(57)【要約】【課題】入力信号に交流成分が含まれる場合であっても、その交流成分の周波数にかかわらず、安定した直流電圧信号を容易に得ることができるリップルフィルタ回路を提供する。【解決手段】電界効果トランジスタＴｒ１３のゲート端子に、ピークホールド回路１２から、ピークホールド回路１２に保持された入力信号のピーク値Ｖａの保持電圧が入力される。電界効果トランジスタ１３は、そのゲート端子に入力される保持電圧を用いることにより、入力端子１１からドレイン端子を介して入力された入力信号に含まれるリップル成分を除去する。そして、電界効果トランジスタＴｒ１３は、そのリップル成分が除去された安定した直流電圧信号をソース端子を介して出力端子１４に出力する。【選択図】　　　図１
2004072466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流成分と直流成分を含む入力信号が入力される入力端子と、
該入力端子と接続され、前記入力信号の最も高い電圧値を保持電圧として保持し、出力するピークホールド回路と、
ドレイン端子、ソース端子及び前記ピークホールド回路から出力される保持電圧が入力されるゲート端子を有し、前記入力端子と接続され、該入力端子に入力された前記入力信号に含まれるリップル成分を前記保持電圧の制御により除去し、直流電圧信号を出力する電界効果トランジスタと、
該電界効果トランジスタと接続され、該電界効果トランジスタから出力される前記直流電圧信号を出力する出力端子とを備え、
前記ドレイン端子は、前記入力端子又は前記出力端子と接続され、前記ソース端子は、前記入力端子又は前記出力端子と接続されることを特徴とするリップルフィルタ回路。
【請求項２】
前記ピークホールド回路は、
前記保持電圧を保持する保持部と、
前記入力端子及び前記保持部と接続され、前記入力信号の電圧値と、前記保持電圧の電圧値とを比較する比較部と、
前記入力端子、前記保持部及び前記比較部と接続されるスイッチと、
前記入力端子と前記保持部との間に設けられ、前記保持部との導通状態と非導通状態とを切り替える起動用スイッチとを備え、
前記スイッチは、
前記入力端子と前記保持部との間に設けられる抵抗と、
前記比較部による比較結果に応じて、前記保持部と前記抵抗との導通状態と非導通状態とを切り替えるスイッチ部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のリップルフィルタ回路。
【請求項３】
前記ピークホールド回路は、
前記保持電圧を保持する保持部と、
前記入力端子にゲート端子及びドレイン端子あるいはソース端子が接続され、ソース端子あるいはドレイン端子が前記保持部と接続されるピークホールド回路用電界効果トランジスタとを備えることを特徴とする請求項１に記載のリップルフィルタ回路。
【請求項４】
前記入力端子と前記保持部との間に設けられ、前記保持部との導通状態と非導通状態とを切り替える起動用スイッチを備えることを特徴とする請求項３に記載のリップルフィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リップルフィルタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リップルフィルタ回路１００は、図７に示すように構成されている。リップルフィルタ回路１００は、入力端子１０１と、コンデンサＣ１０２と、バイポーラトランジスタＴｒ１０３と、出力端子１０４と、抵抗Ｒ１０５，１０６，１０７とから構成される。バイポーラトランジスタＴｒ１０３のコレクタ端子は、入力端子１０１と接続され、ベース端子は、抵抗Ｒ１０７と接続され、エミッタ端子は、出力端子１０４と接続される。抵抗Ｒ１０６の一端は、入力端子１０１と接続され、他端は、抵抗Ｒ１０７及びコンデンサＣ１０２と接続される。出力端子１０４は、抵抗Ｒ１０５を介して接地される。
【０００３】
リップルフィルタ回路１００は、周波数ｆ０（Ｈｚ）よりも周波数が高いリップル成分を除去できるように、抵抗Ｒ１０６とコンデンサＣ１０２との積である時定数が決められている。そのため、リップルフィルタ回路１００に、図８（ａ）に示すような入力電圧値Ｖｉｎ（Ｖ）の直流成分に、周波数ｆ０（Ｈｚ）よりも周波数が高い交流成分が重畳されている入力信号が入力された場合、その入力信号から周波数ｆ０（Ｈｚ）よりも高い周波数のリップル成分を除去することができる。その結果、バイポーラトランジスタＴｒ１０３のベース端子の電圧波形は、図８（ｂ）に示すように、高い周波数のリップル成分が除去された電圧値Ｖｂの直流電圧となる。
【０００４】
このようにバイポーラトランジスタＴｒ１０３のベース端子には、安定した直流電流が流れ込むため、出力端子１０４には、ベース端子から入力された直流電流のｈＦＥ倍の直流電流が、バイポーラトランジスタＴｒ１０３のエミッタ端子から出力される。その出力端子の電圧波形は、図８（ｃ）に示すように、電圧値Ｖｏｕｔの直流電圧信号となる。このように、ｆ０よりも高い周波数の交流成分を含む入力信号が入力された場合、リップルフィルタ回路１００は、リップル成分を除去して、安定した直流電圧信号を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のリップルフィルタ回路１００に、図９（ａ）に示すような電圧値Ｖｉｎ（Ｖ）の直流成分に、周波数ｆ０（Ｈｚ）よりも十分低い周波数ｆ１（Ｈｚ）を持つ交流成分が重畳されている信号が入力された場合、以下のような問題を生じた。従来のリップルフィルタ回路１００が持つ抵抗Ｒ１０６とコンデンサＣ１０２との積である時定数では、図９（ａ）中矢印Ａで示される入力信号に含まれる周波数がｆ１（Ｈｚ）である低い周波数のリップル成分を除去することができなかった。その結果、図９（ｂ）に示すように、バイポーラトランジスタＴｒ１０３のベース端子の電圧波形は、電圧値Ｖｂの直流成分だけでなく、周波数ｆ１（Ｈｚ）のリップル成分を含んだものとなった。
【０００６】
このようにバイポーラトランジスタＴｒ１０３のベース端子には、周波数ｆ１（Ｈｚ）のリップル成分を含んだ電流が流れ込むため、出力端子１０４に出力される信号の波形は、図９（ｃ）に示すように、出力電圧値Ｖｏｕｔの直流成分だけでなく、リップル成分を含んだものとなり、安定した直流電圧信号を得ることができないという問題点があった。即ち、入力信号にｆ０よりも低い周波数の交流成分が含まれている場合、リップルフィルタ回路１００は、そのリップル成分を除去することができず、安定した直流電圧信号を得ることができないという問題点があった。
【０００７】
一方、抵抗Ｒ１０６又はコンデンサＣ１０２の値を大きくすることにより、従来のリップルフィルタ回路１００であっても、より低い周波数のリップル成分をある程度除去することが可能となる。しかしながら、この場合であっても、バイポーラトランジスタＴｒ１０３にはベース電流が流れることから、時定数を一定の値以上には大きくできなかった。その結果、除去できるリップル成分の周波数が決まってしまい、周波数によっては、リップル成分を除去できないという問題点があった。更に、時定数が大きくなりすぎてしまい、リップルフィルタ回路１００の立ち上がりにかかる時間が、非常に長くなってしまうという問題や、より大きな抵抗値や容量値を持つ部品を要することから、高コスト化や、広面積化を招き、簡単にリップルフィルタ回路を構成することができないという問題も生じた。
【０００８】
そこで、本発明は、入力信号に交流成分が含まれる場合であっても、その交流成分の周波数にかかわらず、安定した直流電圧信号を容易に得ることができるリップルフィルタ回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るリップルフィルタ回路は、交流成分と直流成分を含む入力信号が入力される入力端子と、入力端子と接続され、入力信号の最も高い電圧値を保持し、出力するピークホールド回路と、ドレイン端子、ソース端子及びピークホールド回路から出力される保持電圧が入力されるゲート端子を有し、ドレイン（あるいはソース）端子が入力端子と接続され、入力信号に含まれるリップル成分を保持電圧により除去し直流電圧信号を出力する電界効果トランジスタと、電界効果トランジスタと接続され、電界効果トランジスタから出力される直流電圧信号を出力する出力端子とを備え、出力端子には、ソース（あるいはドレイン）端子が接続されることを特徴とする。
【００１０】
このような本発明によれば、電界効果トランジスタのゲート端子には、ピークホールド回路から、ピークホールド回路に保持された入力信号の最も高い電圧値（以下：保持電圧）が入力される。電界効果トランジスタは、そのゲート端子に入力された保持電圧を用いることにより、ドレイン端子又はソース端子を介して入力された入力信号に含まれるリップル成分を、その周波数にかかわらず、除去することができる。そして、電界効果トランジスタは、その交流成分が除去された安定した直流電圧信号を、出力端子に出力する。よって、リップルフィルタ回路は、入力信号に交流成分が含まれる場合であっても、その交流成分の周波数にかかわらず、安定した直流電圧信号を容易に得ることができる。
【００１１】
又、ピークホールド回路は、保持電圧を保持する保持部と、入力端子及び保持部と接続され、入力信号の電圧値と、保持電圧値とを比較する比較部と、入力端子、保持部及び比較部と接続されるスイッチと、入力端子と保持部との間に設けられ、保持部との導通状態と非導通状態とを切り替える起動用スイッチとを備え、スイッチは、入力端子と保持部との間に設けられる抵抗と、比較部による比較結果に応じて、保持部と抵抗との導通状態と、非導通状態とを切り替えるスイッチ部とを備え、起動用スイッチは、保持部と導通状態における抵抗値が抵抗よりも小さいことが好ましい。
【００１２】
これによれば、電圧制御である電界効果トランジスタを用いているため、入力端子と保持部との間に設けられる抵抗の抵抗値に制限がなく、大きな値の抵抗を用いることができる。そのため、抵抗と保持部とで作られる積分回路の時定数を大きな値にすることができ、電界効果トランジスタは、入力信号に含まれるリップル成分が、より低い周波数であっても除去することができる。
【００１３】
更に、スイッチ部により、比較部による入力電圧値と保持電圧値との比較結果に応じて、保持部と抵抗との導通状態と非導通状態とを切り替えることができる。そのため、保持部と抵抗とが非導通状態の場合には、抵抗と保持部とで作られる積分回路の時定数は無限大と等価と見ることができ、保持電圧の値は変化せず、安定した直流電圧となり、電界効果トランジスタに入力される。又、保持部と抵抗とが導通状態となった場合には、抵抗と保持部で作られる積分回路の時定数は、十分に大きな値を持つ抵抗と保持部との積となり、大きな値となる。よって、この場合にも、保持電圧はほとんど影響されず、安定した直流電圧となる。以上のことから、電界効果トランジスタは、より安定した直流電圧信号を出力端子に出力することができる。
【００１４】
更に、起動用スイッチを制御し、一時的に、起動用スイッチを導通状態にすることにより、時定数を、抵抗及び起動用スイッチの並列抵抗値と、保持部との積とすることができる。その並列抵抗値は、抵抗よりも小さいため、一時的に、時定数を小さくすることができる。よって、リップルフィルタ回路の立ち上がり時間を短縮することができる。尚、以下、導通状態における抵抗値を、オン抵抗値という。
【００１５】
又、ピークホールド回路は、保持電圧を保持する保持部と、入力端子と接続されるゲート端子を有し、保持部と接続されるピークホールド回路用電界効果トランジスタとを備えることが好ましい。
【００１６】
これによれば、より簡単にリップルフィルタ回路を構成できる。又、ピークホールド回路用電界効果トランジスタが導通状態の場合には、そのオン抵抗値と保持部との積により時定数が決まり、ピークホールド回路用電界効果トランジスタが非導通状態の場合には、時定数は無限大と等価と見ることができる。よって、保持電圧の値は変化せず、より安定した直流電圧となり、電界効果トランジスタに入力される。そのため、電界効果トランジスタは、より安定した直流電圧信号を出力端子に出力することができる。
【００１７】
この場合も、入力端子と保持部との間に設けられ、導通状態と非導通状態とを切り替える起動用スイッチを備え、起動用スイッチはオン抵抗値が、ピークホールド回路用電界効果トランジスタのオン抵抗値よりも小さいことが好ましい。
【００１８】
これによれば、起動用スイッチを制御し、一時的に、起動用スイッチを導通状態にすることにより、時定数を、ピークホールド回路用電界効果トランジスタ及び起動用スイッチの並列抵抗値と、保持部との積とすることができる。このとき、導通状態における並列抵抗値は、ピークホールド回路用電界効果トランジスタのオン抵抗値よりも小さいため、一時的に、時定数を小さくすることができる。よって、リップルフィルタ回路の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図面を参照しながら本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るリップルフィルタ回路１を示す回路図である。リップルフィルタ回路１は、入力端子１１と、ピークホールド回路１２と、電界効果トランジスタＴｒ１３と、出力端子１４と、抵抗Ｒ１５とから構成される。
【００２０】
入力端子１１は、交流成分と直流成分を含む入力信号が入力される。入力信号は、直流成分に低い周波数から高い周波数までの幅広い周波数を持つ交流成分が重畳されたものとなっている。入力端子１１は、ピークホールド回路１２及び電界効果トランジスタＴｒ１３と接続されている。
【００２１】
ピークホールド回路１２は、入力信号の最も高い電圧値（以下「ピーク値」という）Ｖａを保持電圧として保持する。ピークホールド回路１２は、入力が入力端子１１と接続され、出力が電界効果トランジスタＴｒ１３のゲート端子と接続される。そして、ピークホールド回路１２は、保持電圧を出力し、電界効果トランジスタＴｒ１３のゲート端子に入力する。最初、ピークホールド回路１２は、入力信号のピーク値Ｖａとして予め定められた初期値Ｖａ１の電圧を保持している。ピークホールド回路１２は、初期値Ｖａ１を超える電圧値Ｖｉｎを持つ信号が入力されるまで、一定のピーク値Ｖａ１を保持電圧として出力し続ける。
【００２２】
その後、ピークホールド回路１２は、初期値Ｖａ１を超える電圧値Ｖａ２を持つ信号が入力されると、その電圧値Ｖａ２を、新たな保持電圧に更新する。そして、ピークホールド回路１２は、更新後のピーク値Ｖａ２よりも高い電圧値Ｖｉｎを持つ信号が入力されるまで、一定のピーク値Ｖａ２を持つ保持電圧を出力し続ける。以下、ピークホールド回路１２は、この動作を繰り返す。
【００２３】
電界効果トランジスタＴｒ１３は、ピークホールド回路１２から出力される保持電圧が入力されるゲート端子を有する。又、電界効果トランジスタＴｒ１３は、入力端子１１とドレイン端子とが接続され、出力端子１４とソース端子とが接続されている。電界効果トランジスタＴｒ１３は、入力信号に含まれるリップル成分を、ピークホールド回路１２から安定した保持電圧Ｖａをゲート端子に入力する事により除去し、ソース端子から、安定した電圧値Ｖｏｕｔを持つ直流電圧信号を、出力端子１４に出力する。
【００２４】
出力端子１４は、一端が電界効果トランジスタＴｒ１３のソース端子と接続され、他端が抵抗Ｒ１５を介して接地されている。
【００２５】
このような第１の実施の形態に係るリップルフィルタ回路１によれば、電界効果トランジスタＴｒ１３のゲート端子には、ピークホールド回路１２に安定に保持された入力信号のピーク値Ｖａの電圧が入力される。電界効果トランジスタ１３は、そのゲート端子に入力される安定した保持電圧を用いることにより、入力信号に含まれるリップル成分を、その周波数にかかわらず除去し、安定した直流電圧信号を、出力端子１４に出力する。よって、リップルフィルタ回路１は、入力信号に交流成分が含まれる場合であっても、その交流成分の周波数にかかわらず、安定した直流電圧信号を容易に得ることができる。
【００２６】
又、リップルフィルタ回路１を構成する部品が少なくて済むため、簡単にリップルフィルタ回路１を構成することができ、ＣＭＯＳ―ＬＳＩ内等で容易にリップルフィルタ回路１を実現することができる。又、電源電圧のわずかな雑音が関与する部分のみに適用することができるため、例えば、増幅部のみに用いることにより、増幅部の安定した動作が得られ、かつ、小面積化、低消費電力化を図ることができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
図面を参照しながら本発明の第２の実施の形態について説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態に係るリップルフィルタ回路２を示す回路図である。リップルフィルタ回路２は、入力端子２１と、ピークホールド回路２２と、電界効果トランジスタＴｒ２３と、出力端子２４と、抵抗Ｒ２５とから構成される。又、図３は、本発明の第２の実施の形態に係る入出力波形を示す図である。図３（ａ）は、入力信号の波形を示しており、図３（ｂ）は、ピークホールド回路２２から出力される保持電圧の波形を示しており、図３（ｃ）は、出力信号の波形を示しており、図３（ｄ）は、コンパレータＣＭＰ２２３が出力する信号の波形を示している。
【００２８】
入力端子２１は、図１に示す入力端子１１と実質的に同様である。本実施形態では、図３（ａ）に示す電圧値Ｖｉｎの直流成分に、周波数ｆ０（Ｈｚ）よりも十分低い周波数ｆ１（Ｈｚ）を持つ交流成分が重畳されている入力信号が入力される。図３（ａ）中矢印Ａで示される部分が、周波数ｆ１（Ｈｚ）である交流成分である。
【００２９】
ピークホールド回路２２は、スイッチ２２１と、コンデンサＣ２２２と、コンパレータＣＭＰ２２３とから構成される。コンパレータＣＭＰ２２３は、入力信号の電圧値Ｖｉｎと、コンデンサＣ２２２に保持された保持電圧値Ｖａを比較する比較部である。コンパレータＣＭＰ２２３は、プラス端子が入力端子２１と接続され、入力電圧値Ｖｉｎを取得し、マイナス端子がコンデンサＣ２２２と接続され、保持電圧値Ｖａを取得し、両値を比較する。
【００３０】
コンパレータＣＭＰ２２３は、比較を行った結果、図３（ａ）中矢印Ｂで示されるように、保持電圧値Ｖａよりも入力電圧値Ｖｉｎの方が大きい場合、図３（ｄ）に示すように、一時的にＨｉｇｈ信号を出力する。一方、コンパレータＣＭＰ２２３は、比較を行った結果、入力電圧値Ｖｉｎが保持電圧値Ｖａ以下の場合には、図３（ｄ）に示すようにＬｏｗ信号を出力する。コンパレータＣＭＰ２２３が、比較結果に応じて出力する信号は、スイッチ２２１に入力される。
【００３１】
スイッチ２２１は、入力端子２１、コンパレータＣＭＰ２２３、コンデンサ２２２と接続される。スイッチ２２１は、抵抗Ｒ２２１ａと、スイッチ部ＳＷ２２１ｂとから構成される。抵抗Ｒ２２１ａは、入力端子２１とコンデンサ２２２との間に設けられ、抵抗Ｒ２２１ａの一端は、入力端子２１と接続され、他端は、スイッチ部ＳＷ２２１ｂと接続される。抵抗Ｒ２２１ａの抵抗値には、制限はなく、交流成分を除去する観点からは大きくすることが好ましいが、リップルフィルタ回路２の立ち上がり時間を短縮する観点からは、ある程度小さくした方がよいため、両者の兼ね合いで決定することが好ましい。
【００３２】
スイッチ部ＳＷ２２１ｂは、コンパレータＣＭＰ２２３が比較結果に応じて出力する信号に応じて、導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチ部ＳＷ２２１ｂは、コンパレータＣＭＰ２２３から、信号がＬｏｗの間は、非導通状態を保ち、コンデンサＣ２２２と抵抗Ｒ２２１ａとを非導通状態に保つ。一方、スイッチ部ＳＷ２２１ｂは、コンパレータＣＭＰ２２３から、Ｈｉｇｈが入力されると、一時的に導通して、コンデンサＣ２２２と抵抗Ｒ２２１ａとを、非導通状態から一時的に導通状態に切り替える。
【００３３】
コンデンサＣ２２２は、入力信号のピーク値Ｖａを保持する保持部である。コンデンサＣ２２２は、一端がスイッチ２２１と接続され、他端が電界効果トランジスタＴｒ２３のゲート端子と接続される。コンデンサＣ２２２に保持されたピーク値Ｖａの保持電圧が、ピークホールド回路２２からの出力として、電界効果トランジスタＴｒ２３のゲート端子に入力される。
【００３４】
最初、コンデンサＣ２２２は、入力信号のピーク値として予め定められた初期値Ｖａ１の保持電圧を保持している。そのため、ピークホールド回路２２は、初期値Ｖａ１を超える入力電圧値Ｖｉｎを持つ入力信号が入力されるまで、図３（ｂ）に示すように、コンデンサＣ２２２に保持された一定のピーク値Ｖａ１を持つ保持電圧を出力し続ける。
【００３５】
その後、初期値Ｖａ１を超える電圧値Ｖｉｎを持つ入力信号がピークホールド回路２２に入力されると、コンパレータＣＭＰ２２３が、図３（ｄ）中矢印Ｂで示されるように、Ｈｉｇｈを出力する。そして、スイッチ部ＳＷ２２１ｂが一時的に、非導通状態から導通状態に切り替える。このとき、コンデンサＣ２２２は、一時的に入力端子２１とも導通した状態となり、入力信号の電圧値Ｖｉｎが、コンデンサＣ２２２に保持される。
【００３６】
即ち、初期値Ｖａ１を超える入力電圧値Ｖａ２を持つ信号が入力されると、その入力電圧値Ｖａ２を、保持電圧に更新する。そのため、初期値Ｖａ１を超える入力電圧値Ｖａ２を持つ入力信号がピークホールド回路２２に入力されると、図３（ｂ）中矢印Ｂで示されるように、ピークホールド回路２２は、コンデンサＣ２２２に保持された更新後の保持電圧を出力するようになる。そして、ピークホールド回路２２は、更新後の保持電圧Ｖａ２よりも高い入力電圧値Ｖｉｎを持つ入力信号が入力されるまで、更新後の保持電圧値Ｖａ２を出力し続ける。以下、ピークホールド回路２２は、この動作を繰り返す。
【００３７】
又、コンデンサＣ２２２に保持された保持電圧Ｖａを超える入力電圧値Ｖｉｎを持つ信号が入力されない限り、コンパレータＣＭＰ２２３からＬｏｗ信号が出力されスイッチ部ＳＷ２２１ｂは、コンデンサＣ２２２と抵抗Ｒ２２１ａとを非導通状態に保つ。この場合、スイッチ２２１とコンデンサＣ２２２で作られる積分回路の時定数は無限大と等価と見ることができる。そのため、保持電圧値Ｖａは変化せず、図３（ｂ）に示すように、安定した直流電圧となり、電界効果トランジスタＴｒ２３に入力される。
【００３８】
一方、コンデンサＣ２２２に保持された保持電圧Ｖａを超える電圧値Ｖｉｎを持つ入力信号が入力されると、コンパレータＣＭＰ２２３からＨｉｇｈ信号が出力され、スイッチ部ＳＷ２２１ｂは一時的に導通するため、コンデンサＣ２２２と、抵抗Ｒ２２１ａや入力端子２１とが導通状態に切り替わる。この場合、積分回路の時定数は、十分に大きな抵抗値を持つ抵抗Ｒ２２１ａとコンデンサＣ２２２との積となり、大きな値となる。又、このとき、入力端子２１に瞬間的にインパルス性雑音が入力される場合があっても、大きな時定数によりインパルス性雑音を十分積分できる。よって、この場合にも、保持電圧値Ｖａはほとんど影響されず、図３（ｂ）に示すように、安定した直流電圧となり、電界効果トランジスタＴｒ２３に入力される。
【００３９】
電界効果トランジスタＴｒ２３は、図１に示す電界効果トランジスタＴｒ１３と実質的に同様である。出力端子２４は、図１に示す出力端子１４と実質的に同様であり、図３（ｃ）に示すように、電界効果トランジスタＴｒ２３から出力される出力電圧値Ｖｏｕｔを持つ安定した直流電圧信号を、出力信号として出力する。
【００４０】
このような第２の実施の形態に係るリップルフィルタ回路２によれば、電圧制御である電界効果トランジスタＴｒ２３を用いているため、抵抗Ｒ２２１ａの抵抗値に制限がなく、大きな値の抵抗を用いることができる。そのため、抵抗Ｒ２２１ａとコンデンサＣ２２２との積である積分回路の時定数を大きな値にすることができ、電界効果トランジスタＴｒ２３は、入力信号に含まれるリップル成分が、より低い周波数であっても除去することができる。
【００４１】
更に、スイッチ部ＳＷ２２１ｂが非導通状態の場合には、積分回路の時定数は無限大と等価と見ることができる。又、導通状態の場合には、積分回路の時定数は、十分に大きな抵抗値を持つ抵抗Ｒ２２１ａとコンデンサＣ２２２との積となり、大きな値となる。以上のことから、保持電圧のピーク値Ｖａは変化せず、安定した直流電圧となり、電界効果トランジスタＴｒ２３に入力される。その結果、電界効果トランジスタＴｒ２３は、より安定した直流電圧信号を出力端子２４に出力することができる。
【００４２】
即ち、リップルフィルタ回路２は、積分回路の時定数を理論上無限大とすることができる。そのため、リップルフィルタ回路２は、入力信号に含まれる交流成分の周波数にかかわらず、リップル成分を除去することができ、安定した直流電圧信号の供給を行うことができる。
【００４３】
（第３の実施の形態）
図面を参照しながら本発明の第３の実施の形態について説明する。図４は、本発明の第３の実施の形態に係るリップルフィルタ回路３を示す回路図である。リップルフィルタ回路３は、入力端子３１と、ピークホールド回路３２と、電界効果トランジスタＴｒ３３と、出力端子３４と、抵抗Ｒ３５とから構成される。又、図５は、本発明の第３の実施の形態に係る入出力波形を示す図である。図５（ａ）は、入力信号の波形を示しており、図５（ｂ）は、ピークホールド回路３２から出力される保持電圧の波形を示しており、図５（ｃ）は、出力信号の波形を示している。
【００４４】
入力端子３１は、図１に示す入力端子１１と実質的に同様であり、図５（ａ）に示す図３（ａ）と同様の入力信号が入力される。ピークホールド回路３２は、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１と、コンデンサＣ３２２とから構成される。コンデンサＣ３２２は、入力信号のピーク値Ｖａを保持電圧として保持する保持部である。コンデンサＣ３２２は、一端がピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１のソース端子と接続され、他端が電界効果トランジスタＴｒ３３のゲート端子と接続される。最初、コンデンサＣ３２２は、ピーク値として予め定められた初期値Ｖａ１の電圧を保持している。
【００４５】
ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１は、入力端子３１と接続するゲート端子及びドレイン端子とが接続され、コンデンサＣ３２２とソース端子とが接続されている。ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１は、ソース端子からコンデンサＣ３２２に保持されている保持電圧のピーク値Ｖａを取得し、ドレイン端子から入力信号を取得する。ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１は、保持電圧Ｖａよりも閾値電圧値Ｖｔｈ分高い電圧値Ｖｉｎを持つ入力信号が入力されない間は、非導通状態を保つ。
【００４６】
その後、図５（ａ）に示すように、初期値Ｖａ１よりも閾値電圧値Ｖｔｈ分高い電圧値Ｖｉｎを持つ信号が入力されると、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１は導通し、非導通状態から一時的に導通状態に切り替わる。このとき、コンデンサＣ３２２は、一時的に入力端子３１とも導通した状態となり、入力信号電圧値Ｖｉｎの電圧が、コンデンサＣ３２２に保持される。そして、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１は、このように一時的に導通状態となった後非導通状態に戻り、再度、導通状態とならない限り、保持電圧を保持し続ける。即ち、一度、コンデンサＣ３２２に蓄えられた保持電圧は、再度ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１が導通状態となり、新しい値の電圧が与えられない限り、抜け出ることができない。
【００４７】
即ち、初期値Ｖａ１よりも閾値電圧値Ｖｔｈ分高い電圧値Ｖｉｎを持つ入力信号が入力されると、その電圧値Ｖｉｎを新たな保持電圧Ｖａ２とし、コンデンサＣ３２２に保持する。一方、コンデンサＣ３２２は、新たな保持電圧値Ｖａ２よりも閾値電圧値Ｖｔｈ分高い電圧値Ｖｉｎを持つ入力信号が入力されるまでは、保持電圧値Ｖａ２を保持する。以下、ピークホールド回路３２は、この動作を繰り返す。
【００４８】
又、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１が非導通状態を保つ間は、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１とコンデンサＣ２２２で作られる積分回路の時定数は無限大と等価と見ることができる。そのため、保持電圧のピーク値Ｖａは変化せず、図５（ｂ）に示すように、安定した直流電圧となり、電界効果トランジスタＴｒ３３のゲート端子に入力される。
【００４９】
一方、コンデンサＣ３２２の保持電圧値Ｖａよりも閾値電圧値Ｖｔｈ分高い電圧値Ｖｉｎを持つ入力信号が入力され、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１が導通する場合、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１とコンデンサＣ３２２で作られる積分回路の時定数は、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１のオン抵抗値とコンデンサＣ３２２との積となる。よって、この場合にも、保持電圧値Ｖａはほとんど影響されず、安定した直流電圧となり、電界効果トランジスタＴｒ３３のゲート端子に入力される。
【００５０】
電界効果トランジスタＴｒ３３は、図１に示す電界効果トランジスタＴｒ１３と実質的に同様である。出力端子３４は、図１に示す出力端子１４と実質的に同様であり、図５（ｃ）に示すように、電界効果トランジスタＴｒ３３からは安定した直流電圧がゲート端子に入力されるため、電圧値Ｖｏｕｔの安定した直流電圧信号を、出力信号として出力する。
【００５１】
このような第３の実施の形態に係るリップルフィルタ回路３によれば、リップルフィルタ回路２に比べて、より簡単にリップルフィルタ回路を構成できる。又、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３３が導通状態の場合には、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１のオン抵抗値とコンデンサＣ３２２との積により積分回路の時定数が決まる。一方、非導通状態の場合には、積分回路の時定数は無限大と等価と見ることができる。よって、保持電圧の値Ｖａは変化せず、リップルフィルタ回路２に比べ、より安定した直流電圧となり、電界効果トランジスタＴｒ３３のベース端子に入力される。そのため、電界効果トランジスタＴｒ３３は、より安定した直流電圧信号を出力端子３４に出力することができる。
【００５２】
即ち、リップルフィルタ回路３は、積分回路の時定数を理論上無限大とすることができる。そのため、リップルフィルタ回路３は、入力信号に含まれる交流成分の周波数にかかわらず、リップル成分を除去することができ、安定した直流電圧信号の供給を行うことができる。
【００５３】
（第４の実施の形態）
図面を参照しながら本発明の第４の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第４の実施の形態に係るリップルフィルタ回路４を示す回路図である。リップルフィルタ回路４は、入力端子４１と、ピークホールド回路４２と、電界効果トランジスタＴｒ４３と、出力端子４４と、抵抗Ｒ４５と、時定数制御信号入力端子４６と、リセット制御信号入力端子４７とから構成される。
【００５４】
入力端子４１は、図１に示す入力端子１１と実質的に同様である。入力端子４１には、図５（ａ）と同様の入力信号が入力される。ピークホールド回路４２は、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１と、コンデンサＣ４２２と、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３と、リセット用電界効果トランジスタＴｒ４２４とから構成される。
【００５５】
リセット用電界効果トランジスタＴｒ４２４は、ピークホールド回路４２が出力する保持電圧をリセットする。リセット用電界効果トランジスタＴｒ４２１は、ゲート端子がリセット制御信号入力端子４７と接続しており、ドレイン端子がコンデンサＣ４２２と接続しており、ソース端子が接地されている。リセット制御信号入力端子４７は、リセット制御信号をリセット用電界効果トランジスタＴｒ４２４に入力する。リセット制御信号は、例えば、電源投入時、即ち、リップルフィルタ回路４を立ち上げる際等、保持電圧をリセットしたいときに入力される。
【００５６】
リセット用電界効果トランジスタＴｒ４２４は、保持電圧のリセットを行うとき以外は、非導通状態を保っている。リセット用電界効果トランジスタＴｒ４２４は、リセット制御信入力端子４７からリセット制御信号が入力されると一時的に導通し、コンデンサＣ４２２に保持されている保持電圧は、一時的に０（Ｖ）まで低下する。このようにリセット用電界効果トランジスタＴｒ４２４によって、コンデンサＣ４２２の保持電圧はリセットされ、ピークホールド回路４２が出力する保持電圧がリセットされる。リセット後、リセット用電界効果トランジスタＴｒ４２４は開放され、非導通状態に戻る。
【００５７】
起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３は、入力端子４１とコンデンサＣ４２２との間に設けられ、導通状態と非導通状態とを切り替える起動用スイッチである。起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３のオン抵抗値は、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１のオン抵抗値に比べて十分に小さいことが好ましい。例えば、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３のオン抵抗値は、リップルフィルタ回路４の用途や、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１のオン抵抗値に応じて、決定することができる。
【００５８】
起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３は、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１と並列接続され、ゲート端子が時定数制御信号入力端子４６と接続され、ドレイン端子が入力端子４１と接続され、ソース端子がコンデンサＣ４２２と接続される。時定数制御信号入力端子４６は、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３に入力する時定数制御信号のレベルを、ハイ（Ｈｉｇｈ）とロー（ｌｏｗ）との間で切り替える。時定数制御信号入力端子４６は時定数制御信号のレベルを、リップルフィルタ回路４を立ち上げる際等にリセット用電界効果トランジスタＴｒ４２４が保持電圧をリセットし、非導通状態に戻った後に、一時的にハイ（Ｈｉｇｈ）とし、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３を導通状態にする。
【００５９】
起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３は、電源投入時、即ち、リップルフィルタ回路４を立ち上げるとき以外は、非導通状態を保っている。
【００６０】
この導通により、並列接続されている起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３と、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１の並列抵抗値は、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１のオン抵抗値よりも小さくなる。又、コンデンサＣ４２２は、電源投入後入力された入力信号の電圧値Ｖｉｎのピーク値Ｖａを保持電圧として保持する。
【００６１】
又、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１及び起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３と、コンデンサＣ４２２とで作られる積分回路とすることができ、その積分回路の時定数を、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１及び起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３の並列抵抗値と、コンデンサＣ４２２との積とすることができる。
【００６２】
その結果、導通状態における起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３のオン抵抗とピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１の並列抵抗値が、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１のオン抵抗値よりも小さいため、一時的に積分回路の時定数が小さくなる。そして、ピークホールド回路４２が、保持電圧値Ｖａを出力し立ち上がる。その後、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３は、非導通状態に戻り、ピークホールド回路４２は、通常通り動作する。
【００６３】
電界効果トランジスタＴｒ４２１は、図４に示す電界効果トランジスタＴｒ３２１と実質的に同様である。又、コンデンサ４２２は、上記したように、リセット用電界効果トランジスタＴｒ４２４によって、電源投入時にリセットされる以外は、図４に示すコンデンサＣ３２２と実質的に同様である。そのため、ピークホールド回路４２が、出力する保持電圧値Ｖａの波形も、図５（ｂ）と同様になる。又、電界効果トランジスタＴｒ４３は、図１に示す電界効果トランジスタＴｒ１３と実質的に同様である。出力端子４４は、図１に示す出力端子１４と実質的に同様であり、図５（ｃ）と同様に、電界効果トランジスタＴｒ４３から出力される電圧値Ｖｏｕｔを持つ安定した直流電圧信号を、出力信号として出力する。
【００６４】
このようなリップルフィルタ回路４の立ち上がりを高速化するための起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３が設けられた第４の実施の形態に係るリップルフィルタ回路４によれば、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３が、時定数制御信号入力端子４６から入力される時定数制御信号により制御され、一時的に導通する。このとき、並列接続されている起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３と、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１の並列抵抗値は、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１のオン抵抗値よりも小さいため、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１及び起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３と、コンデンサＣ４２２とで作られる積分回路の時定数を、一時的に小さくすることができる。
【００６５】
具体的には、図２、図４に示したピークホールド回路２２，３２と、図６に示したピークホールド回路４２を、同じ周波数の交流成分を除去する設定とした場合、抵抗Ｒ２２１ａとコンデンサＣ２２２とで作られる積分回路や、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ３２１とコンデンサＣ３２２とで作られる積分回路の時定数に比べて、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１及び起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３と、コンデンサＣ４２２とで作られる積分回路の時定数を、はるかに小さくできる。
【００６６】
従って、ピークホールド回路４２が、保持電圧値Ｖａを出力し、立ち上がる時間を大幅に短縮することができ、リップルフィルタ回路４の立ち上がり時間を短縮することができる。即ち、リップルフィルタ回路４に電源を投入してから、実動作開始までの立ち上がり時間を大幅に短縮することができる。
【００６７】
又、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１のオン抵抗値は、リップルフィルタ回路４の立ち上がり時間を短縮する観点から、ある程度小さくするといった必要がなくなるため、十分大きなオン抵抗値を用い、交流成分を除去する際の時定数をより大きくすることができる。よって、リップルフィルタ回路４は、より低い周波数のリップル成分であっても、十分に除去することが可能となる。
【００６８】
（変更例）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。リップルフィルタ回路１〜４において、電界効果トランジスタＴｒ１３，２３，３３，４３は、ドレイン端子と入力端子１１，２１，３１，４１とが接続され、ソース端子と出力端子１４，２４，３４，４４とが接続されているが、ソース端子と入力端子１１，２１，３１，４１とが接続され、ドレイン端子と出力端子１４，２４，３４，４４とが接続されるようにしてもよい。
【００６９】
又、図２に示すリップルフィルタ回路２に、図６に示すリップルフィルタ回路４と同様にして、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３、時定数制御信号入力端子４６、リセット用電界効果トランジスタＴｒ４２４、リセット制御信号入力端子４７を設けるようにしてもよい。このとき、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３は、入力端子２１とコンデンサＣ２２２との間に設ける。又、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３は、抵抗Ｒ２２１ａと並列接続される。起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３のオン抵抗値は、抵抗Ｒ２２１ａの抵抗値に比べて十分に小さいことが好ましい。例えば、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３のオン抵抗値は、リップルフィルタ回路２の用途や、抵抗Ｒ２２１ａの抵抗値に応じて、決定することができる。
【００７０】
これによれば、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３が、時定数制御信号入力端子４６から入力される時定数制御信号により制御され、入力端子２１、コンデンサＣ２２２と一時的に導通する。このとき、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３と、抵抗Ｒ２２１ａの並列抵抗値が抵抗Ｒ２２１ａの抵抗値よりも小さいため、抵抗Ｒ２２１ａ及び起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３と、コンデンサＣ２２２とで作られる積分回路の時定数を、一時的に小さくすることができる。従って、ピークホールド回路２２が、保持電圧値Ｖａを出力し立ち上がるまでの時間を大幅に短縮することができる。即ち、リップルフィルタ回路２の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００７１】
又、抵抗Ｒ２２１ａの抵抗値は、リップルフィルタ回路２の立ち上がり時間を短縮する観点から、ある程度小さくするといった必要がなくなるため、十分大きな抵抗値を用い、交流成分を除去する際の時定数をより大きくすることができる。よって、リップルフィルタ回路２は、より低い周波数のリップル成分であっても、十分に除去することが可能となる。
【００７２】
又、上記したように図２に示すリップルフィルタ回路２に起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３を設ける場合や、図６に示すリップルフィルタ回路４において、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３に代えて、起動用抵抗Ｒと起動用スイッチ部ＳＷとで構成される起動用スイッチを設けるようにしてもよい。この場合、起動用スイッチは、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３と同様にして、入力端子２１，４１とコンデンサＣ２２２，４２２との間に設けられ、抵抗Ｒ２２１ａや、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１と並列接続される。
【００７３】
又、起動用抵抗Ｒの抵抗値は、抵抗Ｒ２２１ａの抵抗値や、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１のオン抵抗値に比べて十分に小さいことが好ましい。例えば、起動用抵抗Ｒの抵抗値は、リップルフィルタ回路２，４の用途や、抵抗Ｒ２２１ａの抵抗値や、ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ４２１のオン抵抗値に応じて、決定することができる。
【００７４】
又、起動用スイッチ部ＳＷの一端は、起動用抵抗Ｒと接続される。起動用スイッチ部ＳＷの他端は、時定数制御信号入力端子４７と接続され、入力される時定数制御信号のレベルに応じて、起動用電界効果トランジスタＴｒ４２３と同様にして、導通状態と、非導通状態とを切り替える。これによっても、ピークホールド回路２２，４２が、保持電圧値Ｖａを出力し立ち上がるまでの時間を大幅に短縮することができる。即ち、リップルフィルタ回路２，４の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００７５】
又、リップルフィルタ回路２，３，４では、保持電圧を保持する保持部として、コンデンサＣ２２２，３２２，４２２を用いたが、これらを、電界効果トランジスタに置き換えてもよい。これによれば、リップルフィルタ回路２，３，４の更なる小面積化を、容易に図ることができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力信号に交流成分が含まれる場合であっても、その交流成分の周波数にかかわらず、安定した直流電圧信号を容易に得ることができるリップルフィルタ回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るリップルフィルタ回路を示す回路図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るリップルフィルタ回路を示す回路図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る入出力波形を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るリップルフィルタ回路を示す回路図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る入出力波形を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るリップルフィルタ回路を示す回路図である。
【図７】従来のリップルフィルタ回路を示す回路図である。
【図８】従来の入出力波形を示す図である。
【図９】従来の入出力波形を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３，４，１００　リップルフィルタ回路
１１，２１，３１，４１，１０１　入力端子
１２，２２，３２，４２　ピークホールド回路
１３，２３，３３，４３　電界効果トランジスタＴｒ
１４，２４，３４，４４，１０４　出力端子
１５，２５，３５，４５，１０５，１０６，１０７　抵抗Ｒ
４６　時定数制御信号入力端子
４７　リセット制御信号入力端子
１０２，２２２，３２２，４２２　コンデンサ
１０３　バイポーラトランジスタ
２２１　スイッチ
２２１ａ　抵抗Ｒ
２２１ｂ　スイッチ部ＳＷ
２２３　コンパレータＣＭＰ
３２１，４２１　ピークホールド回路用電界効果トランジスタＴｒ
４２３　起動用電界効果トランジスタＴｒ
４２４　リセット用電界効果トランジスタＴｒ
【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】
2004072466.tif 000008
【図７】
2004072466.tif 000009
【図８】
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【図９】
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