効果トランジスタＴのドレイン端子Ｄと接続された動作電圧ＶＤＤを含んでいる。したがって動作電圧ＶＤＤの一部が常に負荷抵抗Ｒ１で降下する。この場合、負荷抵抗Ｒ１はさらにドレイン電流ＩＤを制限する。この増幅回路１００の入力電圧は、この実施形態では電界効果トランジスタＴのゲート端子Ｇに印加される。この場合、ドレイン端子Ｄにおいて、増幅回路１００の増幅された出力電圧Ｖｏｕｔが取り出され得る。したがってこの電界効果トランジスタ構成１は、従来技術の通常の電界効果トランジスタの代わりに使用でき、その場合、電気回路、ここでは増幅回路は、従来技術の回路に比べ、寄生挙動を有さないかまたは寄生挙動が低減している。
【００３４】
図３では、本発明の第２の実施形態に基づく電界効果トランジスタ構成１が示されている。これに関し以下では、図２で説明した実施形態に対する違いを詳しく説明する。共通点に関しては、図２についての説明内容を参照されたい。
【００３５】
図２での実施形態のように、この電界効果トランジスタ構成１は、電界効果トランジスタＴのバックゲート端子ＢＧと接続された調節ユニット１０を含んでいる。この調節ユニット１０は、電界効果トランジスタＴを通って流れるドレイン電流ＩＤを、バックゲート端子ＢＧにおけるバックゲート電圧ＶＢＧの調節によって目標電流に調整するために設けられている。バックゲート電圧ＶＢＧの調節は、この実施形態ではゲートソース間電圧ＶＧＳに依存して、およびこれに加えて電界効果トランジスタＴを通るドレイン電流ＩＤに依存して行われる。任意選択で、この実施形態では調節をドレインソース間電圧ＶＤＳに依存して行うこともできる。ドレイン電流ＩＤは、例えば調節ユニット１０によって捕捉でき、またはしかし別の測定ユニットによって測定して、調節ユニット１０に引き渡すこともできる。これにより調節ユニット１０には、基準素子を用いた調節回路を実現するためのすべての電気的情報、つまりゲートソース間電圧ＶＧＳおよびドレインソース間電圧ＶＤＳおよびドレイン電流ＩＤが提供される。
【００３６】
基準素子として、この好ましい実施形態では基準電界効果トランジスタＴ１が使用される。その際、この実施形態では、基準電界効果トランジスタＴ１に、電界効果トランジスタＴのゲートソース間電圧ＶＧＳと同一のゲートソース間電圧ＶＧＳ１が印加されている。
【００３７】
この一致は、この例示的な実施形態では基準電界効果トランジスタＴ１のソース端子Ｓ１によって実現されており、ソース端子Ｓ１は、ソース端子Ｓのように接地されており、さらに、電界効果トランジスタＴのゲート端子Ｇから基準電界効果トランジスタＴ１のゲート端子Ｇ１への電気的接続により、或る電位にある。したがってゲートＧ、Ｇ１の結合により、これらゲートの電位は常に同一である。ソース端子Ｓ、Ｓ１も、両方が接地されていることから同電位にあるので、基準電界効果トランジスタＴ１には常に、電界効果トランジスタＴと同じゲートソース間電圧ＶＧＳ＝ＶＧＳ１が印加されている。
【００３８】
この実施形態ではさらに、基準電界効果トランジスタＴ１に一定のドレインソース間電圧ＶＤＳ１および一定のバックゲート電圧ＶＢＧ１が印加されている。これにより、ゲートソース間電圧ＶＧＳにのみ依存するドレイン電流ＩＤ１が、基準電界効果トランジスタＴ１を通ってソース端子Ｓ１に流れる。したがってこのドレイン電流ＩＤ１は、ドレインソース間電圧ＶＤＳには依存していない。
【００３９】
この場合、調節ユニット１０は、電界効果トランジスタＴにおけるバックゲート電圧ＶＢＧを、基準電界効果トランジスタＴ１を通るドレイン電流ＩＤが電界効果トランジスタＴを通るドレイン電流ＩＤ１と同一であるように調節し得る。これにより、さらにドレイン電流ＩＤもドレインソース間電圧ＶＤＳに依存しなくなる。したがってドレイン電流ＩＤ１は、調節回路の目標電流に相当する。
【００４０】
したがってこれを実現することにより、電界効果トランジスタ１の飽和領域５０での出力特性曲線が一定に保たれ得る（これについては例として図４も参照）。
この電界効果トランジスタ構成１は、図１と同じように、例えば増幅回路１００のような電気回路内に組み込まれ得る（これについては図２についての説明での実施形態を参照）。
【００４１】
図４では、本発明による電界効果トランジスタ構成１の例示的な出力特性曲線族が示されている。これに関し、ドレイン電流ＩＤが、多数の様々なゲートソース間電圧ＶＧＳに関するドレインソース間電圧ＶＤＳの関数として示されている。
【００４２】
各々のゲートソース間電圧ＶＧＳについてのドレイン電流ＩＤの関数の推移は、従来技術の図１のように、十分に小さいドレインソース間電圧ＶＤＳに対する線形領域４０と、十分に大きいドレインソース間電圧ＶＤＳに対する飽和領域５０とを示しており、それぞれの領域は、分かり易く示すために分割線によって分割されている。
【００４３】
図１に示した出力特性曲線とは違い、これらの出力特性曲線は、飽和領域５０の領域で、ドレインソース間電圧ＶＤＳの関数としてのほぼ一定の推移を有するかまたは少なくとも明らかに低減した上昇を有する。言い換えれば、ドレイン電流ＩＤがドレインソース間電圧ＶＤＳに依存していない。これにより、小信号のドレインソース間抵抗ｒＤＳが相応に大きくなり、したがって固有の増幅度Ａｉも改善されることが有利である。
【００４４】
本発明を、好ましい例示的実施形態により、細部にわたって詳しく図示および説明してきたが、本発明は開示した例によって限定されておらず、当業者により、これを基に本発明の保護範囲を逸脱することなくそのほかの変形が導き出され得る。
【図１】
2021506164.tif 000003
【図２】
2021506164.tif 000004
【図３】
2021506164.tif 000005
【図４】
2021506164.tif 000006
【国際調査報告】
2021506164.tif 000007
2021506164.tif 000008
2021506164.tif 000009
2021506164.tif 000010