专利名称：高通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由电容器和电阻电路构成的高通滤波器。
背景技术：
为了在不同DC电平的电路之间进行连接，通常将耦合电容 器用于DC切割。但是，在较低频率的音频带(20Hz 20kHz)等中， 耦合电容器的电容值变得非常大。因此，难以在半导体集成电 路中安装这种耦合电容器，而使用外置的电容器。
专利文献l:日本特开平7-321560号公报
发明内容
发明要解决的问题
在半导体集成电路中，存在最好尽量减少外置部件的要 求。另外，在构成截止频率较低的高通滤波器的情况下，需要 使电容器的容量或电阻的电阻值增大。
用于解决问题的方案
本发明的特征在于，包括电容器，其一端接收输入信号， 从另一端侧输出输出信号；以及电阻电路，其连接到该电容器 的另一端侧，在电容器与电源之间作为电阻而发挥功能，上述 电阻电路包括PNP晶体管，其基极被连接到上述电容器的另 一端；NPN晶体管，其基极被连接到上述电容器的另 一端；以 及差动放大器，其分别对这些PNP晶体管和NPN晶体管提供互 补的电流，对上述差动放大器负反馈上述电容器的另 一端侧的 信号。
另外，优选为上述差动放大器具有一对差动晶体管，并且具有 一对电流反射镜输入侧晶体管，使流过该 一对差动晶体管 的电流分别流过该一对电流反射镜输入侧晶体管，设置一对电 流反射镜输出侧晶体管，该 一对电流反射镜输出侧晶体管电流 反射镜连"l妻到该 一对电流反射镇:输入侧晶体管，将流过该电流
反射镜输出侧晶体管的电流分别提供给上述PNP晶体管与NPN
晶体管。
另外，优选为上述差动放大器具有提供该动作电流的恒定 电流源，并对该恒定电流源进4亍力永冲驱动。 发明的效果
由此，根据本发明，PNP晶体管与NPN晶体管的基极电流 的差分成为输出，因此能够作为电阻值较大的电阻电路而进行 动作。
图1是表示实施方式的结构的图。 附图标记说明
D1 D4: 二极管；Ml、 M2: MOS晶体管；Trl Trll:晶体管。
具体实施例方式
下面，根据
本发明的实施方式。
输入声音信号被输入到耦合电容器C1的一端，该耦合电容 器Cl的另 一 端被连接到差动放大器1的 一 侧的N型MOS晶体管 Ml的栅极。另一方面，对差动放大器l的另 一侧的N型MOS晶 体管M2的栅极提供基准电压Vref。 M0S晶体管M1的源极被连 接到NPN晶体管Tr3 0的基极，MOS晶体管M2的源极被连接到 NPN晶体管Tr31的基极。另外，晶体管Tr30、 Tr31的发射极被共用连接，并在此连接有恒定电流源。因此，该放大器l的晶体
管Tr30、 Tr31的电流根据输入信号而发生变化，并从这些晶体 管Tr30或者Tr31的集电极侧得到输出。因此，输入声音信号通 过差动放大器l被放大并输出。此外，差动放大器l为通常的放 大器的结构，省略详细情况。
耦合电容器C1的另一端通过电阻R连接有PNP晶体管Trl 的基极和NPN晶体管Tr2的基极。晶体管Trl的集电极接地，发 射极连接到PNP晶体管Tr8的集电极。该晶体管Tr8的发射极通 过二极管D1连接到电源。
另外，晶体管Tr2的集电极连接到电源，在发射极上连接有 NPN晶体管Trll的集电极，该晶体管Trll的发射极接地。在晶 体管Tr 11的基极上连接有N PN晶体管Tr 10的基极，该晶体管 TrlO的发射极接地，集电极基极之间短路。因此，晶体管TrlO 与Trll构成电流反射镜。
在晶体管TrlO的集电极上连接有PNP晶体管Tr9的集电极， 该晶体管T r 9的发射极通过二极管D 2连接到电源。
在晶体管T r 8的基极上连接有P N P晶体管T r 4的基极。该晶 体管Tr4的发射极通过二极管D3连接到电源，基极集电极之间 短路。因此，晶体管Tr4与Tr8构成电流反射镜。另外，在晶体 管Tr9的基极上连接有PNP晶体管Tr5的基极。该晶体管Tr5的发 射极通过二极管D4连接到电源，基极集电极之间短路。因此， 晶体管Tr5与Tr9构成电流反射镜。
在晶体管Tr4的集电极上连接有NPN晶体管Tr6的集电极， 在晶体管Tr5的集电极上连接有NPN晶体管Tr7的集电极，晶体 管Tr4和Tr5的集电极之间通过电容器C2进行连接。另外，晶体 管Tr6、 Tr7的发射极被共用连接，并在此连接有NPN晶体管Tr3 的集电极。晶体管Tr3的发射极通过恒定电流电路CC1而接地。因此，晶体管Tr6、 Tr7、 Tr4、 Tr5 、电容器C2、 二极管D3、 D4构成差动放大器2。
然后，对晶体管Tr6的基极提供与上述基准电压相同的基准 电压，电容器C1的另 一端通过緩冲放大器Amp输入晶体管Tr7 的基极。由此，对晶体管Tr7的基极负反馈晶体管Trl的基极电 流。另外，对晶体管Tr3的基极输入规定的脉冲信号。
在这种电路中，当对晶体管Tr7的基极输入音频信号时，晶 体管Tr6、 Tr7进行差动动作，由此得到与晶体管Tr4、 Tr5对应 的差动输出电 流o
与流入晶体管Tr5的电流相同的电流流入晶体管Tr9 、晶体 管TrlO、晶体管Trll,该电流也流入晶体管Tr2。另一方面，与 流入晶体管Tr4的电流相同的电流流入晶体管Tr8 ，该电流流入 晶体管Trl。
在此，晶体管Trl是PNP晶体管，晶体管Tr2是NPN晶体管， 两者的基极被共用连接。当设为在晶体管Tr6与Tr5中流过相同 的电流Ic时，在晶体管Trl、 Tr2中也流过相同的电流Ic。在这种 情况下，在晶体管Trl中从发射极流入基极的基极电流Ic/(3成为 从晶体管Tr2的基极流入发射极的基极电流Ic/(3。即，输出被负 反馈的差动放大器2的输出与流入晶体管Tr6 、 Tr7的电流Ic相比 变为l/p，变的非常小。在此，p是晶体管Trl、 Tr2的放大率， 例如为100左右。这样，差动放大器2进行动作，使得作为晶体 管Tr7的基极电压的A点电压成为对晶体管Tr6的基极提供的 Vref,输出电流变为1/(3。包含差动放大器2的放大器的gm变得 非常小，其中，该差动放大器2也连接到作为电容器C1的另一 端的A点。然后，该放大器作为电阻值为1/gm的电阻电路而发 挥功能，因此成为在A点上连接了较大的电阻的情况。此外，A 点的电位也受M0S晶体管M1的栅极容量的影响，因此需要对此进行考虑，在整体上使A点变为高阻抗。因此，即使电容器C1 的容量比较小，也能够构成截止频率较低的高通滤波器。此外，
截止频率fc通过fc爿/2兀RC来决定。
并且，在本实施方式中，对晶体管T r 3的基极输入脉冲信号， 对差动放大器2进行接通切断。因此，实际上可以使流入差动放 大器2的电流非常小。例如，如果该脉冲信号的占空比为1%， 则可以将电流i殳为1/100。
在此，如果设流入恒定电流电路CC1的电流为Il:20jiA,则 流入晶体管Tr6、 Tr7的电流为该电流的l/2即变为10iiA。当将其 除以卩=100时，晶体管Trl、 Tr2的基极电流变为100nA左右。然 后，如果设Tr6、 Tr7的基极电压的变化(输入信号的变化幅度) 为1V左右，则是相对于lV而流过100nA的电流的电路，其电阻 值变为10MQ。并且，如果将输入晶体管Tr3的脉沖信号的占空 比设为10%左右，则该电阻电路的电阻值变为100MQ,如果电 容器Cl的容量是100pF,则该滤波器的截止频率变为16Hz左右。
此外，差动放大器2的动作变为脉冲式，但是，在其负反 馈电路上存在緩冲放大器Amp，因此负反馈不存在问题。另外， 緩沖放大器Amp的输入端的晶体管优选MOS晶体管。由此，在 此不产生基极电流，可排除对晶体管Trl的基极电流的影响。
并且，在本实施方式中，在来自电源的电流^^径上配置有 二极管D1 D4。 二极管产生大致恒定的电压降，因此，在低电 流中，电压降较大而成为大电阻。因此，可以将在二极管、晶 体管以及电容器C 2中的时间常数设为较大，能够增大电阻电路 的电阻值。
权利要求
1.一种高通滤波器，其特征在于，包括电容器，其一端接收输入信号，从另一端侧输出输出信号；以及电阻电路，其连接到该电容器的另一端侧，在电容器与电源之间作为电阻而发挥功能，上述电阻电路包括PNP晶体管，其基极被连接到上述电容器的另一端；NPN晶体管，其基极被连接到上述电容器的另一端；以及差动放大器，其分别对这些PNP晶体管和NPN晶体管提供互补的电流，对上述差动放大器负反馈上述电容器的另一端侧的信号。
2. 根据权利要求l所述的高通滤波器，其特征在于， 上述差动放大器具有一对差动晶体管，并且具有一对电流反射镜输入侧晶体管，流过该一对差动晶体管的电流分别流过 该一对电流反射镜输入侧晶体管，设置有 一对电流反射镜输出侧晶体管，其电流反射镜连接 到该一对电流反射镜输入侧晶体管，将流过该电流反射镜输出 侧晶体管的电流分别提供给上述PNP晶体管与NPN晶体管。
3. 根据权利要求1或2所述的高通滤波器，其特征在于， 上述差动放大器具有提供该动作电流的恒定电流源，并对该恒定电流源进行脉沖驱动。
全文摘要
本发明提供一种高通滤波器，减小电容器的容量而实现截止频率较低的滤波器。电容器(C1)的一端接收输入信号，从另一端侧输出输出信号。设置有电阻电路，该电阻电路连接到该电容器(C1)的另一端侧，在电容器与电源之间作为电阻而发挥功能。该电阻电路包括PNP晶体管(Tr1)，其基极被连接到上述电容器的另一端；NPN晶体管(Tr2)，其基极被连接到上述电容器的另一端。并且，差动放大器(2)分别对这些PNP晶体管以及NPN晶体管提供互补的电流。另外，对上述差动放大器负反馈上述电容器的另一端侧的信号。
文档编号H03H11/12GK101409538SQ20081014674
公开日2009年4月15日 申请日期2008年8月27日 优先权日2007年8月27日
发明者今泉英雄, 盐田智基 申请人:三洋电机株式会社;三洋半导体株式会社