(57)【要約】【課題】コンデンサの容量を小さくしてカットオフ周波数の低いフィルタを実現する。【解決手段】コンデンサＣ１は、一端に入力信号を受け、他端側から出力信号を出力する。このコンデンサＣ１の他端側に接続され、電源との間で抵抗として機能する抵抗回路が設けられる。この抵抗回路は、ベースが前記コンデンサの他端に接続されたＰＮＰトランジスタＴｒ１と、ベースが前記コンデンサの他端に接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ２を含む。そして、これらＰＮＰトランジスタおよびＮＰＮトランジスタのそれぞれに差動アンプ２が相補的電流を供給する。また、前記差動アンプに前記コンデンサの他端側の信号を負帰還する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイパスフィルタであって、
一端に入力信号を受け、他端側から出力信号を出力するコンデンサと、
このコンデンサの他端側に接続され、電源との間で抵抗として機能する抵抗回路と、
を含み、
前記抵抗回路は、
ベースが前記コンデンサの他端に接続されたＰＮＰトランジスタと、
ベースが前記コンデンサの他端に接続されたＮＰＮトランジスタと、
これらＰＮＰトランジスタおよびＮＰＮトランジスタのそれぞれに相補的電流を供給する差動アンプと、
を含み、前記差動アンプに前記コンデンサの他端側の信号を負帰還することを特徴とするハイパスフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載のハイパスフィルタであって、
前記差動アンプは、一対の差動トランジスタを有するとともに、この一対の差動トランジスタに流れる電流をそれぞれ流す一対のカレントミラー入力側トランジスタを有し、
この一対のカレントミラー入力側トランジスタにカレントミラー接続した一対のカレントミラー出力側トランジスタを設け、このカレントミラー出力側トランジスタに流れる電流を前記ＰＮＰトランジスタと、ＮＰＮトランジスタにそれぞれ供給することを特徴とするハイパスフィルタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイパスフィルタであって、
前記差動アンプは、その動作電流を供給する定電流源を有し、この定電流源をパルス駆動することを特徴とするハイパスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサと抵抗回路からなるハイパスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
異なるＤＣレベルの回路同士を接続するためには、ＤＣカット用にカップリングコンデンサを用いることが一般的である。しかし、比較的低い周波数であるオーディオ帯（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）などでは、カップリングコンデンサの容量値がかなり大きくなってしまう。従って、半導体集積回路にこのようなカップリングコンデンサを搭載することが困難であり、外付けのコンデンサが利用されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３２１５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体集積回路においては、外付け部品をなるべく少なくしたいという要求がある。また、カットオフ周波数の低いハイパスフィルタを構成する場合には、コンデンサの容量または抵抗の抵抗値を大きくする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、一端に入力信号を受け、他端側から出力信号を出力するコンデンサと、このコンデンサの他端側に接続され、電源との間で抵抗として機能する抵抗回路と、を含み、前記抵抗回路は、ベースが前記コンデンサの他端に接続されたＰＮＰトランジスタと、ベースが前記コンデンサの他端に接続されたＮＰＮトランジスタと、これらＰＮＰトランジスタおよびＮＰＮトランジスタのそれぞれに相補的電流を供給する差動アンプと、を含み、前記差動アンプに前記コンデンサの他端側の信号を負帰還することを特徴とする。
【０００６】
また、前記差動アンプは、一対の差動トランジスタを有するとともに、この一対の差動トランジスタに流れる電流をそれぞれ流す一対のカレントミラー入力側トランジスタを有し、この一対のカレントミラー入力側トランジスタにカレントミラー接続した一対のカレントミラー出力側トランジスタを設け、このカレントミラー出力側トランジスタに流れる電流を前記ＰＮＰトランジスタと、ＮＰＮトランジスタにそれぞれ供給することが好適である。
【０００７】
また、前記差動アンプは、その動作電流を供給する定電流源を有し、この定電流源をパルス駆動することが好適である。
【発明の効果】
【０００８】
このように、本発明によれば、ＰＮＰトランジスタと、ＮＰＮトランジスタのベース電流の差分が出力となるため、大きな抵抗値の抵抗回路として動作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１０】
入力音声信号は、カップリングコンデンサＣ１の一端に入力され、このカップリングコンデンサＣ１の他端は、差動アンプ１の一方のＮ型ＭＯＳトランジスタＭ１のゲートに接続されている。一方、差動アンプ１の他方のＮ型ＭＯＳトランジスタＭ２のゲートには、基準電圧Ｖｒｅｆが供給されている。ＭＯＳトランジスタＭ１のソースはＮＰＮトランジスタＴｒ３０のベースに接続され、ＭＯＳトランジスタＭ２のソースはＮＰＮトランジスタＴｒ３１のベースに接続されている。また、トランジスタＴｒ３０，Ｔｒ３１は、エミッタが共通接続されており、ここに定電流源が接続されている。従って、このアンプ１０は、入力信号に応じて、トランジスタＴｒ３０，Ｔｒ３１の電流が変化し、これらトランジスタＴｒ３０またはＴｒ３１のコレクタ側から出力が得られる。従って、入力音声信号が差動アンプ１で増幅されて出力される。なお、差動アンプ１は通常のアンプの構成であり、詳細は省略する。
【００１１】
カップリングコンデンサＣ１の他端は、抵抗Ｒを介し、ＰＮＰトランジスタＴｒ１のベースと、ＮＰＮトランジスタＴｒ２のベースが接続されている。トランジスタＴｒ１のコレクタはグランドに接続され、エミッタはＰＮＰトランジスタＴｒ８のコレクタに接続されている。このトランジスタＴｒ８のエミッタはダイオードＤ１を介し電源に接続されている。
【００１２】
また、トランジスタＴｒ２のコレクタは電源に接続され、エミッタには、ＮＰＮトランジスタＴｒ１１のコレクタが接続され、このトランジスタＴｒ１１のエミッタはグランドに接続されている。トランジスタＴｒ１１のベースにはＮＰＮトランジスタＴｒ１０のベースが接続され、このトランジスタＴｒ１０のエミッタはグランドに接続され、コレクタベース間は短絡されている。従って、トランジスタＴｒ１０とＴｒ１１はカレントミラーを構成している。
【００１３】
トランジスタＴｒ１０のコレクタには、ＰＮＰトランジスタＴｒ９のコレクタが接続され、このトランジスタＴｒ９のエミッタはダイオードＤ２を介し電源に接続されている。
【００１４】
トランジスタＴｒ８のベースには、ＰＮＰトランジスタＴｒ４のベースが接続されている。このトランジスタＴｒ４のエミッタはダイオードＤ３を介し電源に接続されており、ベースコレクタ間は短絡されている。従って、トランジスタＴｒ４と、Ｔｒ８はカレントミラーを構成している。また、トランジスタＴｒ９のベースには、ＰＮＰトランジスタＴｒ５のベースが接続されている。このトランジスタＴｒ５のエミッタはダイオードＤ４を介し電源に接続されており、ベースコレクタ間は短絡されている。従って、トランジスタＴｒ５と、Ｔｒ９はカレントミラーを構成している。
【００１５】
トランジスタＴｒ４のコレクタには、ＮＰＮトランジスタＴｒ６のコレクタが接続されており、トランジスタＴｒ５のコレクタには、ＮＰＮトランジスタＴｒ７のコレクタが接続されており、トランジスタＴｒ４とＴｒ５のコレクタ間はコンデンサＣ２で接続されている。また、トランジスタＴｒ６，Ｔｒ７のエミッタは共通接続されており、ここにはＮＰＮトランジスタＴｒ３のコレクタが接続されている。トランジスタＴｒ３のエミッタは、定電流回路ＣＣ１を介しグランドに接続されている。
【００１６】
従って、トランジスタＴｒ６，Ｔｒ７，Ｔｒ４，Ｔｒ５、コンデンサＣ２、ダイオードＤ３，Ｄ４は差動アンプ２を構成している。
【００１７】
そして、トランジスタＴｒ６のベースには、上述と基準電圧と同等の基準電圧が供給され、トランジスタＴｒ７のベースには、コンデンサＣ１の他端がバッファアンプＡｍｐを介し入力されている。これによって、トランジスタＴｒ７のベースにトランジスタＴｒ１のベース電流が負帰還されることになる。また、トランジスタＴｒ３のベースには、所定のパルス信号が入力される。
【００１８】
このような回路において、トランジスタＴｒ７のベースにオーディオ信号が入力されると、トランジスタＴｒ６，Ｔｒ７が差動動作し、これに応じてトランジスタＴｒ４，Ｔｒ５に対応する差動出力電流が得られる。
【００１９】
トランジスタＴｒ５に流れる電流と同じ電流がトランジスタＴｒ９、トランジスタＴｒ１０、トランジスタＴｒ１１に流れ、その電流はトランジスタＴｒ２にも流れる。一方、トランジスタＴｒ４に流れる電流と同じ電流がトランジスタＴｒ８に流れ、それがトランジスタＴｒ１に流れる。
【００２０】
ここで、トランジスタＴｒ１はＰＮＰトランジスタであり、トランジスタＴｒ２はＮＰＮトランジスタであり、両者のベースが共通接続されている。トランジスタＴｒ６と、Ｔｒ５が同じ電流Ｉｃを流すとすると、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２も同じ電流Ｉｃを流す。この場合、トランジスタＴｒ１にエミッタからベースに流れるベース電流Ｉｃ／βは、トランジスタＴｒ２のベースからエミッタに流れるベース電流Ｉｃ／βとなる。すなわち、出力が負帰還される差動アンプ２の出力は、トランジスタＴｒ６、Ｔｒ７に流れる電流Ｉｃに比べ１／βとなり、非常に小さいものになる。ここで、βは、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の増幅率であり、例えば１００程度である。このように、差動アンプ２は、トランジスタＴｒ７のベース電圧であるＡ点電圧を、トランジスタＴｒ６のベースに供給されるＶｒｅｆとなるように動作し、出力電流は１／βとなる。コンデンサＣ１の他端であるＡ点も接続される差動アンプ２を含むアンプは、そのｇｍが非常に小さくなる。そして、このアンプは、抵抗値が１／ｇｍの抵抗回路として機能するため、Ａ点に大きな抵抗が接続されたことになる。なお、Ａ点の電位は、ＭＯＳトランジスタＭ１のゲート容量にも影響を受けるため、これを考慮する必要があるが、全体として、Ａ点は高インピーダンスとなる。従って、コンデンサＣ１の容量が比較的小さくても、カットオフ周波数の低いハイパスフィルタを構成することが可能となる。なお、カットオフ周波数ｆｃは、ｆｃ＝１／２πＲＣで決定される。
【００２１】
さらに、本実施形態では、トランジスタＴｒ３のベースにパルス信号を入力して、差動アンプ２をオンオフしている。従って、差動アンプ２に流れる電流を実質的に非常に小さくすることができる。例えば、このパルス信号のデューティー比が１％なら、電流を１／１００にすることができる。
【００２２】
ここで、定電流回路ＣＣ１に流れる電流をＩ１＝２０μＡとすれば、トランジスタＴｒ６，Ｔｒ７に流れる電流はその１／２で、１０μＡとなる。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース電流はこれをβ＝１００で割ると、１００ｎＡ程度になる。そして、トランジスタＴｒ７、Ｔｒ７のベース電圧の変化（入力信号の変化幅）を１Ｖ程度とすれば、１Ｖに対し１００ｎＡの電流が流れる回路であり、その抵抗値は１０ＭΩとなる。さらに、トランジスタＴｒ３に入力するパルス信号のデューティー比を１０％程度にすれば、この抵抗回路の抵抗値は、１００ＭΩとなり、コンデンサＣ１の容量が１００ｐＦであれば、このフィルタのカットオフ周波数は、１６Ｈｚ程度になる。
【００２３】
なお、差動アンプ２の動作はパルス的になるが、その負帰還路には、バッファアンプＡｍｐがあるため、負帰還に問題はない。また、バッファアンプＡｍｐの入力端のトランジスタはＭＯＳトランジスタとすることが好適である。これによって、ここにベース電流が発生せず、トランジスタＴｒ１のベース電流に対する影響を排除できる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、ダイオードＤ１〜Ｄ４を電源からの電流経路に配置している。ダイオードはほぼ一定の電圧降下を生じるため、低電流において、電圧降下が大きく、大抵抗となる。従って、ダイオード、トランジスタおよびコンデンサＣ２における時定数を大きくすることができ、抵抗回路の抵抗値を大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
Ｄ１〜Ｄ４  ダイオード、Ｍ１，Ｍ２  ＭＯＳトランジスタ、Ｔｒ１〜Ｔｒ１１  トランジスタ。
【図１】
2009055265.tif 000003