(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマルチプレクサ入力（ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３）と、マルチプレクサ出力（ＭＡ）と、スイッチ装置（１）と、反転増幅器入力および非反転増幅器入力（ＭＥ，ＰＥ）並びに増幅器出力（ＶＡ）を有する差動増幅器（ＯＰ１，ＯＰ２）とを備えた集積アナログマルチプレクサであって、前記増幅器出力（ＶＡ）は、前記マルチプレクサ出力（ＭＡ）を形成し、前記差動増幅器（ＯＰ１，ＯＰ２）は、反転増幅器として、前記増幅器出力（ＶＡ）から反転増幅器入力（ＮＥ）まで帰還路（２，５）により接続され、前記スイッチ装置スイッチ装置（１）は、前記マルチプレクサ入力（ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３）のうちのいずれか１個を選択的に前記反転増幅器入力（ＮＥ）に接続する集積アナログマルチプレクサであって、
前記の各マルチプレクサ入力（ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３）のための前記スイッチ装置（１）は、第１極性の第１の電界効果トランジスタを有し、前記電界効果トランジスタのうちのいずれか１個がブースト制御電圧（ＳＨ，／ＳＨ）によりオンに切り替えられ、前記帰還路（２）は、第１極性の、オンに切り替えられる第２の電界効果トランジスタを含み、該第２の電界効果トランジスタは好ましくはブースト制御電圧（ＳＨ，／ＳＨ）により制御されることを特徴とする集積アナログマルチプレクサ。
【請求項２】
前記電界効果トランジスタは、前記反転増幅器入力（ＮＥ）に直接接続されること特徴とする請求項１に記載の集積アナログマルチプレクサ。
【請求項３】
差動増幅器（ＯＰ１，ＯＰ２）の電圧利得値は、１であることを特徴とする請求項１又は２に記載の集積アナログマルチプレクサ。
【請求項４】
前記非反転増幅器入力（ＰＥ）は、一定の基準電位（ＶＣＭ）に設定されることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の集積アナログマルチプレクサ。
【請求項５】
前記スイッチ装置（１）は、前記マルチプレクサ入力（ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３）のなかで前記反転増幅器入力（ＮＥ）に接続されないマルチプレクサ入力のそれぞれを前記反転増幅器入力（ＮＥ）の電位（ＶＣＭ）に一致する電位の電圧源（４）に接続することを特徴とする請求項４に記載の集積アナログマルチプレクサ。
【請求項６】
前記差動増幅器（ＯＰ１）には、第１の動作電位および第２の動作電位（ＶＳＳ，ＶＤＤ）が供給され、それら２つの動作電位（ＶＳＳ，ＶＤＤ）の間に基準電位（ＶＣＭ）が設定されることを特徴とする請求項５に記載の集積アナログマルチプレクサ。
【請求項７】
複数のマルチプレクサ入力（ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３）と、マルチプレクサ出力（ＭＡ）と、スイッチ装置（１）と、反転増幅器入力および非反転増幅器入力（ＭＥ，ＰＥ）並びに増幅器出力（ＶＡ）を有する差動増幅器（ＯＰ１，ＯＰ２）とを備えた集積アナログマルチプレクサであって、前記増幅器出力（ＶＡ）は、前記マルチプレクサ出力（ＭＡ）を形成し、前記差動増幅器（ＯＰ１，ＯＰ２）は、反転増幅器として、前記増幅器出力（ＶＡ）から反転増幅器入力（ＮＥ）まで帰還路（２，５）により接続され、前記スイッチ装置スイッチ装置（１）は、前記マルチプレクサ入力（ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３）のうちのいずれか１個を選択的に前記反転増幅器入力（ＮＥ）に接続した集積アナログマルチプレクサであって、
前記差動増幅器（ＯＰ２）は、反転増幅器出力および非反転増幅器出力（ＶＮＡ，ＶＰＡ）を有する差動出力を備え、前記帰還路（５）が前記非反転増幅器出力（ＶＰＡ）を前記反転増幅器入力（ＮＥ）に接続し、別の帰還路（６）が前記反転増幅器出力（ＶＮＡ）を前記反転増幅器入力（ＰＥ）に接続し、かつマルチプレクサ入力（ＭＥ１，ＭＥ２）が差動の入力信号（Ｕ１，Ｕ１ＮおよびＵ２，Ｕ２Ｎ）のための第１の入力ポートおよび第２の入力ポート（ＭＥ１Ｐ，ＭＥ１ＮおよびＭＥ２Ｐ，ＭＥ２Ｎ）を有し、前記スイッチ装置（１）が選択されたマルチプレクサ入力（ＭＥ１またはＭＥ２）の第１の入力ポート（ＭＥ１ＰまたはＭＥ２Ｐ）を前記反転増幅器入力（ＮＥ）に接続すると共に、前記選択されたマルチプレクサ入力（ＭＥ１またはＭＥ２）の第２の入力ポート（ＭＥ１ＮまたはＭＥ２Ｎ）を前記非反転増幅器入力（ＰＥ）に接続し、残った前記マルチプレクサ入力（ＭＥ１，ＭＥ２）において前記２つの入力ポート（ＭＥｌＰ，ＭＥ１ＮまたはＭＥ２Ｐ，ＭＥ２Ｎ）を相互に接続することを特徴とする集積アナログマルチプレクサ。
【請求項８】
前記スイッチ装置（１）は、一極性の電界効果トランジスタを備え、オンに切り替えられる前記電界効果トランジスタが好ましくはブーストされる制御電圧（ＳＨ，／ＳＨ）により、制御されることを特徴とする請求項７に記載の集積アナログマルチプレクサ。
【請求項９】
前記電界効果トランジスタは、前記増幅器入力（ＮＥ，ＰＥ）に直接接続されることを特徴とする請求項８に記載の集積アナログマルチプレクサ。
【請求項１０】
前記差動増幅器（ＯＰ１，ＯＰ２）は、演算増幅器であることを特徴とする請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載の集積アナログマルチプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のマルチプレクサ入力、マルチプレクサ出力、スイッチ装置、および反転増幅器入出力と非反転増幅器入出力を備える差動増幅器からなる集積アナログマルチプレクサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の集積アナログマルチプレクサは、複数の異なるアナログ信号源からの信号を選択的にある接続点に接続するアナログ信号処理に使用される。この目的を達成するために、演算増幅器によって駆動される相補型ＣＭＯＳトランジスタ対がスイッチとしてよく使用される。
【０００３】
デジタル性能の向上を特に目的とする最新の技術においては、この種の集積アナログマルチプレクサはもはや良好に機能しない。特に、供給電圧は低減（例えば０．１３μｍプロセスでは１．２Ｖ）するが、トランジスタの入力電圧はほとんど低減しないこと、基板制御効果が大きくなることにより、トランジスタの順方向抵抗値の上昇や、アナログ信号電圧に依存する順方向抵抗値変動の増加をもたらし、アナログ信号接続の際に好ましくない高調波歪みが発生する要因となる。
【０００４】
順方向抵抗の変動を抑制する試みとしては、例えば供給電源電圧近傍のアナログ信号電圧に対しては、ブーストスイッチによりゲート電圧をほぼ入力電圧分だけ供給電圧以上に昇圧し、ゲート−ソース間を定電圧に保持する方法がある。しかし、放電されたキャパシタがスイッチ用トランジスタのドレイン・ポート電圧以上に充電されると、特に負荷がかかる初期には、ゲート−ドレイン間電圧は、最大許容ゲート電圧を超えスイッチ・トランジスタのゲート酸化膜に過大なストレスが加わり、スイッチ・トランジスタ、すなわち、アナログマルチプレクサの寿命を低下させる結果になる。
また、供給電圧１．２Ｖの演算増幅器は、０．２Ｖから０．９Ｖの範囲のアナログ信号を処理できるのみである。しかしながら、特にこの電圧範囲ではスイッチ・トランジスタは十分には導通しない。相補的ＣＭＯＳトランジスタ対では、ＮチャネルトランジスタだけでなくＰチャネルトランジスタも、特に供給電圧の１／２（すなわち０．６Ｖ）では導通性が劣る。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第５，９５５，９１９号明細書
【非特許文献１】
ウルリッヒ  チェッツェ（Ｄｒ．−Ｉｎｇ．  Ｕｌｒｉｃｈ  Ｔｉｅｔｚｅ）、クリストフ  シェンク（Ｄｒ．Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈ  Ｓｃｈｅｎｋ）、“Ｈａｂｌｅｉｔｅｒ−Ｓｃｈａｌｔｕｎｇｓｔｅｃｈｎｉｋ”、１１版（１１．Ａｕｆｌａｇｅ）、ベルリン（Ｂｅｒｌｉｎ）、１００５〜１００６頁および１０１７〜１０１８頁
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、前述の集積アナログマルチプレクサを特に低供給電圧に良好に適するように一層工夫発展させることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のマルチプレクサ入力と、マルチプレクサ出力と、スイッチ装置と、反転増幅器入力および非反転増幅器入力並びに増幅器出力を有する差動増幅器とを備えた集積アナログマルチプレクサであって、前記増幅器出力は、前記マルチプレクサ出力を形成し、反転増幅器として前記差動増幅器は、前記増幅器出力から前記反転増幅器入力まで帰還路により接続され、前記スイッチ装置スイッチ装置は、前記マルチプレクサ入力のうちのいずれか１個を選択的に前記反転増幅器入力に接続することを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアナログマルチプレクサにおいて、前記の各マルチプレクサ入力のための前記スイッチ装置は、第１極性の第１の電界効果トランジスタを有し、前記電界効果トランジスタのうちのいずれか１個がブースト制御電圧（ＳＨ，／ＳＨ）によりオンに切り替えられることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の集積アナログマルチプレクサにおいて、前記帰還路は、第１極性の、オンに切り替えられる第２の電界効果トランジスタを含み、該第２の電界効果トランジスタは好ましくはブースト制御電圧（ＳＨ，／ＳＨ）により制御されることを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の集積アナログマルチプレクサにおいて、前記電界効果トランジスタは、前記反転増幅器入力に直接接続されるこことを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の集積アナログマルチプレクサにおいて、差動増幅器の電圧利得値は、１であることを要旨とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の集積アナログマルチプレクサにおいて、前記非反転増幅器入力は、一定の基準電位に設定されることを要旨とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の集積アナログマルチプレクサにおいて、前記スイッチ装置は、前記マルチプレクサ入力のなかで前記反転増幅器入力に接続されないマルチプレクサ入力のそれぞれを前記反転増幅器入力の電位に一致する電位の電圧源に接続することを要旨とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の集積アナログマルチプレクサにおいて、前記差動増幅器には、第１の動作電位および第２の動作電位が供給され、それら２つの動作電位の間に基準電位が設定されることを要旨とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の集積アナログマルチプレクサにおいて、前記差動増幅器は、反転増幅器出力および非反転増幅器出力とを有する差動出力を備え、前記帰還路が前記非反転増幅器出力を前記反転増幅器入力に接続し、別の帰還路が前記反転増幅器出力を前記反転増幅器入力に接続し、かつマルチプレクサ入力が差動の入力信号（Ｕ１，Ｕ１ＮおよびＵ２，Ｕ２Ｎ）のための第１の入力ポートおよび第２の入力ポート（ＭＥ１Ｐ，ＭＥ１ＮおよびＭＥ２Ｐ，ＭＥ２Ｎ）を有し、前記スイッチ装置が選択されたマルチプレクサ入力（ＭＥ１またはＭＥ２）の第１の入力ポート（ＭＥ１ＰまたはＭＥ２Ｐ）を前記反転増幅器入力に接続すると共に、前記選択されたマルチプレクサ入力（ＭＥ１またはＭＥ２）の第２の入力ポート（ＭＥ１ＮまたはＭＥ２Ｎ）を前記非反転増幅器入力に接続し、残った前記マルチプレクサ入力において前記２つの入力ポート（ＭＥｌＰ，ＭＥ１ＮまたはＭＥ２Ｐ，ＭＥ２Ｎ）を相互に接続することを要旨とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の集積アナログマルチプレクサにおいて、前記スイッチ装置は、一極性の電界効果トランジスタを備え、オンに切り替えられる前記電界効果トランジスタが好ましくはブーストされる制御電圧（ＳＨ，／ＳＨ）により、制御されることを要旨とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の集積アナログマルチプレクサにおいて、前記電界効果トランジスタは、前記増幅器入力に直接接続されることを要旨とする。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の集積アナログマルチプレクサにおいて、前記差動増幅器は、演算増幅器であることを要旨とする。
【００１９】
本発明によれば、この課題は、集積アナログマルチプレクサを次のように構成することで解決される。すなわち、差動増幅器の増幅器出力がマルチプレクサの出力を形成し、この差動増幅器は反転増幅器として、帰還路により、増幅器出力から反転増幅器入力へと切り替えられ、スイッチ装置はマルチプレクサ入力のうちのいずれか１個の入力を選択的に反転増幅器入力に接続する。
【００２０】
この結果、本発明のマルチプレクサでは、先ず各マルチプレクサ入力端子に印加されるアナログ信号の１個を反転増幅器入力へ選択的に切り替え（よって選択ということになる）、その後この選択信号を増幅する。したがってマルチプレクサの入力数に依存せず、単に１個の差動増幅器が必要なだけであり、これは非常にコンパクトなアナログマルチプレクサを設計できることを意味する。さらに、スイッチ装置として、例えば電界効果トランジスタを使用する場合、最初にアナログ信号を選択しその後に増幅するということは、スイッチ装置の導通特性が悪くても、差動増幅器が増幅補償するので大きな利点となる。低供給電圧（例えば１．２Ｖ）においても、高インピーダンス入力および低インピーダンス出力を有するので、容量性負荷も容易に駆動可能な集積アナログマルチプレクサを提供できる。
【００２１】
特に、本発明のマルチプレクサにおいては、各マルチプレクサ入力のスイッチ装置は、第１極性の第１の電界効果トランジスタを有し、ブースト制御電圧で電界効果トランジスタのうちの１個がオン／オフされることが好ましい。ブースト制御電圧とは、いわゆるブーストスイッチにより予め定められた基準電圧より高く昇圧される電圧のことである。ブースト制御電圧は、集積アナログマルチプレクサの供給電圧より高いことが好ましい。本発明のマルチプレクサにおいては、第１の電界効果トランジスタが全て同一極性を有するので、このマルチプレクサの製造が非常に容易であり、かつコンパクトに集積化できる。
【００２２】
個別のトランジスタを各マルチプレクサ入力に対して配置し、トランジスタの導電性をブースト（増加）制御電圧により改善できるので、マルチプレクサ入力のうちの１つを反転増幅器入力と選択的に接続するためのスイッチ装置の制御も容易に実現できる。
【００２３】
さらに、帰還路は、第１極性の第２の起動される電界効果トランジスタを含むことができ、そしてこのトランジスタは、ブースト制御電圧で駆動されることが好ましい。第２のトランジスタを含む場合、帰還路の抵抗値と反転増幅器入力に接続されるマルチプレクサ入力チャネルの抵抗値を同一にすることは、第１、第２のトランジスタを同一に設計することで極めて容易に実現できる。
【００２４】
電界効果トランジスタとしては、容易に小型化が可能で、低供給電圧に適しているＭＯＳトランジスタを使用することが好ましい。
さらに、本発明のマルチプレクサでは、帰還路と同様にスイッチ装置も同一極性の電界効果トランジスタのみを備えるのでマルチプレクサの製造を容易にできる。
【００２５】
本発明のマルチプレクサの更なる展開は、電界効果トランジスタを（抵抗との相互接続点無しで）直接反転増幅器入力に接続することである。これによりソース−ドレイン・ポートの電圧がアナログ信号にほとんど依存しなくなり、電界効果トランジスタはごくわずかしかアナログ信号を変化させなくなる。
【００２６】
ここで差動増幅器の電圧利得は、１であることが特に好ましい。このことでアナログマルチプレクサでは、駆動されたアナログ信号の極性は反転するが大きさは同一となり、かつ高入力インピーダンスと非常に低い出力インピーダンスを有するバッファとして機能する。
【００２７】
特に、本発明のマルチプレクサにおいては、非反転増幅器入力を一定の基準電位に設定する。これによりアナログマルチプレクサの入力インピーダンスは、反転増幅器入力に接続されるマルチプレクサ入力チャネルの抵抗値によって実質的に決定されることになる。
【００２８】
本発明によるマルチプレクサの有利な発展形態において、スイッチ装置が反転増幅器入力に接続されない各マルチプレクサ入力を反転増幅器入力の電位と一致する電位の電圧源に接続する。非反転増幅器入力が基準電位に設定される場合、反転入力の電位は常にこの基準電位に一致するので、前述の電圧源の電位は基準電位に一致する。それ故、スイッチ装置の状態にかかわらず常に同一電位がスイッチ装置に印加され、アナログマルチプレクサにおいてアナログ信号源への切り替え期間中の帰還を回避できる。
【００２９】
さらに、差動増幅器は、第１および第２の動作電位を付与されることも可能である。この場合の基準電位は、それら２個の電位の間に設定され、その中点電位に設定されることが好ましい。このように基準電位を選択することで差動増幅器のダイナミックレンジを最大限活用できる。
【００３０】
本発明のマルチプレクサの特に好ましい発展形態は差動型である。この場合の差動増幅器は、反転増幅器出力および非反転増幅器出力からなる差動出力を有し、一方の帰還路は、非反転増幅器出力を反転増幅器入力へ接続し、他方帰還路は反転増幅器出力を非反転増幅器入力に接続する。さらに各マルチプレクサ入力は、差動入力信号に対し第１および第２のポートを有する。またスイッチ装置は、このマルチプレクサ入力で選択された第１の差動入力の第１のポートを反転増幅器入力に接続し、第１の差動入力の第２の入力ポートを非反転増幅器入力に接続する。同様に残りのマルチプレクサ入力において差動入力信号の２個の入力ポートは、相互に接続される。
【００３１】
したがって、この差動型の変形形態では、非反転増幅器入力に基準電位を設置する必要がなく、その結果アナログマルチプレクサをより容易、かつ小さく設計することが可能となる。さらに、本発明によれば電源供給電圧の変動に関しては、差動型であるためより好適に補償可能となり、また差動増幅器、すなわち本発明のマルチプレクサのダイナミックレンジは、前述の非差動型の別の形態と比較すると、同一供給電圧下では２倍となる。
【００３２】
特に、この差動型の別の形態においてスイッチ装置は、切り換えのために一極性の電界効果トランジスタのみを備えてもよい。この結果、本発明のマルチプレクサの製造が容易となる。
【００３３】
さらに、オンに切り替えられる電界効果トランジスタはブースト制御電圧により制御され、よってアナログ信号は良好にゲート制御される。
また、電界効果トランジスタを（抵抗と相互接続すること無く）直接反転増幅器入力に接続することが好ましい。これにより電界効果トランジスタのソース−ドレイン・ポート電圧がアナログ信号電圧に依存しないので、ブーストされたトランジスタに関し、取り扱い説明書に記述されるような信頼性問題は発生しない。
【００３４】
また、本発明によれば、このマルチプレクサの差動増幅器を演算増幅器として設計可能である。このため、本発明のアナログマルチプレクサにおいては、演算増幅器の公知の利点を利用できる。例えば、非常に高い演算増幅器の同相モード除去特性、および演算増幅器を反転増幅器として配置することで、非常に低い出力インピーダンスと非常に高い入力インピーダンス特性を実現できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の原理について図面を参照し詳細に説明する。
本発明にかかる集積アナログマルチプレクサの第１の形態は、図１に例示されるように、３個のマルチプレクサ入力ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３と、マルチプレクサ出力ＭＡと、スイッチ装置１と、マルチプレクサ出力ＭＡを形成する増幅器出力ＶＡ、並びに反転増幅器入力および非反転増幅器入力ＮＥ，ＰＥを備える差動増幅器ＯＰ１を有する。
【００３６】
帰還路２は、増幅器出力ＶＡを反転増幅器入力ＮＥに接続し、一方非反転増幅器入力ＰＥは、一定の同相電圧ＶＣＭを供給する電圧源３に接続される。したがって演算増幅器ＯＰ１は反転増幅器として接続構成される。
【００３７】
マルチプレクサ入力ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３は、それぞれ第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（すべての同一抵抗値を取り得る）を介して第１のスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３に接続され、各第１のスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、第１のスイッチ位置と第２のスイッチ位置間で切り替え可能である。第２のマルチプレクサＭＥ２の第１のスイッチＳ２にて示されているように、第１のスイッチ位置において反転増幅器入力ＮＥへの接続が確立され、一方、スイッチＳ１およびＳ３が位置している、第２のスイッチ位置において同相電圧ＶＣＭを供給する第２の電圧源４への接続が確立される。
【００３８】
スイッチ装置１において、第１のスイッチのうちの１つ（Ｓ２）のみが常に第１のスイッチ位置に設定され、残る第１のスイッチ（Ｓ１，Ｓ３）は、第２のスイッチ位置に設定されるように設計されている。したがってマルチプレクサ入力ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３の中で、いずれか１つだけが反転増幅器入力ＮＥに接続される。アナログ信号Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３は、マルチプレクサ入力ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３へ入力され、そのうち１個のみが選択的にマルチプレクサ出力ＭＡに転送される。
【００３９】
第２の抵抗Ｒ４および開閉される第２のスイッチＳ４は、帰還路２に配置される。第２の抵抗Ｒ４の抵抗値と第２のスイッチＳ４の順方向の抵抗値との関係は、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗値とスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順方向の抵抗値との関係と一致するべきである。これは、スイッチ用ＭＯＳトランジスタの幅を調整することにより実現可能である。増幅度が−１のバッファ設計では、抵抗１乃至４の抵抗値はすべて等しく、またすべてのＭＯＳトランジスタの寸法を同一にする必要がある。例えば増幅度として２を選択する場合、抵抗Ｒ４の抵抗値は、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗値の２倍に選択される。従ってスイッチＳ４のＭＯＳトランジスタの幅は、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３のトランジスタの幅の半分となる。これによりスイッチＳ４の順方向の抵抗値もスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順方向の抵抗値の２倍となり、その結果、２倍の増幅度が正確に設定される。
【００４０】
ここに示すアナログマルチプレクサの供給電源電圧は１．２Ｖに設定され、演算増幅器ＯＰ１に動作電圧ＶＤＤ、ＶＳＳ（それぞれ１．２ＶとゼロＶ）が供給され、さらに０．２乃至０．８８Ｖまでの領域で調整が可能な場合、アナログ信号Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３は０．２〜０．８８Ｖの間で切り替えが可能となる。また同相電圧ＶＣＭとしては０．６Ｖに選択することが好ましい。
【００４１】
図２は、図１で例示された差動型のアナログマルチプレクサの異なる形態であるが、より明確にするため２個の（差動）マルチプレクサ入力ＭＥ１，ＭＥ２のみが示されている。各差動マルチプレクサ入力ＭＥ１，ＭＥ２は、第１の入力ポートＭＥ１Ｐ，ＭＥ２Ｐと、第２の入力ポートＭＥ１Ｎ，ＭＥ２Ｎからなることが示されている。差動アナログ信号Ｕ１，Ｕ１ＮおよびＵ２，Ｕ２Ｎは、２個の入力ポートＭＥ１Ｐ，ＭＥ１ＮおよびＭＥ２Ｐ，ＭＥ２のそれぞれに印加され、差動入力信号のそれぞれの同相電位に対して相互に逆相である２個の信号成分を有する。例えば、差動入力信号が正弦波電圧を示す場合、２個の信号成分は１８０度分だけ位相がシフトされる。
【００４２】
図２に示されるアナログマルチプレクサは、反転増幅器入力および非反転増幅器入力ＮＥ，ＰＥおよび反転増幅器出力、並びに非反転増幅器出力ＶＮＡ，ＶＰＡを有する差動増幅器ＯＰ２を備え、これにより２個の増幅器出力ＶＮＡ，ＶＰＡは、第１および第２の出力ポートを有する差動マルチプレクサ出力を形成する。非反転増幅器出力ＶＰＡは、図１の帰還路２に相当する帰還路５により反転増幅器入力ＮＥに接続される。一方、反転増幅器出力ＶＮＡは、第２の帰還路６により非反転増幅器入力ＰＥに接続される。第２の帰還路６は、第１の帰還路５の抵抗Ｒ４およびスイッチＳ４と同一の抵抗Ｒ５およびスイッチＳ５を含む。
【００４３】
抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９およびスイッチＳ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９は、入力ポートＭＥ１Ｐ，ＭＥ１ＮおよびＭＥ２Ｐ，ＭＥ２Ｎと、演算増幅器ＯＰ２との間に配置される。選択されたマルチプレクサ入力ＭＥ２の第１の入力ポートＭＥ２Ｐは、反転増幅器入力ＮＥに接続され、第２の入力ポートＭＥ２Ｎは、非反転増幅器入力ＰＥに接続される。選択されないマルチプレクサ入力ＭＥ１の２個の入力ポートＭＥ１ＰおよびＭＥ１Ｎは、増幅器入力ＮＥ，ＰＥには接続されていないが、相互には接続される。
【００４４】
バッファ（増幅度＝−１）としての設計では、抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９の抵抗値は、抵抗Ｒ４，Ｒ５の抵抗値と同一で、一方スイッチＳ６，Ｓ９は、帰還路５，６のスイッチＳ４，Ｓ５と同一である。よって差動電圧増幅度は、−１となる。
【００４５】
図３は、図２の中で例示した別例の詳細な回路図を示す。ここではスイッチＳ４乃至Ｓ９はＮＭＯＳトランジスタによって具体化され、制御電圧発生ユニット７が付加的に示されている。
【００４６】
図３からわかるようにスイッチＳ４乃至Ｓ９は、それぞれ２個のＮＭＯＳトランジスタから形成され、またそのゲート・ポートは、制御装置７で生成される制御信号ＳＨ，／ＳＨによって指定される。よって、スイッチＳ６乃至Ｓ９を形成するＮ−チャネルＭＯＳトランジスタのうちいずれか１個は常にオンとなり、残りのすべてのスイッチはオフとなる。この結果、抵抗Ｒ６乃至Ｒ９の各抵抗は、各増幅器入力ＮＥ，ＰＥへ接続されるか、または各入力ポートのＮＭＯＳトランジスタに接続される。
【００４７】
２個の帰還路５，６のうちの２個のスイッチＳ４，Ｓ５は、それぞれ２個のＮＭＯＳトランジスタから成り、常に一方がオンで、他方はオフである。その結果、所望どおり、帰還路５，６とマルチプレクサ入力チャネルとにおいて抵抗値が等しくなる。
【００４８】
制御信号発生ユニット７において、同相電圧ＶＣＭを供給する電圧源８が示されている。さらに制御信号を発生するユニット７は、第１および第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタ９，１０を有し、そのソース・ポートは、互いに接続されて、かつ電圧源８に接続される。ブースト容量１１，１２の一端には各クロック信号ＣＬＫ，／ＣＬＫが印加され、かつブースト容量１１，１２の他端は、ＮＭＯＳトランジスタ９，１０のドレイン・ポートのそれぞれに接続される。第１のトランジスタ９のドレイン・ポートは、第２のトランジスタ１０のゲート・ポートに接続され、また第２のトランジスタ１０のドレイン・ポートは、第１のトランジスタ９のゲート・ポートに接続される。制御信号ＳＨ，／ＳＨは、それぞれのドレイン・ポートに印加される（図３に示すように）。
【００４９】
図４は、クロック信号ＣＬＫ，／ＣＬＫの電圧波形と、制御信号ＳＨ，／ＳＨに生じる電圧波形を示す。図４からわかるように、制御信号ＳＨ，／ＳＨは、ブーストされ（昇圧され）、その結果、ＮＭＯＳトランジスタのスイッチオン電圧はＶＣＭ＋ＶＤＤとなり、またスイッチオフ電圧はＶＣＭとなる。供給電圧ＶＤＤが１．２Ｖで、かつＶＳＳがゼロＶで、かつ同相電圧ＶＣＭが０．６Ｖの場合、制御電圧ＳＨ，／ＳＨは、０．６Ｖ（トランジスタはオフ）と１．８Ｖ（トランジスタはオン）との間で切り替えられる。
【００５０】
この設計により、アナログ信号Ｕ１，Ｕ１Ｎ、Ｕ２，Ｕ２Ｎの共通電圧がＶＣＭである場合、ＮＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン・ポート間の電圧は、印加されるアナログ信号にほとんど依存せずＶＣＭとなる。その結果、ゲート酸化膜には好ましくない、高いストレス電圧が発生することはない。
【００５１】
前述の異なった形態例においてはトランジスタは、Ｎチャネルであるが、当然Ｐチャネルトランジスタも同様に使用可能である。さらに、異なる極性の電界効果トランジスタにより、それぞれのスイッチを設計することも可能である。
【００５２】
さらに、図１に示されるスイッチＳ１乃至Ｓ４においても、差動の異なる形態でのアナログマルチプレクサと同様にして、ブースト制御電圧によるトランジスタの制御は可能である。特に、このブースト制御電圧は、相互接続されたキャパシタにより、切り替えられるべきアナログ信号の存在するスイッチのゲート−ソース・ポート間の電圧がスイッチオンの時に一定に保持されるように、生成され得る。
【００５３】
集積アナログマルチプレクサは、ＮＭＯＳ、ＰＭＯＳまたはＣＭＯＳ技術で実現可能である。さらにＳＯＩ技術（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ：シリコン・オン・インシュレータ）を適用することも可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、アナログマルチプレクサにおいて、低供給電圧においても良好に動作するという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の集積アナログマルチプレクサの回路図。
【図２】  本発明にかかる別の集積アナログマルチプレクサの回路図。
【図３】  図２のアナログマルチプレクサの別回路図。
【図４】  スイッチの制御電圧発生についての説明図。
【符号の説明】
ＮＥ，ＰＥ…反転増幅器入力、ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３…マルチプレクサ入力、ＭＡ…マルチプレクサ出力、ＮＥ…反転増幅器入力、ＯＰ１，ＯＰ２…差動増幅器、ＶＡ…増幅器出力、ＶＣＭ…電位、ＶＮＡ…反転増幅器出力、ＶＰＡ非反転増幅器出力、ＶＳＳ…第１の動作電位、１…スイッチ装置、２，５…帰還路、６…別の帰還路、Ｕ１，Ｕ１Ｎ，Ｕ２，Ｕ２Ｎ…入力信号、ＭＥｌＰ，ＭＥ１Ｎ…第１の入力ポート、ＭＥ２Ｐ，ＭＥ２Ｎ…第２の入力ポート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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