(57)【要約】【課題】アナログ回路出力部のバイアス電圧を調整する回路において、抵抗のバラツキを補正し、高精度のバイアス電圧の調整が可能である回路を構成する。【解決手段】バイアス電圧調整回路６ａは、２つの定電流源回路として定電流源回路６ｂ及び可変定電流源回路６ｃを直列に接続し、可変抵抗１４の抵抗値を調整することで２つの定電流源回路である定電流源回路６ｂ及び可変定電流源回路６ｃの電流の差分値を微小に変化させ、電流差分値の微小変化に応じて、抵抗のバラツキを高精度に補正する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス電圧の調整を行うバイアス電圧調整装置であって、
第１の電流源と、第２の電流源と、抵抗値を調整することにより第２の電流源の電流値を決定し得る可変抵抗とを備え、
可変抵抗の抵抗値を調整することにより第１の電流源の電流値と第２の電流源の電流値の間に差異を生じさせ、第１の電流源の電流値と第２の電流源の電流値の間の差異に基づきバイアス電圧の調整を行うことを特徴とするバイアス電圧調整装置。
【請求項２】
前記バイアス電圧調整装置は、
第１の電流源及び第２の電流源のうち少なくともいずれか一つが、オペアンプとトランジスタと抵抗を含む回路で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバイアス電圧調整装置。
【請求項３】
前記バイアス電圧調整装置は、
第２の電流源が、カレントミラーを含む回路で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバイアス電圧調整装置。
【請求項４】
前記バイアス電圧調整装置は、
アナログ回路の出力部のバイアス電圧を調整することを特徴とする請求項１に記載のバイアス電圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、アナログ電子回路に使用するバイアス電圧調整回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は一般的なバイアス調整回路を示す概念図である。
図において、ＮＰＮトランジスタ１のコレクタを電源電圧に接続し、エミッタを抵抗Ｒ２、Ｒ３の接続点に接続し、抵抗Ｒ４を抵抗Ｒ３とアースの間を直列に接続し、バイアス調整端子５を抵抗Ｒ３、Ｒ４の接続点に接続する。この場合、ＮＰＮトランジスタ１はエミッタフォロアの機能を有し、主にアナログ回路の出力部に用いられる。
【０００３】
次段のアナログ回路と接続するため、ＮＰＮトランジスタ１のエミッタのバイアス電圧を抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗分割により、バイアス調整端子５において次段回路の入力バイアス電圧と入出力インピーダンスの整合が最適になるように調整する構成になっている。
【０００４】
【非特許文献１】
柳井久義・永田禳著「改訂  集積回路工学（２）」コロナ社出版、１９９９年６月２５日発行、Ｐ．４３−４４
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的なバイアス調整回路では、以上のように構成されているので、抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗値は最適化しなければならないが、抵抗Ｒ３、Ｒ４のバラツキによる影響を受けやすく、バラツキを含めたバイアス調整端子５のバイアス電圧設計が必要で、高精度の調整が厳しい問題があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、バイアス電圧の高精度の調整ができるバイアス電圧調整回路を得ることを目的としており、さらに、安価な素子を使用することで、製品のコスト低減を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバイアス電圧調整装置は、
バイアス電圧の調整を行うバイアス電圧調整装置であって、
第１の電流源と、第２の電流源と、抵抗値を調整することにより第２の電流源の電流値を決定し得る可変抵抗とを備え、
可変抵抗の抵抗値を調整することにより第１の電流源の電流値と第２の電流源の電流値の間に差異を生じさせ、第１の電流源の電流値と第２の電流源の電流値の間の差異に基づきバイアス電圧の調整を行うことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１に実施の形態１のバイアス調整回路を示す。
バイアス調整回路６ａにおいて、オペアンプ７の出力をＮＰＮトランジスタ１０のベースに接続し、オペアンプ７の正相入力は抵抗Ｒ８、Ｒ９の接続点に接続し、抵抗Ｒ８のもう一方の端子を電源に接続し、抵抗Ｒ９のもう一方の端子をアースに接続する。また、オペアンプ７の逆相端子をＮＰＮトランジスタ１０のエミッタと抵抗Ｒ１１の接続点に接続し、抵抗Ｒ１１のもう一方の端子をアースに接続し、トランジスタ１０のコレクタをバイアス調整端子５に接続する。
【０００９】
また、オペアンプ１２の出力をＮＰＮトランジスタ１５のベースに接続し、オペアンプ１２の正相入力を抵抗Ｒ１３と可変抵抗ＲＶ１４の接続点に接続し、抵抗Ｒ１３のもう一方の端子を電源に接続し、可変抵抗ＲＶ１４のもう一方の端子をアースに接続する。また、オペアンプ１２の逆相入力をトランジスタ１５のエミッタと抵抗Ｒ１６の接続点に接続し、抵抗Ｒ１６のもう一方の端子をアースに接続し、トランジスタ１５のコレクタを抵抗Ｒ１７に接続し、抵抗Ｒ１７のもう一方の端子を電源に接続する。
【００１０】
また、オペアンプ１８の出力をＰＮＰトランジスタ１９のベースに接続し、オペアンプ１８の正相入力を抵抗Ｒ１７とトランジスタ１５のコレクタの接続点に接続する。また、オペアンプ１８の逆相端子はトランジスタ１９のエミッタと抵抗Ｒ２０の接続点に接続し、抵抗Ｒ２０のもう一方の端子を電源に接続する。さらにＰＮＰトランジスタ１９のコレクタをトランジスタ１０のコレクタとバイアス調整端子５の接続点に接続する。
【００１１】
図１において、６ｂは定電流源回路、６ｃは可変定電流源回路である。定電流源回路６ｂは第１の電流源に相当し、可変定電流源回路６ｃは第２の電流源に相当する。また、定電流源回路６ｂと可変定電流源回路６ｃから構成されるバイアス調整回路６ａはバイアス電圧調整装置に相当する。
【００１２】
次に動作を説明する。
抵抗Ｒ８、Ｒ９の抵抗分割で、オペアンプ７の正相入力のバイアス電圧を決めると、それと同じバイアス電圧ＶＯＰがオペアンプの仮想接地の特性からオペアンプ７の逆相入力のバイアス電圧になる。ＶＯＰと抵抗Ｒ１１の抵抗値から一定電流Ｉ１が発生し、ＮＰＮトランジスタ１０を流れる。
【００１３】
同様に、抵抗Ｒ１３、可変抵抗ＲＶ１４の抵抗分割で、オペアンプの仮想接地の特性からオペアンプ１２の逆相入力バイアス電圧ＶＭＯが決定する。ＶＭＯと抵抗Ｒ１６の抵抗値から一定電流Ｉ２が発生し、トランジスタ１５を流れるが、可変抵抗ＲＶ１４を変化させると、ＶＭＯも変化するため、一定電流Ｉ２の電流値を任意に決定することが可能となる。
【００１４】
さらに、一定電流Ｉ２が決まると、抵抗Ｒ１７の抵抗値からオペアンプ１８の正相入力バイアス電圧が決まる。それと同じバイアス電圧がオペアンプ１８の逆相入力に生じ、一定電流Ｉ３が抵抗Ｒ２０を介してトランジスタ１９に流れる。したがって、可変抵抗ＲＶ１４が変化すると、一定電流Ｉ３が一意に変化する構成になっている。
【００１５】
トランジスタ１０に流れる電流Ｉ１とトランジスタ１９に流れる電流Ｉ３が等しい場合、バイアス調整端子５に対してバイアス調整回路は調整を行わない。
【００１６】
トランジスタ１０に流れる電流Ｉ１がトランジスタ１９に流れる電流Ｉ３より大きくなるように、可変抵抗ＲＶ１４を調整した場合は、差分の電流値であるＩ１−Ｉ３を補うため、トランジスタ１のエミッタから差分の電流値Ｉ１−Ｉ３が抵抗Ｒ３を介して、バイアス調整回路６ａに流れる。したがって、電流Ｉ１−Ｉ３が抵抗Ｒ３に流れることによって発生する電圧分だけバイアス調整端子５のバイアス電圧が降下する。
【００１７】
トランジスタ１０に流れる電流Ｉ１がトランジスタ１９に流れる電流Ｉ３より小さくなるように、可変抵抗ＲＶ１４を調整した場合は、差分の電流値であるＩ３−Ｉ１がバイアス調整回路６ａから吐き出され、抵抗Ｒ４を介してアースに流れ込む。したがって、電流Ｉ３−Ｉ１が抵抗Ｒ４に流れることによって発生する電圧分だけバイアス調整端子５のバイアス電圧が上昇する。
【００１８】
このようにして、可変抵抗ＲＶ１４を調整することで、バイアス調整端子５のバイアス電圧を調整することができ、電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を数μＡの微小電流に設定することで抵抗Ｒ３、Ｒ４を数百Ωの抵抗値を使用して、インピーダンス整合が必要な場合でも、バイアス調整端子５のバイアス電圧を数ｍＶ単位で調整することができるバイアス調整回路を実現できる。
【００１９】
以上のように、本実施の形態に係るバイアス調整回路は、２つの定電流源回路を用いて、電流の差分値の微小電流を引き込む場合は、抵抗によるバイアス電圧を降下させるとともに、微小電流を吐き出す場合は、抵抗によるバイアス電圧を向上させ、抵抗のバラツキを補正し、高精度のバイアス電圧の調整を可能にするものである。
【００２０】
以上のように、本実施の形態によれば、バイアス調整回路を市販のオペアンプと可変抵抗を用いて、２つの定電流源の微小差分電流で調整する構成にしたので、回路を安価にでき、また高精度のバイアス電圧を調整するものが得られる効果がある。
【００２１】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では定電流源回路にオペアンプとトランジスタを設けたものを示したが、トランジスタによるカレントミラーを設けてもよい。
図２に実施の形態２のバイアス調整回路を示す。
この場合、ＮＰＮトランジスタ２１と抵抗Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４によって、定電流源回路を構成する。また、ＮＰＮトランジスタ２５と可変抵抗ＲＶ２７、抵抗２６によって発生する電流がカレントミラー回路により、ＰＮＰトランジスタ３２に流れる。可変抵抗ＲＶ２７で調整することでＮＰＮトランジスタ２１とＰＮＰトランジスタ３２に流れる電流の差分値が変化し、バイアス調整端子５のバイアス電圧を調整することが可能となる。
図２において、６ｄは定電流源回路であり、第１の電流源に相当し、６ｅは可変定電流源回路であり、第２の電流源に相当する。図２に示すように、第２の電流源である可変定電流源回路６ｅがカレントミラー回路を含む構成となっていても、実施の形態１で示した原理と同様の原理でバイアス電圧の高精度な調整を行うことができる。
【００２２】
以上、実施の形態１及び２で示したバイアス調整回路の特徴を以下にて再言する。
【００２３】
実施の形態１に示したバイアス調整回路は、アナログ回路の出力部におけるバイアス電圧を調整するためのバイアス調整回路において、２つの定電流源の差分電流値によるバイアス電圧制御を行う方式を、電流源にオペアンプとトランジスタと抵抗による構成を用い、可変抵抗の変化により差分電流値を決定することで、バイアス電圧を高精度に調整することを特徴とする。
【００２４】
実施の形態２に示したバイアス調整回路は、前記バイアス調整回路において、定電流源回路にカレントミラーを用い、バイアス電圧を高精度に調整することを特徴とする。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、可変抵抗の抵抗値を調整することにより第１の電流源の電流値と第２の電流源の電流値の間に差異を生じさせ、第１の電流源の電流値と第２の電流源の電流値の間の差異に基づきバイアス電圧の調整を行うため、バイアス電圧の高精度の調整を行うことができ、また、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるバイアス調整回路の概念図である。
【図２】この発明の実施の形態２によるバイアス調整回路の概念図である。
【図３】従来技術のバイアス調整回路の概念図である。
【符号の説明】
１  トランジスタ、２，３，４  抵抗、５  バイアス調整端子、６ａ  バイアス調整回路、６ｂ  定電流源回路、６ｃ  可変定電流源回路、６ｄ  定電流源回路、６ｅ  可変定電流源回路。
【図１】
2004187174.tif 000003
【図２】
2004187174.tif 000004
【図３】
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