专利名称：振幅设定电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及振幅设定电路。
背景技术：
在办公室的LAN和汽车的车载网络等的通信网络中，由种种不同标准的信号进行设备间的数字信号的传送。即，通信网络，不仅具有相互连接计算机及其外围设备的形态，而且也正在用于计算机以外的各种数字设备的连接。车载网络是其一个例子，例如，作为该车载网络的1个标准，提出了MOST(Media Oriented System Transport面向媒体的系统传输)系统的方案。在MOST系统中，构成环状的车载网络，使汽车导航系统、CD/DVD唱机、扬声器、显示器、电话机等的各种设备与车载网络连接。例如，经过车载网络将CD唱机再生的数字信号传送到扬声器。而且，以在扬声器中将数字信号变换成声音进行输出的形态加以利用。
此外，作为在通信网络内的数字信号的传送方式，为直接传送数字信号的基带方式、和传送用数字信号调制载波得到的模拟信号的宽带方式。这里，作为一种宽带方式，详细述说振幅偏移键控(Amplitude Shift Keying)方式。
图19是表示已有ASK调制电路的构成图。此外，图19所示的已有ASK调制电路，输入作为串行的数字数据的发送数据D，根据发送数据D的位值的时间变化，生成振幅变化的ASK调制信号S，输出到网络。
下面，适当参照图20所示的已有ASK调制电路的主要信号的波形图，说明图19所示的ASK调制电路的构成。
基准时钟生成电路10生成与发送数据D的位速率同步的频率的时钟信号CL。即，当令发送数据D的位速率为“r(bps)”时，时钟信号CL的频率为“n(自然数)×r(Hz)”。
放大器12、14，分别输入矩形波状的时钟信号CL，按照预定增益设定它的振幅电平。例如，放大器12、14，分别将接地电位(0电平)作为基准，生成到峰侧和谷侧幅度振荡的矩形波状的时钟信号CL1、CL2(参照图20(a)、(b))。此外，以相互振幅电平不同的方式设定时钟信号CL1、CL2。
切换控制电路20与时钟信号CL同步地锁存发送数据D的位值，根据该锁存的位值，生成用于控制开关电路16、18的接通/断开的控制信号SW(参照图20(c))。
开关电路16、18，根据从切换控制电路20供给的控制信号SW，分别互补地接通/断开。例如，当控制信号SW为H电平时，开关电路16断开，开关电路18接通，当控制信号SW为L电平时，开关电路16接通，开关电路18断开。此外，将合成开关电路16、18的各输出后的信号M(参照图20(d))输入到LPF22。
LPF22除去包含在合成开关电路16、18的各输出后的信号中的高频成分，生成平滑的正弦波状的ASK调制信号S(参照图20(e))。
此外，作为这种已有ASK调制电路，例如，在如下所示的专利文献1中已经公开。
可是，作为设定图19所示放大器12、14那样的固定增益型放大器和电子音量与增益调整器等那样的可变增益型放大器是设定与输入信号相应的输出信号的振幅电平的振幅设定电路。这些已有的振幅设定电路存在着放大器内部的电路元件具有温度特性，各增益随温度变化而变化的问题。结果，设定了振幅电平的输出信号伴随着温度变化发生零散。
专利文献1日本特开2001-119442号专利公报。
发明内容
以解决上述课题为主的本发明，提供一种振幅设定电路，设定与输入信号相应的输出信号的振幅电平，包括反相器单元，通过在源流电源线和汇流电源线之间串联连接相互互补地导通的第1导电型晶体管M1和第2导电型晶体管M2而构成，输出将所述输入信号的逻辑电平反相后的所述输出信号；第1驱动晶体管Q1，设置在所述源流电源线和所述第1导电型晶体管M1之间，驱动所述第1导电型晶体管M1；第2驱动晶体管Q4，设置在所述第2导电型晶体管M2和所述汇流电源线之间，驱动所述第2导电型晶体管M2；分压电路，通过在所述源流电源线和所述汇流电源线之间串联连接第1电阻元件R1、第1二极管连接晶体管Q5、第2电阻元件R3、第3电阻元件R4、第2二极管连接晶体管Q6、第4电阻元件R6而构成，将所述第1二极管连接晶体管Q5的控制电极的电位施加到所述第1驱动晶体管Q1的控制电极，并且将所述第2二极管连接晶体管Q6的控制电极的电位施加到所述第2驱动晶体管Q4的控制电极；第5电阻元件R5，设置在所述第1驱动晶体管Q1和所述第1导电型晶体管M1的第1连接部位与所述汇流电源线之间，用于调整在所述第1驱动晶体管Q1中流动的电流；和第6电阻元件R2，设置在所述源流电源线与所述第2导电型晶体管M2和所述第2驱动晶体管Q4的第2连接部位之间，用于调整在所述第2驱动晶体管Q4中流动的电流；将在所述第1二极管连接晶体管Q5中流动的电流和在所述第1驱动晶体管Q1中流动的电流设定成预定关系，除去所述第1连接部位的电位的温度变化量；并将在所述第2二极管连接晶体管Q6中流动的电流和在所述第2驱动晶体管Q4中流动的电流设定成预定关系，除去所述第2连接部位的电位的温度变化量。
根据本发明，能够提供可以实现设定的振幅电平对温度变化稳定的振幅设定电路。
图1是表示与本发明有关的振幅设定电路的基本构成图。
图2是表示与本发明第1实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为Vcc/4电位的情形)的构成图。
图3是表示与本发明第1实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为Vcc/4电位的情形)的汇流电源线侧的构成图。
图4是表示与本发明第1实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为Vcc/4电位的情形)的主要信号的温度特性的模式图。
图5(a)是表示与本发明第1实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为Vcc/4电位的情形)的输出信号VOUT1的波形的图，图5(b)是表示与本发明第1实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为Vcc/4电位的情形)的主要信号的温度特性的图。
图6是表示与本发明第1实施方式有关的其它振幅设定电路(使振幅电平偏离Vcc/4电位的情形)的构成图。
图7是表示与本发明第1实施方式有关的其它振幅设定电路(使振幅电平偏离Vcc/4电位的情形)的主要信号的温度特性的图。
图8是表示与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路(振幅为零的情形)的构成图。
图9是表示与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路(振幅为零的情形)的主要信号的温度特性的图。
图10是表示与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为低电位的情形)的构成图。
图11是表示与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为低电位的情形)的主要信号的温度特性的图。
图12是表示与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为低电位的情形)的构成图。
图13是表示与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为低电位的情形)的汇流电源线侧的构成图。
图14是表示与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为低电位的情形)的主要信号的温度特性的模式图。
图15是表示与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为低电位的情形)的主要信号的温度特性的模式图。
图16(a)是表示与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为低电位的情形)的输出信号VOUT1的波形图，图16(b)是表示与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路(振幅电平为低电位的情形)的主要信号的温度特性的图。
图17是表示与本发明有关的基极-发射极间电压的温度特性的图。
图18是表示与本发明有关的基极-发射极间电压根据发射极电流的温度变化的图。
图19是表示已有ASK调制电路的构成图。
图20表示已有ASK调制电路的主要信号的波形图。
图中10-基准时钟生成电路，12、14-放大器，16、18-开关电路，20-切换控制电路，22-LPF，50-后级放大电路，100、101、102、200、201、202-振幅设定电路，110-反相器单元，120-分压电路。
具体实施例方式
<振幅设定电路的基本构成>
图1是表示本发明的振幅设定电路100的基本构成图。此外，振幅设定电路100设定使矩形波状的输入信号VIN1逻辑反相的输出信号VOUT1的振幅电平。例如，将振幅设定电路100用作设定ASK调制电路中的时钟信号的振幅电平(峰电平/谷电平)的电路(例如，图20所示的放大器12、14)。
反相器单元110，由在源流(source)电源线(Vcc电位)和汇流(sink)电源线(GND电位)之间，源流电源线侧的第1导电型晶体管M1和汇流电源线侧的第2导电型晶体管M2构成。此外，第1导电型晶体管M1和第2导电型晶体管M2将相互的控制电极共同连接起来，在该共同连接部位上，加上具有振幅电平V1的矩形波状的输入电压信号VIN1。而且，根据输入电压信号VIN1的逻辑电平的切换互补地使第1导电型晶体管M1和第2导电型晶体管M2导通。此外，在本实施方式中，令第1导电型晶体管M1为P型MOS晶体管，第2导电型晶体管M2为N型MOS晶体管。
将第1驱动晶体管Q1设置在源流电源线和第1导电型晶体管M1之间，驱动第1导电型晶体管M1。此外，在本实施方式中，令第1驱动晶体管Q1为NPN型双极晶体管，构成射极跟随器电路。
将第2驱动晶体管Q4设置在第2导电型晶体管M2和汇流电源线之间，驱动第2导电型晶体管M2。此外，在本实施方式中，令第2驱动晶体管Q4为PNP型双极晶体管，构成射极跟随器电路。
分压电路120，由在源流电源线和汇流电源线之间，通过串联连接第1电阻元件R1、第1二极管连接晶体管Q5、第2电阻元件R3、第3电阻元件R4、第2二极管连接晶体管Q6、第4电阻元件R6构成。在分压电路120中，根据源流电源线和汇流电源线的电位差、第1到第4电阻元件R1、R3、R4、R6的电阻值以及第1和第2二极管连接晶体管Q5、Q6的顺方向电压，流动着从源流电源线向着汇流电源线的电流(以下，称为基准侧电流Ir。)。
又，分压电路120，将第1二极管连接晶体管Q5的控制电极的电位加在第1驱动晶体管Q1的控制电极上，并且将第2二极管连接晶体管Q6的控制电极的电位加在第2驱动晶体管Q4的控制电极上。即，第1二极管连接晶体管Q5和第1驱动晶体管Q1构成电流反射镜电路，第2二极管连接晶体管Q6和第2驱动晶体管Q4构成电流反射镜电路。此外，第1二极管连接晶体管Q5的控制电极的电位，和与要设定的输出信号VOUT1的峰电平相应的第1二极管连接晶体管Q5的顺方向电压相当，同样，第2二极管连接晶体管Q6的控制电极的电位，和与要设定的输出信号VOUT1的谷电平相应的第2二极管连接晶体管Q6的顺方向电压相当。
进一步，分压电路120在上述第2和第3电阻元件R3、R4的连接部位设置基准电压施加单元121。由基准电压施加单元121施加的基准电压具有和与反相器单元110的后级连接并且供给输出信号VOUT1的后级放大电路50的工作电压相同的电平。这里，后级放大电路50的工作电压为源流电源线和汇流电源线的电位差的二分之一(Vcc/2电位)。
此外，在本实施方式中，令第1二极管连接晶体管Q5为NPN型双极晶体管，第2二极管连接晶体管Q6为PNP型双极晶体管。即，通过使基极电极和集电极电极短路实施第1和第2二极管连接晶体管Q5、Q6的二极管连接。
第5电阻元件R5，设置在第1驱动晶体管Q1和第1导电型晶体管M1的第1连接部位与汇流电源线之间，调整在第1驱动晶体管Q1中流动的发射极电流(以下，称为H侧电流Ih)。
第6电阻元件R2，设置在源流电源线与第2导电型晶体管M2和第2驱动晶体管Q4的第2连接部位之间，调整在第2驱动晶体管Q4中流动的发射极电流(以下，称为L侧电流Il)。
第1电容元件C1，其一方电极与汇流电源线连接，另一方电极与第6电阻元件R2和第2驱动晶体管Q4的连接部位连接。
第2电容元件C2，其一方电极与汇流电源线连接，另一方电极与第1驱动晶体管Q1和第5电阻元件R5的连接部位连接。
振幅设定电路100，在上述构成中，将在第1二极管连接晶体管Q5中流动的基准侧电流Ir和在第1驱动晶体管Q1中流动的H侧电流Ih设定成预定关系，除去第1连接部位的电位的温度变化量，并且将在第2二极管连接晶体管Q6中流动的基准侧电流Ir和在第2驱动晶体管Q4中流动的L侧电流Il设定成预定关系，除去第2连接部位的电位的温度变化量。此外，第1连接部位的电位，当第1导电型晶体管M1导通时，成为反相器单元110的输出信号VOUT1的峰电平，第2连接部位的电位，当第2导电型晶体管M2导通时，成为反相器单元110的输出信号VOUT1的谷电平。因此，除去第1和第2连接部位的电位的温度变化量之后的结果，能够实现反相器单元110的输出信号VOUT1对温度变化的稳定性。
再有，振幅设定电路100，在上述构成中，设置电容元件C1、C2，当第1导电型晶体管M1处于非导通状态时预先对电容元件C2进行充电，当第2导电型晶体管M2处于非导通状态时预先对电容元件C1进行充电。当根据该电容元件C1、C2的充电电压，切换输入信号VIN1的逻辑电平时，能够消除因电流流入到后级放大电路50可能产生的输出信号VOUT1的波形钝化，能够改善输出信号OUT1对输入信号VIN1的追随性。
再有，振幅设定电路100，在上述构成中，在分压电路120中设置基准电压施加单元121。一般，需要将预定的偏置电压供给后级放大电路50那样的放大电路。因此，除了将反相器电路110的输出信号VOUT1的直流成分变更成该偏置电压外，还需要将它供给后级放大电路50。因此，通过使加在基准电压施加单元121上的基准电压具有与后级放大电路50的基准工作电压相同的电平，能够避免上述事态发生。结果，不需要电容耦合，能够使后级放大电路50直接与反相器电路110连接。
又，使加在基准电压施加单元121上的基准电压为源流电源线和汇流电源线的电位差的二分之一。结果，能够容易地避免反相器电路110的输出信号VOUT1的峰侧和谷侧的振幅电平中的某一方饱和，不能够设定振幅的事态发生，适合于输出信号VOUT1的峰侧电平和谷侧电平的平衡。
再有，振幅设定电路100，作为第1和第2二极管连接晶体管Q5、Q6、第1和第2驱动晶体管Q1、Q4，采用双极晶体管。这里，与采用MOS晶体管的情形比较，能够减少整个振幅设定电路100的消耗电流。又，与采用低电压驱动的MOS晶体管的情形比较，因为工作电压范围广，所以能够扩大反相器电路110的输出信号VOUT1的振幅电平的设定范围。
<第1实施方式>
《振幅电平的设定为Vcc/4电位的情形》＝＝＝振幅设定电路的构成＝＝＝图2是表示与本发明第1实施方式有关的振幅设定电路101的构成图。此外，振幅设定电路101将使矩形波状的输入信号VIN1逻辑反相的输出信号VOUT1的振幅电平设定在源流电源线(例如Vcc电位)和汇流电源线(例如GUN电位)的电位差的四分之一(例如，Vcc/4电位)上。
作为与图1所示的基本构成不同的点是在分压电路120中，在第1电阻元件R1和第2电阻元件R3之间串联连接两个第1二极管连接晶体管Q5、Q2，并且在第3电阻元件R4和第4电阻元件R6之间串联连接两个第2二极管连接晶体管Q3、Q6这一点。又，作为两个第1二极管连接晶体管Q5、Q2，采用与第1驱动晶体管Q1相同的NPN型双极晶体管，并且作为两个第2二极管连接晶体管Q6、Q3，采用与第2驱动晶体管Q4相同的PNP型双极晶体管。
振幅设定电路101，在上述构成中，将在第1二极管连接晶体管Q5中流动的基准侧电流Ir和在第1驱动晶体管Q1中流动的H侧电流Ih设定得大致相等，除去第1连接部位的电位的温度变化量，并且将在第2二极管连接晶体管Q6中流动的基准侧电流Ir和在第2驱动晶体管Q4中流动的L侧电流Il设定得大致相等，除去第2连接部位的电位的温度变化量。
＝＝＝振幅设定电路的工作＝＝＝为了简化说明，根据图3所示的汇流电源线侧的振幅设定电路101的构成，说明振幅设定电路101的工作。
首先，令基准侧电流Ir、H侧电流Ih、L侧电流Il的目标值为“20μA”。又，分别令第2二极管连接晶体管Q3、Q6的基极-发射极间电压(以下称为Q3VBE、Q6VBE)和第2驱动晶体管Q4的基极-发射极间电压(以下称为Q4VBE)为“0.65V”。进一步，令源流电源线的Vcc电位为“5.0V”，汇流电源线的GND电位为“0.0V”。此外，这时，加在基准电压施加单元121上的基准电压(Vcc/2)成为“2.5V”。
这里，令第3电阻元件R4和第4电阻元件R6的电阻值相等。在这种条件下，为了在分压电路120中流动“20μA”的基准侧电流Ir的电阻值如下式(1)所示为“60kΩ”。因此，第3电阻元件R4和第4电阻元件R6的电阻值分别为“30kΩ”。
R4+R6＝(2.5V-2×0.65V)÷20μA＝60kΩ (1)另一方面，为了使L侧电流Il流动的第6电阻元件R2的电阻值如下式(2)所示约为“200kΩ”。
R2＝(5.0V-0.65V)÷20μA≈200kΩ (2)这样，按将基准侧电流Ir和L侧电流Il设定成大致相等的方式，设定第3电阻元件R4、第4电阻元件R6和第6电阻元件R2的各电阻值。又，大致相等地设定基准侧电流Ir和L侧电流Il的结果是，Q3VBE、Q4VBE、Q6VBE分别大致相等。
图4是表示振幅设定电路101的主要选通点的各温度特性的模式图。
这里，晶体管的基极-发射极间电压，一般如图17所示，具有从低温时向高温时电位降低的特性。又，作为第3电阻元件R4与第2二极管连接晶体管Q3的连接部位的电位的VOUT2、和作为第2二极管连接晶体管Q6与第4电阻元件R6的连接部位的电位的VOUT4分别由式(3)和式(4)表示。可是，因为式(3)和式(4)中的下线部分的值分别相等，表明从低温时向高温时，以相同的斜率，VOUT2的电位下降，VOUT4的电位上升。即，VOUT2和VOUT4具有相互完全相反的温度特性。
VOUT2＝R6×Ir+Q3VBE+Q6VBE (3)VOUT4＝Vcc/2-(R4×Ir+Q3VBE+Q6VBE) (4)作为第2二极管连接晶体管Q3、Q6的连接部位的电位的VOUT5由式(5)表示。这里，因为VOUT2和VOUT4具有相互完全相反的温度特性并且Q6VBE和Q3VBE大致相等，所以能够除去VOUT5的温度变化量。此外，VOUT5成为作为Vcc/2电位和GND电位的中点电位的Vcc/4电位。
VOUT5＝VOUT4+Q6VBE＝VOUT2-Q3VBE (5)另一方面，作为第6电阻元件R2和第2驱动晶体管Q4的连接部位的电位的VOUT3，如式(6)所示，成为比VOUT4只高Q4VBE量的电位。这里，因为Q4VBE和Q6VBE大致相等，所以根据式(5)和式(6)，VOUT3和VOUT5具有相同的电位和相同的温度特性。即，VOUT3除去了温度变化量。
VOUT3＝VOUT4+Q4VBE (6)图5是表示振幅设定电路101的主要信号的仿真波形图。此外，图5(a)是表示反相器单元110的输出信号VOUT1的仿真波形图，图5(b)是表示在作为振幅设定电路101的主要选通点的各个VOUT2、VOUT3、VOUT4中，分别设定温度为“-50℃”、“25℃”、“150℃”时的仿真波形图。
如图5(b)所示，表明根据具有完全相反的温度特性的VOUT2和VOUT4，能够除去VOUT3的温度变化量。又，该结果，如图5(a)所示，表明也能够除去反相器单元110的输出信号VOUT1的温度变化量。
这里，上述说明，虽然根据振幅设定电路101的汇流电源线侧的构成进行了说明，但是关于振幅设定电路101的源流电源线侧的构成也能够同样进行说明。此外，这时，第1二极管连接晶体管Q5、Q2的连接部位的电位成为源流电源线和汇流电源线的电位差的四分之三(3Vcc/4电位)。而且，根据形成相互完全相反的温度特性的第1二极管连接晶体管Q5、Q2基极-发射极间电压，能够除去第1二极管连接晶体管Q5、Q2的连接部位的电位的温度变化量。又，第1驱动晶体管Q1和第5电阻元件R5的连接部位的电位成为与第1二极管连接晶体管Q5、Q2的连接部位的电位相同的电平并且相同的温度特性。
《振幅电平的设定偏离Vcc/4电位的情形》图6是表示与本发明第1实施方式有关的其它振幅设定电路102的构成图。此外，振幅设定电路102将使矩形波状的输入信号VIN1逻辑反相的输出信号VOUT1的振幅电平设定成偏离源流电源线(例如Vcc电位)和汇流电源线(例如GUN电位)的电位差的四分之一(例如Vcc/4电位)。
具体地说，调整分压电路120的各电阻值，将第1二极管连接晶体管Q5、Q2的连接部位的电位设定得偏离3Vcc/4电位，并且将第2二极管连接晶体管Q6、Q3的连接部位的电位设定得偏离Vcc/4电位。在图6所示数值例中，令第1电阻元件R1和第4电阻元件R6的电阻值为“35kΩ”，第2电阻元件R3和第3电阻元件R4的电阻值为“25kΩ”。
这时，例如，如图7所示，在汇流电源线侧的振幅设定电路102中，VOUT2和VOUT4不形成完全相反的温度特性，VOUT5从Vcc/4电位偏离到上侧，并且从低温时向高温时电位上升。即，产生VOUT5的温度变化量。因此，如图7所示，通过按只比Q6VBE小VOUT5的温度变化量减少Q4VBE而进行校正，能够除去VOUT3的温度变化量。
此外，在源流电源线侧的振幅设定电路102中也可以进行同样的事情，第1二极管连接晶体管Q5、Q2的两端的电位不形成完全相反的温度特性，第1二极管连接晶体管Q5、Q2的连接部位的电位从3Vcc/4电位偏离产生温度变化量。因此，通过对第1驱动晶体管Q1和第5电阻元件R5的连接部位的电位进行该温度变化量的校正，能够除去第1二极管连接晶体管Q5、Q2的连接部位的电位的温度变化量。
可是，一般的晶体管的基极-发射极间电压VBE的温度特性的一例如图17所示。此外，在图17中，表示将温度设定为“-50℃”、“25℃”、“100℃”时的，与发射极电流相应的基极-发射极间电压VBE的变化。如图17所示，表明在相同的发射极电流下，从低温时向高温时，基极-发射极间电压VBE的电位下降。再有，表明随着发射极电流变小，基极-发射极间电压VBE的温度变化的范围扩大。此外，图18是表示与发射极电流相应的基极-发射极间电压VBE的温度变化率的图。
因此，振幅设定电路102，为了使Q4VBE的温度变化比Q6VBE的温度变化小，将在第2驱动晶体管Q4中流动的L侧电流Il设定得比在第2二极管连接晶体管Q6中流动的基准侧电流Ir小。同样，振幅设定电路102，将在第1驱动晶体管Q1中流动的H侧电流Ih设定得比在第1二极管连接晶体管Q5中流动的基准侧电流Ir小。
这里，为了将L侧电流Il和H侧电流Ih设定得比基准侧电流Ir小，也可以调整第1到第6电阻元件R1、R3、R4、R6、R2、R5的电阻值。但是，当只用电阻值进行电流的调整时，必须很大地变更电阻值，结果，很大地变更电路规模和电流。即，只用电阻值进行的电流调整，受到电路的制约，是极其困难的。
因此，如图6所示，振幅设定电路102，通过并联连接多个第1驱动晶体管Q1、Q7，将在第1驱动晶体管Q1、Q7中流动的H侧电流Ih设定得比在第1二极管连接晶体管Q5中流动的基准侧电流Ir小。又，振幅设定电路102，通过并联连接多个第2驱动晶体管Q4、Q8，将在第2驱动晶体管Q4中流动的L侧电流Il设定得比在第2二极管连接晶体管Q6中流动的基准侧电流Ir小。结果，不会很大地变更电流和电阻值，能够进行除去温度变化量的校正。
又，振幅设定电路102，通过使第1驱动晶体管Q1的电极面积(发射极电极的面积)大，并且使第2驱动晶体管Q4的电极面积(发射极电极的面积)大，同样，不会很大地变更电流和电阻值，能够进行除去温度变化量的校正。
<第2实施方式>
《振幅电平的设定为低电位(小振幅)的情形》＝＝＝振幅零的情形＝＝＝首先，说明图8所示的与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路200。此外，振幅设定电路200是将反相器单元110的输出信号的振幅电平设定在零的特殊情形。
与图1的基本构成不同的点是不设置第2电阻元件R3和第3电阻元件R4这一点。而且，分别将第5和第6电阻元件R5、R6的电阻值设定为第1电阻元件R1和第4电阻元件R4的合成电阻值(例如120kΩ)，并且使第1电阻元件R1和第4电阻元件R4的各电阻值(例如60kΩ)相等地进行设定。这时，设定在第1二极管连接晶体管Q5中流动的基准侧电流Ir和在第1驱动晶体管Q1中流动的H侧电流Ih相等，并且设定在第2二极管连接晶体管Q6中流动的基准侧电流Ir和在第2驱动晶体管Q4中流动的L侧电流Il相等。结果，如式(7)所示，Q6VBE和Q4VBE变成相等。
Q6VBE＝Q4VBE (7)可是，作为基准电压施加单元121的电位(Vcc/2电位)的VOUT0，如式(8)所示，比VOUT4高Q6VBE量的电位，又，VOUT3，如式(9)所示，比VOUT4高Q4VBE量的电位。因此，根据式(6)～(9)，VOUT0和VOUT3分别与Vcc/2电位一致。因此，将反相器单元110输出信号的振幅电平设定为零。
VOUT0＝VOUT4+Q6VBE(8)VOUT3＝VOUT4+Q4VBE(9)图9是表示作为振幅设定电路200的主要选通点的VOUT0、VOUT3、VOUT4的各温度特性的图。如图9所示，因为VOUT0和VOUT3的电位分别与Vcc/2电位一致，并且，在分压电路120中，分别作为对象地构成源流电源线侧和汇流电源线侧，表明能够除去温度变化量。
＝＝＝使振幅电平的设定从零振幅偏离的情形＝＝＝下面，说明图10所示的与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路201。此外，振幅设定电路201，对图8所示的振幅设定电路200的分压电路120，设置第2电阻元件R3和第3电阻元件R4。此外，第2电阻元件R3和第3电阻元件R4的电阻值，例如，在汇流电源线侧的振幅设定电路201中，将VOUT3的电位统括地设定在比VOUT2的电位低的与振幅电平相应的电位上。在图10所示的例子中，为将振幅电平设定在“0.1V”的情形，这时，第2电阻元件R3和第3电阻元件R4的电阻值成为“3.5kΩ”。
图11是表示作为与汇流电源线侧的振幅设定电路201的主要选通点的VOUT0、VOUT2、VOUT3、VOUT4的各温度特性的图。如图11所示，VOUT3的电位是比VOUT0的Vcc/2电位低“0.1V”的电位。又，以新追加第2电阻元件R3和第3电阻元件R4的量，基准侧电流Ir成为比L侧电流Il低的电流。而且，根据图18所示的特性，Q6VBE的温度变化比Q4VBE的温度变化大。
这里，VOUT2和VOUT3分别由式(10)、式(11)表示。此外，Q6VBE和Q4VBE，根据图17所示的特性，从低温时向高温时电位下降。又，因此，我们看到VOUT2和VOUT3从低温时向高温时电位下降。进一步，VOUT2的温度变化比VOUT3的温度变化大。这样，VOUT2和VOUT3从VOUT0偏离，并且生成温度变化量。
VOUT2＝VOUT4+Q6VBE(10)VOUT3＝VOUT4+Q4VBE(11)因此，为了使Q6VBE的温度变化比Q4VBE的温度变化小，将在第2二极管连接晶体管Q6中流动的基准侧电流Ir设定得比在第2驱动晶体管Q4中流动的L侧电流Il小。因此，进行除去VOUT3的温度变化的校正。此外，关于源流电源线侧的振幅设定电路201也可以进行同样的事情。即，应该使第1二极管连接晶体管Q5的VBE的温度变化比第1驱动晶体管Q1的VBE的温度变化小，将在第1二极管连接晶体管Q5中流动的基准侧电流Ir设定得比在第1驱动晶体管Q1中流动的H侧电流Ih小。因此，除去第1驱动晶体管Q1和第5电阻元件R5的连接部位的温度变化量。
这里，为了将基准侧电流Ir设定得比L侧电流Il和H侧电流Ih小，也可以调整第1到第6电阻元件R1、R3、R4、R6、R2、R5的电阻值。但是，当只用电阻值进行电流的调整时，必须很大地变更电阻值，结果，很大地变更电路规模和电流。即，只用电阻值进行的电流调整，受到电路的制约，是极其困难的。
因此，如图12所示，与本发明第2实施方式有关的振幅设定电路202，通过并联连接多个第1二极管连接晶体管Q5、Q9，将基准侧电流Ir设定地比H侧电流Ih小。又，振幅设定电路202，通过并联连接多个第2二极管连接晶体管Q6、Q10，将基准侧电流Ir设定得比L侧电流Il小。结果，不会很大地变更电流和电阻值，能够进行除去温度变化量的校正。
又，振幅设定电路202，通过使第1二极管连接晶体管Q5的电极面积(发射极电极的面积)大，并且使第2二极管连接晶体管Q6的电极面积(发射极电极的面积)大，同样，不会很大地变更电流和电阻值，能够进行除去温度变化量的校正。
＝＝＝具体的调整例＝＝＝为了简化说明，根据图13所示的汇流电源线侧的振幅设定电路202的构成进行说明。
首先，令基准侧电流Ir、H侧电流Ih、L侧电流Il的目标值为“30μA”。此外，因为并联连接第2二极管连接晶体管Q6、Q10，所以各晶体管Q6、Q10的发射极电流的目标值为“15μA”。又，分别令Q10VBE、Q6VBE、Q4VBE为“0.65V”。进一步，令源流电源线的Vcc电位为“5.0V”，汇流电源线的GND电位为“0.0V”。此外，这时，加在基准电压施加单元121上的基准电压(Vcc/2)成为“2.5V”。
这时，为了在分压电路120中使“30μA”的基准侧电流Ir流动的电阻值如下式(12)所示为“60kΩ”。
R4+R6＝(2.5V-0.65V)÷30μA＝60kΩ(12)这里，为了将反相器单元110的输出信号的振幅电平设定在“50mV”上，将第3电阻元件R4的电压设定在“50mV”。这时，第3电阻元件R4的电阻值如下式(13)所示约为“2kΩ”。此外，以后对该值进行微调整。进一步，根据式(12)，第4电阻元件R6的电阻值成为“58kΩ”，但是选定标称值为“60kΩ”。
R4＝50mV÷30μA≈2kΩ(13)图14是表示汇流电源线侧的振幅设定电路202的主要选通点的温度特性的模式图。如图14所示，从低温时向高温时，VOUT2的电位下降，VOUT4的电位上升。此外，VOUT2的温度特性的斜率比VOUT4的温度特性的斜率小。又，VOUT2偏向Vcc/2电位附近。因此，通过使Q4VBE的温度变化比Q6VBE和Q10VBE的温度变化小，能够除去VOUT3的温度变化量。
这里，根据表示温度变化ΔT时的各选通点的电位的图15，详细述说VOUT3的温度变化量的除去。
在温度T1时，将VOUT4称为V2，将Q6VBE和Q10VBE称为VBE1，将Q4VBE称为VBE2。这时，V2由式(14)表示，VOUT3由式(15)表示。
V2＝(Vcc/2-VBE1)×((R6÷(R4+R6)) (14)VOUT3＝V2+VBE2＝(Vcc/2-VBE1)×((R6÷(R4+R6))+VBE2 (15)
在温度T2(＝T1+ΔT)时，将VOUT4称为V2′，将Q6VBE和Q10VBE称为VBE1′，将Q4VBE称为VBE2′。这时，VOUT3′由式(16)表示，VOUT3′＝(Vcc/2-VBE1′)×((R6÷(R4+R6))+VBE2′(16)这里，当VOUT3和VOUT3′相等时，能够除去VOUT3的温度变化量。因此，根据式(15)和式(16)，只要下式(17)成立即可。
((R6÷(R4+R6))×ΔVBE1-ΔVBE2＝0(17)式中ΔVBE1＝VBE1-VBE1′ΔVBE2＝VBE2-VBE2′进一步，将式(17)变形到式(18)。即，通过根据式(18)设定第3电阻元件R4的电阻值，能够除去VOUT3的温度变化量。
R4＝R6×(ΔVBE1-ΔVBE2)÷ΔVBE2(18)这里，从图18所示的曲线，当发射极电流为“15μA”时，晶体管的VBE的每1℃的温度变化为“1.85mV/℃”，当发射极电流为“50μA”时，晶体管的VBE的每1℃的温度变化为“1.75mV/℃”。因此，当将这些数值代入式(18)时，如式(19)所示，求得第3电阻元件R4的电阻值约为“3.5kΩ”。
R4＝60kΩ×(1.85mV-1.75mV)÷1.75mV≈3.5kΩ (19)因此，作为第3电阻元件R4的电阻值，将假定的“2kΩ”变更到“3.5kΩ”。图16是表示当这样地设定电路常数时，振幅设定电路202的主要信号的仿真波形图。图16(a)是表示反相器单元110的输出信号VOUT1的仿真波形图，图16(b)是表示在作为振幅设定电路202的主要选通点的各个VOUT2、VOUT3、VOUT4中，将温度分别设定为“-50℃”、“25℃”、“150℃”时的仿真波形图。如图16(b)所示，能够除去VOUT3的温度变化量，如图16(a)所示，也能够除去反相器单元110的输出信号VOUT1的温度变化量。
以上，虽然说明了本实施方式，但是上述实施例只是用于容易理解本发明，而不是用于限定解释本发明。在不脱离本发明宗旨的情况下，可以变更/改良本发明，并且本发明也包含它的等价物。
权利要求
1.一种振幅设定电路，设定与输入信号相应的输出信号的振幅电平，包括反相器单元，通过在源流电源线和汇流电源线之间串联连接相互互补地导通的第1导电型晶体管(M1)和第2导电型晶体管(M2)而构成，输出将所述输入信号的逻辑电平反相后的所述输出信号；第1驱动晶体管(Q1)，设置在所述源流电源线和所述第1导电型晶体管(M1)之间，驱动所述第1导电型晶体管(M1)；第2驱动晶体管(Q4)，设置在所述第2导电型晶体管(M2)和所述汇流电源线之间，驱动所述第2导电型晶体管(M2)；第1二极管连接晶体管(Q5)，设置在所述源流电源线和所述汇流电源线之间，将与要设定的所述输出信号的振幅电平相应的顺方向电压施加到所述第1驱动晶体管(Q1)的控制电极；和第2二极管连接晶体管(Q6)，设置在所述源流电源线和所述汇流电源线之间，将与要设定的所述输出信号的振幅电平相应的顺方向电压施加到所述第2驱动晶体管(Q4)的控制电极；将在所述第1二极管连接晶体管(Q5)中流动的电流和在所述第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流设定成预定关系，除去所述第1驱动晶体管(Q1)和所述第1导电型晶体管(M1)之第1连接部位的电位的温度变化量；并且将在所述第2二极管连接晶体管(Q6)中流动的电流和在所述第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流设定成预定关系，除去所述第2导电型晶体管(M2)和所述第2驱动晶体管(Q4)之第2连接部位的电位的温度变化量。
2.一种振幅设定电路，设定与输入信号相应的输出信号的振幅电平，包括反相器单元，通过在源流电源线和汇流电源线之间串联连接相互互补地导通的第1导电型晶体管(M1)和第2导电型晶体管(M2)而构成，输出将所述输入信号的逻辑电平反相后的所述输出信号；第1驱动晶体管(Q1)，设置在所述源流电源线和所述第1导电型晶体管(M1)之间，驱动所述第1导电型晶体管(M1)；第2驱动晶体管(Q4)，设置在所述第2导电型晶体管(M2)和所述汇流电源线之间，驱动所述第2导电型晶体管(M2)；分压电路，通过在所述源流电源线和所述汇流电源线之间串联连接第1电阻元件(R1)、第1二极管连接晶体管(Q5)、第2电阻元件(R3)、第3电阻元件(R4)、第2二极管连接晶体管(Q6)、第4电阻元件(R6)而构成，将所述第1二极管连接晶体管(Q5)的控制电极的电位施加到所述第1驱动晶体管(Q1)的控制电极，并且将所述第2二极管连接晶体管(Q6)的控制电极的电位施加到所述第2驱动晶体管(Q4)的控制电极；第5电阻元件(R5)，设置在所述第1驱动晶体管(Q1)和所述第1导电型晶体管(M1)的第1连接部位与所述汇流电源线之间，用于调整在所述第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流；和第6电阻元件(R2)，设置在所述源流电源线与所述第2导电型晶体管(M2)和所述第2驱动晶体管(Q4)的第2连接部位之间，用于调整在所述第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流；将在所述第1二极管连接晶体管(Q5)中流动的电流和在所述第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流设定成预定关系，除去所述第1连接部位的电位的温度变化量；并且将在所述第2二极管连接晶体管(Q6)中流动的电流和在所述第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流设定成预定关系，除去所述第2连接部位的电位的温度变化量。
3.根据权利要求2所述的振幅设定电路，其特征在于，在所述第1电阻元件(R1)和所述第2电阻元件(R3)之间串联连接两个所述第1二极管连接晶体管(Q5)，并且在所述第3电阻元件(R4)和所述第4电阻元件(R6)之间串联连接两个所述第2二极管连接晶体管(Q6)；使所述两个第1二极管连接晶体管(Q5、Q2)与所述第1驱动晶体管(Q1)为同一类型，并且使所述两个第2二极管连接晶体管(Q6、Q3)与所述第2驱动晶体管(Q4)为同一类型；令所述两个第1二极管连接晶体管(Q5、Q2)的连接部位的电位为所述源流电源线和所述汇流电源线的电位差的四分之三，并且令所述两个第2二极管连接晶体管(Q6、Q3)的连接部位的电位为所述源流电源线和所述汇流电源线的电位差的四分之一；通过将在所述第1二极管连接晶体管(Q5)中流动的电流设定成与在所述第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流相等，除去所述第1连接部位的电位的温度变化量；并且通过将在所述第2二极管连接晶体管(Q6)中流动的电流设定成与在所述第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流相等，除去所述第2连接部位的电位的温度变化量。
4.根据权利要求3所述的振幅设定电路，其特征在于，设定所述两个第1二极管连接晶体管(Q5、Q2)的连接部位的电位使其偏离所述四分之三，并且设定所述两个第2二极管连接晶体管(Q6、Q3)的连接部位的电位使其偏离所述四分之一；通过将在所述第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流设定成比在所述第1二极管连接晶体管(Q5)中流动的电流要小，除去因设定偏离所述四分之三而生成的所述第1连接部位的电位的温度变化量；通过将在所述第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流设定成比在所述第2二极管连接晶体管(Q6)中流动的电流要小，除去因设定偏离所述四分之一而生成的所述第2连接部位的电位的温度变化量。
5.根据权利要求4所述的振幅设定电路，其特征在于，通过并联连接多个所述第1驱动晶体管(Q1)，将在所述第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流设定成比在所述第1二极管连接晶体管(Q5)中流动的电流要小，通过并联连接多个所述第2驱动晶体管(Q4)，将在所述第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流设定成比在所述第2二极管连接晶体管(Q6)中流动的电流要小。
6.根据权利要求4所述的振幅设定电路，其特征在于，通过增大所述第1驱动晶体管(Q1)的电极面积，将在所述第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流设定成比在所述第1二极管连接晶体管(Q5)中流动的电流要小；通过增大所述第2驱动晶体管(Q4)的电极面积，将在所述第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流设定成比在所述第2二极管连接晶体管(Q6)中流动的电流要小。
7.根据权利要求2所述的振幅设定电路，其特征在于，使所述第1二极管连接晶体管(Q5)与所述第1驱动晶体管(Q1)为同一类型，并且使所述第2二极管连接晶体管(Q6)与所述第2驱动晶体管(Q4)为同一类型；将所述第1二极管连接晶体管(Q5)与所述第2电阻元件(R3)的连接部位的电位设定成偏离所述源流电源线和所述汇流电源线的电位差的二分之一，并且将所述第3电阻元件(R4)和所述第2二极管连接晶体管(Q6)的连接部位的电位设定成偏离所述源流电源线和所述汇流电源线的电位差的二分之一；通过将在所述第1二极管连接晶体管(Q5)中流动的电流设定成比在所述第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流要小，除去因设定偏离所述二分之一而生成的所述第1连接部位的电位的温度变化量；并且通过将在所述第2二极管连接晶体管(Q6)中流动的电流设定成比在所述第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流要小，除去因设定偏离所述二分之一而生成的所述第2连接部位的电位的温度变化量。
8.根据权利要求7所述的振幅设定电路，其特征在于，通过并联连接多个所述第1二极管连接晶体管(Q5)，将在所述第1二极管连接晶体管(Q5)中流动的电流设定成比在所述第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流要小；通过并联连接多个所述第2二极管连接晶体管(Q6)，将在所述第2二极管连接晶体管(Q6)中流动的电流设定成比在所述第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流要小。
9.根据权利要求7所述的振幅设定电路，其特征在于，通过增大所述第1二极管连接晶体管(Q5)的电极面积，将在所述第1二极管连接晶体管(Q5)中流动的电流设定成比在所述第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流要小；通过增大所述第2二极管连接晶体管(Q6)的电极面积，将在所述第2二极管连接晶体管(Q6)中流动的电流设定成比在所述第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流要小。
10.根据权利要求2所述的振幅设定电路，其特征在于，在所述第2和所述第3电阻元件(R3、R4)的连接部位，施加与所述反相器单元的后级连接的预定放大电路的工作电压同一电平的基准电压。
11.根据权利要求2所述的振幅设定电路，其特征在于，令所述第1和所述第2二极管连接晶体管(Q5、Q6)以及所述第1和所述第2驱动晶体管(Q1、Q4)为双极晶体管。
12.根据权利要求2所述的振幅设定电路，其特征在于，设置第1电容元件(C1)，其一方电极与所述汇流电源线连接，另一方电极与所述第6电阻元件(R2)和所述第2驱动晶体管(Q4)的连接部位连接；设置第2电容元件(C2)，其一方电极与所述汇流电源线连接，另一方电极与所述第1驱动晶体管(Q1)和所述第5电阻元件(R5)的连接部位连接。
全文摘要
提供一种振幅设定电路，设定与输入信号相应的输出信号的振幅电平，将在第1二极管连接晶体管(Q5)中流动的电流和在第1驱动晶体管(Q1)中流动的电流设定成预定关系，除去第1驱动晶体管(Q1)和第1导电型晶体管(M1)之第1连接部位的电位的温度变化量；并且将在第2二极管连接晶体管(Q6)中流动的电流和在第2驱动晶体管(Q4)中流动的电流设定成预定关系，除去第2导电型晶体管(M2)和第2驱动晶体管(Q4)之第2连接部位的电位的温度变化量。这样，可以实现设定的振幅电平对温度变化的稳定性。
文档编号H04L27/08GK1822578SQ20061000667
公开日2006年8月23日 申请日期2006年2月9日 优先权日2005年2月16日
发明者铃木裕久, 长谷川和男, 赤间英治 申请人:三洋电机株式会社