(57)【要約】      （修正有）【課題】  １以上のトランジスタからなるトランジスタ回路の消費電力の低減技術を提供する。【解決手段】  一例としての差動アンプは、１対のトランジスタ１２と１３、直流電源（ＶＤＤ）と、トランジスタ１２、１３に流れる電流を電圧に変換するための抵抗１４と１５、トランジスタ１６ａまたは１６ｂと選択的にカレントミラーを構成し、定電流源１７からの電流を受け渡すトランジスタ１１、切替信号に基づいて経路選択を行う切替スイッチ１９、を備える。トランジスタ１６ａは、回路中の注目したトランジスタであり、より小さいサイズのトランジスタ１６ｂを並列に接続すると共に、切替スイッチ１９を設けて、トランジスタ１６ａとトランジスタ１６ｂを介する経路とのスイッチングを行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のトランジスタからなるトランジスタ回路において、
前記１以上のトランジスタ中の注目した何れか１つのトランジスタである第１のトランジスタに対して、該第１のトランジスタとは異なるトランジスタサイズを有する第２のトランジスタを並列に接続し、
前記第１のトランジスタを介する経路と、前記第２のトランジスタを介する経路とのスイッチングを行うスイッチ手段を備えることを特徴とするトランジスタ回路。
【請求項２】
前記トランジスタ回路は、入力信号をゲイン倍した信号を出力するアンプであり、前記スイッチ手段によって、経路選択を行うことにより、前記ゲインを調整することを特徴とする請求項１記載のトランジスタ回路。
【請求項３】
前記スイッチ手段は、ユーザからの切替指示に基づいて切り替わることを特徴とする請求項１記載のトランジスタ回路。
【請求項４】
前記第１のトランジスタは、カレントミラーを構成する一対のトランジスタのうちの一方であることを特徴とする請求項１記載のトランジスタ回路。
【請求項５】
少なくとも前記トランジスタ回路に電力を供給し、かつ、複数回、充電して使用可能であるバッテリー手段と、該バッテリー手段の電力の残量を検出する残量検知手段とを更に備え、
前記バッテリー手段の検出結果に基づき、前記スイッチ手段によるスイッチングが行われることを特徴とする請求項１記載のトランジスタ回路。
【請求項６】
１以上のトランジスタからなるトランジスタ回路を備える受信機において、
前記１以上のトランジスタ中の注目した何れか１つのトランジスタである第１のトランジスタに対して、該第１のトランジスタとは異なるトランジスタサイズを有する第２のトランジスタを並列に接続し、
受信した信号の強度を基準値と比較する比較手段と、
前記比較手段の出力信号に基づいて、前記第１のトランジスタを介する経路と、前記第２のトランジスタを介する経路とのスイッチングを行うスイッチ手段とを備えることを特徴とする受信機。
【請求項７】
前記トランジスタ回路は、入力信号をゲイン倍した信号を出力するアンプであり、前記スイッチ手段は、前記入力信号に対応する信号が基準値より大きい場合に、前記ゲインを小さくするように、経路選択を行うことを特徴とする請求項６記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消費電力が低減可能なトランジスタ回路およびそのトランジスタ回路を有する受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の差動アンプの回路構成を示す図である。
図４において、差動アンプは、トランジスタ３１、３２、３３、３６、定電流源３７、抵抗３４、３５、を備える。
図４の差動アンプは、第１の入力信号を入力するトランジスタ３２、第２の入力信号を入力するトランジスタ３３、直流電源（ＶＤＤ）とトランジスタ３２、３３との間にそれぞれ設けられ、トランジスタ３２、３３に流れる電流を電圧に変換するための抵抗３４および３５、トランジスタ３６とカレントミラーを構成し、定電流源３７からの電流に対応する電流をトランジスタ３６に受け渡すトランジスタ３１、を備える。そして、通常行われるように、第１の入力信号と第２の入力信号の差分（差動入力）をゲイン倍したものを、第１の出力信号と第２の出力信号の差分（差動出力）として得ている。
【０００３】
このような差動アンプにおいては、入力信号の大小に応じて、適正なゲインを設定することで消費電力を低減することが試みられている。
また、受信機においても、消費電力を低減するような試みが数多く行われている。
例えば、特許文献１では、ＦＭ無線受信機において、受信（電界）強度を検出する（電界）強度検出手段と、その検出された強度に基づいて、各部に供給する電力を可変にする電力可変手段とが設けられている。
【０００４】
この電力可変手段は、正常に復調動作を行うのに必要な入力信号を周波数弁別器に入力できるように、その周波数弁別器の前段の周波数変換器に供給される電力を可変に制御している。すなわち、周波数変換器に供給される電力を、前段の高周波増幅器から供給される部分と、電源から電源制御回路を介して供給される部分とに分け、受信した電界強度に応じて、電源制御回路を介して供給される部分から周波数変換器への電力供給をオン／オフにするようになっている。
【０００５】
受信強度との関係で不必要な電力を消費しないようにする場合の他にも、様々な場合において、消費電力を抑えることは好ましい。例えば、複数回、充電して使用可能な二次電池（バッテリー）を電源として用いて、このバッテリーにより、差動アンプ、または、その他の回路へ電力を供給する場合には、バッテリーを長持ちさせるために、消費電力を抑えることが望まれている。
【特許文献１】特開平５−３４４０１６号公報「ＦＭ無線受信機のパワーセーブ装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した差動アンプでは、通常、入力信号が小さい場合にも対応できるようにゲインが大きめに設定されている。このため、例えば、ある程度値が大きい入力信号が入力された場合に、過剰なゲインが発生するという問題がある。そして、この過剰なゲインは不必要な電力消費につながっている。
【０００７】
そこで、このような、アンプなどのトランジスタ回路中の所定部分に流れる過剰な電流を抑えるような試みが数多く行われてきた。しかし、その多くは、上記特許文献１に記載されるように、回路の特定部分の構成に着目してなされるものであった。
本発明の課題は、１以上のトランジスタからなるトランジスタ回路において、その任意の回路部分に適用することが可能な消費電力の低減技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様のトランジスタ回路は、１以上のトランジスタからなるトランジスタ回路において、前記１以上のトランジスタ中の注目した何れか１つのトランジスタに対して、その注目したトランジスタのトランジスタサイズとは異なるトランジスタサイズを有するトランジスタを更に備え、前記注目したトランジスタを介する経路と、前記注目したトランジスタに対するトランジスタを介する経路とのスイッチングを行うスイッチ手段を備えることを特徴とするトランジスタ回路である。
【０００９】
ここで、スイッチ手段を用いて、経路を切り替えることによって、トランジスタサイズを変更しているので、トランジスタサイズが小さい方のトランジスタに対応する経路を選択するようにすれば、その回路部分に流れる電流を減らすことができ、消費電力を節約することが可能となる。さらに、回路中から任意のトランジスタを注目するトランジスタとして選択することができるので、トランジスタ回路の任意の回路部分に適用可能な消費電力の低減技術を提供できる。
【００１０】
なお、本発明にいう「トランジスタサイズ」とは、チャネル幅／チャネル長（Ｗ／Ｌ）を意味する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のトランジスタ回路では、スイッチ手段を用いて、経路を切り替えることによって、トランジスタサイズを変更しているので、トランジスタサイズが小さい方のトランジスタに対応する経路を選択するようにすれば、その回路部分に流れる電流を減らすことができ、消費電力を節約することが可能となる。さらに、回路中から任意のトランジスタを注目するトランジスタとして選択することができるので、トランジスタ回路の任意の回路部分に適用可能な消費電力の低減技術を提供できる。
【００１２】
また、本発明のトランジスタ回路を、受信機に適用した場合には、受信する電波の受信強度に応じて、上記スイッチングを行う。例えば、受信強度が基準値よりも大きい場合に、より小さいトランジスタサイズを有するトランジスタを介する経路を選択するように、切り替える。これにより、受信強度が基準値よりも大きい場合に生じる過剰なゲインを抑えることが可能となり、注目する回路部分に流れる不必要な電流をカットすることが可能となる
また、本発明のトランジスタ回路を、複数回、充電して使用可能なバッテリーを電源として用いている機器に適用した場合には、そのバッテリーの電力の残量を検出する残量検知センサーを設け、その残量検知センサーによって、そのバッテリーの電力の残量が所定量以下であると検出された場合に、トランジスタ回路中の注目したトランジスタに対して上記したスイッチングを行う。このスイッチングにおいて、よりトランジスタサイズが小さいトランジスタを介する経路が選択されるようにすれば、消費電力を低減させることができる。消費電力が低減するので、バッテリーを長持ちさせることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態のトランジスタ回路の一例としての差動アンプの回路構成を示す図である。
図１において、本実施形態の差動アンプは、トランジスタ１１、１２、１３、１６ａ、１６ｂ、定電流源１７、切替スイッチ１９、抵抗１４、１５、を備える。
【００１４】
図１の差動アンプは、第１の入力信号を入力するトランジスタ１２、第２の入力信号を入力するトランジスタ１３、直流電源（ＶＤＤ）とトランジスタ１２、１３との間にそれぞれ設けられ、トランジスタ１２、１３に流れる電流を電圧に変換するための抵抗１４および１５、トランジスタ１６ａまたは１６ｂと選択的にカレントミラーを構成し、定電流源１７からの電流に対応する電流をそれらトランジスタ１６ａまたは１６ｂに受け渡すトランジスタ１１、切替信号に基づいて経路選択を行う切替スイッチ１９、を備える。この差動アンプでは、通常行われるように、第１の入力信号と第２の入力信号の差分（差動入力）をゲイン倍したものを、第１の出力信号と第２の出力信号の差分（差動出力）として得ている。
【００１５】
ここで、トランジスタ１６ａは、トランジスタ回路（この場合、差動アンプ）中の注目したトランジスタであり、その注目したトランジスタ１６ａに対して、その注目したトランジスタ１６ａのトランジスタサイズとは異なるトランジスタサイズ、好ましくは、その注目したトランジスタ１６ａのトランジスタサイズより小さいトランジスタサイズ、を有するトランジスタ１６ｂを並列に接続すると共に、切替スイッチ１９を設けて、注目したトランジスタ１６ａを介する経路と、注目したトランジスタ１６ａに対して並列に接続されたトランジスタ１６ｂを介する経路とのスイッチングを行う。なお、上記スイッチングは、ユーザによってなされる切替指示、例えば、節電モードボタンの押下、に基づいて行われる。
【００１６】
上記切替指示に対応して、スイッチングにより、トランジスタサイズが小さい方のトランジスタを介する経路が選択されるようにすれば、出力信号が抑えられ、消費電力を低減することができる。
なお、図１では、カレントミラーを構成する一対のトランジスタのうちの一方に注目したが、トランジスタ回路を構成する任意のトランジスタを注目対象として採用可能である。
【００１７】
図２は、本実施形態のトランジスタ回路が適用される受信機のブロック図である。なお、図中で、図１と重複する部分については一部省略されている。
まず、電波が、不図示のアンテナを介して受信され、不図示のリミッタ部によって、受信強度を示す情報、例えば、ＲＳＳＩ電圧、が検出される。検出された受信強度を示す情報は、２入力のコンパレータ２２の一方に入力される。コンパレータ２２の他方には、基準値（基準電圧）が入力され、コンパレータ２２によって、このＲＳＳＩ電圧と基準電圧との比較が行われる。比較結果を示す比較結果信号ＳＷは、コンパレータ２２から出力され、その後段のインバータ２３を介して、比較結果信号ＳＷとその反転信号が、切替スイッチ１９ａ，１９ｂに入力される。なお、本実施例では、受信強度が基準値よりも大きい場合に、より小さいトランジスタサイズを有するトランジスタを介する経路を選択するように、切り替える。
【００１８】
これにより、受信強度が基準値よりも大きい場合に生じる過剰なゲインを抑えることが可能となり、注目する回路部分に流れる不必要な電流をカットすることが可能となる。
図３は、切替スイッチの具体的な構成を示す回路図であり、（ａ）は切替スイッチ１９ｂを、また、（ｂ）は切替スイッチ１９ａを、それぞれ示す図である。
【００１９】
図３（ａ）において、切替スイッチ１９ｂは、トランスファーゲートにより構成され、比較結果信号ＳＷとその反転信号を入力して、それらの値に応じて、入力（ｉｎ）側の信号を出力（ｏｕｔ）側に通過させるか否かのスイッチングを行う。切替スイッチ（ゲート）１９ｂは、コンパレータ２２による比較結果信号ＳＷが「Ｈ」、よって、その反転信号が「Ｌ」に設定される場合にオンして導通状態になる。なお、この場合、切替スイッチ（ゲート）１９ａはオフして非導通状態になる。よって、このような比較結果信号ＳＷとその反転信号に対しては、図２のトランジスタ１６ｂを介する経路が選択される。
【００２０】
図３（ｂ）において、切替スイッチ１９ａは、トランスファーゲートにより構成され、比較結果信号ＳＷとその反転信号を入力して、それらの値に応じて、入力（ｉｎ）側の信号を出力（ｏｕｔ）側に通過させるか否かのスイッチングを行う。切替スイッチ（ゲート）１９ａは、コンパレータ２２による比較結果信号ＳＷが「Ｌ」、よって、その反転信号が「Ｈ」に設定される場合にオンして導通状態になる。なお、この場合、切替スイッチ（ゲート）１９ｂはオフして非導通状態になる。よって、このような比較結果信号ＳＷとその反転信号に対しては、図２のトランジスタ１６ａを介する経路が選択される。
【００２１】
なお、以上の説明では、トランジスタ回路として、（差動）アンプを例示すると共に、そのアンプを含む受信機を示したが、アンプ以外のトランジスタ回路、例えば、ギルバートセル回路や、そのギルバートセル回路で構成されるミキサ、にも本発明を適用することが可能なことはいうまでもない。また、以上の説明では、トランジスタ回路は、ＰチャネルやＮチャネルのトランジスタによって構成されていたが、トランジスタ回路を構成するトランジスタとして、各種トランジスタが採用可能なことはいうまでもない。
【００２２】
例えば、トランジスタ回路を備えると共に、複数回、充電して使用可能なバッテリーを電源として用いている機器において、そのバッテリーの電力の残量を検出する残量検知センサーを設ける。そして、その残量検知センサーによって、そのバッテリーの電力の残量が所定量以下であると検出された場合に、その機器に備えられるトランジスタ回路中の注目したトランジスタに対して上記したスイッチングを行う。このスイッチングにおいて、よりトランジスタサイズが小さいトランジスタに切り替えるようにすれば、消費電力を低減させることができる。消費電力が低減するので、バッテリーを長持ちさせることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、１以上のトランジスタからなるトランジスタ回路を含む各種機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態のトランジスタ回路の一例としての差動アンプの回路構成を示す図である。
【図２】本実施形態のトランジスタ回路が適用される受信機のブロック図である。
【図３】切替スイッチの具体的な構成を示す回路図であり、（ａ）は切替スイッチ１９ｂを、また、（ｂ）は切替スイッチ１９ａを、それぞれ示す図である。
【図４】従来の差動アンプの回路構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１，１２，１３，１６ａ，１６ｂ  トランジスタ
１４，１５  抵抗
１７  電流源
１９  切替スイッチ
２２  コンパレータ
２３  インバータ
【図１】
2005229314.tif 000003
【図２】
2005229314.tif 000004
【図３】
2005229314.tif 000005
【図４】
2005229314.tif 000006