(57)【要約】      （修正有）【課題】多段増幅器において、利得が高くなるにつれてミラー効果による帯域の低下が無視できなくなる。このミラー効果を補償する増幅器を提案する。【解決手段】増幅器システムは、第１の増幅器、第２の増幅器、第１のキャパシタ、及び第１のトランジスタを含む。第１の増幅器は、入力と出力とを有する。第２の増幅器は、第１の増幅器の出力に接続する入力を有する。第１のキャパシタは、第１の増幅器の入力に接続する一端を有する。第１のトランジスタは、制御端子、第１の増幅器の出力に接続する第１の端子、及び第１のキャパシタの他端に接続する第２の端子を有する。【選択図】図１３
2007129720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力及び出力を有する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器の前記出力に接続する入力を有する第２の増幅器と、
前記第１の増幅器の前記入力に接続する一端を有する第１のキャパシタと、
制御端子、前記第１の増幅器の前記出力に接続する第１の端子、及び前記第１のキャパシタの他端に接続する第２の端子を有する第１のトランジスタと、
を備える増幅器システム。
【請求項２】
前記第１のトランジスタの前記第２の端子に接続する第１の電流源を更に備える、請求項１に記載の増幅器システム。
【請求項３】
前記第１のトランジスタの前記第１の端子に接続する第２の電流源を更に備える、請求項１に記載の増幅器システム。
【請求項４】
前記第１のトランジスタの前記第２の端子に接続する第１の電流源と、
前記第１のトランジスタの前記第１の端子に接続する第２の電流源と
を更に備える、請求項１に記載の増幅器システム。
【請求項５】
前記第１及び第２の増幅器が、演算トランスコンダクタンス増幅器を含む、請求項１に記載の増幅器システム。
【請求項６】
前記第１及び第２の増幅器が、演算増幅器を含む、請求項１に記載の増幅器システム。
【請求項７】
入力及び出力を有する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器の前記出力に接続する入力を有する第２の増幅器と、
前記第１の増幅器の前記入力に接続する一端を有する第１のキャパシタと、
前記第２の増幅器の前記入力に接続する一端を有する第２のキャパシタと、
制御端子、前記第２のキャパシタの他端に接続する第１の端子、及び前記第１のキャパシタの他端に接続する第２の端子を有する第１のトランジスタと、
を備える増幅器システム。
【請求項８】
前記第１のトランジスタの前記第２の端子に接続する第１の電流源を更に備える、請求項７に記載の増幅器システム。
【請求項９】
前記第２の増幅器の前記入力に接続する第２の電流源を更に備える、請求項７に記載の増幅器システム。
【請求項１０】
前記第１のトランジスタの前記第２の端子に接続する第１の電流源と、
前記第２の増幅器の前記入力に接続する第２の電流源と、
を更に備える、請求項７に記載の増幅器システム。
【請求項１１】
前記第１及び第２の増幅器が、演算トランスコンダクタンス増幅器を含む、請求項７に記載の増幅器システム。
【請求項１２】
前記第１及び第２の増幅器が、演算増幅器を含む、請求項７に記載の増幅器システム。
【請求項１３】
前記第１のキャパシタの前記第１の端子に接続する一端、及び電圧基準に接続する他端を有する第１の抵抗と、
前記第１のトランジスタの前記第２の端子に接続する第１の電流源と
を更に備える、請求項７に記載の増幅器システム。
【請求項１４】
前記第１のキャパシタの前記第１の端子に接続し電圧基準に接続する第１の電流源と、
前記第１のトランジスタの前記第２の端子に接続する第１の抵抗と
を更に備える、請求項７に記載の増幅器システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本願は、２００６年７月３１日に出願された米国仮出願第６０／８２０，８７８号及び２００６年５月１０日に出願された米国仮出願第６０／７９９，２８２号の利益を主張するものであり、２００５年１１月２日に出願された米国特許出願第１１／２６４，９２１号の一部継続出願である。上記出願の開示内容は、その全体を参照することによって本明細書に組み込む。
【発明の分野】
【０００２】
[0002]本発明は、増幅器に関するものであり、特に、補償付き増幅器に関するものである。
【発明の背景】
【０００３】
[0003]増幅器は、１段以上のステージを含むことがある。各ステージは利得を提供する増幅器を含むことがある。周波数が増加するにつれて、増幅器によって提供される利得は低下し、このことが増幅器の帯域幅を制限する。電子計算デバイスの動作周波数が増加するにつれて、高帯域幅、高利得、そして低雑音を有する増幅器が徐々に重要になってきている。
【０００４】
[0004]ミラー補償は、利得ステージの実効入力キャパシタンスを増加させることによって、利得ステージの主要極をより低い周波数へ移動させる従来型の周波数補償技術である。ミラー補償回路は、ミラー効果を利用するミラーキャパシタンスを含む。ミラーキャパシタンスがフィードバック構成に接続される場合に、キャパシタンスは増幅器の入力にでは非常に大きく見える。主要極は、この方法を用いてより低い周波数へ移されるが、システムの利得及び帯域幅は依然として多少制限されている。
【０００５】
[0005]ここで、図１及び２を参照する。これらの図は、ミラー補償付きの増幅器回路１０を示しており、当該回路１０は、第１の増幅器１４及び第２の増幅器１６を含んでいる。第１の増幅器１４の出力は、第２の増幅器１６の入力に接続している。ミラーキャパシタンス１８の第１の端部は、第２の増幅器１６の入力に接続しており、ミラーキャパシタンス１８の第２の端部は、第２の増幅器１６の出力に接続している。
【０００６】
[0006]増幅器回路１０の入力電圧は、第１の増幅器１４の入力に印加される。増幅器回路１０の出力電圧は、第２の増幅器１６の出力から参照される。ミラー補償の結果、第２の増幅器１６のトランスコンダクタンスｇｍが増大され、このことが増幅器回路１０の帯域幅を増大する。図２において見ることができるように、ミラー補償付きの増幅器の利得は２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの傾きを有する。
【０００７】
[0007]増幅器はスイッチドキャパシタ入力信号と共に使用されることもある。スイッチドキャパシタ入力信号は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）、フィルタ、及び／又は、その他の回路で生成される。図１に示すような従来型の増幅器は、特にスイッチドキャパシタ入力信号に対して、許容可能な雑音レベルで十分な利得及び帯域幅を提供することが難しいときがある。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]増幅器システムは、第１の増幅器、第２の増幅器、第１のキャパシタ、及び第１のトランジスタを備える。第１の増幅器は、入力及び出力を有する。第２の増幅器は、第１の増幅器の出力に接続する入力を有する。第１のキャパシタは第１の増幅器の入力に接続する一端を有する。第１のトランジスタは、制御端子、第１の増幅器の出力に接続する第１の端子、及び第１のキャパシタの他端に接続する第２の端子を有する。
【０００９】
[0009]別の特徴において、増幅器システムは、第１のトランジスタの第２の端子に接続する第１の電流源を更に備える。
【００１０】
[0010]別の特徴において、増幅器システムは、第１のトランジスタの第１の端子に接続する第２の電流源を更に備える。
【００１１】
[0011]別の特徴において、増幅器システムは、第１のトランジスタの第２の端子に接続する第１の電流源と、第１のトランジスタの第１の端子に接続する第２の電流源とを更に備える。
【００１２】
[0012]別の特徴において、第１及び第２の増幅器は、演算トランスコンダクタンス増幅器を含む。
【００１３】
[0013]別の特徴において、第１及び第２の増幅器は、演算増幅器を含む。
【００１４】
[0014]更に別の特徴において、増幅器システムは、第１の増幅器、第２の増幅器、第１のキャパシタ、第２のキャパシタ、及び第１のトランジスタを備える。第１の増幅器は、入力及び出力を有する。第２の増幅器は、第１の増幅器の出力に接続する入力を有する。第１のキャパシタは、第１の増幅器の入力に接続する一端を有する。第２のキャパシタは、第２の増幅器の入力に接続する一端を有する。第１のトランジスタは、制御端子、第２のキャパシタの他端に接続する第１の端子、及び第１のキャパシタの他端に接続する第２の端子を有する。
【００１５】
[0015]別の特徴において、増幅器システムは、第１のトランジスタの第２の端子に接続する第１の電流源を更に備える。
【００１６】
[0016]別の特徴において、増幅器システムは、第２の増幅器の入力に接続する第２の電流源を更に備える。
【００１７】
[0017]別の特徴において、増幅器システムは、第１のトランジスタの第２の端子に接続する第１の電流源と、第２の増幅器の入力に接続する第２の電流源と、を更に備える。
【００１８】
[0018]別の特徴において、第１及び第２の増幅器は演算トランスコンダクタンス増幅器を含む。
【００１９】
[0019]別の特徴において、第１及び第２の増幅器は演算増幅器を含む。
【００２０】
[0020]更に別の特徴において、増幅器システムは、入力及び出力を有する第１の増幅手段と、第１の増幅手段の出力に接続する入力を有する第２の増幅手段と、第１の増幅手段の入力に接続する一端を有する第１のキャパシタンス手段と、制御端子、第１の増幅手段の出力に接続する第１の端子、及び第１のキャパシタンス手段の他端に接続する第２の端子を有する第１のトランジスタと、を備える。
【００２１】
[0021]別の特徴において、増幅器システムは、第１のトランジスタの第２の端子に接続する第１の電流源手段を更に備える。
【００２２】
[0022]別の特徴において、増幅器システムは、第１のトランジスタの第１の端子に接続する第２の電流源手段を更に備える。
【００２３】
[0023]別の特徴において、増幅器システムは、第１のトランジスタの第２の端子に接続する第１の電流源手段と、第１のトランジスタの第１の端子に接続する第２の電流源手段とをさらに備える。
【００２４】
[0024]別の特徴において、第１及び第２の増幅手段は、演算トランスコンダクタンス増幅器を含む。
【００２５】
[0025]別の特徴において、第１及び第２の増幅手段は、演算増幅器を含む。
【００２６】
[0026]更に別の特徴において、増幅器システムは、入力及び出力を有する増幅用の第１の増幅手段と、第１の増幅手段の出力に接続する入力を有する増幅用の第２の増幅手段と、第１の増幅手段の入力に接続する一端を有するキャパシタを提供する第１のキャパシタンス手段と、第２の増幅手段の入力に接続する一端を有するキャパシタを提供する第２のキャパシタンス手段と、制御端子、第２のキャパシタンス手段の他端に接続する第１の端子、及び第１のキャパシタンス手段の他端に接続する第２の端子を有する第１のトランジスタと、を備える。
【００２７】
[0027]別の特徴において、増幅器システムは、電流を供給し第１のトランジスタの第２の端子に接続する第１の電流源手段を更に備える。
【００２８】
[0028]別の特徴において、増幅器システムは、電流を供給し第２の増幅手段の入力に接続する第２の電流源手段を更に備える。
【００２９】
[0029]別の特徴において、増幅器システムは、電流を供給し第１のトランジスタの第２の端子に接続する第１の電流源手段と、電流を供給し第２の増幅器の入力に接続する第２の電流源手段と、を更に備える。
【００３０】
[0030]別の特徴において、第１及び第２の増幅手段は、演算トランスコンダクタンス増幅器を含む。
【００３１】
[0031]別の特徴において、第１及び第２の増幅手段は、演算増幅器を含む。
【００３２】
[0032]本発明の更なる適用範囲は、以下に記載する詳細な説明から明白になる。詳細な説明及び具体的な実施例は、発明の好ましい実施形態を示すが、例示の目的だけを意図するものであり、発明の範囲を制限することを意図するものではないことを理解すべきである。
【００３３】
[0033]本発明は、詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されよう。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【００３４】
[0059]以下の（複数の）好ましい実施形態の説明は、本質的に単なる例示であり、決して発明、発明の応用、又は、発明の使用を制限することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、モジュール、回路、及び／又は、装置という用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、一つ以上のソフトウェア又はファームウェアプログラムを実行するプロセッサ（共有、専用、又は、グループ）及びメモリ、組み合わせ論理回路、並びに／若しくは、上記の機能を提供するその他の適当なコンポーネントを指す。本明細書で使用されるように、Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも一つという語句は、非排他的論理和を使用する論理的な（Ａ又はＢ又はＣ）を意味するように解釈されるべきである。方法中のステップは本発明の原理を変更することなく異なる順序で実行してよいことを理解すべきである。明確にするために、同じ参照番号を類似した要素を特定するために図面中で使用する。
【００３５】
[0060]次に図３Ａを参照する。この図は、本発明による補償付きの増幅器回路５０の電気回路図を示している。増幅器回路の特定の実施例を示して説明するが、その他の組み合わせも考えられる。増幅器回路５０は、入力及び出力を有する第１の増幅器モジュール５２を含む。増幅器モジュール５２の入力は、増幅器モジュール５５の入力に接続している。増幅器モジュール５５の出力は、キャパシタ５６によって増幅器モジュール５２の出力に接続されている。
【００３６】
[0061]増幅器モジュール５５は、増幅器５２の利得より小さい利得を有していてもよい。増幅器モジュール５２は、１００以上の利得を有していてもよい。増幅器モジュール５５は、１００未満の利得を有していてもよい。幾つかの実装形態では、増幅器モジュール５５の利得は、実質的に１００未満である。増幅器モジュール５５は、非常に大きい帯域幅及び小さい出力インピーダンスを有していてもよい。増幅器モジュール５５は、増幅器モジュール５２の帯域幅より大きい帯域幅を有する。増幅器モジュール５２の出力インピーダンスは、増幅器モジュール５５の出力インピーダンスより大きくてもよい。増幅器モジュール５５は、トランスインピーダンス増幅器を含んでいてもよい。増幅器回路５０は、第１のＤＣパス５７及び第２の高周波パス５８を有している。
【００３７】
[0062]次に図３Ｂ〜３Ｄを参照する。増幅器の種々の組み合わせを、増幅器回路５０の増幅器モジュール５２及び５５に使用することが可能である。特定の実施例が示されているが、その他の組み合わせも考えられる。図３Ｂでは、増幅器モジュール５２は、増幅器５３を含んでいてもよい。図３Ｃでは、増幅器モジュール５５は、トランスインピーダンス増幅器を含んでいてもよい。図３Ｄでは、増幅器モジュール５２は、ミラー補償増幅器を含んでいてもよい。更に別の変形態様も考えられる。
【００３８】
[0063]図３Ｃを再び参照する。増幅器回路５０は、増幅器モジュール５２を含んでおり、このモジュール５２は、第１の増幅器５３を含んでおり、当該第１の増幅器５３は、第２の増幅器５４の入力に接続する出力を有している。増幅器５３の入力は、増幅器モジュール５５に接続している。増幅器モジュール５５は、増幅器６２、増幅器６６、及びフィードバック抵抗７０を含んでいる。増幅器６２の出力は、増幅器６６の入力に接続されている。フィードバック抵抗７０は、増幅器６６の入力と増幅器６６の出力との間に接続されている。容量素子５６は、増幅器６６の出力を増幅器５４の入力に容量的に接続している。増幅器５３及び５４は、ＤＣ利得パス８０を提供する。ＤＣ利得パス８０の利得は、追加の増幅器を使用して調整可能である。増幅器６２及び６６、並びにキャパシタ５６は、高周波利得パス８４を提供する。
【００３９】
[0064]次に、図３Ｄを参照する。増幅器モジュール５２は、増幅器５３と、容量性フィードバックＣＭを有するミラー補償増幅器８５と、を含んでいてもよい。追加の増幅器８６は、ミラー補償増幅器８５の出力と増幅器５４の入力との間に設けられている。更に別の組み合わせも考えられる。
【００４０】
[0065]次に、図４Ａ〜４Ｃを参照する。これらの図は、増幅器回路の利得及び帯域幅を説明する例示的なグラフを示している。理解できるように、図３Ａにおける増幅器回路５０は、更なる帯域幅をより高い利得値で有している。利得の傾きは、４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅに増加されており、これによって、利得が、後に、しかしより急速に低下する。追加の利得ステージは、傾きを６０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅに、図４Ｂに示されるように、更に増加させる。ステージ及び／又は構造次第では、利得帯域幅応答の領域は、図４Ｃに示されるように、２０、４０、６０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ等の傾きを有することがある。
【００４１】
[0066]次に、図５及び６を参照する。これらの図は、補償及び追加の利得付きの別の増幅器の電気回路図を示している。１台以上の追加の増幅器をＤＣ利得パス８０に設けて、更なる利得を提供してもよい。図５では、増幅器回路９０は、増幅器５３及び１０１を含んでおり、当該増幅器５３及び１０１は、増幅器９０の入力と増幅器５４との間に接続されている。図６では、増幅器回路１００は、一以上の追加の増幅器１０１−Ｍを含んでおり、当該増幅器１０１−Ｍは、増幅器５２−２と５４との間に接続されている。なお、Ｍは１より大きい整数である。理解できるように、追加の増幅器ステージをＤＣパスに追加して、必要に応じて更なる利得を提供してもよい。
【００４２】
[0067]本発明による増幅器回路は、低周波数と高周波数の両者で利得を向上し、整定時間を向上している。増幅器回路は、各ステージを非カスコード構成にすることができるので、低電圧で動作しながら高利得を有している。
【００４３】
[0068]次に、図７Ａ及び７Ｂを参照する。増幅器回路１０８は、入力と、増幅器１１４の入力に接続された出力とを有する増幅器１１０を含んでいる。増幅器１１０の入力は、キャパシタ１１６によって増幅器１１８の入力に接続されている。増幅器１１８の出力は、増幅器１２０の入力に接続されている。増幅器１２０の出力は、キャパシタ１２２によって増幅器１１４の入力に接続されている。
【００４４】
[0069]フィードバック抵抗１２４は、増幅器１２０の入力と出力に接続されている。フィードバック抵抗１２６は、増幅器１１８の入力と出力に接続されている。フィードバック抵抗１２６は、高抵抗値を有していてもよい。例えば、このフィードバック抵抗は、抵抗１２４の抵抗値より高い抵抗値を有していてもよい。フィードバック抵抗１２６は、非常に高い抵抗、例えば、略無限大に近い抵抗を有していてもよい。負荷キャパシタ１２８を、増幅器１１４の出力に接続してもよい。図７Ｂでは、比較的高いフィードバック抵抗１２８に関連した寄生容量１２９が、回路の帯域幅を制限する傾向がある。
【００４５】
[0070]図７Ｃに、本発明による増幅器回路１３０を示す。増幅器回路１３０は、スイッチドキャパシタを備えて、寄生容量に伴う問題無しに高フィードバック抵抗１２６をシミュレートしてもよい。増幅器回路１３０は、増幅器１１４の入力に接続された出力を有する増幅器１１０を備えている。増幅器１１０の入力は、キャパシタ１１６によって増幅器１１８の入力にも接続されている。増幅器１１８の出力は、増幅器１２０の入力に接続されている。増幅器１２０の出力は、キャパシタ１２２によって増幅器１１４の入力に接続されている。
【００４６】
[0071]増幅器１１８の入力及び出力は、スイッチドキャパシタ回路１３１に接続していてもよい。スイッチドキャパシタ回路１３１は、第１のスイッチ１３２及び第２のスイッチ１３４を有している。キャパシタ１３６は、スイッチ１３２及び１３４と、グランドのような基準電位との間に接続されている。第１のフェーズΦ１の間に、第１のスイッチ１３２が閉じられ、第２のスイッチ１３４が開かれて、キャパシタ１３６が充電される。第２のフェーズΦ２の間に、第１のスイッチ１３２が開かれ、第２のスイッチ１３４が閉じられ、これによってキャパシタ１３６を放電させる。第１及び第２のフェーズは、スイッチド入力の第１及び第２のフェーズに対応し、及び／又は、その逆に対応していてもよい。フィードバック抵抗１２４は、増幅器１２０の入力と出力に接続されている。負荷キャパシタ１４６を増幅器１１４の出力に接続してもよい。幾つかの用途では、増幅器１３０はスイッチド入力を受けてもよい。スイッチド入力は、容量性ＡＤＣ、ＤＡＣ、フィルタなどに見られるようなスイッチドキャパシティブ入力であってもよい。
【００４７】
[0072]次に、図８及び９を参照する。これらの図は、スイッチドキャパシタ回路１４８と図７Ｃの増幅器１３０とを備える例示的な回路を示している。増幅器回路１３０への入力電圧は、スイッチドキャパシティブ入力であってもよい。スイッチドキャパシティブ入力は、フィルタ、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、及びその他の回路のような回路において生成されてもよい。理解できるように、その他のタイプの入力及び／又は他のスイッチドキャパシタ回路を使用してもよい。スイッチドキャパシタ回路１４８は、第１のスイッチ１５２及び第２のスイッチ１５４を有している。キャパシタ１５８は、スイッチ１５２及び１５４と、グランドのような基準電位との間に接続されている。第１のフェーズΦ１の間に、第１のスイッチ１５２が閉じられ、第２のスイッチ１５４が開かれて、キャパシタ１５８が充電される。第２のフェーズΦ２の間に、第１のスイッチ１５２が開かれ、第２のスイッチ１５４が閉じられて、キャパシタ１５８が増幅器１００を介して放電する。
【００４８】
[0073]次に、図１０を参照する。増幅器回路１８０は、図７Ｃに示した増幅器回路と類似しており、増幅器１８２−１、１８２−２、．．．、１８２−Ｘを更に備えている。ここで、Ｘはゼロより大きい整数である。追加の増幅器１８２は、図４に示した領域２００における利得帯域幅応答の傾きを増加させる傾向がある。
【００４９】
[0074]上記の増幅器回路は、いずれも差動モードで構成することが可能である。例えば、ここで図１１を参照すると、図７Ｃの増幅器が差動モードで構成されている。本明細書に記載されているその他の増幅器も同様に差動モードで構成してもよい。同図は、差動スイッチド入力を受ける本発明による増幅器２０２を示している。増幅器２０２は、差動増幅器１１０Ｄを備えており、当該増幅器１１０Ｄは、差動増幅器１１４Ｄの差動入力に接続された差動出力を有している。差動増幅器１１０Ｄの差動入力は、キャパシタ１１６−１及び１１６−２によって差動増幅器１１８Ｄの差動入力に更に接続されている。差動増幅器１１８Ｄの差動出力は、差動増幅器１２０Ｄの差動入力に接続されている。差動増幅器１２０Ｄの差動出力は、キャパシタ１２２−１及び１２２−２によって差動増幅器１１４Ｄの差動入力に接続されている。
【００５０】
[0075]差動増幅器１１８Ｄの差動入力及び差動出力は、スイッチドキャパシタ回路１３１−１及び１３１−２に接続している。負荷キャパシタ（図示せず）を、差動増幅器１１４Ｄの差動出力に接続してもよい。
【００５１】
[0076]本明細書で説明した増幅器は、増幅器、演算増幅器、演算トランスコンダクタンス増幅器（ＯＴＡ）、ミラー補償付き増幅器、及び／又は、その他の適当な増幅器であってもよい。ＯＴＡはトランスコンダクタンスタイプのデバイスである。入力電圧は、トランスコンダクタンスｇｍに基づいて出力電流を制御する。換言すると、ＯＴＡは電圧制御型電流源（ＶＣＣＳ）であり、電圧制御型電圧源（ＶＣＶＳ）である従来型の増幅器（オペアンプ）とは著しく異なる。
【００５２】
[0077]ＯＴＡのトランスコンダクタンスパラメータは、増幅器バイアス電流によって制御される。この制御されたトランスコンダクタンスから、出力電流は、入力ピンの間の印加電圧差の関数になる。ＯＴＡと従来型のオペアンプとの間には二つの主要な相違点がある。第一に、ＯＴＡは電流源であるので、装置の出力インピーダンスが高い。その一方、オペアンプの出力インピーダンスは非常に低い。第二に、ＯＴＡを使用して、負フィードバックを利用しない回路を設計することが可能である。換言すると、装置パラメータに対する回路の性能の感度を下げるためにフィードバックを利用しない。
【００５３】
[0078]次に、図１２Ａ〜１２Ｇを参照する。これらの図は、本発明の種々の例示的な実装形態を示している。ここで、図１２Ａを参照する。本発明を、ハードディスクドライブ４００内の増幅器、ＡＤＣ、ＤＡＣ、フィルタ及びその他の回路に実装することが可能である。幾つかの実装形態では、ＨＤＤ４００内の信号処理及び／又は制御回路４０２、及び／又は、その他の回路（図示せず）は、データを処理し、符号化及び／又は暗号化を実行し、計算を実行し、並びに／若しくは、磁気記憶媒体４０６へ出力され、及び／又は、磁気記憶媒体４０６から入力されるデータをフォーマット化する。
【００５４】
[0079]ＨＤＤ４００は、一以上の有線又は無線通信リンク４０８を介して、コンピュータ、携帯情報端末のような携帯型計算装置、携帯電話機、メディア又はＭＰ３プレーヤー等のようなホスト装置（図示せず）、及び／又は、その他の装置と通信する。ＨＤＤ４００は、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリのような低遅延の不揮発性メモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、及び／又は、その他の適当な電子データ記憶装置などのメモリ４０９に接続される。
【００５５】
[0080]次に、図１２Ｂを参照する。本発明を、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブ４１０の増幅器、ＡＤＣ、ＤＡＣ、フィルタ及びその他の回路において実装することが可能である。信号処理及び／又は制御回路４１２、及び／又は、ＤＶＤ４１０内のその他の回路（図示せず）は、データを処理し、符号化及び／又は暗号化を実行し、計算を実行し、及び／又は、光記憶媒体４１６へ出力され、及び／又は、磁気記憶媒体４１６から入力されるデータをフォーマット化する。幾つかの実装形態では、信号処理及び／又は制御回路４１２、及び／又は、ＤＶＤ４１０内のその他の回路（図示せず）は、符号化及び／又は復号化、並びに／若しくは、ＤＶＤドライブに関連した任意の別の信号処理機能のようなその他の機能を更に実行する。
【００５６】
[0081]ＤＶＤドライブ４１０は、コンピュータ、テレビ、又は、その他の装置のような出力装置（図示せず）と、一以上の有線又は無線通信リンク４１７を介して、通信してもよい。ＤＶＤ４１０は、不揮発性方式でデータを記憶する大容量記憶装置４１８と通信してもよい。大容量記憶装置４１８は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を含む。ＨＤＤは図１２Ａに示された構造を有していてもよい。ＨＤＤは、約１．８インチより小さい直径を有する１枚以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。ＤＶＤ４１０は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延の不揮発性メモリ、及び／又は、その他の適当な電子データ記憶装置などのメモリ４１９に接続されてもよい。
【００５７】
[0082]次に、図１２Ｃを参照する。本発明を、高精細テレビ（ＨＤＴＶ）４２０の増幅器、ＡＤＣ、ＤＡＣ、フィルタ及びその他の回路において実装することが可能である。ＨＤＴＶ４２０は、有線又は無線のいずれかのフォーマットでＨＤＴＶ入力信号を受信し、ディスプレイ４２８のためのＨＤＴＶ出力信号を生成する。幾つかの実装形態では、信号処理回路及び／又は制御回路４２２、及び／又は、ＨＤＴＶ４２０のその他の回路（図示せず）は、データを処理し、符号化及び／又は暗号化を実行し、計算を実行し、データをフォーマット化し、並びに／若しくは、要求され得るその他のタイプのＨＤＴＶ処理を実行してもよい。
【００５８】
[0083]ＨＤＴＶ４２０は、光及び／又は磁気記憶装置のような不揮発性方式でデータを記憶する大容量データ記憶装置４２７と通信してもよい。少なくとも１台のＨＤＤは図１２Ａに示された構造を有していてもよく、及び／又は、少なくとも１台のＤＶＤは図１２Ｂに示された構造を有していてもよい。ＨＤＤは、約１．８インチより小さい直径を有する１枚以上のプラッタを含むミニＨＤＤでもよい。ＨＤＴＶ４２０は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延の不揮発性メモリ、及び／又は、その他の適当な電子データ記憶装置などのメモリ４２８に接続されてもよい。ＨＤＴＶ４２０は、ＷＬＡＮネットワークインターフェイス４２９を介してＷＬＡＮとの接続もサポートしてもよい。
【００５９】
[0084]次に、図１２Ｄを参照する。本発明は、車両４３０の制御システムの増幅器、ＡＤＣ、ＤＡＣ、フィルタ、及びその他の回路、ＷＬＡＮインターフェイス、車両制御システムの大容量データ記憶装置、並びに／若しくは、電源４３３において、実装してもよく、及び／又は、それらにおいて実施されてもよい。幾つかの実装形態では、本発明は、パワートレイン制御システム４３２を実施する。パワートレイン制御システム４３２は、温度センサ、圧力センサ、回転センサ、気流センサ、及び／又は、その他の適当なセンサのような１台以上のセンサから入力を受信し、及び／又は、エンジン動作パラメータ、伝達動作パラメータ、及び／又は、その他の制御信号のような一以上の出力制御信号を生成するする。
【００６０】
[0085]本発明を、車両４３０のその他の制御システム４４０において実装してもよい。制御システム４４０も同様に、入力センサ４４２から信号を受信してもよく、一以上の出力装置４４４へ制御信号を出力してもよい。幾つかの実装形態では、制御システム４４０は、アンチロックブレーキングシステム（ＡＢＳ）と、ナビゲーションシステムと、テレマティックスシステムと、車両テレマティックスシステムと、車線離脱システムと、適応クルーズ制御システムと、ステレオ、ＤＶＤ、コンパクトディスクなどのような車両エンターテイメントシステムの一部分であってもよい。更に別の実装形態も考えられる。
【００６１】
[0086]パワートレイン制御システム４３２は、不揮発性方式でデータを記憶する大容量データ記憶装置４４６と通信してもよい。大容量データ記憶装置４４６は、例えば、ハードディスクドライブＨＤＤ及び／又はＤＶＤのような光及び／又は磁気ディスク記憶装置を含んでもよい。少なくとも１台のＨＤＤは図１２Ａに示された構造を有していてもよく、及び／又は、少なくとも１台のＤＶＤは図１２Ｂに示された構造を有していてもよい。ＨＤＤは、約１．８インチより小さい直径を有する１枚以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。パワートレイン制御システム４３２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延の不揮発性メモリ、及び／又は、その他の適当な電子データ記憶装置などのメモリ４４７に接続されてもよい。パワートレイン制御システム４３２は、ＷＬＡＮネットワークインターフェイス４４８を介してＷＬＡＮとの接続もサポートしてもよい。制御システム４４０は、また、大容量データ記憶装置、メモリ、及び／又は、ＷＬＡＮインターフェイス（すべて図示されていない）を更に備えてもよい。
【００６２】
[0087]次に、図１２Ｅを参照する。本発明を、セルラーアンテナ４５１を含み得る携帯電話機４５０の増幅器、ＡＤＣ、ＤＡＣ、フィルタ、及びその他の回路において実装することができる。幾つかの実装形態では、携帯電話機４５０は、マイクロホン４５６、スピーカー及び／又はオーディオ出力ジャックのようなオーディオ出力４５８、ディスプレイ４６０、並びに／若しくは、キーパッド、ポインティングデバイス、音声作動及び／又はその他の入力装置のような入力装置４６２を含む。信号処理及び／又は制御回路４５２、及び／又は、携帯電話機４５０内のその他の回路（図示せず）は、データを処理し、符号化及び／又は暗号化を実行し、計算を実行し、データをフォーマット化し、及び／又は、その他の携帯電話機能を実行してもよい。
【００６３】
[0088]携帯電話機４５０は、例えば、ハードディスクドライブＨＤＤ及び／又はＤＶＤといった光及び／又は磁気ディスク記憶装置のような不揮発性方式でデータを記憶する大容量データ記憶装置４６４と通信してもよい。少なくとも１台のＨＤＤは図１２Ａに示された構造を有し、及び／又は、少なくとも１台のＤＶＤは図１２Ｂに示された構造を有していてもよい。ＨＤＤは、約１．８インチより小さい直径を有する１枚以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。携帯電話機４５０は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延の不揮発性メモリ、及び／又は、その他の適当な電子データ記憶装置などのメモリ４６６に接続されてもよい。携帯電話機４５０は、また、ＷＬＡＮネットワークインターフェイス４６８を介してＷＬＡＮとの接続をサポートしてもよい。
【００６４】
[0089]次に、図１２Ｆを参照する。本発明を、セットトップボックス４８０の増幅器、ＡＤＣ、ＤＡＣ、フィルタ、及びその他の回路において実装してもよい。セットトップボックス４８０は、ブロードバンドソースのようなソースから信号を受信し、テレビ、及び／又は、モニタ、並びに／若しくは、その他のビデオ及び／又はオーディオ出力装置といったディスプレイ４８８に適した標準、及び／又は、高精細のオーディオ／ビデオ信号を出力する。信号処理及び／又は制御回路４８４、及び／又は、セットトップボックス４８０内のその他の回路（図示せず）は、データを処理し、符号化及び／又は暗号化を実行し、計算を実行し、データをフォーマット化し、及び／又は、その他のセットトップボックス機能を実行してもよい。
【００６５】
[0090]セットトップボックス４８０は、不揮発性方式でデータを記憶する大容量データ記憶装置４９０と通信してもよい。大容量データ記憶装置４９０は、例えば、ハードディスクドライブＨＤＤ及び／又はＤＶＤのような光及び／又は磁気ディスク記憶装置を含んでもよい。少なくとも１台のＨＤＤは図１２Ａに示された構造を有し、及び／又は、少なくとも１台のＤＶＤは図１２Ｂに示された構造を有していてもよい。ＨＤＤは、約１．８インチより小さい直径を有する１枚以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。セットトップボックス４８０は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延の不揮発性メモリ、及び／又は、その他の適当な電子データ記憶装置などのメモリ４１２４に接続されていてもよい。セットトップボックス４８０は、また、ＷＬＡＮネットワークインターフェイス４１２６を介してＷＬＡＮとの接続をサポートしてもよい。
【００６６】
[0091]次に、図１２Ｇを参照する。本発明を、メディアプレーヤー５００の増幅器、ＡＤＣ、ＤＡＣ、フィルタ、及びその他の回路において実装することが可能である。幾つかの実装形態では、メディアプレーヤー５００は、ディスプレイ５０７、及び／又は、キーパッド、タッチパッドなどのユーザ入力５０８を含む。幾つかの実装形態では、メディアプレーヤー５００は、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）を採用してもよい。ＧＵＩは、通常、ディスプレイ５０７及び／又はユーザ入力５０８を介するメニュー、ドロップダウンメニュー、アイコン、及び／又は、ポイントアンドクリックインターフェイスを採用する。メディアプレーヤー５００は、スピーカー及び／又はオーディオ出力ジャックのようなオーディオ出力５０９を更に含む。信号処理及び／又は制御回路５０４、及び／又は、メディアプレーヤー５００のその他の回路（図示せず）は、データを処理し、符号化及び／又は暗号化を実行し、計算を実行し、データをフォーマット化し、及び／又は、その他のメディアプレーヤー機能を実行してもよい。
【００６７】
[0092]メディアプレーヤー５００は、圧縮オーディオ及び／又はビデオコンテンツのようなデータを不揮発性方式で記憶する大容量データ記憶装置５１０と通信してもよい。幾つかの実装形態では、圧縮オーディオファイルは、ＭＰ３フォーマット、及び／又は、その他の適当な圧縮オーディオ及び／又はビデオフォーマットに準拠したファイルを含む。大容量データ記憶装置は、例えば、ハードディスクドライブＨＤＤ及び／又はＤＶＤのような光及び／又は磁気ディスク記憶装置を含んでいてもよい。少なくとも１台のＨＤＤは図１２Ａに示された構造を有し、及び／又は、少なくとも１台のＤＶＤは図１２Ｂに示された構造を有していてもよい。ＨＤＤは、約１．８インチより小さい直径を有する１枚以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。メディアプレーヤー５００は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延の不揮発性メモリ、及び／又は、その他の適当な電子データ記憶装置などのメモリ５１４に接続されていてもよい。メディアプレーヤー５００は、また、ＷＬＡＮネットワークインターフェイス５１６を介してＷＬＡＮとの接続をサポートしてもよい。上記の実装形態に加えて、更に他の実装形態も考えられる。
【００６８】
[0093]次に、図１３を参照する。この図は、補償付きの別の代替的な増幅器システム６１０の電気回路図を示している。増幅器システム６１０は、第１の増幅器ステージ６１４と、第２の増幅器ステージ６１６と、を含んでいる。第１の増幅器ステージ６１４の入力は、第１のキャパシタＣｃの一端に接続している。増幅器ステージ６１４の出力は、第２の増幅器ステージ６１６の入力に接続されている。
【００６９】
[0094]第１のトランジスタＴ１の第１の端子は、第１の増幅器ステージ６１４の出力に接続されている。トランジスタＴ１の第２の端子は、第１のキャパシタＣｃの他端及び電流源Ｉ２に接続されている。別の電流源Ｉ１は、第１の増幅器ステージ６１４の出力に接続されている。電流源Ｉ１は、第１の電圧基準Ｖｄｄに接続していてもよい。寄生容量Ｃｐが、第２の増幅器ステージ６１６の入力に存在する。電圧バイアスＶｂｉａｓは、ランジスタＴ１の制御端子へ入力される。
【００７０】
[0095]増幅器ステージ６１４及び６１８の一方は反転増幅器であってもよい。電流源Ｉ１及びＩ２は、それぞれ、実質的に等しい電流の大きさのソース及びシンクを行ってもよい。トランジスタＴ１は、ＣＭＯＳトランジスタであってもよく、その他の適当なトランジスタであってもよい。増幅器の実効利得は、Ｃｃ／Ｃｐに略等しい。図１３の増幅器システム６１０は、フィードフォワード利得付きの類似の増幅器より高い帯域幅と低い雑音を有する傾向がある。この回路は、共通ゲート電流増幅器構造で構成されている。
【００７１】
[0096]次に、図１４を参照する。この図は、図１３の増幅器の例示的な利得及び帯域幅を説明するグラフを示している。増幅器システム６１０は、上述した利得及び帯域幅と類似した利得／帯域幅特性を有する。
【００７２】
[0097]次に、図１５Ａ及び１５Ｂを参照する。これらの図は、補償付きのその他の代替的な増幅器システム６５０の電気回路図を示している。図１５Ａでは、増幅器システム６５０が、第１の増幅器ステージ６５４及び第２の増幅器ステージ６５６を備えている。第１の増幅器ステージ６５４の入力は、第１のキャパシタＣｃ１の一端に接続している。増幅器ステージ６５４の出力は、第２の増幅器ステージ６５６の入力に接続されている。
【００７３】
[0098]トランジスタＴ１の第２の端子は、第１のキャパシタＣｃ１の他端及び抵抗Ｒに接続されている。トランジスタＴ１の第１の端子は、電流源Ｉ２、及びキャパシタＣｃ２の一端に接続している。キャパシタＣｃ２の他端は、第１の増幅器ステージ６５４の出力、及び第２の増幅器ステージ６５６の入力に接続している。別の電流源Ｉ１は第１の増幅器ステージ６５４の出力に接続されている。寄生容量Ｃｐが、第２の増幅器ステージ６５６の入力に存在する。
【００７４】
[0099]増幅器システム６５０は、電流源Ｉ１及びＩ２が等しい電流レベルを提供しない場合に生じる問題に対処可能である。トランジスタＴ１の第１の端子は、電流源Ｉ２に接続されており、第１の増幅器ステージ６５４の出力及び第２の増幅器ステージ６５６の入力に容量的に接続されている。第１の電圧基準Ｖｄｄ及び第２の電圧基準Ｖは、実質的に等しい電圧基準であっても、又は、異なる電圧基準であってもよい。高周波では、この増幅器システムの利得は、図１３の増幅器システムに類似する。
【００７５】
[0100]図１５Ｂは、代替の適切な構成を示している。抵抗Ｒと電流源Ｉ２の相対的な位置は、図１５Ａに示されたものの逆である。換言すると、抵抗Ｒの一端は電圧基準Ｖに接続しており、抵抗Ｒの反対端はトランジスタＴ１の第１の端子及びキャパシタＣｃ２に接続している。電流源Ｉ２は、トランジスタＴ１の第２の端子及びキャパシタＣｃ１の他端に接続している。
【００７６】
[0101]本明細書で説明した増幅器は、増幅器、演算増幅器、演算トランスコンダクタンス増幅器（ＯＴＡ）、ミラー補償付き増幅器、及び／又は、その他の適当な増幅器であってもよい。
【００７７】
[0101]当業者は、以上の説明から、本発明の広い教示を種々の態様で実施し得ることを認識できる。したがって、本発明を特定の実施例との関連において説明したが、図面、明細書、及び特許請求の範囲を詳しく検討することによって、その他の変更が当業者に明白になるので、本発明の真の範囲はそのように限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】従来技術によるミラー補償付き増幅器の電気回路図である。
【図２】図１の増幅器の利得及び帯域幅を説明するグラフである。
【図３Ａ】本発明による例示的な補償付き増幅器の電気回路図である。
【図３Ｂ】本発明による例示的な補償付き増幅器の電気回路図である。
【図３Ｃ】本発明による例示的な補償付き増幅器の電気回路図である。
【図３Ｄ】本発明による例示的な補償付き増幅器の電気回路図である。
【図４Ａ】増幅器の例示的な利得及び帯域幅を説明するグラフである。
【図４Ｂ】増幅器の例示的な利得及び帯域幅を説明するグラフである。
【図４Ｃ】増幅器の例示的な利得及び帯域幅を説明するグラフである。
【図５】本発明による補償ステージ及び追加の利得ステージ付きの増幅器の電気回路図である。
【図６】本発明による補償ステージ及び追加の利得ステージ付きの増幅器の電気回路図である。
【図７Ａ】本発明による例示的な増幅器の電気回路図である。
【図７Ｂ】寄生容量付きの図７Ａの増幅器の電気回路図である。
【図７Ｃ】スイッチドキャパシタ回路付きの本発明による増幅器の電気回路図である。
【図８】図７Ｃのスイッチドキャパシタ回路及び増幅器を備える例示的なスイッチド入力を説明する機能ブロック図である。
【図９】例示的なスイッチドキャパシタ回路を説明する機能ブロック図及び電気回路図である。
【図１０】追加の増幅器ステージをもつ図７Ｃの増幅器の電気回路図である。
【図１１】差動モードで構成された図７Ｃの増幅器の電気回路図である。
【図１２Ａ】ハードディスクドライブの機能ブロック図である。
【図１２Ｂ】デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）の機能ブロック図である。
【図１２Ｃ】高精細テレビの機能ブロック図である。
【図１２Ｄ】車両制御システムの機能ブロック図である。
【図１２Ｅ】携帯電話機の機能ブロック図である。
【図１２Ｆ】セットトップボックスの機能ブロック図である。
【図１２Ｇ】メディアプレーヤーの機能ブロック図である。
【図１３】別の代替的な補償付き増幅器の電気回路図である
【図１４】図１３の増幅器の例示的な利得及び帯域幅を説明するグラフである。
【図１５Ａ】その他の代替的な補償付き増幅器の電気回路図である。
【図１５Ｂ】その他の代替的な補償付き増幅器の電気回路図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０，５０，９０，１００，１０８，１３０，１８０…増幅器回路、１４，１６，５３、６２，６６，１０１、１０１−Ｍ，１１０，１１４，１１８，１２０、１８２−１，１８２−２，１８２−Ｘ，２０２…増幅器、１８…ミラー容量、５２，５５…増幅器モジュール、５６，１１６，１１６−１，１１６−２，１２２，１２２−１，１２２−２，１５８…キャパシタ、５７…第１のＤＣパス、５８…第２の高周波パス、７０，１２４，１２６…フィードバック抵抗、８０…ＤＣ利得パス、８４…高周波利得パス、８５…ミラー補償増幅器、１１０Ｄ，１１４Ｄ，１１８Ｄ，１２０Ｄ…差動増幅器、１２８，１４６…負荷容量、１２９…寄生容量、１３１，１３１−１，１３１−２，１４８…スイッチドキャパシタ回路、１３２，１３４，１５２，１５４…スイッチ、２００…領域、４００…ハードディスクドライブ、４０２，４１２，４２２，４５２，４８４，５０４…信号処理及び／又は制御回路、４０６…磁気記憶媒体、４０８，４１７…通信リンク、４０９，４１９，４２８，４４７，４６６，４９４，５１４…メモリ、４１０…デジタル多用途ディスク、４１６…光記憶媒体、４１８…大容量記憶装置、４２０…高精細テレビ、４２６，４６０，４８８，５０７…ディスプレイ、４２７，４４６，４６４，４９０，５１０…大容量データ記憶装置、４２９，４４８，４６８，４９６，５１６…ＷＬＡＮネットワークインターフェイス、４３０…車両、４３２…パワートレイン制御システム、４４０…その他の制御システム、４４２…入力センサ、４４４…出力装置、４５０…携帯電話機、４５１…セルラーアンテナ、４５６…マイクロホン、４５８，５０９…オーディオ出力、４６２…入力装置、４８０…セットトップボックス、５００…メディアプレーヤー、５０８…ユーザ入力、６１０，６５０…増幅器システム、６１４，６１６，６５４，６５６…増幅器ステージ。
【図１】
2007129720.tif 000003
【図２】
2007129720.tif 000004
【図３Ａ】
2007129720.tif 000005
【図３Ｂ】
2007129720.tif 000006
【図３Ｃ】
2007129720.tif 000007
【図３Ｄ】
2007129720.tif 000008
【図４Ａ】
2007129720.tif 000009
【図４Ｂ】
2007129720.tif 000010
【図４Ｃ】
2007129720.tif 000011
【図５】
2007129720.tif 000012
【図６】
2007129720.tif 000013
【図７Ａ】
2007129720.tif 000014
【図７Ｂ】
2007129720.tif 000015
【図７Ｃ】
2007129720.tif 000016
【図８】
2007129720.tif 000017
【図９】
2007129720.tif 000018
【図１０】
2007129720.tif 000019
【図１１】
2007129720.tif 000020
【図１２Ａ】
2007129720.tif 000021
【図１２Ｂ】
2007129720.tif 000022
【図１２Ｃ】
2007129720.tif 000023
【図１２Ｄ】
2007129720.tif 000024
【図１２Ｅ】
2007129720.tif 000025
【図１２Ｆ】
2007129720.tif 000026
【図１２Ｇ】
2007129720.tif 000027
【図１３】
2007129720.tif 000028
【図１４】
2007129720.tif 000029
【図１５Ａ】
2007129720.tif 000030
【図１５Ｂ】
2007129720.tif 000031
【外国語明細書】
2007129720000001.pdf